从油的植物营养素还原法.pdf

本发明涉及一种从蔬菜和其他食用油中提炼和净化生育三烯酚(tocotrienols)或生育酚(tocopherols)，类葫萝卜素(carotenoids)和甾醇类(sterols)的改良和综合过程。植物油中的脂肪酸被受到醇性酯交换作用以形成含有脂肪酸烷基酯，类葫萝卜素，生育三烯酚或生育酚及甾醇类含丰富酯的层次。这个过程的好处是生育三烯酚或生育酚，类葫萝卜素和甾醇类是在没有物质降解或这些植物营养素的分解之下有效率地被产生。

1.  一个综合过程以提炼和净化生育三烯酚/生育酚、类葫萝卜素和甾醇类以及从油中产生脂肪酸酯(fatty acid esters)，包括以下步骤：
a.以含有生育三烯酚/生育酚、类葫萝卜素、甾醇类、脂肪酸、甘油一酸酯(monoglycerides)、甘油二酸酯(diglycerides)及甘油三酸酯(triglycerides)的油进行一段时间的酯交换作用(trans-esterification)，在特定温度，一元醇(monohydric alcohol)，和碱(base)或酸(acid)存在的状态下，形成一层含丰富酯(ester)的层次和一层含丰富甘油(glycerol)的层次；
b.分离经过(a)作用所产生的含丰富酯的层次与含丰富甘油的层次可通过重力沉淀法(gravitational settling)，倾析法(decantation)或以离心力(centrifugal forces)分开；
c.在不摧毁在含丰富酯的层次中的生育三烯酚、生育酚及类葫萝卜素的状态下，冲洗及烘干经过(b)作用所产生的含丰富酯的层次，以充分地去除一切杂质及碱或酸；
d.在特定的温度和压力下，以逐步分子蒸馏法(step-wise moleculardistillation)或其他蒸馏法处理经过(c)作用所产生的含丰富酯的层次，以取得浓缩生育三烯酚/生育酚、类葫萝卜素及甾醇类的混合物；
e.以通过(d)作用所产生含有浓缩生育三烯酚/生育酚、葫萝卜素、甾醇类、脂肪酸、甘油一酸酯、甘油二酸酯及甘油三酸酯的混合物中进行一段时间的进一步酯交换作用，在特定温度，一元醇，和碱或酸存在的状态下，把油里的甘油转换成一层含超级丰富酯的层次和一层含丰富甘油的层次；以及
f.重复上述酯交换作用和逐步分子蒸馏法以取得预期的生育三烯酚/生育酚、葫萝卜素和甾醇类精华。

2.  根据权利要求1所述的过程，其特征是浓缩葫萝卜素是以低烷基醇处理，在不毁坏葫萝卜素的状态下充分地形成葫萝卜素分子以形成一层含丰富葫萝卜素的层次。

3.  根据权利要求2所述的含丰富葫萝卜素层次，其特征是所述含丰富葫萝卜素的层次是被进行一项蒸发或蒸馏过程以蒸发出低烷基醇以形成一个浓缩葫萝卜素精华。

4.  根据权利要求1所述的过程，其特征是浓缩生育三烯酚/生育酚/甾醇类混合物是以一元醇处理，在特定温度以一段时间以从混合物中结晶出甾醇类和甘油一酸酯、甘油二酸酯及甘油三酸酯。

5.  根据权利要求4所述的浓缩生育三烯酚/生育酚/甾醇类混合物，其特征是所述混合物将被进行一个固液过滤以产生一个丰富生育三烯酚/生育酚滤出液和甾醇类块。

6.  根据权利要求5所述的生育三烯酚/生育酚滤出液，其特征是所述滤出液将被进行一项蒸发或蒸馏过程以蒸馏出低烷基醇以产生一个浓缩生育三烯酚/生育酚精华。

7.  根据权利要求5所述的甾醇类块，其特征是所述甾醇类块是以适合的溶剂处理，在特定温度以一段时间以浓缩所述甾醇类。

8.  根据权利要求4所述的从结晶过程取得的浓缩生育三烯酚/生育酚精华，其特征是所述生育三烯酚/生育酚精华被适合的溶剂和吸收剂，漂白土或活性碳处理，在特定温度以一段时间以降低颜色以取得一个较浅颜色的生育三烯酚/生育酚精华。

9.  根据权利要求1所述的过程，其特征是用在酯交换作用的油是选自但不局限于天然棕油，天然油棕三油酸甘油酯，红棕油，红棕油三油酸甘油酯，植物油或其他合适食用油。

10.  根据权利要求1所述的过程，其特征是油里的甘油酯是以含有低烷基醇及碱或酸的酯交换作用溶液被转换成脂肪酸烷基酯及甘油，以及以形成一层含丰富酯的层次和一层含丰富甘油的层次。

