天然维生素E.ppt

天然维生素天然维生素E1 天然维生素E维生素E是一种脂溶性维生素，又称生育酚、抗不孕维生素等，具有抗氧化、繁殖、免疫、抗衰老等一系列重要的生理生化功 能，是动物和人类必不可少的一种微量营养素。1 天然维生素E1922年，美国科学家Evans首先发现在莴苣和麦胚中有一种脂溶性成分为大鼠正常繁殖所必需。1936年Evans等从麦胚油中分离出结晶状维生素E。1938年，瑞士化学家Karrer首次人工合成了这种维生素，并因其对提高生殖能力的显著效果，命名为“生育酚”，即维生素E。1 天然维生素E目前几乎所有的维生素E的化学合成都是以三甲基氢醌与植醇或异植醇为原料，经过缩合反应合成。人们所获取的维生素E中80来自维生素E的化学合成，而只有20来自天然。近年来，由于合成维生素E原料供应紧张，在饲料添加剂市场也出现了一些所谓的天然维生素E，但其实质可能不过是生理活性很低的天然维生素E混合液。2 维生素E的化学结构与生理活性2.1 维生素E的化学结构 维生素E具有一个氢醌核或色满环，带连续重复3次的类异戊二烯链(直链中4个碳原子，侧链中单独一个碳原子)(见图1)。如果侧链完全饱和，产品的名称就叫做生育酚；如果每个类异戊二烯基带有一个不饱和侧链(即共有3个不饱和键)，就被称为生育三烯酚。在自然界中，维生素E共有8种类似物，其中包括4种生育酚(即一、一、一和一)和4种生育三烯酚(即 一、一、一和一)。不同形式之间的差别在于色满环中甲基的位置和数量不同。2 维生素E的化学结构与生理活性2.2 维生素E的生理活性 8种维生素E类似物均可被小肠吸收，然后通过乳糜微粒的形式进入血液循环。被吸收的维生素E通过血液循环达到肝脏。肝脏中有一种特殊的一生育酚转运蛋白(TTP)选择性地将 一生育酚转运到肝细胞质的极低密度脂蛋白(VLDL)中储存或转运到机体其它组织细胞的细胞器、酶或受体，从而发挥其生理功能。2 维生素E的化学结构与生理活性 其它维生素E类似物(一、一、一生育酚及 一、一、一和一生育三烯酚)由于缺乏相应的转运蛋白则很少在肝脏细胞停留，多数通过胆汁、尿液或其它途径排出体外。比较不同维生素E类似物与 TTP结合的亲和力(见表1)，以 一生育酚与 一TTP的相对亲和力为100计，则 一、一、一生育酚与 一TTP的相对亲和力分别为381、89和16，一生育三烯酚为12.4，其余更低。2 维生素E的化学结构与生理活性 由于不同类型的维生素E类似物与 一TTP的相对亲和力不同，因此它们的生理活性也有很大区别。到目前为止，在所有的产品形式中，活性最高的是 一生育酚异构体，其次是 一生育酚(根据所研究的功能不同，活性为1240)。其它形式的维生素E活性要低得多。2 维生素E的化学结构与生理活性 现在市场中的维生素E产品一般只含有一生育酚或相应醋酸酯、烟酸酯或琥珀酸酯衍生物。对于所有可能具有维生素E活性的化合物中(包括酯)，在动物营养中应用最为广泛的是DL一生育酚醋酸酯。因此它被用于设立国际单位的标准(1 IU=lmg DL一 一生育酚醋酸酯)。3天然维生素E的提取工艺3.1 分子蒸馏工艺 大豆油是日常食用油中含维生素E最高的油脂。大豆油在精炼脱舆时，维生素E富集在脱臭馏出物中。可以利用分子蒸馏技术的蘸馏压力低受热时间短、操作温度低、分离程度高等优点以大豆油脱臭馏出物中多级浓缩提纯天然维生素E。减压真空蒸馏后浓缩物还含有较多的非维生素E成份为此在温度为220-240C、压力为103105mmHg的高真空条件下再进行分子蒸馏，将沸点与维生索E的沸点接近的组分分离，进一步提高浓缩物维生索E的含量。3天然维生素E的提取工艺 所谓的分子蒸馏法是一种在高真空条件下进行液液分离操作的连续蒸馏过程。基本原理是：在高真空条件下，由于分子蒸馏器的加热面和冷凝面之间距离小于或等于被分离物料的分子平均自由程，当分子从加热面L形成的液膜表面上进行蒸发时，分子间相互发生碰撞，无阻拦地向冷凝面运动并在冷凝面 被冷凝，从而达到分离的目的。3天然维生素E的提取工艺3.2 溶剂萃取工艺 溶剂萃取工艺足住分千蒸馏法的基础上，将得到浓度更低的维生素E，采用其它提纯方法如溶剂萃取等再进一步精制Io将脱臭馏出物与无水甲醇按比例(w：v1混合，加入抗氧化剂BHA 0.05，待脱臭馏出物溶解后，用浓硫酸作催化剂，通人氮气，在60恒温水浴中回流酯化。反应完毕，冷却后加碱中和分层。取匕层有机相于冰箱中冷析，使其中的甾醇结晶经过滤提出，滤液除去溶剂后，在220温度，3399 Pa下进行水蒸汽蒸馏，蒸出脂肪酸甲酯，即得浓度较高的维生素E。再用乙醇进行萃取、脱溶，最后测定维生素E的含量。经过述浓缩和精制后，可得到浓度为50-70 的天然维生素E。