用于转化植物材料中的叶黄素的方法技术

本发明专利技术涉及在植物的生物材料中在原位将非游离型叶黄素转化成游离叶黄素的方法。更具体地说，本方法涉及通过在植物材料中对酰基叶黄素转酯化而释放叶黄素的方法。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在植物的生物材料中在原位将非游离型叶黄素转化成游离叶黄素的方法。更具体地说，本方法涉及通过在植物材料中对酰基叶黄素转酯化而释放叶黄素的方法。动物饲料工业和食品工业以及药物工业均已经表现出对叶黄素的极大关注。家禽工业受到添加叶黄素以增加蛋黄色的益处。药物公司已经发现叶黄素可用于某些肿瘤的治疗并作为抗氧化剂。食品工业已经发现消费者正在寻找天然出现的食品着色剂。胭脂树橙、藏花和辣椒粉是传统上用于食品着色的几种天然类胡萝卜素。在诸如绿色植物这样的可食用植物和诸如嫩茎花椰菜、绿豆和豌豆以及包子甘蓝、甘蓝、羽衣甘蓝、菠菜、猕猴桃和蜜露这样的果实中显著的红和黄着色以及叶黄素的天然发生已经产生了包括用于动物饲料的色素添加剂在内的许多用途。在某些植物中，叶黄素是游离的非酯化形式。然而，绿色植物的大量叶绿素使得难以浓缩和提取叶黄素。大量叶黄素还存在于诸如芒果、桃子、洋李、冬南瓜和橙子这样的着黄色的果实中。它们几乎不含叶绿素，而叶黄素通常与诸如肉豆蔻酸、月桂酸和棕榈酸这样的脂肪酸的酯化形式存在。令人遗憾的是，为了在饲料添加剂中被代谢掉，叶黄素酯必须转化成游离的叶黄素。然后游离的叶黄素可以被身体代谢掉。各种植物材料含有叶黄素；所需的叶黄素推动对所用物质的选择。例如，众所周知使用万寿菊属(marigold)的花瓣，万寿菊(Tageteserecta)用于提取黄体素叶黄素。可以方便地栽培万寿菊属并已经将其用作家禽的色素来源。黄体素出现在万寿菊属中，以通常作为有色粒中二酯类的长脂肪酸酯类的形式与棕榈酸和肉豆蔻酸二酰化。动物饲料工业已经采用了两种不同的手段为动物饲料提供叶黄素、特别是为家禽饲料提供黄体素。该工业已经使用了干燥的万寿菊属粉作为饲料添加剂，从而产生了几乎不可利用的酰化形式的黄体素。这种叶黄素的形式需要更多地消耗万寿菊属粉以便得到所需的色素。另一方面，该工业已经使用了从植物材料和形成的含油树脂中开始提取叶黄素的许多方法。该工业随后进一步加工含油树脂以便通过大量不同的方法将来自酰化形式的叶黄素转化成游离形式，所述的方法包括对加工的辣椒粉的某些含油树脂进行转酯化，不过对于黄体素来说，加工方法主要通过皂化。转化的含油树脂几乎不需动物消耗就可得到所需的叶黄素。然而，含油树脂的形成及其通过皂化的加工对饲料产品来说既耗时又要增加劳动力成本。皂化是将脂肪酸通过用碱处理它而转化成皂的过程。皂化值是皂化1克酯所需的氢氧化钾的毫克数。在皂化后，这项工业通常使用溶剂使黄体素从含油树脂中结晶。这使得叶黄素更加纯净且使消耗黄体素的生物体可以得到它，不过，它已经使为饲料混合物提供叶黄素的加工过程增加了时间和劳动力。下列专利中的某些记载了从含油树脂中回收各种诸如叶黄素这样的化合物的方法。美国专利5,602,286中描述了从玉米谷蛋白中回收叶黄素的方法。该专利描述的方法包括下列步骤加入乙醇作为提取步骤；过滤；然后反萃取而形成粗品叶黄素；接着使用乙醇、KOH作为皂化步骤；洗涤并过滤；纯化成精制的叶黄素。3件日本参考文献也表明了类似含油树脂提取方法的应用。1982年日本专利82,133,160记载了在水或醇混合物中使用用KOH、NaOH、CaCO3处理且然后用诸如HCl、H2SO4、H3PO4、HOAc、乳酸和柑桔酸这样的酸处理的红辣椒粉含油树脂进行红辣椒色素的产生。用诸如MeOH、EtOH、PrOH和丙酮这样的有机溶剂提取出色素溶液。专利82,180,663(1982)中记载了作为含油树脂提取的食品着色剂辣椒粉。将含油树脂与诸如KOH、NaOH、K2CO3、Na2CO3、和醇钠这样的碱金属化合物以及混合的一种或多种氢氧化物和碳酸盐或诸如Ca(OH)2这样的碱土金属化合物共同加热。将沉淀物用有机溶剂提取并生成无色含油树脂色素。