11.  据权利要求1所述的过程，其特征是油对酯交换作用溶液的比例是介于0.5-10部分的油对1部分酯交换作用溶液的范围。

12.  据权利要求1所述的过程，其特征是用在酯交换作用溶液的碱是选自但不局限于甲醇钠，甲醇钾，氢氧化钠，氢氧化钾或其他合适的碱。

13.  据权利要求1或12所述的过程，其特征是在酯交换作用溶液里的碱对低烷基醇的比例是介于0.005至5部分的碱对1部分的低烷基醇的范围。

14.  据权利要求1所述的过程，其特征是所使用的酸是选自但不局限于盐酸，磷酸，柠檬酸或其他合适的酸。

15.  据权利要求1或14所述的过程，其特征是在酯交换作用溶液里的酸对低烷基醇的比例是介于0.005至5部分的酸对1部分的低烷基醇的范围。

16.  据权利要求1所述的过程，其特征是所使用的低烷基醇选自但不局限于甲醇，乙醇，丙醇，丁醇或其他合适的低烷基醇。

17.  权利要求1所述的过程，其特征所述是酯交换作用是在介于摄氏5至90度之间，以介于0.50至16小时的时间被进行。

18.  据权利要求1所述的过程，其特征是所述酯交换作用混合物是以介于10rpm至500rpm的速度被搅拌。

19.  据权利要求1所述的过程，其特征是所产生的烷基酯包括甲基、乙基、异丙基或丁基酯脂肪酸，依据所使用的低烷基醇种类。

20.  根据权利要求1所述的过程，其特征是所述含丰富酯的层次或含超级丰富酯的层次是以传统重力沉淀法或离心力从含丰富甘油的层次被分开。

21.  根据权利要求1所述的过程，其特征是所述含丰富酯的层次或含超级丰富酯的层次是以热水或冷水通过与热水直接接触或通过一个温度介于摄氏30至90度的逆流热水柱被冲洗。

22.  权利要求1所述的过程，其特征是所述含丰富酯的层次或含超级丰富酯的层次是以热水冲洗至达到6至8的pH值。

23.  权利要求1所述的过程，其特征是所述已冲洗过的含丰富酯的层次或含超级丰富酯的层次是被进行一项真空蒸发法或擦净薄膜式蒸发器或短程蒸馏法以达到介于0.001％至0.20％的湿度。

24.  权利要求1所述的过程，其特征是所述已干燥的含丰富酯的层次或含超级丰富酯的层次是被进行一项在介于摄氏50至300度的温度之间及0.00001至1.0mbar真空之间的多阶段分子蒸馏法。

25.  权利要求1所述的过程，其特征是从1(d)取得的混合物中含有浓缩0.1％-10％三烯酚/生育酚、0.1％-10％类胡萝卜素及0.1％-10％甾醇类混合物。

26.  权利要求1所述的过程，其特征是已干燥的含超级丰富酯的层次的多阶段分子蒸馏法将产生滤出液形式的三烯酚/生育酚/甾醇类精华和残留物形式的甾醇类精华。

27.  权利要求1或26所述的过程，其特征是在所述滤出液的三烯酚/生育酚/甾醇类的成分是5至30％的三烯酚/生育酚总数及5至50％的甾醇类总数及类胡萝卜素在残留物的成分是介于5至30％。

28.  权利要求2或3所述的过程，其特征是用在醇性冲洗的低烷基醇是选自但不局限于甲醇或乙醇或丙醇或丁醇或异丙醇或其他这些烷基醇的组合。

29.  权利要求2或3所述的过程，其特征是冲洗和搅拌时间是介于半个小时至30个小时及温度介于摄氏5至90度之间。

30.  权利要求2或3所述的过程，其特征是所述浓缩类胡萝卜素精华拥有介于20至50％浓度的类胡萝卜素总数。

31.  权利要求2或3所述的过程，其特征是所述浓缩类胡萝卜素精华含有主要类胡萝卜素的alpha-胡萝卜素及beta-胡萝卜素及其他低浓度的类胡萝卜素如gamma-胡萝卜素，番茄红素，八氢番茄红素(phytoene)及六氢番茄红素(phytofluene)。

32.  任意一项权利要求4至6所述的过程，其特征是用在三烯酚/生育酚/甾醇类混合物结晶过程的低烷基醇是选自但不局限于甲醇或乙醇或丙醇或丁醇或其他这些烷基醇的组合。

33.  根据任意一项权利要求4至6所述的过程，其特征是结晶过程温度介于摄氏-60至0度，介于3小时至10天的时间。

34.  根据任意一项权利要求4至6所述的过程，其特征是蒸发温度介于摄氏10至90度。

35.  根据任意一项权利要求4至6所述的过程，其特征是所产生的母育酚精华含有介于20至90％的alpha-生育酚的浓度总数。

36.  根据任意一项权利要求4至6所述的过程，其特征是所产生的母育酚精华含有全部8种形式的维生素E，即是alpha-生育酚，beta-生育酚，gamma-生育酚，delta-生育酚及alpha-三烯酚，beta-三烯酚，gamma-三烯酚及delta-三烯酚。