3天然维生素E的提取工艺3.3 化学处理工艺 蒸汽蒸馏脱臭馏出物中含有甾醇及脂肪酸等物，利用甾族化合物在溶剂中溶解度及溶点的不同，用溶剂（甲醇)和硫酸处理低级膊 也就是用原料的3倍5倍的甲醇将馏出物溶解)，催化脂肪酸与甲醇进行酯化反应，然后在真空条件下去除脂肪酸甲酯，再将去除后的残留物加温、蒸馏、分离出维生素E。3天然维生素E的提取工艺3.4 生物化学处理工艺 将脱臭馏出物中的脂肪酸平u中性油用甲醇在浓硫酸的催化下，进行酯化，使发生甲酯化反应，生成脂肪酸甲酯，然后进行中和，再冷却至l2，有时可达5-8。除去生成的甾醇结晶。滤液在除去溶剂后，在l33ml33 Pa下进行分子蒸馏，除去脂肪酸甲酯和油渣，即可得到天然VE浓缩物。为获取高浓度的VE产品，分子蒸馏可重复进行。3天然维生素E的提取工艺3.5 四种工艺比较3.5.1 分子蒸馏法：浓缩比和收率较高，天然维生素E损失较少，但设备复杂，设备费用高，要求原料中单甘油酯及甾醇的含量低，因此，这些物质的沸点和分子量与天然维生素E的沸点和分子量相差不大。依靠不同物质分子平均自由能的差别实现物质的分离，具有蒸馏压力低、受热时间短操作温度低、分离程度高和产品外观好等常规蒸馏不可比拟的优点。特别适用于高沸点、热敏性、易氧化减易聚合)物质的分离。3天然维生素E的提取工艺3.5.2 溶液萃取法：用于对VE浓缩液粗品进一步浓缩，采用乙醇为萃取剂。该法操作过程简单，VE损失小，设备投资较小，但分离效率较低。3.5.3 化学处理：一般以脱臭馏出物、油渣为原料，采用低级醇进行酯化。该法操作简单，工艺成熟，VE损失小，易于工业化生产。3.5.4 生物化学处理：对经酯化、溶剂萃取法处理过的原料进行分离，分离效率较高，工艺成熟，易于工业化。4 维生素E的抗氧化机理4.1 在细胞膜上的抗氧化机理 维生素E是一种细胞内抗氧化剂，对氧十分敏感，极易被氧化而保护其他物质不被氧化，是人体和动物体内有效的抗氧化剂。在细胞膜上抗氧化过程中，维生素E首先表现的是抗多聚不饱和脂肪酸的过氧化作用。脂质过氧化反应是一种自由基介导的链式反应，反应式如下 少量脂质自由基I 的产生，导致细胞膜上的脂质不断被氧化消耗，从而产生大量脂质过氧化物LOOH，使细胞膜受到损伤。该反应过程中，若有生 越育酚参与，则可中断此链式反应。4.2 在油脂中的抗氧化机理 在有空气存在的情况下，油脂易发生自动氧化，自动氧化是食用油脂和油基食品品质劣变的最主要原因。一般认为，这是一个自由基链式反应，反应有如下3个阶段：4 维生素E的抗氧化机理4 维生素E的抗氧化机理 上式中，RH为油脂中的不饱和组分，H为双键两旁与碳原子结合的氢原子，它受氧攻击易脱落形成R(脂质自由基)，从而开始了油脂的自动氧化反应。氧分子与游离基R结合生成过氧游离基R(X)，然后夺取另一RH的氢原子而生成ROOH（氢过氧化物）)和新的R。生成的RO()H易发生各式各样的分解反应，生成非常活泼的自由基如RO和HO。最终各种自由基相互结合为稳定的化合物而使反应终止。维生素E苯环上的酚羟基可以提供氢原子，与自由基R(x)(或R等)结合生成稳定的化合物，从而达到消除自由基，阻止油脂氧化的作用。5 天然维生素E的应用和不良反应 天然维生素E的应用早已为人们所关注。它能消除自由基，具有抗氧化的功能，从而保护高度不饱和脂肪酸、巯基化合物及维生素A等免受氧化；还能增强机体活力、延缓细胞衰老、提高免疫力、促进血液循环、降低血胆固醇、增加中性脂肪、改善生育机能等。天然维生素E可用于医药方面，如天然维生素E除了能促进生育作用外，还能防治肿瘤，维护心血管系统、中枢神经系统等的结构、功能。维生素E可用于化妆品中。如洗面奶与沐浴露、防晒品，另外，维生素E还能减少皮肤皱纹，有效预防老年斑的形成。5 天然维生素E的应用和不良反应 维生素E在一般剂量用药情况下，不良反应少见，但若大剂量长期使用，也会产生毒副作用。有资料报道，每日用量超过400mg，疗程1年以上，特别是与雌性激素并用时，可诱发下肢栓静脉炎。6 应用前景 天然维生素E是一种已经确认的重要的绿色抗氧化剂，它有着重要的应用前景。摄人天然维生素E补品，能有助于延缓在细胞转移和新陈代谢过程中发挥作用的某些蛋白质的衰败，从而保护脑组织和免疫系统免遭和年老有关的氧化破坏。天然维生素E还可以保护体细胞、稀释血液、防止中风、保持免疫系统的健康，能够治愈疝病、预防白内障、补充精力等。6 应用前景 另外，天然维生素E能通过使净化剂分子丧失活力来阻止对正常细胞分裂的遗传前景的破坏，对绞痛、烧伤、癌症等有着独特的作用。随着我国人民生活水平的日益提高，对天然维生素E等高档营养制剂的需求量必将越来越大。我国植物油资源丰富，从其副产物中提取天然维生素E既是天然维生素E制取的较好方法，又可综合利用天然资源。因此，国内天然维生素E的生产及其产品的开发，将会是一个充满生机的产业。