過濾洗滌干燥三合一在水溶性β-胡蘿卜素粉末精制提純工藝中的運用

發(fā)布時間：2020-05-21

β-胡蘿卜素是一種脂溶性類胡蘿卜素，分子式為C40H54，相對分子質(zhì)量為536.88，易溶于二氯甲烷、氯仿、二硫化碳。β-胡蘿卜素是人體內(nèi)維生素A的重要來源，具有保護視力、防癌、抗癌、防衰老、防治白內(nèi)障、抗輻射線和提高機體免疫力等生理功能。由于β-胡蘿卜素的諸多功效，其應(yīng)用領(lǐng)域已從zui初的食品著色劑逐漸轉(zhuǎn)向飼料，營養(yǎng)食品，保健品及藥品四大領(lǐng)域，并得到了消費者的廣泛認可。

目前β-胡蘿卜素主要從甘薯、胡蘿卜中提取，然而即使是含β-胡蘿卜素較高的品種，其β-胡蘿卜素含量也非常低，僅約40mg/kg，且純化工藝復(fù)雜。采用微生物發(fā)酵，β-胡蘿卜素可在菌體干重中累積達到5%～10%，因此具有重要的研究意義。

無論是從胡蘿卜還是微生物中提取β-胡蘿卜素，目前的工藝主要是采用有機溶劑提取。由于β-胡蘿卜素在食品工業(yè)領(lǐng)域常用的有機溶劑中溶解度很小，因此需要使用大量的溶劑進行萃取。現(xiàn)有β－胡蘿卜素的常用提取方法是將發(fā)酵液過濾得到的濕菌絲體進行細胞破壁 ,固液分離后用脫水劑脫水 ,然后用溶劑提取β－胡蘿卜素 ,提取液經(jīng)結(jié)晶、真空干燥后得到β－胡蘿卜素晶體。該方法使用了提取過程中需要使用大量的有機溶劑，不僅能耗、生產(chǎn)成本高，且溶劑難以分離，成品晶體中溶劑殘留濃度高，可能產(chǎn)生食品安全的風險。

β-胡蘿卜素提取和純化新工藝工藝
為解決β-胡蘿卜素提取和純化工藝難題，全自動過濾洗滌干燥三合一制備工藝簡單易行，利潤空間大、便于推廣，市場前景廣闊。新工藝具體步驟如下：
(1) 清洗步驟：清洗收集到的原料，并剔除雜質(zhì)；
(2) 溶劑提取步驟：向原料中加入有機溶劑，進行回流提取或超聲波提取；
(3) 破壁步驟：向濃縮液中加入菌體干重0.25wt%的蛋白酶，35℃攪拌反應(yīng)4h破壁，菌體平均粒徑達到575μm；
(4) 提純步驟：在全自動過濾洗滌干燥三合一將步驟(3)所得物進行分離，上層為橙色上清液，下層為濾渣；
(5) 皂化反應(yīng)：向溶液中加入過量的質(zhì)量濃度為0.5%的堿液，進行充分的皂化反應(yīng)，除去油脂；將皂化反應(yīng)液用水洗除皂，直至洗滌液中皂濃度小于10ppm，獲得β-胡蘿卜素濕晶體；
(6) 純化干燥：向步驟(5)所得的β-胡蘿卜素粗品中加入水、乙醇、和堿液，攪拌、再放入蒸發(fā)器中蒸發(fā)，得到β-胡蘿卜素精品。經(jīng)檢測，該成品β-胡蘿卜素晶體純度為96.6%，不含任何有機溶劑。