37.  根据任意一项权利要求4至6所述的过程，其特征是所产生的母育酚精华也可能含有其它化合物如角鲨烯、甾醇类、类胡萝卜素和辅酶Q10，通常含有的浓度各自介于0.5-20％，0.5-20％，0.05-10％及0.001-2％。

38.  根据任意一项权利要求5至7所述的过程，其特征是所述用在净化甾醇类的溶剂选自但不限于己烷，庚烷，异辛烷，丙酮或乙酸乙醋或其他这些溶剂的组合，在介于1∶1至10∶1的比例范围内。

39.  根据任意一项权利要求5至7所述的过程，其特征是甾醇类的结晶过程是在温度介于摄氏-30至10度之间，并在介于12至72小时之间被进行及所形成已过滤及烘干甾醇类含有介于70至90％的植物甾醇类成分总数。

40.  根据任意一项权利要求5至7所述的过程，其特征是净化甾醇类的温度是介于摄氏10至80度之间及介于1至10小时之间。

41.  根据权利要求8所述的过程，其特征是脱色过程的温度是介于摄氏10至90度之间以每一批1至24小时之间。

42.  根据权利要求8所述的过程，其特征是所述混合物被搅拌介于1mbar至0.0001mbar之间。

43.  根据权利要求8所述的过程，其特征是作用之后的混合物是以压滤法或真空过滤法或离心力或简单沉淀法被过滤及所形成的滤出液是在温度介于摄氏10至90度之间及真空介于1mbar至0.0001mbar之间被蒸发。

