專利名稱：一步和兩步法超臨界流體萃取胡蘿卜素濃縮物、維生素e濃縮物和其它微量成分濃縮物的制作方法
技術領域：
本發明涉及從包括棕櫚油和其它植物油在內的天然油和脂肪中一步和兩步法超臨界流體萃取(在下文被稱為“SFE”)胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物如角鯊烯濃縮物和植物甾醇濃縮物。
背景技術：
胡蘿卜素是一種天然色素，在植物和動物中其呈鮮艷的橘紅色。胡蘿卜素在如口、咽喉、肺和胃部的癌癥的預防中起重要的作用。一些胡蘿卜素，特別是β-胡蘿卜素，已知具有前維生素A的活性。因此胡蘿卜素被廣泛應用于食品、制藥和營養品。
維生素E如生育酚和生育三烯酚類是天然抗氧化劑，可以保護身體組織免于氧化作用的損害，同時還是一種有效的抗腫瘤劑。生育三烯酚類在棕櫚油的粗提物中占到維生素E的70％到80％，與生育酚相比其在抑制腫瘤細胞的生長方面具有較高的生理活性。維生素E在紅細胞的形成中是重要的。其廣泛存在于小麥胚芽、谷物、堅果、種子、橄欖、菠菜、龍須菜和其它綠色葉類植物以及油類植物如棕櫚、玉米、向日葵、大豆和棉籽。
棕櫚油粗提物富含天然胡蘿卜素，濃度為400-800ppm，按照維生素A當量計算，其是胡蘿卜的15倍，是番茄的300倍。同時已知其也富含生育三烯酚類。因此棕櫚油是一種萃取胡蘿卜素和維生素E的很好的天然來源。
在從棕櫚油中萃取胡蘿卜素方面已經申請了一些專利，包括美國專利No.5,157,132和No.6,072,092，歐洲專利No.0,349,138和英國專利No.2,160,874。其中一些工藝在萃取過程中的一些步驟應用了吸附劑。然而，這些工藝步驟繁瑣并且在萃取的一些步驟中使用了對于回收有害的溶劑。
發明概述本發明克服了現有技術的不足，提供了一種使用超臨界流體萃取方法從包括棕櫚油和其它植物油在內的天然油和脂肪中萃取胡蘿卜素、維生素E和其它微量成分的方法，該方法簡單、有效并且不需要使用有害的溶劑。本發明的超臨界流體萃取方法沒有溶劑殘留，對環境無害。
因此，本發明提供了從天然油和脂肪中一步法超臨界流體萃取胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物如角鯊烯濃縮物和植物甾醇濃縮物，所述一步法超臨界流體萃取包括如下的步驟(a)天然油或脂肪的醇酯化和酯交換，形成脂肪酸烷基酯和胡蘿卜素濃縮物、維生素E和其它微量成分的混合物，和(b)在溫度為28℃-120℃和壓力為6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的條件下，使用超臨界流體如超臨界二氧化碳、超臨界丙烷或超臨界乙烯或超臨界1，1，1，2-四氟乙烷從步驟(a)得到的混合物中超臨界流體萃取所述的微量成分，來生產胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物。
進一步地，本發明同時提供了從天然油或脂肪中兩步法超臨界流體萃取胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物如角鯊烯濃縮物和植物甾醇濃縮物，所述兩步法超臨界流體萃取包括如下的步驟(a)天然油或脂肪的醇酯化和酯交換，形成濃縮的脂肪酸烷基酯、胡蘿卜素、維生素E和其它微量成分的混合物；(b)在溫度為28℃-120℃和壓力為6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的條件下，使用超臨界流體如超臨界二氧化碳、超臨界丙烷、超臨界乙烯或超臨界1，1，1，2-四氟乙烷從步驟(a)得到的混合物中進行第一個超臨界流體萃取過程，萃取全部或部分微量成分，來生產胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和/或其它微量成分濃縮物；(c)在溫度為28℃-120℃和壓力為6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的條件下，使用超臨界流體從步驟(b)得到的級分中進行第二個超臨界流體萃取過程，萃取全部或部分微量成分，從雜質和/或彼此中進一步分離所述的微量成分。
本發明由特定的新的特征和在下面的


中得到充分描述和說明的各特征的組合以及在所附權利要求中特別指出的特征組成，各種細節上的變化均不脫離本發明范圍。

為了便于理解本發明，對附圖及其優選實施方式進行了說明，結合下面的描述，本發明的構成和實施以及本發明的有益效果將得到很好的理解和領會。
圖1是本發明優選的實施方式，表示一步法SFE。
圖2是本發明優選的實施方式，表示二步法SFE。
優選實施方式的詳細描述本發明涉及一步法和兩步法SFE從包括棕櫚油和其它植物油在內的天然油和脂肪中萃取胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物如如角鯊烯濃縮物和植物甾醇濃縮物。在下文，將參照附圖根據優選的實施方式描述SFE法萃取胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和所述微量成分濃縮物。然而，應當理解的是本發明結合附圖對優選實施方式的闡述僅僅是為了便于對本發明的理解，本領域技術人員對此作出的任何改進均不脫離本發明權利要求范圍。
