一种从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法与流程

本发明属于分离工程技术领域，具体涉及一种从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法。

背景技术：

4,4’-二甲基甾醇是植物油不皂化物中的一种组分，对于多数植物油而言，其不皂化物中4-无甲基甾醇(豆甾醇、菜油甾醇、谷甾醇)的含量较高，而4,4’-二甲基甾醇含量较低。乳木果油中的不皂化物含量高达10％，且基本以4,4’-二甲基甾醇为主。乳木果油可作为新食品原料，乳木果油经皂化后的不皂化物资源，可用来提取4,4’-二甲基甾醇。乳木果油中的4,4’-二甲基甾醇包括羽扇豆醇、α-香树脂醇、β-香树脂醇、丁酰鲸鱼醇和计曼尼醇等。诸多研究表明乳木果油中含有的4,4’-二甲基甾醇具有改善肥胖症、帕金森症、睡眠障碍和镇痛作用等功效。目前乳木果油的应用集中于在化妆品领域，在功能食品、医药等领域的相关研究与应用正逐渐兴起。

目前国内外制备的甾醇多为4-无甲基甾醇，多存在工艺复杂、流程繁琐、能耗较大、产品收率低等缺陷，并且关于从植物油中提取制备4,4’-二甲基甾醇尚未见文献报道。乳木果油中主要含有甘油三酯、游离脂肪酸和4,4’-二甲基甾醇酯等成分，甘油三酯和4,4’-二甲基甾醇酯之间的沸点、溶解性等物理性质比较接近，用单纯的物理方法难以分离。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述的技术缺陷，提出了本发明。

因此，作为本发明其中一个方面，本发明克服现有技术中制备流程长，设备投资大，能源浪费等缺点，从而降低了生产成本，提高了经济效益，提供一种从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：包括，

以乳木果油为原料，加入氢氧化钾乙醇溶液进行皂化处理，收集皂化后的油状液；

向皂化后的油状液中加入溶剂，分层，取出有机层，加水洗涤，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下蒸发，脱除溶剂，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物；

向4,4’-二甲基甾醇的富集物中加入溶剂升温至60～85℃溶解，冷却结晶，得到4,4’-二甲基甾醇纯品。

作为本发明所述的从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：所述以乳木果油为原料，加入氢氧化钾乙醇溶液进行皂化处理，其中，以g：ml计，乳木果油原料：氢氧化钾乙醇溶液为3：20；所述氢氧化钾乙醇溶液的浓度为1mol/l。

作为本发明所述的从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：所述皂化处理，皂化温度为105℃，皂化时间为1h。

作为本发明所述的从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：所述向皂化后的油状液中加入一定量的溶剂提取4,4’-二甲基甾醇，其中，所述溶剂为正己烷、石油醚、乙醚、二氯甲烷中的一种；以ml：g计，溶剂：乳木果油原料为4～10：1。

作为本发明所述的从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：所述取出有机层，加水洗涤，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液，其中，加水洗涤，水洗温度为40～85℃，水与有机层体积比为1～4：1，水洗涤次数为2次。

作为本发明所述的从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：所述向4,4’-二甲基甾醇的富集物中加入溶剂升温至60～85℃溶解，冷却结晶，得到4,4’-二甲基甾醇纯品，其中，所述溶剂为丙酮、丁酮、正丁醇、异丙醇、异丁醇、乙醇中的一种或两种。

作为本发明所述的从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：所述冷却结晶，结晶温度为25～45℃，养晶时间为8～16h。

作为本发明所述的从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：所述向4,4’-二甲基甾醇的富集物中加入溶剂升温至60～85℃溶解，冷却结晶，得到4,4’-二甲基甾醇纯品，其中，以g：ml计，4,4’-二甲基甾醇的富集物：溶剂为1：10～30。

作为本发明所述的从乳木果油中提取制备4,4’-二甲基甾醇的方法，其特征在于：所述4,4’-二甲基甾醇包括羽扇豆醇、丁酰鲸鱼醇和香树脂醇。

本发明的有益效果是：

1、本发明联合采用化学法和物理法，克服了甘油三酯和4,4’-二甲基甾醇酯之间的沸点、溶解性等物理性质相近的特点，提高了产品收率和纯度，其中化学皂化反应将甘油三酯和4,4’-二甲基甾醇酯分别转化为游离脂肪酸和游离4,4’-二甲基甾醇，强化二者的极性差异，避开了直接从乳木果油中分离甘油三酯和4,4’-二甲基甾醇酯时，两者沸点和溶解性等性质相近的技术难点。此外，皂化有利于后续4,4’-二甲基甾醇的物理法结晶和分离纯化，与现有技术相比，本发明首次从油脂中提取制备4,4’-二甲基甾醇，得到的4,4’-二甲基甾醇纯度高，可直接用于医药、化工等领域。

