过滤洗涤干燥三合一解决β-胡萝卜素提取和纯化工艺难题

发布时间：2022-07-30

β-胡萝卜素是一种脂溶性类胡萝卜素，分子式为C40H54，相对分子质量为536.88，易溶于二氯甲烷、氯仿、二硫化碳。β-胡萝卜素是人体内维生素A的重要来源，具有保护视力、防癌、抗癌、防衰老、防治白内障、抗辐射线和提高机体免疫力等生理功能。由于β-胡萝卜素的诸多功效，其应用领域已从食品着色剂逐渐转向饲料，营养食品，保健品及药品四大领域，并得到了消费者的广泛认可。

目前β-胡萝卜素主要从甘薯、胡萝卜中提取，然而即使是含β-胡萝卜素较高的品种，其β-胡萝卜素含量也非常低，仅约40mg/kg，且纯化工艺复杂。采用微生物发酵，β-胡萝卜素可在菌体干重中累积达到5%～10%，因此具有重要的研究意义。

无论是从胡萝卜还是微生物中提取β-胡萝卜素，目前的工艺主要是采用有机溶剂提取。由于β-胡萝卜素在食品工业领域常用的有机溶剂中溶解度很小，因此需要使用大量的溶剂进行萃取。现有β－胡萝卜素的常用提取方法是将发酵液过滤得到的湿菌丝体进行细胞破壁 ,固液分离后用脱水剂脱水 ,然后用溶剂提取β－胡萝卜素 ,提取液经结晶、真空干燥后得到β－胡萝卜素晶体。该方法使用了提取过程中需要使用大量的有机溶剂，不仅能耗、生产成本高，且溶剂难以分离，成品晶体中溶剂残留浓度高，可能产生食品安全的风险。

β-胡萝卜素提取和纯化新工艺 具体步骤

为解决β-胡萝卜素提取和纯化工艺难题，全自动过滤洗涤干燥三合一制备工艺简单易行，利润空间大、便于推广，市场前景广阔。新工艺具体步骤如下：

(1) 清洗步骤：清洗收集到的原料，并剔除杂质；

(2) 溶剂提取步骤：向原料中加入有机溶剂，进行回流提取或超声波提取；

(3) 破壁步骤：向浓缩液中加入菌体干重0.25wt%的蛋白酶，35℃搅拌反应4h破壁，菌体平均粒径达到575μm；

(4) 提纯步骤：在全自动过滤洗涤干燥三合一将步骤(3)所得物进行分离，上层为橙色上清液，下层为滤渣；

(5) 皂化反应：向溶液中加入过量的质量浓度为0.5%的碱液，进行充分的皂化反应，除去油脂；将皂化反应液用水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β-胡萝卜素湿晶体；

(6) 纯化干燥：向步骤(5)所得的β-胡萝卜素粗品中加入水、乙醇、和碱液，搅拌、再放入蒸发器中蒸发，得到β-胡萝卜素精品。经检测，该成品β-胡萝卜素晶体纯度为96.6%，不含任何有机溶剂。