从大豆异黄酮苷元混合物中分离染料木素的方法技术

本发明专利技术公开了一种从大豆异黄酮苷元混合物中分离染料木素的方法，该方法以离子液体或由离子液体与其他极性溶剂组成的二元混合溶剂为萃取剂，采用分馏萃取法高效地从含有大豆黄素、染料木素和黄豆黄素的大豆异黄酮苷元混合物中分离染料木素。该方法具有分离效率高、溶剂消耗少、生产成本低、安全环保等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及染料木素的分离方法，属于化学工程
，具体涉及一种。
技术介绍
大豆异黄酮苷元混合物包括大豆苷元(Daidzein)、染料木素(Genistein)和黄豆黄素(Glycitein)，其中活性功能最高的一种为染料木素。染料木素结构与雌二醇类似，能够与雌激素受体结合，发挥雌激素作用，此外还具有防治骨质疏松症、抗肿瘤、降血脂、抗氧化、体外抗肝纤维化等作用。国内外已批准多种主含染料木素的异黄酮产品作为食品用于人群。目前染料木素的获取方法主要有三种第一种方法是从仅含有染料木素不含大豆苷元和黄豆黄素的植物中直接提取。 公开号为CN1465571A的中国专利中公开了一种以槐角为原料，经过粉碎、醇提、浓缩、水沉、回流、抽滤、加热回流水解、结晶、真空干燥等步骤提取纯化染料木素的方法；公开号为 CN101497594A的中国专利申请中公开了一种以木豆根茎为原料，通过勻浆诱导、酶和酸诱导、溶剂提取、超声波振荡絮凝、负压空气化混悬液固萃取、大孔吸附树脂富集、正相硅胶中压柱层析分离、低温析品和重结晶，得到染料木素单体的方法。然而植物中染料木素含量较低，从植物中直接提取染料木素工艺复杂，需要消耗大量有机溶剂，成本高，提取过程中染料木素损失较多。同时这种方法受原料限制，仅适用于槐角等仅含染料木素、不含有大豆苷元和黄豆黄素的植物。如果原料是大豆，由于大豆中同时含有大豆苷元、染料木素和黄豆黄素三种异黄酮苷元，采用直接提取法无法得到高含量的染料木素。第二种方法是微生物发酵。美国专利US55M519中公开了用大豆培养基、红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)发酵，产生的染料木素用乙酸乙酯等疏水性有机溶剂在碱性条件下萃取获得的方法。公开号为CN1940081A的中国专利申请中也公开了一种从海洋碳样小单孢菌Micromonospora sp. FIM02-635的发酵产物中分离纯化染料木素的方法。但微生物发酵的方法发酵周期长，容易造成杂菌污染，长期连续发酵微生物容易发生变异，而且对仪器、设备等要求较高，得到的染料木素难以提纯，不宜大规模推广。第三种方法是从大豆异黄酮苷元混合物中分离染料木素。大豆异黄酮苷元混合物主要有大豆苷元、染料木素和黄豆黄素三种成分，染料木素的含量较高。但是从大豆异黄酮苷元混合物中分离纯化染料木素的方法因三种苷元结构相近，分离比较困难，目前主要以色谱法为主。穆青等(天然产物研究与开发，2006，18 (suppl) :118-121)用硅胶柱色谱法从含有三种大豆异黄酮苷元混合物的混合物中得到纯度95%的染料木素。但硅胶色谱法存在处理量小、溶剂消耗大、吸附剂重复使用困难、生产成本高、难以工业化等不足。
技术实现思路
萃取分离作为一种低成本、易于工业化的分离技术，其核心在于萃取剂的选择。现有的从大豆异黄酮苷元混合物中分离染料木素的技术中，之所以没有合适的萃取分离方法，原因在于大豆异黄酮苷元混合物中的三种主要苷元结构相近，仅在母核C-5、C-6取代基上有微小差异，如染料木素C-5上取代基为羟基，黄豆黄素C-6上取代基为甲氧基。传统的有机溶剂难以具备对大豆异黄酮苷元同系物的选择性萃取能力。离子液体是一类新型的绿色溶剂。与传统溶剂相比，离子液体具有以下一些独特性质⑴几乎没有蒸汽压，不挥发、不可燃，因而有助于工艺安全，环保；⑵热稳定性和化学稳定性良好；(3)结构和功能可调，可通过设计离子液体的阴、阳离子部分以达到某种特定的功能特性；(4)具备多种分子间相互作用方式，可兼具η-η、偶极、氢键等多种分子作用并易于调节。本专利技术发现离子液体这一新型分离介质，由于具有多重分子间作用力且性质可控，特别是离子液体的氢键碱性可以进行精确调控，以用于识别大豆异黄酮苷元同系物结构和性质上的微小变化，对大豆异黄酮苷元同系物具有很高的分离选择性，可用于大豆异黄酮苷元同系物中染料木素的萃取分离。