天然-胡蘿卜素的合成與應(yīng)用

天然-胡蘿卜素的合成與應(yīng)用

1—前言隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，合成色素對人體有害。因此，一些國家先后制定了一些限制使用合成染料的相關(guān)規(guī)定。天然素描不僅具有很強的色度和很強的體內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素a，具有色度和養(yǎng)分的作用。因此，它在飲料、人造黃油、果汁、面粉、冰淇淋、強化劑等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。β—胡蘿卜素是維生素A的前體,人體吸收后可轉(zhuǎn)化成維生素A,可治療維生素A缺乏癥。由于β—胡蘿卜素在人體內(nèi)是按需要轉(zhuǎn)變成維生素A,因而能避免大量服用維生素A而造成中毒現(xiàn)象。不少流行病學(xué)研究表明:血液中維生素A或類胡蘿卜素的含量與癌癥發(fā)病率成負(fù)相關(guān),因而胡蘿卜素用于某些癌癥的防治有重要的應(yīng)用前景。β—胡蘿卜素存在于很多普通的食物中,比如西紅柿,胡蘿卜、菠蘿等蔬菜和水果中,但由于這些食品中胡蘿卜素含量低,因而用于生產(chǎn)胡蘿卜素時成本較高。鹽藻在合適的養(yǎng)殖條件下可積累較高的胡蘿卜素含量,因而具有生產(chǎn)β—胡蘿卜素的市場價值,我國有很大的沿海、灘涂面積和大量的內(nèi)陸鹽湖荒地,利用這些荒廢的地方養(yǎng)殖鹽藻,生產(chǎn)β—胡蘿卜素將會產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益。2當(dāng)前生產(chǎn)工藝的總結(jié)2.1乳化、離心分離法工藝首先用酸除去覆蓋著鹽藻的凝劑—鐵鹽或鉛鹽,然后加入植物油并加熱至80℃左右,再經(jīng)均質(zhì)使胡蘿卜素溶于植物油中,形成一種油/水的乳濁液,通過加堿調(diào)整pH值至中性并冷卻后,即用碟片離心機分離,得到含胡蘿卜素的油溶液,濃度調(diào)整至含胡蘿卜素1.4%即為最終產(chǎn)品,此工藝的特點是工藝簡單,產(chǎn)品沒有溶劑殘留,適于作營養(yǎng)保健食品。利用大豆油的生產(chǎn)工藝,用6號輕汽油加10%植物油,可生產(chǎn)油溶液濃度較高的胡蘿卜素產(chǎn)品。2.2萃取工藝特點用石油醚(沸程10℃~90℃)萃取經(jīng)干燥的鹽藻萃取液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶,得到胡蘿卜素晶體,該工藝特點是產(chǎn)品質(zhì)量高,應(yīng)用范圍廣,但流程較復(fù)雜,生產(chǎn)成本高。2.3氧化碳壓循環(huán)使用工藝該工藝是用超臨界狀態(tài)下的二氧化碳作萃取劑,使胡蘿卜素溶解在超臨界流體中。通過減壓操作,使胡蘿卜素與二氧化碳分離,減壓后的二氧化碳經(jīng)膜式壓縮機加壓循環(huán)使用。該工藝特點是二氧化碳不燃,產(chǎn)品無有機溶劑殘留,但超臨界設(shè)備復(fù)雜,價格昂貴,設(shè)備投資大。超臨界萃取設(shè)備昂貴,難以采用,故試驗分別采用石油醚提取工藝和6號輕汽油加5%~10%植物油提取工藝。3試驗部分3.1鹽藻樣品的萃取工藝流程如圖1,萃取試驗結(jié)果見表1。主要設(shè)備如下:多功能萃取器,根據(jù)工藝要求,鹽藻需進(jìn)行三次萃取和固液分離。為減少設(shè)備和便于操作,制造了具有萃取、固液分離和藻渣脫除溶劑功能的萃取器。旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器,胡蘿卜素是熱敏性物質(zhì),不適于長時間加熱,因此宜選物料停留時間短的蒸發(fā)器。旋轉(zhuǎn)薄膜蒸發(fā)器具有蒸發(fā)強度大,物料停留時間短,濃縮比大等特點,因而適于胡蘿卜素萃取液的濃縮。從表1看出,胡蘿卜素萃取率隨著萃取次數(shù)增加而提高,經(jīng)三次萃取時其萃取率為95.05%,濕藻濃縮物通過脫水其胡蘿卜素?fù)p失率為1.85%,損失較小。胡蘿卜素晶體質(zhì)量見表2。表2數(shù)據(jù)說明:晶體中胡蘿卜素含量均達(dá)到90%以上,產(chǎn)品中有毒元素As、Pb、Hg、Cd含量都較低,符合食品質(zhì)量要求。晶體中胡蘿卜素各組分含量測定見表3。從表3看出,晶體中除主含量為反式β-胡蘿卜素外,并含有順式β-胡蘿卜素,含量在5.75%~25.68%,由于順式β-胡蘿卜素的存在,因此采用E1%1cm=2500計算時,其含量偏低,產(chǎn)品α-胡蘿卜素含量為10.42%~19.67%。鹽藻萃取完成后,鹽藻表面殘留一部分石油醚,卸藻前這些溶劑必須除去,試驗采用蒸氣脫除溶劑,其結(jié)果如表4。表4說明,通蒸汽5min,藻渣殘留量已降至39mg/kg,證明蒸汽除溶劑效果較好。藻渣組成如表5。表5數(shù)據(jù)說明:鹽藻中含有17種氨基酸,種類比較齊全。3.26次萃取與胡蘿卜素?fù)p失率主要設(shè)備為直立式不銹鋼萃取器(裝有攪拌裝置)和碟片離心機。萃取試驗見表6。從表6可以看出,脫水鹽藻通過二次萃取,其萃取率為91.68%;濕藻濃縮物經(jīng)脫水其胡蘿卜素?fù)p失率為1.98%。萃取后,通過蒸餾去掉6號油,這樣,胡蘿卜素都在植物油中,植物油溶液中胡蘿卜素