天然-胡萝卜素的合成与应用.docx

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p H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%1 cm= 2 500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5 min,藻渣残留量已降至39 mg / 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含量随添加萃取液的比例不同而变化,含量在5. 6%~ 12. 0% 范围。 4 结论 采用不同萃取工艺制备胡萝卜素油溶液和晶体,可满足不同的使用要求。其胡萝卜素萃取率均达到90% 以上。