专利83,173,164中记载了在低于50℃的温度和有卤离子、硫酸盐、碳酸氢盐、碳酸盐、磷酸盐和脂族羧酸离子存在的情况下通过用碱处理辣椒粉、然后将其用有机溶剂处理且最终用丙酮提取来制备辣椒粉色素。美国专利5,382,714描述了生产基本上纯的黄体素的方法。在该专利中，原料是万寿菊属花瓣。该花瓣的皂化过程简要地记载在实施例1中的第5行中。对花瓣测试除草剂和杀虫剂且然后使含叶黄素的物质用氢氧化钾水溶液进行皂化。该过程通过在45％食品级氢氧化钾中加热(65-70℃)下连续混合来完成。这将完成98％黄体素转化成不含脂肪酸的形式并且作为黄色油存在。然后将该物质用作饲料或食品添加剂。本专利技术提供了通过经转酯释放叶黄素在原位将叶黄素转化成游离型的方法。因此，本专利技术避免了对形成含油树脂的需求。这种含油树脂的转化需要用有机溶剂从植物材料中提取所述的物质。通常使用己烷。本专利技术通过使原位物质转酯化而原位提供了游离型物质，由此消除了对含油树脂或材料的皂化的需求。本专利技术使万寿菊属粉(marigoldmeal)进行转酯化且然后不需从万寿菊属粉中提取叶黄素而使用它。本专利技术的目的是满足这种需求。本专利技术的另一个目的是提供一种高游离黄体素(lutein)含量的万寿菊属粉。本专利技术的另一个目的是提供一种作为饲料添加剂的万寿菊属粉，当与作为未进行本专利技术处理的饲料添加剂的相同万寿菊属粉比较时，它可为蛋提供附加的色素。本专利技术的另一个附加的目的是提供基本上含有比在释放前的原植物材料中含有的更高百分比的游离型叶黄素的植物材料。概括地说，本专利技术由此包括由天然植物材料制成的改进的植物材料。此植物材料至少含有一些的非游离型叶黄素，包括在原位含有较少量所述非游离型叶黄素和更多的游离型叶黄素的植物材料其中在改进的植物材料中原位的游离型叶黄素已经增加到超过了天然植物材料中的量。本专利技术可以包括许多不同植物材料，包括花和花瓣。特别有用的花是万寿菊(Tagettes erecta)。如果所需的叶黄素是黄体素，那么这种类型的花是有用的。万寿菊属中的天然存在的叶黄素批量是作为非游离型叶黄素，作为脂肪酸酯类存在。本专利技术适于将非游离型的叶黄素转化成游离型叶黄素。当使用万寿菊属花时，经转酯化的这种转化产生非酰化的黄体素。本专利技术可以改进植物材料，使得它含有的游离型叶黄素多于天然植物材料在原位含有的叶黄素至少5％。本专利技术的另一个实施方案是一种改进的动物饲料组合物，它包括维生素和矿物，以及碳水化合物来源，选自大豆、花生、玉米、苜蓿、小麦、大麦，和在原位含有的游离型叶黄素多于在天然植物材料中原位叶黄素的量的改进的植物材料，所述的改进的植物材料由该天然植物材料制成，其中叶黄素对于饲喂该动物饲料的动物来说是更加生物可利用的。这种饲料可以含有是花的改进的植物材料。如果所需的叶黄素是黄体素，那么所述的花是万寿菊属(marigolds)。如果所需的叶黄素是辣椒红，那么可以使用辣椒粉。将这种动物饲料设计成适于家禽的营养需求，其中动物产品诸如蛋和肉可以含有起色素作用的叶黄素。认为本专利技术对鸡特别有用。还可以将某些叶黄素用于其它动物饲料以便对肉和其它动物副产品着色。尤其是当饲喂的叶黄素是黄体素时，家禽饲料的优选特征在于拥有通过从所述游离型叶黄素的消耗而增加色素形成而证明游离型叶黄素生物利用率的动物饲料。本专利技术包括形成游离型叶黄素的产品和方法。因此，概括地说，本专利技术包括由至少含有一些非游离型叶黄素的天然植物材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由至少含有一些非游离型叶黄素的天然植物材料制成的改进的植物材料，包括：在原位含较少的所述非游离型叶黄素和较多的游离型叶黄素的植物材料，其中在改进的植物材料的原位的游离型叶黄素已经增加到超过了天然植物材料中的量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：B萨斯，C亚当斯，
申请(专利权)人：凯敏工业公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]