天然维生素E课件
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
17
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
3
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。
16
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
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α一、β一、γ一和 δ一)和4种生育三烯酚(即 α一、β一、γ一和δ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。
15
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。
9
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 α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—α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 α一生育酚醋酸酯)。
21
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。
25
5
6
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α一生育酚转运蛋白( α— TTP)选择性地将 α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。
24
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。
10
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220-240~C、压力为103～ 105mmHg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。
7
2 维生素E的化学结构与生理活性
其它维生素E类似物( β一、γ一、δ一生 育酚及 α一、β一、γ一和δ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 α — TTP结合的亲和力(见表1)，以 α一生育酚 与 α一TTP的相对亲和力为100％计，则 β 一、γ一、δ一生育酚与 α一TTP的相对亲和 力分别为38．1％、8．9％和1．6％， 一 生育三烯酚为12.4％，其余更低。
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。
22
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。
23
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。
8
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 α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 α一生育酚异构 体，其次是 β一生育酚(根据所研究的功能 不同，活性为12％～40％)。其它形式的维 生素E活性要低得多。
11
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。
14
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l～2℃ ，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。
18
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。
19
4 维生素E的抗氧化机理
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：
12
3天wk.baidu.com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
20
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。
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，339．9 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。
13
天然维生素E
1
1 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。
2
1 天然维生素E
• 1922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。
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
3
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。
16
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
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α一、β一、γ一和 δ一)和4种生育三烯酚(即 α一、β一、γ一和δ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。
15
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。
9
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 α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—α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 α一生育酚醋酸酯)。
21
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。
25
5
6
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α一生育酚转运蛋白( α— TTP)选择性地将 α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。
24
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。
10
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220-240~C、压力为103～ 105mmHg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。
7
2 维生素E的化学结构与生理活性
其它维生素E类似物( β一、γ一、δ一生 育酚及 α一、β一、γ一和δ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 α — TTP结合的亲和力(见表1)，以 α一生育酚 与 α一TTP的相对亲和力为100％计，则 β 一、γ一、δ一生育酚与 α一TTP的相对亲和 力分别为38．1％、8．9％和1．6％， 一 生育三烯酚为12.4％，其余更低。
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。
22
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。
23
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。
8
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 α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 α一生育酚异构 体，其次是 β一生育酚(根据所研究的功能 不同，活性为12％～40％)。其它形式的维 生素E活性要低得多。
11
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。
14
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l～2℃ ，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。
18
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。
19
4 维生素E的抗氧化机理
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：
12
3天wk.baidu.com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
20
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。
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，339．9 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。
13
天然维生素E
1
1 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。
2
1 天然维生素E
• 1922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。