天然-胡萝卜素的合成与应用

天然-胡萝卜素的合成与应用

1—前言随着科学技术的发展，合成色素对人体有害。因此，一些国家先后制定了一些限制使用合成染料的相关规定。天然素描不仅具有很强的色度和很强的体内转化为维生素a，具有色度和养分的作用。因此，它在饮料、人造黄油、果汁、面粉、冰淇淋、强化剂等领域得到了广泛的应用。β—胡萝卜素是维生素A的前体,人体吸收后可转化成维生素A,可治疗维生素A缺乏症。由于β—胡萝卜素在人体内是按需要转变成维生素A,因而能避免大量服用维生素A而造成中毒现象。不少流行病学研究表明:血液中维生素A或类胡萝卜素的含量与癌症发病率成负相关,因而胡萝卜素用于某些癌症的防治有重要的应用前景。β—胡萝卜素存在于很多普通的食物中,比如西红柿,胡萝卜、菠萝等蔬菜和水果中,但由于这些食品中胡萝卜素含量低,因而用于生产胡萝卜素时成本较高。盐藻在合适的养殖条件下可积累较高的胡萝卜素含量,因而具有生产β—胡萝卜素的市场价值,我国有很大的沿海、滩涂面积和大量的内陆盐湖荒地,利用这些荒废的地方养殖盐藻,生产β—胡萝卜素将会产生显著的经济效益。2当前生产工艺的总结2.1乳化、离心分离法工艺首先用酸除去覆盖着盐藻的凝剂—铁盐或铅盐,然后加入植物油并加热至80℃左右,再经均质使胡萝卜素溶于植物油中,形成一种油/水的乳浊液,通过加碱调整pH值至中性并冷却后,即用碟片离心机分离,得到含胡萝卜素的油溶液,浓度调整至含胡萝卜素1.4%即为最终产品,此工艺的特点是工艺简单,产品没有溶剂残留,适于作营养保健食品。利用大豆油的生产工艺,用6号轻汽油加10%植物油,可生产油溶液浓度较高的胡萝卜素产品。2.2萃取工艺特点用石油醚(沸程10℃~90℃)萃取经干燥的盐藻萃取液经蒸发、结晶,得到胡萝卜素晶体,该工艺特点是产品质量高,应用范围广,但流程较复杂,生产成本高。2.3氧化碳压循环使用工艺该工艺是用超临界状态下的二氧化碳作萃取剂,使胡萝卜素溶解在超临界流体中。通过减压操作,使胡萝卜素与二氧化碳分离,减压后的二氧化碳经膜式压缩机加压循环使用。该工艺特点是二氧化碳不燃,产品无有机溶剂残留,但超临界设备复杂,价格昂贵,设备投资大。超临界萃取设备昂贵,难以采用,故试验分别采用石油醚提取工艺和6号轻汽油加5%~10%植物油提取工艺。3试验部分3.1盐藻样品的萃取工艺流程如图1,萃取试验结果见表1。主要设备如下:多功能萃取器,根据工艺要求,盐藻需进行三次萃取和固液分离。为减少设备和便于操作,制造了具有萃取、固液分离和藻渣脱除溶剂功能的萃取器。旋转薄膜蒸发器,胡萝卜素是热敏性物质,不适于长时间加热,因此宜选物料停留时间短的蒸发器。旋转薄膜蒸发器具有蒸发强度大,物料停留时间短,浓缩比大等特点,因而适于胡萝卜素萃取液的浓缩。从表1看出,胡萝卜素萃取率随着萃取次数增加而提高,经三次萃取时其萃取率为95.05%,湿藻浓缩物通过脱水其胡萝卜素损失率为1.85%,损失较小。胡萝卜素晶体质量见表2。表2数据说明:晶体中胡萝卜素含量均达到90%以上,产品中有毒元素As、Pb、Hg、Cd含量都较低,符合食品质量要求。晶体中胡萝卜素各组分含量测定见表3。从表3看出,晶体中除主含量为反式β-胡萝卜素外,并含有顺式β-胡萝卜素,含量在5.75%~25.68%,由于顺式β-胡萝卜素的存在,因此采用E1%1cm=2500计算时,其含量偏低,产品α-胡萝卜素含量为10.42%~19.67%。盐藻萃取完成后,盐藻表面残留一部分石油醚,卸藻前这些溶剂必须除去,试验采用蒸气脱除溶剂,其结果如表4。表4说明,通蒸汽5min,藻渣残留量已降至39mg/kg,证明蒸汽除溶剂效果较好。藻渣组成如表5。表5数据说明:盐藻中含有17种氨基酸,种类比较齐全。3.26次萃取与胡萝卜素损失率主要设备为直立式不锈钢萃取器(装有搅拌装置)和碟片离心机。萃取试验见表6。从表6可以看出,脱水盐藻通过二次萃取,其萃取率为91.68%;湿藻浓缩物经脱水其胡萝卜素损失率为1.98%。萃取后,通过蒸馏去掉6号油,这样,胡萝卜素都在植物油中,植物油溶液中胡萝卜素