全 文 ：从万寿菊花中提取叶黄素的工艺研究
夏树林1 ,2 ,季本华1 , 2 ,马秉鹏2 ,张毅2　
(1.南通大学生物工程研究所 ,江苏南通 226007;2.南通大学生命科学学院 ,江苏南通 226007)
摘要　研究了从万寿菊花提取叶黄素的工艺条件 ,包括溶剂的选择、提取次数、时间以及料液比 ,并对其传统的工艺流程进行了改进 ,结
果发现将万寿菊花、四氢呋喃、乙醇、水和KOH在室温下混合 ,同时进行萃取和皂化处理的工艺流程最佳。按该工艺生产的叶黄素的纯
度在 97.6%以上。
关键词　叶黄素;四氢呋喃;萃取;皂化;重结晶
中图分类号　Q946　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2006)19-5029-02
Study on the ExtractingMethod of Xanthophyll fromMarigold Flower
XIA Shu-lin et al　(Institute of Bioengineering , Nantong University , College of Life Sciences , Nantong University , Nantong, Jiangsu 226007)
Abstract　The technical factors of the xanthophyll extracted from marigold flower were researched.The influence of the following factors on the extraction
yield was discussed:selection of solvent , time of extraction , extraction period and the ratio between raw material and solvent.As a result the best condition
for extraction was found based on the improved classical extraction procedure.Above 97.6%of pure xanthophylls can be obtained with the method of ex-
traction combined with alkali saponification in mixed solution of marigold flower, tetrahydrofuran, ethanol , water and KOH.
Key words　Xanthophylls;Tetrahydrofuran;Extraction;Saponification;Recrystallization
　　目前叶黄素的提取原料主要为万寿菊。一方面由于原
料来源广 ,万寿菊种子多 ,成苗容易 ,加上激素控制技术 ,可
人工控制万寿菊开花时间 ,使万寿菊的花期不受季节的影
响;另一方面因为万寿菊干花瓣中类胡萝卜素含量高达
1.6%,其中 89.6%为叶黄素酯[ 1] ,其他类胡萝卜色素含量非
常低 , 是提取叶黄素的理想材料。
近年来国外对于叶黄素提取的研究发展很快 ,我国对万
寿菊色素研究开发得较少 ,尤其是对高纯度叶黄素的研究开
发。笔者在查阅国内外大量文献资料的基础上 ,通过一系列
试验 ,对从万寿菊花中提取叶黄素的条件进行了筛选 ,并对
其传统的工艺步骤进行了改进 ,取得了很好的效果 。
1　材料与方法
1.1　材料　万寿菊花 ,由南通大学生命科学学院植物园提
供;液态氮 ,购于南通市锅炉厂。
1.2　试剂　四氢呋喃 、正己烷 、丙酮 、乙醇等 ,均为分析纯 。
1.3　主要仪器设备　紫外分光光度计UV755B型(上海精密
科学仪器有限公司);日立 CR22E型高速冷冻离心机(日本),