2、本发明工艺流程简单，对设备要求低，可快速实现提取制备高纯度4,4’-二甲基甾醇，适合工业化生产，且本发明能对所用溶剂进行了回收利用，充分利用了资源，且能耗低，大大降低了生产成本。

3、本发明提取效率高，且对原料乳木果油适应性广，品质较差或储存时间较长的精炼乳木果油或乳木果毛油均能适用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为4-无甲基甾醇(豆甾醇)和4,4’-二甲基甾醇(羽扇豆醇)标准品的正相高效液相色谱图。

图2为实施例1中乳木果油经提取制备后得到的4,4’-二甲基甾醇高效液相色谱图。

图3为实施例2中乳木果油经提取制备后得到的4,4’-二甲基甾醇高效液相色谱图。

图4为实施例3中乳木果油经提取制备后得到的4,4’-二甲基甾醇高效液相色谱图。

图5为实施例3中得到的4,4’-二甲基甾醇纯品的反相高效液相色谱图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

实施例1

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入120ml正己烷，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用40℃温水240ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸除正己烷，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物2.3克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物2.3克加入到23ml乙醇中升温至60℃溶解，再将该溶液冷却至25℃结晶，养晶8h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，得率为46.9％。

图1为4-无甲基甾醇(豆甾醇)和4,4’-二甲基甾醇(羽扇豆醇)标准品的正相高效液相色谱图(hplc-fid)。

图2为乳木果油经提取制备后得到的4,4’-二甲基甾醇高效液相色谱图，图中保留时间为4.541min的色谱峰为4,4’-二甲基甾醇，经峰面积归一化法测得纯度为75.2％。

注：本发明所用原料购自乳木果油生产厂家，有精炼和非精炼两种，商品编号分别为7275849(精炼乳木果油，杭州凯美斯化工有限公司)和170927(乳木果毛油，无锡奥康食品有限公司)。

实施例2

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入250ml石油醚，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用55℃温水250ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除石油醚，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物3.2克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物2.3克加入到50ml丙酮中升温至65℃溶解，再将该溶液冷却至30℃结晶，养晶10h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，得率为67.2％。图3为制备得到的4,4’-二甲基甾醇高效液相色谱图，图中保留时间为4.541min的色谱峰为4,4’-二甲基甾醇，经峰面积归一化法测得纯度为89.1％。

实施例3

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入250ml正己烷，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用85℃温水300ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除正己烷，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物4.2克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物4.2克加入到100ml乙醇与异丙醇的混合溶液(1:2，v/v)中升温至75℃溶解，再将该溶液冷却至25℃结晶，养晶12h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，得率为62.3％。图4为提取制备后得到的4,4’-二甲基甾醇高效液相色谱图，图中保留时间为4.541min的色谱峰为4,4’-二甲基甾醇，经峰面积归一化法测得纯度为95.6％。

图5为本实施例得到的4,4’-二甲基甾醇纯品的反相高效液相色谱图(re-hplc-elsd)；其中，图中①表示羽扇豆醇，②表示丁酰鲸鱼醇，③表示香树脂醇。从图5中可以看出，此图说明了终产物4,4’-二甲基甾醇纯品的组成包含羽扇豆醇、丁酰鲸鱼醇、香树脂醇。

实施例4

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入300ml乙醚，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用65℃温水350ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除乙醚，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物2.6克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物2.6克加入到78ml丁酮中75℃下溶解，再将该溶液冷却至30℃结晶，养晶12h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，测定纯度90.6％，得率为52.9％。

实施例5

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入250ml二氯甲烷，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用55℃温水250ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除二氯甲烷，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物3.5克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物3.5克加入到50ml丙酮与丁酮的混合溶液(1:1，v/v)中75℃下溶解，再将该溶液冷却至35℃结晶，养晶14h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，纯度95.3％，得率为34.9％。

实施例6

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入250ml正己烷，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用75℃温水300ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除正己烷，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物4.6克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物4.6克加入到100ml异丙醇与正丁醇的混合溶液(2:1，v/v)中75℃下溶解，再将该溶液冷却至45℃结晶，养晶16h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，测定纯度92.3％，得率为45.4％。

实施例7

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入250ml正己烷，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用85℃温水300ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除正己烷，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物4.2克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物4.6克加入到100ml乙醇与异丙醇的混合溶液(1:2，v/v)中75℃下溶解，再将该溶液冷却至25℃结晶，养晶12h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，纯度93.6％，得率为61.1％。

实施例8

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入150ml石油醚，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用75℃温水200ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除石油醚，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物3.1克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物3.1克加入到80ml乙醇与异丁醇的混合溶液(1:1，v/v)中65℃下溶解，再将该溶液冷却至25℃结晶，养晶12h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，测得纯度为94.7％，得率为53.7％。

