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502-65-8/番茄红素的制备方法

背景及概述[1]

番茄红素是一种脂溶性天然色素,属于类胡萝卜素。最近几年来对番茄红素生理功能的 研究发现,番茄红素具有比其他类胡萝卜素更为优越的性能,如其抗氧化性在类胡萝卜素中 最强,猝灭单线态氧能力是VE的100倍,β-胡萝卜素的2倍多,清除自由基的能力也优于 其他类胡萝卜素。其具有极强的抗氧化作用,可抑制癌细胞生长,减缓低密度脂蛋白(LDL) 的氧化,防治动脉硬化,保护心血管,清除香烟和汽车废气中的有毒物质等。

番茄红素的制备方法

制备[1-2]

报道一、

CN00128226.3报道了工业化生产一种番茄红素含量>10%的高浓度的番茄红素结晶制品的方法。

①原料:本发明生产番茄红素所采用的原料有两种,其一为番茄酱,浓缩比3~8∶1(指由3~8份鲜番茄得到1份番茄酱),其番茄红素含量为40~70mg/100g,并以大桶贮藏并供周年工业生产使用;其二为番茄酱生产过程中,从打浆机中所分离出来的下脚料—番茄皮渣,其组成成分主要为番茄皮和番茄籽,番茄皮中番茄红素的含量为35mg/100g左右。

②番茄酱中水溶性成份脱除:在浓缩番茄酱中分1~3次加入1~5倍的清水,搅拌,加热使温度维持在20~70℃,使番茄酱中的可溶性成份尽可能溶解在水中,离心脱去水分以及溶解在其中的可溶性物质如糖份、有机酸、无机盐、果胶等,所脱除的这部分汁液称为番茄清汁,番茄清汁可以进行下游产品的加工,如浓缩、配制番茄饮料等;得到番茄果肉渣为湿番茄酱渣,其中所包含的成分主要为纤维素、油脂类、类胡萝卜色素等成分,含水量为80%-90%;

如采用番茄皮渣作原料,因从番茄酱生产线的打浆机中排出的湿番茄皮渣含水量在80~93%,极易腐烂变质,可采用先干燥后分离皮、籽的方法;也可采用先分离皮、籽,后干燥的方法;本发明中优选先分离皮、籽,后进行干燥的方法,具体操作为在湿番茄皮渣中加入2~5倍的水,混合搅拌均匀,泵入旋液分离器中,利用番茄皮和籽沉降速度的差异,将两者分开,最终番茄皮从旋液分离器的上部排出,番茄籽从旋液分离器的底部排出;番茄皮通过离心机脱除其附着的水分,进入干燥设备干燥,优选采用带式干燥设备干燥,干燥温度为50~80℃,干燥时间为0.3~1h,将番茄皮干燥到含水量为1.0~8.0%。

③番茄酱渣的脱脂处理:在番茄酱渣中加入1~3倍量的0.5~5%(w/v%)碱液,所用的碱是氢氧化钠、碳酸钠或其它碱性物质,在20~70℃保温维持5~30min,以溶解番茄酱渣中的脂类等成份,离心除去碱液,用清水反复冲洗、离心脱水2~3遍。在本发明中也可不采用脱脂处理,但番茄红素提取液中油树脂含量较高,对番茄红素的结晶析出过程产生影响,本发明中优选用碱处理番茄酱渣。

④番茄酱渣干燥:可采用各种常规干燥设备对番茄酱渣或番茄皮干燥,优选采用浆叶式干燥设备将湿番茄渣干燥到含水量为60%-75%,再采用带式干式干燥设备,干燥温度为50~80℃,干燥时间为0.5~3h,将番茄酱渣干燥到含水量为3.0~12.0%,优选含水量为3~5%,番茄红素含量为150~360mg/100g;冷却至室温,装袋后在低于20℃的低温下,优选在0~5℃的温度下避光隔氧贮藏;经干燥的番茄酱渣可以做为一定期限内的番茄红素生产原料贮备;湿番茄酱渣也可不经干燥直接用于番茄红素的提取。