RE 52-3旋转蒸发器(上海沪西分析仪器厂有限公司);LGJ-
10冷冻干燥机(军事医学科学院实验仪器厂研制 ,北京松源
华兴科技发展有限公司制造);天平 。
1.4　方法　
1.4.1　流程。万寿菊花※发酵※干燥※萃取和皂化※负压
蒸发分离※洗涤※提纯※叶黄素 。
1.4.2　测定。用比色法测定叶黄素和叶黄素酯的含量。在
最大吸收波长 445 nm下(叶黄素和叶黄素酯的最大吸收波长
均为 445 nm左右),使用 UV755B型分光光度计 ,以乙醇为参
比液 ,用 1cm比色皿测定叶黄素溶液的吸光值 ,以此计算出
溶液中叶黄素的量和纯度等。所有处理都进行 5次重复 ,数
据取平均值 。
基金项目　2003年江苏省普通高等学校高新技术产业发展项目(JH03-
051)。
作者简介　夏树林(1965-),女 ,江苏涟水人 ,实验师 ,从事基础生物学
的实验研究。
收稿日期　2006-07-10
1.4.3　万寿菊花粉的制备。将新鲜的万寿菊花采回只取花
瓣进行避光发酵处理 ,然后加入液态氮研磨成粉末(40～ 60
μm)。此方法的最大好处在于瞬间使花瓣干燥变脆 ,省却了
常规将花置于烘烤箱一段时间后 ,待水分蒸发烘干的这一过
程 ,既节省了时间 ,又避免了万寿菊花在烘烤中部分叶黄素
异构化的弊端 。
1.4.4　叶黄素的制备。万寿菊花粉 50g 、四氢呋喃 500ml(其
中含有 0.01%BHT ,抗氧化剂)、KOH 12.5 g 、乙醇 62ml、水 62
ml ,在室温 、遮光 、密封条件下搅拌混合 2h ,混合液 pH值 12
左右 。过滤 ,滤液进行旋转蒸发去除溶剂 ,残留物用水洗至
洗涤液 pH值成中性 ,离心 ,得到叶黄素粗品 ,纯度为 70.8%。
1.4.5　晶体叶黄素的制备。将“1.4.4”中获得的叶黄素粗品
溶解在少量四氢呋喃(其中含有 0.01%BHT)中 ,加水至溶液
出现浑浊 ,在室温遮光密封条件下搅拌 ,使化合物重结晶 ,然
后离心分离出固体 ,将固体再用水洗涤去除四氢呋喃 ,最后
经 0 ℃真空干燥 ,得叶黄素晶体 ,经重结晶提纯后的叶黄素
纯度可达 97.6%。
2　结果与分析
2.1　溶剂的选择　室温下 ,将叶黄素溶解在几种常用有机
溶剂中 ,定期测定其吸光度(A),然后与其在该溶剂中刚溶解
时的起始吸光度比较 ,研究叶黄素在有机溶剂中的降解情
况 ,结果见表 1。
从表 1可以看出 ,从开始至 2h ,叶黄素在正己烷和四氢
呋喃中无损失 ,到 5 h在各种溶剂中损失还很少 ,但到第 10 d
时在各溶剂中损失率差别很大 ,损失率由小到大依次为:四
氢呋喃+BHT 、正己烷 、丙酮 、乙醇。
　　表1 叶黄素在有机溶剂中的损失率 %　
溶剂 0.5h 2h 5h 1 d 3d 10d
正己烷 　0 　0 0.13 1.00 1.12 2.19
四氢呋喃+BHT 0 0 0.02 0.06 0.30 1.00
丙酮 0 0.08 0.14 1.00 4.00 5.00
乙醇 0.05 0.10 0.21 4.00 4.01 9.02
　　在相同体积的各溶剂中加入过量的万寿菊花粉 ,充分浸
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2006 ,34(19):5029-5030　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　金琼琼　责任校对　金琼琼
DOI :10.13989/j.cnki.0517-6611.2006.19.107
提后 ,将浸提液稀释后测其吸光度(A),研究叶黄素在有机溶
剂中的溶解情况 。结果表明:叶黄素在有机溶剂正己烷 、四
氢呋喃 、丙酮 、乙醇中的吸光度(A)分别为 0.714、0.923、
0.602、0.210 。说明溶解能力由高到低依次为:四氢呋喃 、正
