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，其應用領域已從zui初的食品著色劑逐漸轉向飼料，營養食品，保健品及藥品四大領域，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，且純化工藝復雜。采用微生物發酵，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領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�，F有β－胡蘿卜素的常用提取方法是將發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 ,提取液經結晶、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；
(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��；
(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：向溶液中加入過量的質量濃度為0.5%的堿液，進行充分的皂化反應，除去油脂；將皂化反應液用水洗除皂，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、再放入蒸發器中蒸發，得到β-胡蘿卜素精品。經檢測，該成品β-胡蘿卜素晶體純度為96.6%，不含任何有機溶劑。