因此，本专利技术提供了一种，该方法以离子液体或由离子液体与极性溶剂组成的混合溶剂为萃取剂，通过多级分馏萃取，分离得到染料木素。一种，包括以下步骤以大豆异黄酮苷元混合物为原料，与中等极性溶剂、弱极性溶剂或由两种弱极性溶剂组成的二元混合溶剂中的一种配成原料液，以亲水性离子液体或由亲水性离子液体与极性溶剂组成的二元体系为萃取剂，以与原料液中溶剂相同的溶剂为洗涤剂，进行分馏萃取，得到萃取液，通过反萃取和真空浓缩得到染料木素。或者，以大豆异黄酮苷元混合物为原料，与中等极性溶剂、碱水、水或由水与除水外的其他极性溶剂组成的二元混合溶剂中的一种配成原料液，以疏水性离子液体为萃取剂，以与原料液中溶剂相同的溶剂为洗涤剂，进行分馏萃取，得到萃取液，通过反萃取和真空浓缩得到染料木素。所述的大豆异黄酮苷元混合物主要由大豆苷元(即大豆黄素)、染料木素和黄豆黄素组成，可采用常用的市售产品大豆异黄酮粗品经重结晶和酸水解结晶后得到，例如可选用九三油脂厂提供的大豆异黄酮粗品，该粗品的主要成分为大豆异黄酮糖苷形式，经过重结晶和酸水解结晶后得到大豆异黄酮苷元混合物，一般将市购的大豆异黄酮粗品(黑龙江九三油脂公司生产)，经过75%的乙醇水溶液重结晶两次以上后，水洗抽滤，真空干燥后得到含有大豆异黄酮糖苷的粗产品，再将得到的含有大豆异黄酮糖苷的粗产品以lmol/L 硫酸为催化剂，以体积百分浓度为75%的乙醇水溶液为溶剂进行水解，将水解反应产物溶液经过过滤得到含有大豆异黄酮苷元的混合物，水洗至中性，以体积百分浓度为75%的乙醇水溶液或者正丁醇进行结晶与重结晶，真空干燥后得到含有大豆异黄酮苷元的固体混合物，即原料大豆异黄酮苷元混合物。为了使分离得到的染料木素的量不至于过少，优选原料中大豆黄素、染料木素和黄豆黄素的总含量> 10% (重量百分比)，进一步优选为原料中大豆黄素、染料木素和黄豆黄素的总含量彡40% (重量百分比)。根据不同萃取体系处理量的不同，原料液中大豆苷元、染料木素和黄豆黄素的总浓度优选为0. 1克/升 20克/升。若原料液中大豆苷元、染料木素和黄豆黄素的含量过高，既可能超出萃取体系的溶解能力，又降低分离效率。所述的离子液体由阳离子M+和阴离子N—两部分组成，其中阳离子M+为具有取代基的咪唑阳离子、具有取代基的吡啶阳离子、具有取代基的胺类阳离子或具有取代基的吡咯啉阳离子中的一种；阳离子M+上的取代基包括烷烃基、烯烃基或芳烃基等有机基团，取代数目可以为单取代或者二取代、三取代等多取代类型，多取代时不同位点上的取代基可以相同也可以不同。根据阳离子M+及其取代基的不同，疏水性离子液体的阴离子N—可选用六氟磷酸根、四氟硼酸根、双(三氟甲烷磺酰)亚胺根或九氟丁基磺酸根中的一种，亲水性离子液体的阴离子N—可选用氯离子、溴离子、碘离子、氢氧根、四氟硼酸根、三氟甲磺酸根、三氟乙酸根或氨基酸根中的一种。当离子液体的阴离子N—选用四氟硼酸根时，如果离子液体的阳离子M+上的取代基的碳链较长，则离子液体显示出疏水性，如果离子液体的阳离子M+上的取代基的碳链较短， 则离子液体显示出亲水性。本专利技术选用的离子液体具有氢键碱性，可识别大豆异黄酮苷元同系物弱酸的微小差别，实现染料木素的选择性萃取分离。为了提高染料木素的选择性萃取分离效果，所述的离子液体进一步优选由阳离子 M+为具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从大豆异黄酮苷元混合物中分离染料木素的方法，其特征在于，包括以下步骤：　　以大豆异黄酮苷元混合物为原料，与中等极性溶剂、弱极性溶剂或由两种弱极性溶剂组成的二元混合溶剂中的一种配成原料液，以亲水性离子液体或由亲水性离子液体与极性溶剂组成的二元体系为萃取剂，以与原料液中溶剂相同的溶剂为洗涤剂，进行分馏萃取，得到萃取液，通过反萃取和真空浓缩得到染料木素；　　或者，以大豆异黄酮苷元混合物为原料，与中等极性溶剂、碱水、水或由水与除水外的其他极性溶剂组成的二元混合溶剂中的一种配成原料液，以疏水性离子液体为萃取剂，以与原料液中溶剂相同的溶剂为洗涤剂，进行分馏萃取，得到萃取液，通过反萃取和真空浓缩得到染料木素。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：任其龙，曹义风，邢华斌，杨启炜，杨亦文，苏宝根，苏云，王雯，郭斐，张芮菡，倪晓蕾，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]