[发明专利]一种水溶性虾青素衍生物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于虾青素加工制备技术领域，具体涉及一种虾青素琥珀酸二酯衍生物及其制备方法。

背景技术

虾青素(Astaxanthin，3,3'-dihydroxy-4,4’-dione-β,β’-carotene)也被称为虾黄质，是一种非维生素A源的类胡萝卜素，属于萜烯类不饱和化合物，其结构式如(III)。

虾青素具有着色、抗氧化、光保护、预防心肌损伤、癌症等慢性疾病等多种功能，极受国内外食品、医药、化妆品、水产养殖等行业的关注。但是，虾青素由于其结构中存在多个异戊二烯单元，使其极性降低从而导致其极难溶于水于水，因而大大限制了其在水相溶液中的研究和应用。同时，由于虾青素水溶性低，导致其在生物体内的运输等受到限制从而降低了虾青素的生物可接受率和生物利用度。这使得提高虾青素水溶性或者水相溶液中的分散度成为其研究的关键。

目前有很多研究者也在通过结构改良、乳化或微胶囊化等手段增加虾青素的水溶性。美国科学家JACKSON.H.L合成的虾青素的二赖氨酸酯的四盐酸盐以及虾青素甘油和聚三梨醇酯等衍生物都不同程度地提高了虾青素的水分散性。对虾青素水相溶液的开发具有重要的意义。另外，一些科学家通过微囊化的方法提高虾青素的水分散性，但是这种方法制成的一些产品会存在透明度不佳，或者长期储存会出现稳定性差等问题，例如中华人民共和国发明专利ZL200810044646.4公开了稳定的水溶性类胡萝卜素干粉的制备方法，该发明将溶解有类胡萝卜素成分的丙酮或异丙醇的有机溶液，在充分搅拌下加入到含有表面活性剂和稳定辅助剂成分的水相溶液中充分混合，然后除去此混合溶液中的有机溶剂，再向其中加入类胡萝卜素成分质量1～12倍的辅助成型辅料，并搅拌均匀后喷雾干燥，得到粉状产品。在此大环境下，提高虾青素水溶性的研究就具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水溶性虾青素衍生物及其制备方法，制备的衍生物改善了虾青素本身不溶于水的缺点，增大虾青素的应用范围，提高虾青素的稳定性。

本发明首先提供一种虾青素琥珀酸二酯—PEG的衍生物，其化学式如下：

其中n为自然数，其范围为400～12000。

本发明虾青素衍生物的制备方法，其具体步骤如下：

1)首先是使虾青素与琥珀酸酐反应，生成下述化学结构式的化合物：

具体步骤如下：向虾青素或者溶解了虾青素的有机溶剂中加入琥珀酸酐进行加热反应，反应结束后加水搅拌，离心后得到沉淀；其中虾青素与琥珀酸酐的摩尔比为1:10～20；

2)将步骤1)中制备得到的化合物用有机溶剂溶解后，加入聚乙二醇，通过酯化反应使两端结合上聚乙二醇，制成虾青素的衍生物；

所使用的聚乙二醇，其聚合度优选为400～12000；

其中步骤1)中的有机溶剂是吡啶、二氯甲烷、丙酮、四氢呋喃和二氧六烷中的一种或几种的混合物；

步骤2)中的有机溶液是吡啶、二氯甲烷、丙酮、乙醇、四氢呋喃和二氯甲烷中的一种或几种的混合物；

本发明利用虾青素、琥珀酸酐和聚乙二醇来制备虾青素琥珀酸二酯—PEG衍生物，在温和的反应体系中得到虾青素的衍生物，工艺简单，绿色环保。另外聚乙二醇、琥珀酸酐本身不具备生物活性，但其具有双亲的性质可以增大虾青素在生物体内的利用度，同时也增大了虾青素的应用范围，本发明制备的虾青素琥珀酸二酯—PEG衍生物可作为水产、畜禽等饲料添加剂；可以作为食品着色剂用于粮食、饮料、肉制品、水产品等行业加工的着色；可以用于医药品和化妆品等行业的加工着色；可作为功能性成分用于保健食品的开发。本发明方法制备的虾青素琥珀酸二酯—PEG衍生物可作为水产、畜禽等饲料添加剂；可以作为食品着色剂用于粮食、饮料、肉制品、水产品等行业加工的着色；可以用于医药品和化妆品等行业的加工着色；可作为功能性成分用于保健食品的开发。因其良好的水溶性，大大提高了虾青素的应用范围。

附图说明

图1：本发明的制备流程图；其中n代表不同聚合度的聚乙二醇。

图2：本发明中实例1～实例5的虾青素琥珀酸二酯—PEG衍生物的薄层色谱图。

图3：本发明中虾青素琥珀酸二酯—PEG1000在水溶液和二甲亚砜溶液中的光谱扫描图。

图4：本发明中实例1～实例5制备的衍生物皂化产物的HPLC图及二级质谱图。