44.  根据权利要求8所述的过程，其特征是当以一个51/2英寸单元的洛维邦油品色度计衡量时，最后已脱色母育酚精华拥有介于1R至20R的颜色范围。

45.  根据任意一项所述权利要求所述的过程从油所产生的三烯酚，生育酚，类胡萝卜素及甾醇类。

从油的植物营养素还原法
技术领域
本发明大致上涉及从油的植物营养素还原法，尤其是一种从蔬菜和其他食用油中提炼和净化生育三烯酚(tocotrienols)或生育酚(tocopherols)，类葫萝卜素(carotenoids)和甾醇类(sterols)的综合过程。
背景技术
在美国，维生素E是其中一种最受欢迎和最常被服用的维生素。维生素E一词现在被公认为通用名称以描述生育酚和生育三烯酚。结构上，生育酚和生育三烯酚拥有一些相似之处。然而，生育酚和生育三烯酚可以它们的支链被区分。生育酚有一个饱和尾端，而生育三烯酚具备一个不饱和类异戊二烯(isoprenoid)支链。生育酚和生育三烯酚还可分为赋予希腊字头的各自化合物-alpha，beta，gamma和delta(α，β，δ，γ)。生育酚和生育三烯酚可在正常饮食如谷类粮食如米、小麦中被发现。它们也大量的被发现在植物油中如红花、黄豆、花生、棉籽、亚麻籽、向日葵、油菜籽，油棕等其他蔬菜来源。天然棕油和米糠油含有大量的生育酚和生育三烯酚。
生育三烯酚是以其造成血胆固醇过少(hypocholesterolemic)的效果而闻名，并已显示出能减低血液中的低密度脂蛋白胆固醇及血清胆固醇总数，并增加高密度脂蛋白胆固醇对低密度脂蛋白的比例(Qureshi et al.，American Journal of Clinical Nutrition，1991：53：1042S-1046S；Bierenbaum ML，et al.，Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition，1997；6(1)：72-75)。生育三烯酚已知有利于保持心血管系统的健康。
类葫萝卜素是可被发现在许多动植物中，油溶性的呈橘色至黄色色素。一般上有两种类葫萝卜素，葫萝卜素(carotenes)和叶黄素(xanthophylls)。葫萝卜素是含碳氢化合物的类葫萝卜素而叶黄素是氧化类葫萝卜素。葫萝卜素是一组高量不饱和化合物，而且容易被热、光和氧气分解。最广为人知的葫萝卜素是alpha，beta和gamma葫萝卜素和番茄红素(lycopene)。Beta-胡萝卜素(-carotene)和alpha-胡萝卜素(α-carotene)是维生素A的前体而且已证明能抑制肿瘤成长。(Giovannucci E，et al.，Am.J.Clin. Nutr.，Vol.7294；990-997，2000；Murakoshi，M，et al.Cancer Research，52；：6583-6587，1992.)。类葫萝卜素存在于大多数水果、蔬菜和许多植物油。在这被广泛食用的植物油中，棕油含有最高浓度的天然衍生类葫萝卜素。
植物甾醇类(phytosterols)(包括植物甾醇类(sterols)和甾烷醇(stanols))是食用植物油中例如棕油、黄豆油、向日葵花籽油及其他油及人类饮食的天然成分。这些植物脂质化合物少量地存在谷物、水果和蔬菜。大约有250种不同的甾醇类和相关化合物存在植物和海洋植物中而最常见的是谷甾醇(beta-sitosterol)，豆固醇(stigmasterol)和菜油固醇(campesterol)。
大量追溯到1950年代的科学研究已经证明植物甾醇类有能力抑止胆固醇的吸收和降低血胆固醇水平。这是因为胆固醇与植物甾醇类的分子相似，以至人体不能区分其差别。植物甾醇类与胆固醇互相竞争在小肠的吸收。虽然如此，植物甾醇类本身并不被人体吸收。
历史上，提炼和净化生育三烯酚/生育酚(以下简称为母育酚(tocols))，类葫萝卜素和甾醇类并不完整，低产量(并不具经济效应)及涉及密集的资本投资。举例来说，类葫萝卜素可从天然棕油中提炼，但母育酚和甾醇类通常在提炼过程中流失。同样地，类葫萝卜素会在从油中提炼母育酚或甾醇类过程中流失。已知使用的过程包括溶剂提炼法(solventextraction)、溶剂分馏法(solvent fractionation)、离子交换树脂处理法(ionexchange resin treatment)及色层分析法(chromatography)。大多数这种商业生产方式并不成功或因经分离和净化过程后生育三烯酚和类葫萝卜素的各类异构体的天然比例的变化而造成的化合物物质的降解和低产量而不具经济效应。此外，色层分析法使用的有机溶剂，也已证实致癌。