本發明的一步和兩步SFE法均有在SFE法之前制備微量成分濃縮物的步驟。制備濃縮物的一個優選的方法是天然油和脂肪的醇萃取和酯交換，形成脂肪酸烷基脂和胡蘿卜素、維生素E和其它微量成分濃縮物的混合物。酯可以通過任何已知的化學或酶法進行酯化和酯交換過程來制備。酯可以是任一的烷基酯，如，甲基、乙基、異丙基和丁基。
在一步SFE法中，烷基酯和微量成分濃縮物的混合物然后進行超臨界流體萃取，壓力為6-60MPa(60-600bar)，溫度為28℃-120℃，生成富含胡蘿卜素、維生素E和其它微量成分的級分。
在兩步SFE法中，在酯化和酯交換之后，烷基酯和微量成分濃縮物的混合物首先進行超臨界流體萃取，壓力為6-60MPa(60-600bar)，溫度為28℃-120℃，生成富集部分或所有微量成分的級分。上述超臨界流體萃取被稱為第一步SFE。隨后，富集部分或所有微量成分的級分進行另一個超臨界萃取，壓力為6-60MPa(60-600bar)，溫度為28℃-120℃，生成更加富集的部分或所有微量成分的級分。上述流體萃取被稱為第二步SFE，其使微量成分從雜質和/或彼此中得到進一步和更好的分離。
對于一步法和兩步法SFE，包含烷基酯和微量成分濃縮物的混合物可以在SFE開始之前通過任何濃縮方法如真空蒸餾，優選但不限于分子蒸餾，在壓力小于13Pa(100mTorr)和溫度低于220℃的條件下，進行進一步的濃縮，以去除混合物中的酯。然后去除了大部分酯的濃縮物進行一步法SFE或兩步法SFE超臨界流體萃取微量成分。
去除了酯的混合物還可以進一步通過皂化作用進行濃縮，這導致了包含皂化的和不可皂化的物質的混合物。皂化的物質被去除，留下被進一步濃縮了的微量成分的混合物。被濃縮了的混合物然后進行一步法SFE，或進行兩步法SFE的第一階段，來萃取所要的微量成分。
微量成分的濃縮物也可以通過使天然油或脂肪進行皂化來制備(無需前面的酯化和酯交換)以去除可皂化的物質。所得到的濃縮了的包含微量成分的混合物然后進行一步法SFE，或進行兩步法SFE的第一個階段，來萃取所需要的微量成分。
在SFE方法中所使用的超臨界流體優選但不限于超臨界二氧化碳、超臨界丙烷、超臨界乙烯或超臨界1，1，1，2-四氟乙烷。如果使用超臨界二氧化碳，SFE方法可以在溫度為28℃-120℃、壓力為6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的條件下進行。超臨界二氧化碳與原料(起始原料)的重量比為25-3000之間。
胡蘿卜素、微生物E和其它微量成分的產率可以通過如下方式得到提高，加入一種如沙和珠粒的基質，以提高天然油和脂肪中胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物或植物營養成分濃縮物在超臨界流體萃取中的分散作用。進一步，可以使用調節劑如丙酮，低級醇如乙醇、異丙醇和甲醇來提高產率。
用于萃取的天然油和脂肪包括粗提棕櫚油(以下稱為CPO)，粗提棕櫚油酸甘油酯，粗提棕櫚硬脂酸甘油酯，粗提棕櫚油烷基酯，粗提棕櫚油酸甘油酯烷基酯，粗提棕櫚硬脂酸甘油酯烷基酯，棕櫚胡蘿卜素濃縮物，豆油，向日葵籽油，油菜籽油，椰子油，米糠油和其它植物油。
圖1根據本發明優選實施方式描述了一步法SFE。在圖中顯示了從CPO、棕櫚油成品和粗提棕櫚油衍生物如粗提棕櫚油烷基酯中萃取得到不同濃度如30％的植物營養濃縮物(以下稱為PC)和不同濃度如10％的維生素E濃縮物的過程。冷卻二氧化碳氣體至-5℃。高效液相色譜泵以0.5ml/min-20.0ml/min的流速將液化的二氧化碳泵到高壓萃取容器。盛有供給原料的容器置于柱形烤箱中，使得容器外的操作溫度控制在120℃±0.1℃。使用回壓調節器(BPR)使最大操作壓力控制在60MPa(600bar)。在BPR的出口使用鋁箔包裹保護的試管收集萃取物。
圖2描述了兩步法SFE。和圖1中描述的一樣，冷卻二氧化碳氣體至-5℃。高效液相色譜泵以0.5ml/min-20.0ml/min的流速將液化的二氧化碳泵到兩個高壓萃取容器中也就是萃取容器1和萃取容器2。原料放置在萃取容器1中，容器置于柱形烤箱中，使階段1容器外的操作溫度控制在120℃±0.1℃。使用BPR1使階段1的最大壓力控制在60MPa(600bar)。
根據使用的特定的條件(溫度，壓力等)，萃取容器1的萃取物可以通過BPR1的出口轉移至第二個高壓容器即萃取容器2進行第二階段的萃取，不需要的雜質留在萃取容器1中。萃取容器2置于柱形烤箱2中，使階段2容器外的操作溫度控制在120℃±0.1℃。從萃取容器2得到的萃取物即最終產物，在BPR 2的出口由用鋁箔包裹保護的試管進行收集。
在本發明的另一個實施方式中，兩步法SFE中使用的條件使萃取容器1中部分微量成分得到萃取，剩余物從BPR1的出口轉移至萃取容器2進行第二階段的萃取。因此在這第二個兩步法SFE的實施方式中，最終產物的一部分(以特定微量成分萃取物形式存在)是在BPR1的出口收集的，最終產物的其它部分(以另外的微量成分萃取物的形式存在)是在BPR2的出口收集的。
