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CN114106036A - 一种L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法 - Google Patents

一种L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法 Download PDF

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CN114106036A
CN114106036A CN202111315833.3A CN202111315833A CN114106036A CN 114106036 A CN114106036 A CN 114106036A CN 202111315833 A CN202111315833 A CN 202111315833A CN 114106036 A CN114106036 A CN 114106036A
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CN
China
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alpha
extracting
glycerophosphatidylcholine
solvent
reaction
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CN202111315833.3A
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English (en)
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朱超
唐芳
黄遥
周明善
桂艳
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Yunnan Open University (yunnan National Defense Industry Vocational And Technical College)
Original Assignee
Yunnan Open University (yunnan National Defense Industry Vocational And Technical College)
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
    • C07F9/02—Phosphorus compounds
    • C07F9/06—Phosphorus compounds without P—C bonds
    • C07F9/08—Esters of oxyacids of phosphorus
    • C07F9/09—Esters of phosphoric acids
    • C07F9/10—Phosphatides, e.g. lecithin
    • C07F9/103—Extraction or purification by physical or chemical treatment of natural phosphatides; Preparation of compositions containing phosphatides of unknown structure

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Abstract

本发明公开了一种L‑α‑甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法，该方法以富含磷脂酰胆碱(PC)的大豆磷脂粉末提取液为起始原料，经强碱阴离子交换树脂催化的酯交换反应得富L‑α‑GPC的反应液，后经浓缩、分液、脱色、吸附树脂洗脱等纯化步骤得到了目标产物，纯度在98％以上。该方法全程采取无水操作，利用强碱性离子交换树脂作为催化剂，具有反应时间短，操作简便，产物纯度高等特点，易于实现工艺化。