本发明提供了一种崭新及有效率的方法从油中提炼和净化生育三烯酚/生育酚，类葫萝卜素和甾醇类，并是简单、高产量的成本效益以及保持天然成分及生育三烯酚/生育酚、类葫萝卜素和甾醇类在原油中的天然比例。所述母育酚和类葫萝卜素精华是通过不使用有害的有机溶剂例如己烷(hexane)、庚烷(heptane)等而产生。
发明内容
因此，本发明的宗旨是提供一个综合的过程以提炼和净化在植物油中的母育酚、类葫萝卜素和甾醇类。
本发明的主要和其他宗旨将以下列方式达成，
一个综合过程以提炼和净化生育三烯酚/生育酚、类葫萝卜素和甾醇类以及从油中生产脂肪酸酯(fatty acid esters)，包括以下步骤：
a.以含有生育三烯酚/生育酚、类葫萝卜素、甾醇类、脂肪酸、甘油一酸酯(monoglycerides)、甘油二酸酯(diglycerides)及甘油三酸酯(triglycerides)的油进行一段时间的酯交换作用(trans-esterification)，在特定温度，一元醇(monohydric alcohol)，和碱(base)或酸(acid)存在的状态下，形成一层含丰富酯(ester)的层次和一层含丰富甘油(glycerol)的层次；
b.分离经过(a)作用所产生的含丰富酯的层次与含丰富甘油的层次可通过重力沉淀法(gravitational settling)，倾析法(decantation)或以离心力(centrifugal forces)分开；
c.以不摧毁在含丰富酯的层次中的生育三烯酚、生育酚及类葫萝卜素的状态下，冲洗及烘干经过(b)作用所产生的含丰富酯的层次，以充分去除一切杂质及碱或酸；
d.在特定的温度和压力下，以逐步分子蒸馏法(step-wise moleculardistillation)或其他蒸馏法处理经过(c)作用所产生的含丰富酯的层次，以取得浓缩生育三烯酚/生育酚、类葫萝卜素及甾醇类的混合物；
e.以通过(d)作用所产生含有浓缩生育三烯酚/生育酚、葫萝卜素、甾醇类、脂肪酸、甘油一酸酯、甘油二酸酯及甘油三酸酯的混合物中进行一段时间的进一步的酯交换作用，在特定温度，一元醇，和碱或酸存在的状态下，把油里的甘油转换成一层含超级丰富酯的层次和一层含丰富甘油的层次；以及
f.重复上述酯交换作用和逐步分子蒸馏法以得到预期的生育三烯酚/生育酚、葫萝卜素和甾醇类精华。
第一阶段：第一酯交换作用
第一阶段涉及油的酯交换作用，在低烷基醇及碱的存在下，充分地把油中的甘油酯(glycerides)转换成脂肪酸烷基酯和甘油，以及形成一层含丰富酯的层次和一层含丰富甘油的层次。
所述含丰富甘油的层次然后通过重力沉淀法或使用分开器或离心机以与含丰富酯的层次分开。剩余的含丰富酯的层次则受到传统的热水直接冲洗或逆流热水冲洗过程以及稍后先通过分子蒸馏及真空干燥过程烘干被冲洗过的含丰富酯的层次。在多阶段分子蒸馏法的最后，会有两种产品的蒸气-蒸馏过的脂肪酸烷基酯(FAAE)和浓缩类胡萝卜素、母育酚以及甾醇类的混合物(精华-1)。这精华-1则进一步被处理(阶段-2：第二酯交换作用)。
FAAE可就此出售或进一步分解成各种烷基酯(各种碳链长度的烷基酯的组合)及以油脂化学产品出售。
第二阶段：第二酯交换作用
从第一阶段-第一酯交换作用取得的所述精华-1，被进一步进行涉及在一个低烷基醇及碱的存在下，并能充分地使更多在精华-1中剩余的甘油酯转换成脂肪酸烷基酯及甘油以形成一含超级丰富酯的层次和一含丰富甘油的层次的酯交换作用。所产生的混合体可以被i)用热水冲洗以取出杂质如甘油或是ii)通过一个分开器或离心机以取出甘油及接着以直接热水冲洗或逆流热水冲洗过程。
所述剩余的含超级丰富酯的层次则是受到传统的直接热水冲洗或逆流热水冲洗过程后接着先以分子蒸馏后以真空干燥过程烘干含超级丰富酯的层次。
在多阶段分子蒸馏的最后，会产生两种产品的蒸气-蒸馏过的脂肪酸烷基酯(FAAE)和浓缩类胡萝卜素、母育酚及甾醇类的混合物(精华-2)。所述精华-2则进一步受到多阶段分子蒸馏法以把类胡萝卜素从母育酚/甾醇类的混合物分开。
从精华-2取得的类胡萝卜素精华还进一步受到以低烷基醇或低烷基醇的组合，在能充分地去除在类胡萝卜素精华的杂质的状态下的醇性冲洗。所述低烷基醇可通过沉淀过程或离心力被沉淀出。这醇性冲洗过程可以被多次重复以达到预期的类胡萝卜素精华。醇性冲洗后，任何残留的甲醇或低烷基醇组合通过真空蒸发法或以一个擦净薄膜式蒸发器或短程蒸馏发被蒸发。
另一方面，从精华-2中取得的所述母育酚/甾醇类的混合物进一步受到在低烷基醇或低烷基醇的组合的存在下，在低温度的结晶过程。在结晶过程中，温度的减低可以逐步进行以确保最佳的甾醇类的结晶，及可多次重复以达到在烷基醇(丰富母育酚烷基醇)的预期母育酚精华及结晶化甾醇类。一种缓慢而温和的搅拌可以使用在结晶过程中以促使甾醇类被沉淀出。