在本發明的兩步法SFE中，無論是在整個兩步法SFE過程中還是所述過程的起始階段，在萃取器1和萃取器2中的超臨界流體萃取可以同時進行。在后一種情況下，可以通過關閉超臨界流體泵和萃取器1的閥門使階段1的萃取停止，使得超臨界流體二氧化物僅僅流入萃取器2。使超臨界流體停止流入萃取器1是必要的，例如，在萃取器1從原料中已經萃取到所有的或幾乎所有的微量成分并且殘留在所述容器中的是不需要的雜質。
在上面段落已經提到的超臨界流體條件下，在兩個容器中同時萃取是本發明的兩步法SFE優選實施方式之一。然而本發明的兩步法SFE的階段1和階段2的萃取也可以是連續進行的而不是同時進行的。
本發明SFE法所得到的PC、維生素E濃縮物、植物甾醇類濃縮物和角鯊烯濃縮物的含量為1-99％。可應用于營養品、制藥、食品和除食品以外的其他應用。
以下是本發明一步和兩步法SFE的實施例，但應當理解的是其不僅僅限于這些實施例。
在所給出的一步法和兩步法SFE的所有實施例中，所用到的原料為微量成分濃縮物的形式。濃縮物可以通過天然油或脂肪的酯化和酯交換，和/或天然油或脂肪的皂化得到。
實施例11g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SEE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為50℃，壓力從16MPa(160bar)4小時，到20MPa(200bar)2小時和30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。列于表1中的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了5.9％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過20％的維生素E。
實施例21g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力從16MPa(160bar)4小時，到20MPa(200bar)2小時和30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定，和使用GC測定總甾醇。列于表2A中的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了10％-18％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量5％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過20％的維生素E。列于在表2B中的結果顯示使用與萃取胡蘿卜素和維生素E相同的條件時所得到的三種類型的植物甾醇成分即菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇。
實施例31g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。 SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為70℃，壓力從16MPa(160bar)4小時，到20MPa(200bar)2小時和30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了27％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量6％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過10％的維生素E。
實施例41g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為80℃，壓力從16MPa(160bar)4小時，到20MPa(200bar)2小時和30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過20％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了8％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量5％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過30％的維生素E。