Description

一种L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法
技术领域
本发明属于化合物提取制备技术领域，具体涉及一种L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法。
背景技术
L-α-甘油磷酸胆碱(L-α-glycerol phosphatidylcholine，简称L-α-GPC)，是体内天然存在的水溶性磷脂代谢产物，也是合成乙酰胆碱和磷脂酰胆碱的胆碱源，具有重要的营养保健功能和医学应用价值；能透过血脑屏障，提高认知和记忆力，改善脑部健康状况；最新研究表明，L-α-GPC还具有增强肌肉灵敏度，预防心血管疾病和脂肪肝，维持体内激素水平和抗衰老的作用；
从天然物质中提取L-α-GPC是一种快捷有效的方法，但由于原材料的来源途径差异较大，杂质成分分布不均匀，使得后续的分离纯化工艺复杂，产品质量不稳定，难以工业生产；另外，L-α-GPC的提取方法还有全合成法和催化水解法；全合成法具有反应产物分离容易、纯度高的特点，易于实现大规模生产，但原料毒性大，不稳定，合成路线长，条件苛刻，还需要进行光学和活性实验，导致应用上仍然受到很大限制；催化水解法以动、植物体中的卵磷脂，如大豆粉末磷脂为起始原料，经催化水解脱去2分子脂肪酸，保留3位磷脂酰胆碱，分离纯化后得到L-α-GPC。催化剂主要有碱金属醇盐、有机胺、酶等。金属醇盐催化剂具有反应时间短，转化率高的优势，但存在易脱去3位酰基，后期分离复杂，金属离子不能除净，产生大量废水等劣势；有机胺反应温和，但生产效率低。磷脂酰酶A1和A2能分别脱去1位和2位的脂肪酸，此法具有高效，条件温和的优势，但磷脂酶价格高昂，容易失活，产量小，应用受到限制；同时还有专利报道了基因重组法生产磷脂酰酶A2，但技术和实际应用还有较大的距离；
所以，目前高纯度L-α-GPC主要依靠进口，价格昂贵；国产工艺复杂，路线不成熟，导致质量不稳定、成本高，难以实现工业化生产。
发明内容
本发明提供了一种L-α-甘油磷脂酰胆碱的制备方法，以富含磷脂酰胆碱(PC)的大豆磷脂粉末提取液为起始原料，经强碱阴离子交换树脂催化的酯交换反应得富L-α-GPC的反应液，后经浓缩、分液、脱色、吸附树脂洗脱等纯化步骤得到了目标产物，纯度在98％以上；
为了达到上述技术目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向大豆磷脂粉末中加入低碳醇溶剂，搅拌萃取，控制萃取温度和时间，过滤，收集提取液；滤渣重复上述操作，合并两次得到的提取液，得到富含磷脂酰胆碱的提取液；
S2：向S1中得到的提取液中加入特定强碱性阴离子交换树脂，催化发生酯交换反应，控制反应时间，反应完成后，过滤，收集反应液；
S3：向S2中反应液加入酸，调节反应液酸碱度至中性，减压浓缩至分层，加入石油醚萃取，收集富含L-α-GPC萃取液；
S4：向S3得到的萃取相加入活性炭脱色，过滤，滤液进一步浓缩至少量；
S5：将S4得到的浓缩液装入平衡好的大孔吸附树脂，使用低碳醇洗脱，收集富含L-α-GPC洗提液；进一步浓缩至无溶剂蒸出，得到黄色粘液。
S6：用重结晶法或者溶剂沉淀法处理S5得到的黄色粘液，再进一步离心过滤、洗涤，真空干燥，可得到浅黄色固体L-α-GPC产物。
优选的，所述S1中，大豆磷脂粉末与低碳醇溶剂的固液比为1:4-7，萃取温度为20-50℃，萃取时间80-120min，低碳醇溶剂为甲醇、乙醇或者二者按比例混合。
优选的，所述S2中，强碱性阴离子交换树脂与反应液的固液比为1:2-4；反应时间为80-160min。
优选的，所述S3中，酸包括但不限于盐酸、醋酸、甲酸，浓缩得到的溶剂可回收再次利用；石油醚用量为浓缩液的3-5倍。
优选的，所述S4中，活性炭的用量与萃取相的重量比为1:10-20，浓缩至原体积溶液的1/5-1/10。
优选的，所述S5中，浓缩液与大孔吸附树脂用量体积比为1:5-10，低碳醇为甲醇、乙醇或二者按比例混合，洗脱速度为每小时1.5-3倍床层体积，浓缩溶剂可回收利用。
优选的，所述S6中，重结晶溶剂为乙醇、丙醇、正丁醇中的一种，溶剂沉淀法采用的溶剂为丙酮、石油醚、甲醇或其混合交叉。
本发明的有益效果是：
本发明提供的一种L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法，采用强碱性阴离子交换树脂作为酯交换反应催化剂脱去脂肪酸，反应时间大幅缩短、后处理方便利于产物的分离提纯，整个工艺采用无水操作，不需要进一步除水操作；萃取、反应、分离优化后的工艺，可得到高产率，高纯度的L-α-GPC，易于实现工业化。
附图说明
图1是实施例1溶剂沉淀法制得GPC的液相色谱图；
图2是实施例1溶剂沉淀法制得GPC的ESI正离子图谱；
图3是实施例2重结晶法制得GPC的液相色谱图；
图4是实施例2重结晶法制得GPC的ESI正离子图谱；
图5是本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了清楚完整的对本发明的技术方案和技术效果进行表述，通过以下实施例进行详细的说明；
实施例1
S1：大豆磷脂粉末与乙醇溶液的料液比为1:6，在40℃萃取反应90min，过滤，得到第一次萃取液；向滤渣中加入乙醇，料液比为6:1，充分搅拌均匀，40℃萃取反应90min，过滤，收集第二次萃取液；合并两次萃取液，得到红棕色萃取液。
S2：按照强碱性阴离子交换树脂与萃取液的固液比1:3；向S1中得到的萃取液中加入处理好的强碱性阴离子交换树脂，常温下搅拌反应100min，反应结束后减压抽滤，少量溶剂洗涤树脂，收集合并浅黄色反应液；
S3：向S2中反应完成的反应液中加入盐酸调节其酸碱度至中性，在40℃下，减压蒸馏，并且同时回收溶剂，浓缩至分层，加入4倍量浓缩液石油醚，分三次萃取得富含L-α-GPC萃取液；
S4：将S3得到的萃取液用重量为其1/15的活性炭常温脱色20min，再加热沸腾脱色5min，趁热过滤，得到脱色液；进一步浓缩至溶液的1/8。
S5：将S4得到的浓缩液装入特定大孔吸附树脂中，其中大孔吸附树脂与浓缩液的体积比为8:1，用乙醇洗脱，洗脱速度为每小时2倍床层体积，收集富含L-α-GPC洗提液，进一步浓缩至乙醇无法蒸出，得到黄色粘液，同时回收乙醇。
S6：将S5得到的黄色粘液用乙醇：正丁醇体积比为2:8的混合溶剂重结晶，放置冰箱中-10℃冷冻隔夜，有大量沉淀析出，离心，用丙酮20ml洗涤沉淀洗去混合溶剂。真空常温干燥24小时，得到稍带黄色固体产物。
本实施例得到的高纯度L-α-GPC经质谱鉴定、HPLC分析，纯度为98.14％，溶血型磷指酰胆碱LPC含量0.19％，水含量0.45％,磷脂酰乙醇胺等磷脂同系物的杂质含量低于0.5％，过氧化值2.2，为稍有黄色蜡状固体。
实施例2
S1：大豆磷脂粉末与乙醇溶液的料液比为1:7，在常温萃取反应120min，过滤，得到第一次萃取液；滤渣重复上述操作，收集第二次萃取液；合并两次萃取液，得到红棕色萃取液。
S2：按照强碱性阴离子交换树脂与萃取液的固液比1:2.8；向S1中得到的萃取液中加入处理好的xx强碱性阴离子交换树脂，常温下搅拌反应130min，反应结束后减压抽滤，少量溶剂洗涤树脂，收集合并浅黄色反应液；
S3：向S2中反应完成的反应液中加入甲酸调节其酸碱度至中性，在40℃下，减压蒸馏，并且同时回收溶剂，浓缩至分层，加入4倍量浓缩液石油醚，分三次萃取得富含L-α-GPC萃取液；
S4：将S3得到的萃取液用重量为其1/18的活性炭常温脱色15min，再加热沸腾脱色4min，趁热过滤，得到脱色液；进一步浓缩至溶液的1/8。
S5：将S4得到的浓缩液装入xx大孔吸附树脂中，其中xx大孔吸附树脂与浓缩液的体积比为10:1，用乙醇洗脱，洗脱速度为每小时1.5倍床层体积，收集富含L-α-GPC洗提液，进一步浓缩至乙醇无法蒸出，得到黄色粘液，同时回收乙醇。
S6：向S5得到的黄色粘液用加入等体积乙醇，有少许细固体析出，再向其中加入2倍体积丙酮，析出大量絮状固体，离心，再用丙酮洗涤固体，得到浅黄色固体，减压常温干燥24小时，得到黄色腊状固体。
本实施例得到的高纯度L-α-GPC经质谱鉴定、HPLC分析,纯度为98.31％，溶血型磷指酰胆碱LPC含量0.23％，水含量0.39％,磷脂酰乙醇胺等磷脂同系物的杂质含量低于0.5％,过氧化值2.1,为浅黄色固体。

