[發(fā)明專利]超臨界流體柱色譜制備高純辣椒色素辣素的方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710445174.2
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107163618A
• 公開（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設計）人: 林勁冬;黃俊霖;陶正國;朱熇;崔海濱;冼啟志
• 申請（專利權）人: 廣州立達爾生物科技股份有限公司
• 主分類號: C09B61/00
• 分類號: C09B61/00;C07C403/24;C07C231/24;C07C233/20;C07C233/18;C07D307/62;B01D15/10
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技術領域

本發(fā)明涉及超臨界流體制備色譜技術，尤其涉及使用超臨界流體柱色譜分離制備高純度天然產(chǎn)物的工藝，屬于天然產(chǎn)物純化和制備領域。

背景技術

超臨界流體柱色譜，也叫超臨界流體柱層析，是以超臨界流體為流動相，固體微粒吸附劑為固定相的層析柱分離技術。超臨界流體具有類似液體的密度和類似有機溶劑的溶劑化力，而擴散系數(shù)高于液體1-2個數(shù)量級。在臨界溫度附近，壓力的微小變化可引起密度的較大變化。而密度的變化顯著地影響超臨界流體的溶解能力，因此通過改變影響密度的工藝參數(shù)(主要是壓力和溫度)可以較容易地通過色譜法分離制備不同性質(zhì)的物質(zhì)。當前，研究最成熟的超臨界介質(zhì)是超臨界二氧化碳。

辣椒油樹脂是一種從辣椒中提取出來的由辣椒色素、辣素、維生素、多酚等組成的混合物。其中色素成分包括辣椒紅素、辣椒玉紅素、玉米黃素、紫黃質(zhì)等雙羥基類胡蘿卜素的單體及其多種直鏈飽和與不飽和脂肪酸的單脂肪酸酯和雙脂肪酸酯；隱黃素等單羥基類胡蘿卜素單體及其多種直鏈飽和與不飽和脂肪酸的單脂肪酸酯；以及β-胡蘿卜素等。辣素成分包括12種9-11碳支鏈脂肪酸香草酰胺化合物，即辣椒堿、二氫辣椒堿、降二氫辣椒堿、高二氫辣椒堿等。除此以外，辣椒油樹脂中還含有較高含量的抗壞血酸。

因為辣椒色素和辣素的極性相差較大，而且兩類組分對紫外線的最大吸收波長顯著不同，分別在450-480nm和260-290nm范圍，因此在高效液相色譜和超臨界色譜中定量分析辣椒色素和辣素時，通常使用不同的色譜條件分別檢測。在超臨界制備色譜中，可以利用這個性質(zhì)差別，在一定的時間節(jié)點，通過調(diào)控洗脫劑的極性和超臨界流動相的壓力以及檢測器的檢測波長，將兩類物質(zhì)一次性分步分離出來。而抗壞血酸的極性較辣椒堿系列化合物更高，最大吸收波長也與辣椒色素、辣素不同，一般在245nm左右。通過調(diào)整流動相的酸度可將其從系列辣椒堿中分離出來。

無論是普通的有機溶劑萃取法，還是超臨界萃取工藝，都無法生產(chǎn)無溶劑殘留的辣椒色素或辣素產(chǎn)品，更難以獲得辣椒紅素、辣椒玉紅素、辣椒堿、二氫辣椒堿、降二氫辣椒堿等單一化合物的純品。而使用有機溶劑為流動相的高效液相色譜雖然可做到精細分離各種色素和辣素化合物，但是難以完全解決溶劑殘留問題，且存在高壓下使用易燃易爆溶劑的高風險問題。

超臨界二氧化碳可用作流動相分離大多數(shù)非極性、中等極性的分子。超臨界二氧化碳只需降低壓力即可轉(zhuǎn)化為氣體而與溶質(zhì)完全分離，沒有溶劑殘留問題。所以，超臨界二氧化碳制備色譜在食品、藥品原料等領域有其獨特且不可替代的優(yōu)勢。而且二氧化碳無毒無害，不可燃燒，工業(yè)規(guī)模的超臨界二氧化碳制備色譜系統(tǒng)有著有機溶劑為流動相的高效液相制備色譜無可比擬的安全性。

在使用超臨界二氧化碳流動相洗脫分離類似辣椒堿、抗壞血酸等中等以上極性化合物時，需要加入極性溶劑作為流動相極性改性劑或酸堿性化合物作為添加劑來提高流動相對中高極性物質(zhì)的洗脫能力。甲醇、乙醇是使用最多的極性改性劑。在分離抗壞血酸時，除了甲醇等極性溶劑之外，還可以加入磷酸等無機酸性物質(zhì)來加快洗脫過程。許多分析技術研究表明，超臨界分析色譜在分析定量辣椒中的辣椒堿、二氫辣椒堿等極性辣素或辣椒紅素及其酯、辣椒玉紅素及其酯等低極性色素方面都比高效液相色譜的效率更高。

已經(jīng)有研究者發(fā)明出一些不完善的超臨界二氧化碳制備色譜系統(tǒng)，但這些發(fā)明中所提及的制備色譜系統(tǒng)沒有涉及尾氣回收，也沒有關鍵的精密分離收集系統(tǒng)，所采用的工藝技術方案不適合用于從辣椒或辣椒提取物中制備本專利所涉及的高純度辣素色素產(chǎn)品。

專利文獻CN201010591082.3公開了一種蜜柚精油中橙油素的超臨界色譜分離裝置及其方法。該裝置專用于從蜜柚精油中分離制備橙油素，因為只用了超臨界二氧化碳為工質(zhì)，不適合分離類似辣椒堿、抗壞血酸等中高極性的化合物。該裝置沒有設置尾氣回收循環(huán)系統(tǒng)，不適合工業(yè)應用。

專利文獻CN201310289339.3公開了一種分離濃縮柑橘精油中含氧化合物的超臨界萃取色譜聯(lián)合工藝。該工藝同樣只用超臨界二氧化碳作為工質(zhì)，也不適合分離極性較高的辣椒堿、二氫辣椒堿等化合物。由于工藝的局限性，每次操作都需要打開設備除蠟，無法實現(xiàn)連續(xù)操作。該裝置和其它已有發(fā)明一樣，沒有設置尾氣回收循環(huán)系統(tǒng)，對環(huán)境不利，不適合工業(yè)應用。