實施例51g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力從22MPa(220bar)5小時，到30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。列于表5中的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過40％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了3.8％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量3％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過80％的維生素E。
實施例61g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為40℃，壓力從14MPa(140bar)6小時，到30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過10％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了50％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過5.5％的維生素E。
實施例71g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為40℃，壓力從14MPa(140bar)6小時，到30MPa(300bar)3小時和另一個60℃、30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過25％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了13％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過26％的維生素E。
實施例81g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為40℃，壓力從14MPa(140bar)6小時，到30MPa(300bar)3小時和另一個60℃、30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過15％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了25％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量9％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過9％的維生素E。
實施例91g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為40℃，壓力從13MPa(130bar)6小時，到18MPa(180bar)3小時和30MPa(300bar)4小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過20％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了50％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過15％的維生素E。
實施例101g PC置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為28℃-35℃，壓力從8MPa(80bar)6小時，到14MPa(140bar)2小時和30MPa(300bar)2小時。然后，再在60℃、30MPa(300bar)的條件下萃取1小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過15％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了50％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過30％的維生素E。
實施例1120g粗提棕櫚油甲基酯(以下稱為CPOME)置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為40℃，壓力固定在10MPa(100bar)。每隔1小時收集樣品。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定和使用GC進行角鯊烯和甾醇的測定。列于表11A的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過19％，從含有10-20mg胡蘿卜素的原料中回收了19％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量8％-10％，從含有10-20mg維生素E的原料中回收了超過20％的維生素E。列于表11B的結果顯示了使用與萃取胡蘿卜素和維生素E相同條件時所得到的角鯊烯和植物甾醇(菜油甾醇、豆甾醇和β-谷甾醇)。