己烷 、丙酮 、乙醇。综合上述因素 ,笔者选择四氢呋喃为主要
溶剂。
万寿菊花粉的有机溶剂浸提物主要成分为叶黄素酯 ,必
须将其进行进一步皂化处理才能转化为类胡萝卜醇[ 2] 。由
于游离叶黄素(叶黄素的醇的形式)在四氢呋喃中相对溶解
度很大(相对溶解度为 8 000)[ 1] ,叶黄素酯又易溶于四氢呋
喃[ 3] ,所以笔者将传统生产工艺中萃取和皂化 2个步骤合在
一起同时进行。根据宋昊等[ 3]的研究 ,一种强极性溶剂和一
种弱极性溶剂混合后的二组分溶剂对叶黄素的浸提效果较
好 ,认为四氢呋喃和乙醇(40%)混合的二组分溶剂浸提叶黄
素的效果最好。同时由于皂化处理需要水 ,所以笔者选择四
氢呋喃 、乙醇 、水 3种溶剂。
为便于配比 ,先将水和乙醇按 1∶1的比例混合 ,然后将
此水醇混合液按一定比例和四氢呋喃混合 ,并将不同配比的
3种物质的混合物按“1.4.4”步骤的方法 ,对万寿菊花粉
(100g)进行提取叶黄素的试验 ,结果如表 2所示 。
　　表 2 不同配比液对叶黄素提取率的影响
四氢呋喃∶水醇混合液 平均得固体∥g 平均纯度∥%
2∶1 0.278 65.4
4∶1 0.671 70.1
6∶1 0.676 70.3
8∶1 0.677 70.2
　　由表 2可见 ,四氢呋喃与水醇混合液比超过 4∶1后 ,所得
固体和纯度增加很少或基本不变 ,故选择四氢呋喃与水醇混
合液配比为 4∶1 。
2.2　不同料液比对叶黄素提取率的影响　取四氢呋喃与水
醇混合液比例为 4∶1液体 ,按不同料液比用“1.4.4”的方法对万
寿菊花粉(100g)进行提取 ,得叶黄素固体 ,结果如表 3所示。
　　表3 不同料液比对叶黄素提取率的影响
料液比
g/ml
平均得固体
g
料液比
g/ml
平均得固体
g
　　1∶6 0.531 1∶18 0.672
1∶12 0.670 1∶24 0.675
　　由表 3可知 ,当料液比超过 1∶12后 ,提取的固体量增加
很少 ,考虑到四氢呋喃易燃且对皮肤 、眼睛和呼吸器官有刺
激性 ,使用过多溶剂浪费大 ,且给溶剂回收带来困难 ,所以
选择料液比为 1∶12较为适宜 。
2.3　不同提取次数对叶黄素提取率的影响　由图 1可知 ,
经过 2次提取后原料中大约 96%的可提取叶黄素已被提取 ,再
对原料进行更多的提取意义已不大 ,故采用 2次提取的方法。
2.4　不同提取时间对叶黄素提取率的影响　在最佳条件
下提取叶黄素 ,每隔 0.5 h测 1次提取液的吸光度(A),结果
见图 2。
图 1　不同提取次数对叶黄素提取率的影响
图 2　不同提取时间下的吸光度
　　由图 2可以看出 , 0 ～ 2 h 范围内 ,随着提取时间的延
长 ,吸光度不断提高且提高的速度随时间的延长而下降 ,即
叶黄素浓度不断增加 ,但浓度提高的速度随时间的延长逐
渐变小。2h以后吸光度趋于稳定 ,说明原料中可提取的叶
黄素几乎都被提取 ,再提下去已毫无意义 ,且游离叶黄素为
高度不饱和结构 ,对光 、氧等不稳定 ,时间越长其氧化降解
的风险就越大 。因此 ,笔者认为最佳的提取时间为 2h 。
3　小结
由于游离叶黄素对氧 、光 、紫外线 、高温等不稳定 ,所以
提取过程始终保持室温 、遮光 、密封等环境条件 ,同时添加
抗氧化剂保护。与传统的提取流程相比 ,该试验同时进行
萃取与皂化 ,这样既节省了时间 ,又能有效地防止游离叶黄
素的异构化和氧化降解 , 使提取的叶黄素晶体纯度达
97.6%。
该试验确定的最佳提取条件为:四氢呋喃与水醇混合
液配比为 4∶1(水和乙醇比为 1∶1),料液比为 1∶12 ,最佳的
提取时间为 2 h ,提取 2次 。
叶黄素的分离纯化是应用的基础 ,只有得到高纯度的
叶黄素才能适应其广泛的应用 ,该研究对高纯度叶黄素的
提取和工业化生产具有参考价值。
参考文献
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