Claims (7)

1.一种高纯度L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向大豆磷脂粉末中加入低碳醇溶剂，搅拌萃取，控制萃取温度和时间，过滤，收集提取液；滤渣重复上述操作，合并两次得到的提取液，得到富含磷脂酰胆碱的提取液；
S2：向S1中得到的提取液中加入特定强碱性阴离子交换树脂，催化发生酯交换反应，控制反应时间，反应完成后，过滤，收集反应液；
S3：向S2中反应液加入酸，调节反应液酸碱度至中性，减压浓缩至分层，加入石油醚萃取，收集富含L-α-GPC萃取液；
S4：向S3得到的萃取相加入活性炭脱色，过滤，滤液进一步浓缩至少量；
S5：将S4得到的浓缩液装入平衡好的大孔吸附树脂，使用低碳醇洗脱，收集富含L-α-GPC洗提液；进一步浓缩至无溶剂蒸出，得到黄色粘液；
S6：用重结晶法或者溶剂沉淀法处理S5得到的黄色粘液，再进一步离心过滤、洗涤，真空干燥，可得到浅黄色固体L-α-GPC产物。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法,其特征在于,所述步骤S1中，大豆磷脂粉末与低碳醇溶剂的固液比为1:4-7，萃取温度为20-50℃，萃取时间80-120min，低碳醇溶剂为甲醇、乙醇或者二者按比例混合。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法,其特征在于,所述步骤S2中，强碱性阴离子交换树脂与反应液的固液比为1:2-4；反应时间为80-160min。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法,其特征在于,所述步骤S3中，酸包括但不限于盐酸、醋酸、甲酸，浓缩得到的溶剂可回收再次利用；石油醚用量为浓缩液的3-5倍。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法,其特征在于,所述步骤S4中，活性炭的用量与萃取相的重量比为1:10-20，浓缩至原体积溶液的1/5-1/10。
6.根据权利要求1所述的一种高纯度L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法,其特征在于,所述步骤S5中，浓缩液与大孔吸附树脂用量体积比为1:5-10，低碳醇为甲醇、乙醇或二者按比例混合，洗脱速度为每小时1.5-3倍床层体积，浓缩溶剂可回收利用。
7.根据权利要求1所述的一种高纯度L-α-甘油磷脂酰胆碱的分离提取方法,其特征在于,所述步骤S6中，重结晶溶剂包括但不限于乙醇、丙醇、正丁醇，溶剂沉淀法采用的溶剂为丙酮、石油醚、甲醇或其混合交叉。
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