實施例1220g CPOME置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為40℃，壓力固定在9.5MPa(95bar)6小時，然后壓力升至30MPa(300bar)2小時。每隔1小時收集樣品。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過25％，從含有10-20mg胡蘿卜素的原料中回收了28％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量9％，從含有10-20mg維生素E的原料中回收了超過20％的維生素E。
實施例13
20g CPOME置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力固定在14MPa(140bar)6小時，然后壓力升至30MPa(300bar)2小時。每隔1小時收集樣品。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過50％，從含有10-20mg胡蘿卜素的原料中回收了50％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量8.5％，從含有10-20mg維生素E的原料中回收了超過15％的維生素E。
實施例1420g CPOME置于容積為50cm3的萃取器中，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為50℃，壓力從10MPa(100bar)-13MPa(130bar)7小時，至30MPa(300bar)2小時。每隔1小時收集樣品。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過20％，從含有10-20mg胡蘿卜素的原料中回收了40％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量4％，從含有10-20mg維生素E的原料中回收了超過7％的維生素E。
實施例151g PC置于容積為50cm3的萃取器1，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖2中。所應用的條件是，萃取器1溫度60℃壓力30MPa(300bar)和萃取器2溫度80℃壓力18MPa(180bar)6小時。然后，繞開萃取器1再進行3小時的萃取。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過20％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了超過25％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量7％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過20％的維生素E。
實施例16
1g PC置于容積為50cm3的萃取器1，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖2中。所應用的條件是，萃取器1溫度60℃壓力30MPa(300bar)和萃取器2溫度70℃壓力18MPa(180bar)6小時。然后，萃取器2的壓力升至20MPa(200bar)同時維持萃取器1中的條件不變再進行2小時。繞開萃取器1在溫度70℃壓力30MPa(300bar)的條件下再進行1小時的萃取。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。列于表16中的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了8％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過70％的維生素E。
實施例171g PC置于容積為50cm3的萃取器1，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖2中。所應用的條件是，萃取器1溫度60℃壓力30MPa(300bar)和萃取器2溫度80℃壓力20MPa(200bar)6小時。然后，萃取器2的壓力升至22MPa(220bar)同時維持萃取器1中的條件不變再進行2小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。列于表17中的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了15％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量3％-4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過70％的維生素E。