所述结晶化甾醇类通过压滤机或其他固液分离法如分开器/离心法、真空过滤法等从丰富母育酚低烷基醇中被分开。所述在丰富母育酚烷基醇的烷基醇通过真空蒸发或与一个擦净薄膜式蒸发器或短程蒸馏发被去除。所产生的母育酚精华也可能含有其它化合物如角鲨烯(squalene)、甾醇类、类胡萝卜素和辅酶Q10(CoQ10)。
所述结晶化和过滤过的甾醇类是被使用传统式的空气干燥方法或烘炉或流化床干燥器方法被烘干。所述已干燥的甾醇类被与选自含有但不局限于己烷(hexane)，庚烷(heptane)，异辛烷(isooctane)，丙酮(acetone)或乙酸乙醋(ethyl acetate)的溶剂接触。所选溶剂将溶解剩余甘油酯(一、二和甘油三酸脂)与残留的固体甾醇类于溶剂中。所述结晶甾醇类通过压滤机或其他固液分离法如分开器/离心法、真空过滤法等从溶剂中被分开。所述在甾醇类的溶剂是通过真空蒸发或一个擦净薄膜式蒸发器或短程蒸馏发被蒸发。
本发明拥有很多好处。大致上，它提供了一个经济和改良过程从原油如天然棕油或天然油棕三油酸甘油酯或红棕油/三油酸甘油酯和其他油中以提炼和净化母育酚，类胡萝卜素及甾醇类。进一步高浓度的各自组合成分的分开法也可经济地达成。
具体实施方式
本发明提供一个从蔬菜或其他含有生育三烯酚/生育酚，类葫萝卜素和甾醇类的食用油中提炼和净化生育三烯酚/生育酚，类葫萝卜素和甾醇类的综合过程。适合的油包括但不局限于天然棕油，天然油棕三油酸甘油酯，红棕油/三油酸甘油酯，油棕三硬脂酸甘油酯，中和红棕油，中和红棕油三油酸甘油酯，向日葵油，椰油，麦芽，胡萝卜油，黄豆，油菜籽，橄榄或其他油的衍化物。
第一阶段：第一酯交换作用
第一阶段涉及油与一个包含了低烷基醇的酯交换作用溶液，在碱或酸的存在下，在能充分地把油中的甘油酯转换成脂肪酸烷基酯和甘油，以及形成一层含丰富酯的层次和一层含丰富甘油的层次的酯交换作用。在这酯交换作用中所产生的烷基酯最好是甲基(methyl)、乙基(ethyl)、异丙基(isopropyl)或丁基(butyl)脂肪酸。在本发明中，低烷基醇是饱和介于一至四碳碳链的醇。低烷基醇的例子是但不局限于甲醇、乙醇、异丙醇或丁醇。在本发明中，碱包括了但不局限于甲醇钠(sodium methoxide)或氢氧化钠(Sodium Hydroxide)与甲醇，或氢氧化钾(Potassium Hydroxide)与甲醇，而酸性催化剂包括了但不局限于盐酸(hydrochloric acid)或磷酸(phosphoric acid)或柠檬酸(citric acid)。
酯交换作用溶液如甲醇钠或氢氧化钠与甲醇或氢氧化钾与甲醇是最理想的催化剂以在摄氏5度至90度的温度，以0.5小时至16小时的时间，并以介于10至500rpm的搅拌以转换油中的甘油酯成烷基酯。油与酯交换作用溶液的比例是介于0.5-10部分的油对1部分酯交换作用溶液的范围。碱对酯交换作用溶液中的低烷基醇的比例是介于0.005至5部分的碱对1部分低烷基醇的范围。
含丰富甘油的层次通过重力沉淀法或使用分开器/离心机从含丰富酯的层次分开。含10至60％甘油水平(也称为天然丙三醇(glycerine))的含丰富甘油的层次是被提炼至含有介于80至99％的传统甘油浓度的更高纯净度丙三醇。剩下含有母育酚，类胡萝卜素及甾醇类的含丰富酯的层次是进一步受到传统热水冲洗或逆流热水冲洗过程及稍后先通过分子蒸馏及真空干燥过程烘干冲洗过的含丰富酯的层次。在这个实施例中，所述剩下的含丰富酯的层次经历逆流或传统方式以直接冲洗剩下的甘油成分及所有溶解在液体状态的杂质。所使用的热水介于摄氏5至90度。所述冲洗过程是在能充分地去除在含丰富酯的层次中的所有杂质及碱或酸的残留物，并能保存生育三烯酚/生育酚，类胡萝卜素及甾醇类在含丰富酯的层次中的品质和完整性的状态中进行。在这个实施例中，介于1至10容量对每1个含丰富酯的层次容量的热水被使用以充分地去除任何残留在含丰富酯的层次中的碱或酸。这热水冲洗过程是尽需要被多次重复以达到在含丰富酯的层次一个介于6-8的pH。一个含有碱或酸的低水层次从含丰富酯的层次中被形成。
这低水层次可以通过沉淀过程及倾倒出或通过一个分开器/离心器从含丰富酯的层次中被分开。所述冲洗过的含丰富酯的层次经过一个涉及真空烘干过程在介于摄氏50至200度及介于5至100mbar真空，以30分钟至10小时的烘干过程以去除尽可能越多的水分/湿气。在已烘干的含丰富酯的层次的湿气是介于0.001％至0.20％。
