一種番茄紅素油樹脂的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種番茄紅素油樹脂的生產(chǎn)方法，具體地涉及一種基于番茄紅素理化特性通過乙酸乙酯循環(huán)提取、濃縮、結(jié)晶、脫溶生產(chǎn)番茄紅素油樹脂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]番茄紅素(lycopene)是一種脂溶性不飽和碳?xì)浠衔铮穷惡}卜素的一種，分子式為C4()H56，相對分子質(zhì)量為536.85，恪點(diǎn)為174°C (反式)，與胡蘿卜素是同分異構(gòu)體。番茄紅素是許多類胡蘿卜素生物合成的中間體，經(jīng)過環(huán)化可形成其它類胡蘿卜素，但在動物體內(nèi)無法合成只能從食物中攝取。番茄紅素是一種開鏈?zhǔn)讲伙柡皖惡}卜素，具有抗氧化、抗癌、增強(qiáng)人體免疫力、預(yù)防心血管疾病、預(yù)防骨質(zhì)疏松、保肝、抗紫外線輻射和促進(jìn)細(xì)胞縫間聯(lián)接交流、抑制LDL-膽固醇氧化物的形成、減少體內(nèi)由于過氧化作用引起的對淋巴細(xì)胞DNA的損傷、調(diào)控腫瘤增殖活化免疫細(xì)胞等多種生理功能，目前主要被應(yīng)用在醫(yī)藥和保健品、食用色素和化妝品三個領(lǐng)域。在食品和藥品中，可起防癌、抗癌和延緩衰老等作用；在食用色素方面，番茄紅素的色調(diào)可根據(jù)其使用方法的不同，調(diào)配出黃色、橙色和紅色等不同色調(diào)；在化妝品中，可起防止紫外線灼傷、健膚養(yǎng)顏的作用。由于它卓越的生理功能，素有“藏在西紅柿里的黃金”之美稱，已被聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FA0)、世界衛(wèi)生組織(WHO)和食品添加劑委員會(JECFA)認(rèn)定為A類營養(yǎng)素，并被50多個國家和地區(qū)作為具有營養(yǎng)和著色雙重作用的食品添加劑。
[0003]番茄紅素廣泛分布于各種植物中，主要存在于細(xì)胞的有色體中，多與蛋白質(zhì)等形成復(fù)合物，以某些植物成熟的果實(shí)中含量較高。番茄、西瓜、紅色葡萄抽、紅肉臍橙木瓜及苦瓜籽、番石榴等植物中都有發(fā)現(xiàn)，含量最高的是番茄果實(shí)，可達(dá)3-14 mg/100g (FW)，且番前紅素占類胡蘿卜素總量的80%左右，一般成熟度越尚，番前紅素的含量也越多，且含量隨品種和成熟度的不同而不同，如在普通的番前(Lycopersicon esculentum)品種中，含量在
3.3-7.7mg/100g (FW)，而在一些特殊的番前(Lycopersicon pimpinellifoli)中，番前紅素的含量可達(dá)40 mg/100g (FW)。鑒于上述番茄紅素在各種植物中的含量分布特點(diǎn)，各生產(chǎn)企業(yè)提取時可因地制宜的選擇有資源優(yōu)勢的生物材料進(jìn)行生產(chǎn)加工。番茄紅素是一種脂溶性碳?xì)浠衔铮蝗苡谒?，微溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、正己烷、丙酮、乙酸乙酯，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有機(jī)溶劑?；诜鸭t素的分布及理化特性其提取工藝主要有:有機(jī)溶劑浸提法、酶反應(yīng)法、超臨界流體萃取法、微波提取法、超聲波提取法、高速逆流法、化學(xué)合成、微生物發(fā)酵和基因工程等。目前，番茄紅素工業(yè)化生產(chǎn)最常用的方法是有機(jī)溶劑浸提法，該方法一般選用脂溶性有機(jī)溶劑提取番茄紅素。由于番茄中還含有其它脂溶性成分，采用有機(jī)溶劑提取法得到的產(chǎn)品一般純度不高，番茄紅素含量約在5%?15%左右，而且有痕量溶劑殘留，需要脫溶工序。此外，番茄紅素是多不飽和鍵的碳?xì)浠衔?，穩(wěn)定性很差，容易發(fā)生順反異構(gòu)化和氧化降解。因此，在其提取、儲存及分析過程中均應(yīng)注意控制環(huán)境因素，以確保不發(fā)生氧化和異構(gòu)化。應(yīng)盡量避光，如需要一般用黃光、紅光和金黃色光。在萃取和溶劑分離中可使用如2-叔丁基對苯二酚(TBHQ)和沒食子酸酯(BG) —類抗氧化劑來控制氧化和異構(gòu)化的發(fā)生。同時，容器端充入隊(duì)或Η 2也可防止其與氧接觸，降低氧化程度。