⑤粉碎:在浸取当天,将这种干燥贮备的干番茄酱渣进行粉碎,并筛分,使其粒度在20~60目。

⑥番茄红素浸取:本发明是采用有机溶剂如酒精、溶剂汽油、乙酸乙酯、乙醚、石油醚、己烷、丙酮等浸提番茄红素,溶剂与原料比为1.2~5.0∶1,浸取温度30~75℃,一般进行2~7次浸提,单次浸提时间为20~60min,搅拌速度为1~20转/分钟;在开始浸提前,将浸提罐内的空气提出,借助于罐内的真空度将浸提溶剂吸入罐内;在整个浸取过程中采用惰性气体,如氮气、二氧化碳等进行保护,以防止有效成份损失;

⑦滤出番茄红素浸提液并浓缩结晶:浸提完成后,从浸提罐中滤出溶有番茄红素的浸提液,采用大于200目以上的高密度滤布对浸提液进行过滤番茄红素浸提液经过滤,送入闪蒸罐,采用200~2000Pa压力下进行闪蒸浓缩,除去浸提液中>2/3的有机溶剂,浸提液被浓缩而使其中番茄红素的含量达到>150mg/100ml,同时使浓缩浸提液的温度迅速降至-25℃~-10℃,在此温度下番茄红素的饱和溶解度在40~60mg/100ml,处于过饱和状态,因而有番茄红素结晶析出,送入结晶罐中完成结晶;

番茄红素结晶:在-5~25℃的低温结晶罐中,使浓缩提取液中所含的>60%的番茄红素结晶析出;将结晶母液过滤得到番茄红素晶体,晶体在高真空度(<200Pa)下干燥,得到番茄红素含量不低于10%的番茄红素结晶制品;

⑧获取的番茄红素结晶制品,在充入惰性气体(优选氮气、二氧化碳)的密封罐中保存;或稀释、溶解后配制成各种类型和各种需求浓度的番茄红素产品。

报道二、

收获3L三孢布拉霉菌发酵液,过滤发酵液,得到900g三孢布拉霉菌菌丝体。将该菌 丝体与2L 95%乙醇混合,搅拌30分钟。处理过的菌丝体再过滤分离得到540g湿菌丝体和 2.5L乙醇处理液。将该湿菌丝体在45℃真空干燥10小时,获得200g干燥菌丝体。干燥菌 丝体用球磨机在500rpm下粉碎1小时,然后过300目筛,得到三孢布拉霉菌菌丝体粉末样 品。

超临界CO2萃取三孢布拉霉菌菌丝体

将得到的200g三孢布拉霉菌菌丝体粉末样品装入2L萃取器中料筒,密封。启动超临 界CO2萃取器、一级分离器和二级分离器的控温系统,使萃取器、一级分离器和二级分离器的温度分别为40℃、55℃和30℃,然后关闭萃取器后的节流减压阀,启动压缩泵,向萃取器 中压入二氧化碳,待萃取器升压到30Mpa时,调节萃取器后的节流减压阀,使一级分离器压力为12Mpa,二级分离器压力为钢瓶气压,并控制CO2平均流量在20L/小时。待全部压力稳定后,循环萃取2小时。关闭控温系统和压缩泵的电源,减压并回收二氧化碳。卸出分离 器中的分离提取物,得到82g番茄红素含量为4.5%的番茄红素油树脂。

取40g上述番茄红素油树脂充分溶于50ml乙酸乙酯中,静置分层后,弃去下层,并过滤得到溶有番茄红素的乙酸乙酯溶液45ml,在-5℃到5℃氮气保护下向乙酸乙酯溶 液中加入50ml无水乙醇,电磁搅拌3小时。用布氏漏斗过滤得到结晶番茄红素,用无水乙 醇洗涤晶体3次,收集晶体进行真空干燥,得到2.1g纯度为60%的番茄红素晶体。

参考文献

[1][中国发明,中国发明授权]CN00128226.3番茄酱制取结晶番茄红素及/或番茄红素油树脂的方法

[2] [中国发明,中国发明授权] CN200510095359.2 一种制取番茄红素油树脂和番茄红素的方法