所述已烘干含丰富酯的层次则受到多阶段分子蒸馏。所述多阶段分子蒸馏过程涉及在0.00001mbar至1.0mbar的真空蒸馏和介于摄氏50至300度温度操作。在多阶段分子蒸馏法的最后，会产生两种产品的蒸气-脂肪酸烷基酯(FAAE)和浓缩类胡萝卜素、母育酚及甾醇类的混合物(精华-1)。在精华-1中的每个组成部分的浓度通常是0.1％-10％母育酚、0.1％-10％类胡萝卜素及0.1％-10％甾醇类。这精华-1将被进一步处理(第二阶段：第二酯交换作用)。
FAAE可就此出售或进一步分解成各种烷基酯(各种碳链长度的烷基酯的组合)及以油脂化学产品出售。
第二阶段：第二酯交换作用
所述从第一阶段：第一酯交换作用的精华-1将进行酯交换作用，并涉及低烷基醇在碱的存在下，在能充分地把残留在精华-1中的甘油酯尽量地转换成脂肪酸烷基酯和甘油，以及形成一层含超级丰富酯的层次和一层含丰富甘油的层次的状态(酯交换作用溶液)中进行。甲醇钠或氢氧化钠与甲醇或氢氧化钾与甲醇是最理想的催化剂在摄氏5度至90度的温度，以介于0.5小时至16小时的时间，并以介于10至500rpm的搅拌以转换在精华-1中的甘油酯成烷基酯。精华-1与酯交换作用溶液的比例是介于0.5-10部分的油对1部分酯交换作用溶液的范围。碱或酸对在酯交换作用溶液中的低烷基醇的比例是介于0.005至5部分的碱或酸对1部分低烷基醇的范围。
所产生的混合体可以被i)用热水冲洗以取出杂质如甘油或是ii)通过一个分开器或离心器以取出甘油及接着以直接热水冲洗或逆流热水冲洗过程冲洗含超级丰富酯的层次。
含有母育酚、类胡萝卜素及甾醇类的剩余的所述含超级丰富酯的层次则是受到传统的直接热水冲洗或逆流热水冲洗过程后接着先以分子蒸馏后以真空干燥过程烘干含超级丰富酯的层次。
在这个实施例中，所述剩下的含超级丰富酯的层次经历逆流或传统方式以直接冲洗剩下的甘油成分及所有溶解在液体状态的杂质。所使用的热水介于摄氏5至90度。所述冲洗过程是在能充分地去除在含超级丰富酯的层次中的所有杂质及碱或酸的残留物，并能保存生育三烯酚/生育酚，类胡萝卜素及甾醇类在含超级丰富酯的层次中的品质和完整性的状态中进行。在这个实施例中，介于1至10容量对每1个含超级丰富酯的层次容量的热水被使用以充分地去除任何残留在含超级丰富酯的层次中的碱或酸。这热水冲洗过程是尽需要被多次重复以达到在含超级丰富酯的层次一个介于6-8的pH。一层含有碱或酸的低水层次从含超级丰富酯的层次中被形成。
这低水层次可以通过沉淀过程及倾倒出或通过一个分开器/离心器从含超级丰富酯的层次中被分开。所述冲洗过的含超级丰富酯的层次经过一个涉及真空烘干过程，在介于摄氏50至200度及5至100mbar真空，以30分钟至10小时的烘干过程以去除尽可能越多的水分/湿气。在已烘干的含超级丰富酯的层次的湿气是介于0.001％至0.20％。
所述已烘干含超级丰富酯的层次则进行多阶段分子蒸馏法。所述多阶段分子蒸馏法涉及在0.00001mbar至1.0mbar之间的真空蒸馏和介于摄氏50至300度的温度操作。在多阶段分子蒸馏法的最后，会产生两种产品的蒸气-已蒸馏脂肪酸烷基酯(FAAE)和浓缩类胡萝卜素、母育酚及甾醇类的混合物(精华-2)。在精华-2中的每个组成部分的浓度通常是5％-50％母育酚、5％-30％类胡萝卜素及5％-50％甾醇类。
所述精华-2则再一次进行多阶段分子蒸馏法以从母育酚/甾醇类的混合物中分开类胡萝卜素精华。所述多阶段分子蒸馏过程是在介于摄氏50至300度温度及介于0.00001mbar至1.0mbar真空操作。母育酚/甾醇类的混合物被蒸发而类胡萝卜素精华以残留物的形式留下。在母育酚/甾醇类的混合物中的母育酚和甾醇类的浓度总数通常分别是5％-30％及5％-50％。残留物中的类胡萝卜素浓度总数是介于5％-30％。
从精华-2的多阶段分子蒸馏法中取得的类胡萝卜素精华进一步受到以接触低烷基醇并能充分地去除所有杂质的醇性冲洗。醇性冲洗的适合低烷基醇包括了但不局限于甲醇或乙醇或异丙醇或丁醇或这些烷基醇的组合。在这个实施例中，含有甲醇或一种或多种低烷基醇的混合物的低烷基醇是被使用。醇性冲洗的低烷基醇比例是介于1至20容量对每1个类胡萝卜素精华的容量的范围。在这个实施例中，大约1-5容量的甲醇对每1个类胡萝卜素丰富层次被使用。所选择烷基醇和类胡萝卜素精华以半个小时至30小时的时间，在介于摄氏5-90度的温度范围被搅拌。最高层次的烷基醇是被倾倒出。这醇性冲洗可多次重复以达到预期的类胡萝卜素精华。醇性冲洗之后，任何残留的甲醇或低烷基醇的混合物通过真空蒸发或一个擦净薄膜式蒸发器或短程蒸馏发被蒸发。所产生的类胡萝卜素精华拥有浓度介于20-50％的胡萝卜素。