實施例181g PC置于容積為50cm3的萃取器1，使用超臨界二氧化碳萃取。SFE的設計流程顯示在圖2中。所應用的條件是，萃取器1溫度60℃壓力30MPa(300bar)和萃取器2溫度70℃壓力20MPa(200bar)6小時。然后，萃取器2的壓力升至22MPa(220bar)同時維持萃取器1中的條件不變再進行3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了10％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量2％-3％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過60％的維生素E。
實施例191g PC置于容積為50cm3的萃取器中。原料與12g干凈的沙均勻混合。使用超臨界二氧化碳萃取混合物。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力從16MPa(160bar)2小時到20MPa(200bar)1小時和30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過15％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了40％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量3％-4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過75％的維生素E。
實施例201g PC置于容積為50cm3的萃取器中。原料與20g干凈的沙均勻混合。使用超臨界二氧化碳萃取混合物。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力從16MPa(160bar)2小時到20MPa(200bar)1小時和30MPa(300bar)3小時。超臨界二氧化碳以5ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了10％的胡蘿卜素，同時維生素E可被濃縮至含量3％-4％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了超過80％的維生素E。
實施例211.14g PC置于容積為50cm3的萃取器中。使用超臨界1，1，1，2-四氟乙烷萃取。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力在整個試驗中維持1MPa(10bar)。超臨界流體以8ml/min的速度泵到萃取器。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。收集到的級分使用紫外分光光度計進行總胡蘿卜素的測定，使用HPLC-熒光檢測器進行維生素E的測定。結果顯示胡蘿卜素僅被濃縮至含量2％-3％，從含有60-70mg胡蘿卜素的原料中回收了47％的胡蘿卜素，同時維生素E被濃縮至含量1％-2％，從含有30-40mg維生素E的原料中回收了40％的維生素E。
實施例22使用600ml無水乙醇和100ml 50％氫氧化鉀水溶液以20g連苯三酚作為抗氧化劑對100g CPO進行皂化，混合物回流1小時。植物營養用n-己烷∶水(90∶10，v/v)提取5次，然后用大量的水∶乙醇(90∶10，v/v)洗滌直至完全去除殘留的堿。從植物營養濃縮物中去除溶劑。0.52g的植物營養濃縮物進行SFE。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力從16MPa(160bar)2小時到20MPa(200bar)1小時和30MPa(300bar)4小時。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。列于表22中的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有25-35mg胡蘿卜素的原料中回收了超過20％的胡蘿卜素，同時維生素E被濃縮至含量超過10％，從含有20-30mg維生素E的原料中回收了超過55％的維生素E。
實施例23使用60ml無水乙醇和10ml 50％氫氧化鉀水溶液以2g連苯三酚作為抗氧化劑對9.49g PC進行皂化，混合物回流1小時。植物營養用n-己烷∶水(90∶10，v/v)提取5次，然后用大量的水∶乙醇(90∶10，v/v)洗滌直至完全去除殘留的堿。從植物營養濃縮物中去除溶劑。0.50g的植物營養濃縮物進行SFE。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力從16MPa(160bar)3小時到20MPa(200bar)1小時和30MPa(300bar)6小時。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。列于表23中的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量30％-40％，從含有45-55mg胡蘿卜素的原料中回收了超過35％的胡蘿卜素，同時維生素E被濃縮至含量10-25％，從含有40-50mg維生素E的原料中回收了超過70％的維生素E。