实施例9

(1)取乳木果油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入150ml正己烷，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用80℃温水600ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除正己烷，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物4.3克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物4.3克加入到100ml异丙醇与正丁醇的混合溶液(2:1，v/v)中60℃下溶解，再将该溶液冷却至25℃结晶，养晶12h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，测得纯度81.6％，得率为63.3％。

实施例10

(1)取未精炼的乳木果毛油30克，装入烧瓶皂化后，加入200ml浓度为1mol/l的氢氧化钾乙醇溶液，105℃条件下回流皂化1h后，收集皂化后的油状液；

(2)向皂化后的油状液中加入200ml正己烷，分层，放掉下层液体，取上层料液有机层，用75℃温水800ml洗涤两次，分液获得含有4,4’-二甲基甾醇的料液；

(3)将含有4,4’-二甲基甾醇的料液于37℃，-0.09mpa条件下，蒸发除正己烷，得到4,4’-二甲基甾醇的富集物3.5克；

(4)将4,4’-二甲基甾醇的富集物3.5克加入到80ml乙醇与异丙醇的混合溶液(1:1，v/v)中85℃下溶解，再将该溶液冷却至35℃结晶，养晶12h，分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，测得纯度90.3％，得率为42.8％。

由此可见，实施例3效果更佳，溶剂消耗量少，时间短，纯度高，回收率高。值得一提的是，在我方发明过程中，较之于专利cn1470519a采用二氧化碳超临界流体萃取制备泽泻总甾醇类提取物，工艺流程简单，对设备要求低，适合工业化生产。较之于专利cn103080124a利用混合水解物和低极性有机溶剂提取甾醇，能耗低，且大大降低了生产成本。较之于专利cn102898491从米糠毛油中提取植物甾醇类的制备工艺，得到的4,4’-二甲基甾醇的利用率和纯度高，可直接用于医药、化工等领域。

本发明以乳木果油为原料，乳木果油中的伴随物成分以4,4’-二甲基甾醇为主，有利于高纯度4,4’-二甲基甾醇的分离制备。发明人以稻米油的替代乳木果油，实验结果表明，终产物中杂质(生育酚、生育三烯酚、多酚等)较多，所得4,4’-二甲基甾醇纯度低。此外，乳木果油饱和脂肪含量高，常温下呈固态，由于熔点较高，在皂化过程中残留的饱和脂肪酸盐在后续物理分离过程中也较易去除。

本发明以氢氧化钾乙醇溶液进行皂化处理，皂化温度为105℃，皂化时间为1h，将甘油三酯和4,4’-二甲基甾醇酯分别转化成游离脂肪酸和游离4,4’-二甲基甾醇，避免了4,4’-二甲基甾醇酯因物理性质过于接近甘油三酯而难以分离，强化二者的极性差异，有利于4,4’-二甲基甾醇的分离纯化。

本发明向皂化后的油状液中加入一定量的溶剂提取4,4’-二甲基甾醇，发明人发现，溶剂过多容易造成浪费，不利于后续的脱溶剂处理，且溶剂蒸发过程会增加能耗，溶剂量过少则在加水洗涤过程中，溶液体系容易乳化凝块，导致4,4’-二甲基甾醇无法有效分离，综合考虑溶剂与乳木果原料比例优选为4～10：1，以ml/g计。

本发明向4,4’-二甲基甾醇的富集物中加入溶剂升温至60～85℃溶解，25～45℃下冷却结晶8～16h，得到4,4’-二甲基甾醇纯品。发明人发现，溶解温度过低则会造成富集物溶剂不充分，体系中仍会残存少量固体；溶剂温度过高，则易造成溶剂挥发，不利于后续结晶分离，故优选溶解温度为60～85℃。

综上所述，我方发明选用了富含4,4’-二甲基甾醇的乳木果油为原料，联合使用化学法和物理法，其中化学皂化反应将甘油三酯和4,4’-二甲基甾醇酯分别转化为游离脂肪酸和游离4,4’-二甲基甾醇，强化二者的极性差异，避开了直接从乳木果油中分离甘油三酯和4,4’-二甲基甾醇酯时，两者沸点和溶解性等性质相近的技术难点。此外，皂化有利于后续4,4’-二甲基甾醇的物理法结晶和分离纯化，本发明分离得到4,4’-二甲基甾醇晶体，得率为62.3％，纯度达95.6％，产品收率和纯度均较高。

本发明提取效率高，且对原料乳木果油适应性广，品质较差或储存时间较长的精炼乳木果油和乳木果毛油均能适用。特别地，本发明中能对所用溶剂进行回收利用，充分利用了资源，降低了生产成本，适合工业化生产，应用潜力大。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。