从精华-2的多阶段分子蒸馏法中取得的所述母育酚/甾醇类的混合物进一步受到在低烷基醇或低烷基醇的组合的存在下，在低温度的结晶过程。所述低烷基醇可以选自但不局限于甲醇或乙醇或丙醇或异丙醇或丁醇或这些烷基醇的组合。在这个实施例中，含有一种或多种低烷基醇的甲醇混合物的低烷基醇被使用。低烷基醇的比例是介于1-20容量对每1个母育酚/甾醇类的混合物的容量的范围。在这个实施例中，大约1-5容量的甲醇对每1个母育酚/甾醇类的混合物的容量被使用。所选择的烷基醇及母育酚/甾醇类的混合物被搅拌至一段时间以及结晶温度介于摄氏-60至0度，介于3小时至10天。
在结晶过程，温度的减低可以逐步进行以确保最佳的甾醇类的结晶，及可多次重复以达到在烷基醇(丰富母育酚烷基醇)的预期母育酚精华及结晶化甾醇类。
所述结晶化甾醇类通过压滤机或其他固液分离法如分开器/离心器、真空过滤法等从丰富母育酚低烷基醇中被分开。所述在丰富母育酚烷基醇的烷基醇通过真空蒸发或与一个擦净薄膜式蒸发器或短程蒸馏发被蒸发掉。所产生的母育酚精华含有介于20-90％的生育三烯酚/生育酚。所述母育酚精华也可能含有其它化合物如角鲨烯、甾醇类、类胡萝卜素和辅酶Q10，含有通常的浓度分别介于0.5-20％，0.5-20％，0.05-10％及0.001-2％。
所述已结晶化和过滤的甾醇类拥有一个介于10-60％的甾醇类浓度总数。它然后使用传统式的空气干燥方法或烘炉或流化床干燥器方法被烘干。所述已干燥的甾醇类被与选自含有但不限于己烷或庚烷或异辛烷或丙酮或乙酸乙醋的溶剂接触。所选溶剂将溶解剩余的甘油酯(一、二和甘油三酸脂)与残留的固体甾醇类于溶剂中。所述已结晶甾醇类通过压滤机或其他固液分离法如分开器/离心器、真空过滤法等从溶剂中被分开。这个用溶剂如己烷的冲洗过程可以重复进行以达到预期的植物甾醇类浓度及颜色。在这个实施例，所述已结晶化甾醇类以己烷冲洗及过滤5-30次。在这冲洗过程已结晶化甾醇类与己烷的比例是介于1∶1至10∶1。所产生的已过滤甾醇类将会有介于30-90％的甾醇类总数浓度。
一旦达到预期的浓度，所述已过滤甾醇类被溶解在选自但不局限于己烷或庚烷或异辛烷或乙酸乙醋己烷的溶剂中。已过滤甾醇类对溶剂的比例介于1∶1至10∶1之间。这混合物然后被轻微加热至温度介于摄氏10-80度之间以溶解在溶剂里的甾醇类。一旦溶解后，所述混合物在一个称为结晶过程中被冷冻至温度介于摄氏-30度至10度之间。结晶时间介于10-72小时之间。在结晶过程的最后，已结晶甾醇类通过压滤或其他固液分开方法被过滤。所形成的甾醇类以喷雾干燥器或其他烘干方法烘干至植物甾醇类含量介于70-99％的一种白色粉末。在这个实施例中，200公斤的已过滤甾醇类含有40％浓度的甾醇类被溶解在1400L的己烷及加热至摄氏50度。这混合物然后被冷却至摄氏-20度至36个小时。在所述结晶过程的最后，所述已结晶甾醇类是利用压滤法被过滤出。所形成的甾醇类以喷雾干燥法烘干至含90％植物甾醇类成分的一种白色粉末。
这含生育三烯酚/生育酚浓度介于20-90％的最后母育酚精华含有少量的类胡萝卜素(0.001％-2％)。对于局部应用尤其是局部面霜，类胡萝卜素是不必要的成分因为它导致局部面霜呈黄色。在母育酚精华中的这类胡萝卜素可以通过一项简单的脱色和/或除臭过程被去除。所述母育酚精华被接触选白但不局限于己烷或庚烷或异辛烷或丙酮或乙酸乙醋或这些溶剂的混合物。所述混合物之后受到吸收剂如但不局限于漂白土或活性碳的处理，在1-10部分吸收剂对每1部分母育酚精华混合物的比例，在特定温度以一段时间。在这个实施例中，所述处理介于1小时至24小时在摄氏10至90度之间。所述混合物以10rpm.至1000rpm之间被搅拌。在完成上述处理，所述已脱色滤出液通过一个简单的过滤法使用压滤机或真空过滤法，离心力或简单沉淀法及倾析法从吸收剂、漂白土或活性碳被分开。所述干净较浅色的滤出液然后进行通过真空蒸发器，擦净薄膜式蒸发器或短程蒸馏的蒸发过程，在温度介于摄氏10至90度及1mbar至0.0001mbar真空之间以清除所有溶剂和留下一个已浓缩脱色母育酚精华以适用于化妆品行业。所述过程的颜色降低是在开始的母育酚精华介于20R至80R(以一个5英寸单元的洛维邦油品色度计(Lovibond Tintometer)或APHA颜色测量设备衡量)至介于1R至20R的最后脱色母育酚精华。
本发明的具体实施方式已经被说明与描述。但本发明并不限制于上述所陈述过的构造而已，本发明也可能以其他的特性或制作结构来表现出它的功能。但是，无论如何，一切相似或者被改装过的，类似本发明而已经公开了的概念将一律被包含在发明的范围内。