實施例24使用60ml無水乙醇和10ml 50％氫氧化鉀水溶液以2g連苯三酚作為抗氧化劑對9.49g PC進行皂化，混合物回流1小時。植物營養用n-己烷∶水(90∶10，v/v)提取5次，然后用大量的水∶乙醇(90∶10，v/v)洗滌直至完全去除殘留的堿。從植物營養濃縮物中去除溶劑。0.50g的植物營養濃縮物進行SFE。SFE的設計流程顯示在圖1中。所應用的條件是溫度為60℃，壓力從16MPa(160bar)2小時到20MPa(200bar)1小時和30MPa(300bar)4小時。在回壓調節器(BPR)的出口收集萃取物。列于表24中的結果顯示胡蘿卜素可被濃縮至含量超過30％，從含有45-55mg胡蘿卜素的原料中回收了超過30％的胡蘿卜素，同時維生素E被濃縮至含量10-25％，從含有40-50mg維生素E的原料中回收了超過50％的維生素E。
通過上面結合優選實施方式對本發明所作出的詳細描述，和本發明用于例證目的的所公開的細節，本領域技術人員對本發明實施方式和細節所作出的增加或修改均不脫離本發明所要求保護的范圍。
表1植物營養濃縮物的一步SFE法溫度50℃

表2A植物營養濃縮物的一步SFE法(組分為胡蘿卜素和維生素E)溫度60℃

表2B植物營養濃縮物的一步SFE法(組分為植物甾醇)溫度60℃

*注N.A.表示未分析表5植物營養濃縮物的一步SFE法溫度60℃

表11A粗提棕櫚油甲基酯的一步SFE法(組分為胡蘿卜素和維生素E)溫度40℃壓力100bar

表11B粗提棕櫚油甲基酯的一步SFE法(組分為角鯊烯和植物甾醇)溫度40℃壓力100bar

*注N.D.表示未檢測出。
表16植物營養濃縮物的兩步SFE法

*注1 60℃/300bar2 70℃/180bar3 70℃/200bar表17植物營養濃縮物的兩步法SFE

*注 1 60℃/300bar2 80℃/200bar
3 80℃/220bar表22不可皂化的粗提棕櫚油的一步SFE法溫度60℃

*注N.D.表示未檢測出表23不可皂化的植物營養濃縮物的一步SFE法溫度60℃

*注N.D.表示未檢測出線型酚醛樹脂樹脂分散液通過下面的方法制備將鄰苯三酚/間苯二酚溶解于盛在帶攪拌器、氮氣入口、回流冷凝器的2000ml樹脂煉聚鍋(resin kettle)中的250g水中。加入磷酸，置于95℃下加熱，并緩慢加入福爾馬林溶液的75％。然后加入FBS，再加熱15分鐘，然后緩慢加入剩余的福爾馬林。完成加料后繼續在95℃加熱30分鐘，加入剩余的稀釋用水，過濾，包裝。
將下面的成分混合在一起，得到自沉積的水性保護涂料成分。
水性保護涂料成分

上面的涂料通過用稀釋用水簡單地攪拌所有的分散液制備。第二保護涂料按上面的方法制備，但在涂料中沒有硝基胍。
權利要求
1.從天然油或脂肪中一步法超臨界流體萃取胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物如角鯊烯濃縮物和植物甾醇濃縮物，所述一步法超臨界流體萃取包括如下的步驟(a)天然油或脂肪的醇酯化和酯交換，形成脂肪酸烷基酯、胡蘿卜素、維生素E和其它微量成分的混合物，和(b)在溫度為28℃-120℃和壓力為6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的條件下，使用超臨界流體如超臨界二氧化碳、超臨界丙烷、超臨界乙烯或超臨界1，1，1，2-四氟乙烷從步驟(a)得到的混合物中超臨界流體萃取微量成分，來生產胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和/或其它微量成分濃縮物。
2.權利要求1所述的一步法超臨界流體萃取，其中步驟(a)中混合物是應用化學或酶法進行酯化和酯交換過程來制備的。
3.權利要求2所述的一步法超臨界流體萃取，其中烷基酯是甲基、乙基、異丙基或丁基酯。
4.權利要求1所述的一步法超臨界流體萃取，其中在步驟(b)的超臨界流體萃取之前，步驟(a)中生成的混合物通過包括分子蒸餾的真空蒸餾方式去除酯，進一步被濃縮。
5.權利要求4所述的一步法超臨界流體萃取，其中在去除酯后濃縮了的混合物通過皂化進一步被濃縮，所述皂化包括如下的步驟(i)存在于濃縮了的混合物中的任何可皂化物質的皂化，生成皂化的和不可皂化的物質的混合物；(ii)皂化的物質的去除，留下進一步濃縮了的微量成分的混合物，其中所述步驟是在對步驟(ii)中得到的進一步濃縮了的混合物進行超臨界流體萃取之前進行。
6.權利要求1所述的一步法超臨界流體萃取，其中在進行步驟(b)的超臨界流體萃取之前，步驟(a)被天然油或脂肪的皂化并隨后去除皂化的物質形成包含微量成分的濃縮混合物的過程所替代。
7.權利要求1所述的一步法超臨界流體萃取，其中超臨界流體是超臨界二氧化碳。