[0004]本申請的發(fā)明人經(jīng)過近幾年對天然產(chǎn)物提取法生產(chǎn)番茄紅素生產(chǎn)工藝參數(shù)的全面摸索，設(shè)計了一種基于番茄紅素理化特性通過乙酸乙酯循環(huán)提取、濃縮、結(jié)晶、脫溶生產(chǎn)番茄紅素油樹脂的方法，并在實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)，結(jié)果表明該方法是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的番茄紅素油樹脂的生產(chǎn)方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提供了一種番茄紅素油樹脂的生產(chǎn)方法，該方法包括提取物的前處理、番茄紅素的提取、濃縮、結(jié)晶、脫溶的步驟。優(yōu)選地，在番茄紅素油樹脂的生產(chǎn)步驟中還包括三次循環(huán)提取和三步脫溶的步驟，三次循環(huán)提取后番茄紅素的提取率在85 %以上，三步脫溶后番茄紅素的溶劑殘留量可控制在50ppm以內(nèi)。
[0006]提取物的含水量對番茄紅素的提取影響顯著。番茄紅素是一種脂溶性天然色素，難溶于水，微溶于甲醇、乙醇，易溶于氯仿、苯、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑，可利用親油性有機(jī)溶劑來提取番茄紅素?；谏鲜龇鸭t素的溶解特性，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，番茄醬通過1200r/min的轉(zhuǎn)速下離心15min，再按質(zhì)量體積比為1:1.5的料液比加入無水乙醇，在1200r/min轉(zhuǎn)速下離心15min，可得到含水量低、適用于后續(xù)提取工藝要求的提取物。
[0007]番茄紅素的提取、濃縮方式直接決定了它的生產(chǎn)效率和成本。為了實(shí)現(xiàn)番茄紅素提取效率的最大化，在結(jié)合實(shí)驗(yàn)室前期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一種兩個提取罐三次循環(huán)提取的方法，并通過大量實(shí)驗(yàn)確定了具體的工藝參數(shù):提取溶劑:乙酸乙酯、溫度:60°C、壓力:常壓、料液質(zhì)量體積比:1:1、攪拌轉(zhuǎn)速:50r/min，濃縮溫度:70°C、壓力:0.08Mpa、轉(zhuǎn)速:200r/min，三次循環(huán)提取后番茄紅素的提取率在85%以上。
[0008]番茄紅素油樹脂的殘溶量直接影響了它的品質(zhì)、限制了它的應(yīng)用領(lǐng)域。因此，工藝設(shè)計中如何去除溶劑殘留成為了關(guān)鍵技術(shù)。通過大量的文獻(xiàn)調(diào)研，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)，開發(fā)了三步脫溶法來去除番茄紅素油樹脂中的乙酸乙酯殘溶的方法，并獲得了三步脫溶法的具體工藝參數(shù):一步脫溶溶劑:無水乙醇、料液質(zhì)量體積比:2:1、脫溶溫度:60°C、工作壓力:0.08MPa、脫溶時間:4h，二步脫溶溶劑:葵籽色拉油、料液質(zhì)量體積比:4:1、脫溶溫度:60°C、工作壓力:0.08MPa、脫溶時間:2h，三步脫溶試劑:N2、脫溶溫度:60°C、工作壓力:0.08MPa、脫溶時間:1.5h，三步脫溶后番茄紅素的溶劑殘留量可控制在50ppm以內(nèi)，達(dá)到了出口標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0009]番茄紅素油樹脂的儲存方式嚴(yán)重影響其穩(wěn)定性及品質(zhì)。大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:番茄紅素油樹脂在常溫下比較穩(wěn)定，但溫度>50°C時油樹脂中番茄紅素破壞較強(qiáng)，太陽光對油樹脂中的番茄紅素有一定的破壞作用，微波輻射對番茄紅素的破壞作用很大，金屬離子中Na+、Ca2+、Zn2+對番茄紅素的影響不大，但Fe2+、Cu2+對番茄紅素有很強(qiáng)的破壞作用。因此，番茄紅素油樹脂宜于常溫或低溫、避光儲存，提取或應(yīng)用時應(yīng)避免使用鐵器或銅器，避免微波輻射，最好使用鍍鋅的不銹鋼桶或密封袋包裝。