8.權利要求4所述的一步法超臨界流體萃取，其中使用超臨界二氧化碳萃取，在溫度為28℃-50℃和壓力為8MPa(80bar)-22MPa(220bar)的條件下萃取維生素E，并且在溫度為50℃-80℃和壓力為22MPa(220bar)-30MPa(300bar)的條件下萃取胡蘿卜素。
9.權利要求7所述的一步法超臨界流體萃取，其中超臨界二氧化碳對原料的重量比為25-3000。
10.權利要求1所述的一步法超臨界流體萃取，其中通過導入基質如沙和/或珠粒來提高萃取產率。
11.權利要求1所述的一步法超臨界流體萃取，其中通過導入調節劑如丙酮，低級醇如乙醇、異丙醇和甲醇，來提高萃取產率。
12.權利要求1所述的一步法超臨界流體萃取，其中天然油和脂肪包括粗提棕櫚油，粗提棕櫚油酸甘油酯，粗提棕櫚硬脂酸甘油酯，粗提棕櫚油烷基酯，粗提棕櫚油酸甘油酯烷基酯，粗提棕櫚硬脂酸甘油酯烷基酯，棕櫚胡蘿卜素濃縮物，豆油，向日葵籽油，油菜籽油，椰子油，米糠油和任何其它植物油。
13.從天然油或脂肪中兩步法超臨界流體萃取胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物如角鯊烯濃縮物和植物甾醇濃縮物，所述兩步法超臨界流體萃取包括如下的步驟(a)天然油或脂肪的醇酯化和酯交換，形成濃縮的脂肪酸烷基酯、胡蘿卜素、維生素E和其它微量成分的混合物；(b)在溫度為28℃-120℃和壓力為6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的條件下，使用超臨界流體如超臨界二氧化碳、超臨界丙烷、超臨界乙烯或超臨界1，1，1，2-四氟乙烷從步驟(a)得到的混合物中進行第一個超臨界流體萃取過程，萃取全部或部分微量成分，來生產胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和/或其它微量成分濃縮物；(c)在溫度為28℃-120℃和壓力為6MPa(60bar)-60MPa(600bar)的條件下，使用超臨界流體從步驟(b)得到的級分中進行第二個超臨界流體萃取過程，萃取全部或部分微量成分，從雜質和/或彼此中進一步分離所述的微量成分。
14.權利要求13所述的兩步法超臨界流體萃取，其中步驟(a)中混合物是應用化學或酶法進行酯化和酯交換過程來制備的。
15.權利要求14所述的兩步法超臨界流體萃取，其中烷基酯是甲基、乙基、異丙基或丁基酯。
16.權利要求13所述的兩步法超臨界流體萃取，其中在步驟(b)的超臨界流體萃取之前，步驟(a)中生成的混合物通過包括分子蒸餾的真空蒸餾方式去除酯，進一步被濃縮。
17.權利要求16所述的兩步法超臨界流體萃取，其中在去除酯后濃縮了的混合物通過皂化進一步被濃縮，所述皂化包括如下的步驟(i)存在于濃縮了的混合物中的任何可皂化物質的皂化，生成皂化的和不可皂化的物質的混合物；(ii)皂化的物質的去除，留下進一步濃縮了的微量成分的混合物，其中所述步驟是在對步驟(ii)中得到的進一步濃縮了的混合物進行超臨界流體萃取之前進行。
18.權利要13所述的兩步法超臨界流體萃取，其中在進行步驟(b)的第一階段超臨界流體萃取之前，步驟(a)被天然油或脂肪的皂化并隨后去除皂化的物質形成包含微量成分的濃縮混合物的過程所替代。
19.權利要求13所述的兩步法超臨界流體萃取，其中超臨界流體是超臨界二氧化碳。
20.權利要求13所述的兩步法超臨界流體萃取，其中在兩步法的每一步中使用超臨界二氧化碳萃取，在溫度為28℃-50℃和壓力為8MPa(80bar)-22MPa(220bar)均條件下萃取維生素E，并且在溫度為50℃-80℃和壓力為22MPa(220bar)-30MPa(300bar)的條件下萃取胡蘿卜素。
21.權利要求19所述的兩步法超臨界流體萃取，其中超臨界二氧化碳對原料的重量比為25-3000。
22.權利要求13所述的兩步法超臨界流體萃取，其中通過導入基質如沙和/或珠粒來提高萃取產率。
23.權利要求13所述的兩步法超臨界流體萃取，其中在兩步或其中一步中通過導入調節劑如丙酮，低級醇如乙醇、異丙醇和甲醇，來提高萃取產量。
24.權利要求13所述的兩步法超臨界流體萃取，其中天然油和脂肪包括粗提棕櫚油，粗提棕櫚油酸甘油酯，粗提棕櫚硬脂酸甘油酯，粗提棕櫚油烷基酯，粗提棕櫚油酸甘油酯烷基酯，粗提棕櫚硬脂酸甘油酯烷基酯，棕櫚胡蘿卜素濃縮物，豆油，向日葵籽油，油菜籽油，椰子油，米糠油和其它植物油。
全文摘要
本發明涉及從包括棕櫚油和其它植物油在內的含有胡蘿卜素和維生素E的天然油和脂肪中一步和兩步法超臨界流體萃取(SFE)胡蘿卜素濃縮物、維生素E濃縮物和其它微量成分濃縮物如角鯊烯濃縮物和植物甾醇濃縮物。所述的SFE法具有許多優點。該過程僅涉及一個單一步驟的天然油和脂肪的酯化和一步或兩步法的SFE。所使用的超臨界流體之一，即超臨界二氧化碳，是不易燃、無毒和無危險的。本發明的SFE法沒有溶劑殘留，對環境無害。
文檔編號A23L1/30GK1651362SQ20041010058
公開日2005年8月10日 申請日期2004年8月27日 優先權日2003年8月27日
發明者朱云美, 潘秋薇, 劉利南, 馬光明, 尤索夫·巴史倫 申請人:馬來西亞棕油局