CN100341950C - 一种制取番茄红素油树脂和番茄红素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生产番茄红素油树脂和番茄红素的方法，以三孢布拉霉菌菌丝体为原料，采用超临界CO2流体萃取生产番茄红素油树脂。首先分离得到三孢布拉霉菌湿菌丝体，用乙醇处理湿菌丝体，得到脱水后的菌丝体，处理后的乙醇液可经分子筛脱水循环利用，然后将湿菌丝体真空干燥并粉碎后，采用超临界CO2流体萃取其中的番茄红素，得到番茄红素含量大于3%的番茄红素油树脂产品，最后将得到的番茄红素油树脂溶于乙酸乙酯中，滴加乙醇得到番茄红素含量大于60%的结晶番茄红素制品。
Description
技术领域
本发明涉及一种生产番茄红素油树脂和番茄红素的新方法，利用该方法可以有效从毛霉菌属真菌三孢布拉霉(Blaleslea trispora)发酵的菌丝体中提取得到番茄红素含量大于60％的番茄红素结晶和番茄红素大于3％的番茄红素油树脂产品。
背景技术
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。
由于番茄红素具有巨大的应用前景，近几年来，与番茄红素相关的研究越来越多，研究人员正在寻找一种可以大规模获得番茄红素的方法。过去主要通过化学合成获得(US 5166445；US 2842599)，但该方法操作繁琐，收率较低，同时产品带有大量的有毒物质残留。已不能满足人们对绿色，环保的需要。
现在主要从天然番茄或其制品中提取番茄红素(CN 1296038A；IL 107999；WO 97/48287；CN1316468A)，但是由于天然番茄的生产受气候季节、地理位置影响较大，原料来源受到极大制约，而且天然番茄或其制品中番茄红素含量极低，从天然番茄或其制品中获得的番茄红素价格昂贵，产率较低，根本无法满足市场的巨大需求。
目前，不少研究人员开始研究利用微生物生产番茄红素，其中研究最多的是利用三孢布拉霉(Blakesleatrispora)真菌发酵获得番茄红素的方法(CN 1353765A；CN 1370241A；US 2005/0106657 A1；US 3369974；GB 1008469)。目前报道的都是通过正己烷、丙酮、石油醚、氯仿、乙酸乙酯等有机溶剂来提取，溶剂消耗大，提取过程中番茄红素受到光照、空气等影响极易氧化，番茄红素损失较大，而且产品带有大量的有机溶剂残留，大大影响番茄红素产品的品质。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用三孢布拉霉菌工业化生产一种番茄红素含量大于3％的番茄红素油树脂和番茄红素含量大于60％的高浓度番茄红素结晶制品的简单、快速、高效、无毒的方法。
本发明的目的是通过以下步骤实现的：
(1)三孢布拉霉菌的发酵液经过滤处理后，得到湿菌丝体；
(2)将步骤(1)中的湿菌丝体与1-10倍的乙醇在常温下搅拌5-60分钟，然后过滤得到脱水菌丝体和乙醇处理液；乙醇浓度优选在50％-100％之间；
(3)将步骤(2)中的脱水菌丝体在真空压力下，温度为30℃-80℃，优选为40℃-60℃条件下干燥处理1-24小时，优选4-12小时，得到干燥菌丝体；
(4)将步骤(3)得到的干燥菌丝体用球磨机粉碎处理，然后过筛，最好是过300筛，得到菌丝体粉末；
(5)将步骤(4)得到的菌丝体粉末进行萃取，最好采用超临界CO2萃取，其萃取条件优选为：
a)萃取器压力在10-50Mpa之间，优选在20-40Mpa之间；
b)萃取器温度在35℃-100℃之间，优选在35℃-55℃之间；
c)一级分离器压力在7.5Mpa-50Mpa之间，优选在7.5Mpa-20Mpa之间；
d)一级分离器温度在0℃-100℃之间，优选在20℃-80℃之间，更优选在40℃-80℃之间；
e)二级分离器压力在0-50Mpa之间，优选在0-10Mpa之间；
f)二级分离器温度在0℃-100℃之间，优选在30℃-80℃之间；
g)CO2流量在5-50Kg/h之间，优选在10-30Kg/h之间；
h)萃取时间在1-10小时之间，优选在1-5小时之间。
上述步骤(2)中的乙醇处理液可以经脱水后处理，得到高浓度乙醇并用于步骤(2)中湿菌丝体的脱水处理；例如用分子筛脱水装置处理，分子筛吸附饱和后，可在150℃-350℃条件下再生1-6小时后循环使用。
(6)萃取完成后，卸出分离器中的分离提取物，得到番茄红素含量大于3％的番茄红素油树脂产品，加入0.05-0.5％的抗氧化剂BHT(2，6-二叔丁基对甲苯酚)或VE类(中文名称)抗氧化剂，置冰箱冷冻避光保藏；
(7)将步骤(6)得到的番茄红素油树脂溶于乙酸乙酯，其中乙酸乙酯与番茄红素油树脂的比例在1∶1到5∶1之间，充分溶解后，弃去不溶物，过滤获得溶有番茄红素的乙酸乙酯溶液；
(8)在-5℃到5℃氮气保护下加入无水乙醇到步骤(7)获得的乙酸乙酯溶液中，得到结晶番茄红素，其中无水乙醇与乙酸乙酯溶液的体积比为1∶1到3∶1之间。过滤溶液得到番茄红素晶体，用少量无水乙醇洗涤番茄红素晶体2～3次；
(9)将步骤(8)获得的番茄红素晶体真空干燥，即可得到番茄红素含量大于60％的结晶番茄红素制品。
本发明的番茄红素生产工艺操作简单，溶剂消耗少，成本相对较低，易工业化生产。通过本发明的方法获得的番茄红素油树脂和结晶番茄红素可进行加工和销售，或通过添加各种赋形剂如花生油、橄榄油、豆油等而以配方制剂形式进行加工和销售，产品绿色环保，无有机溶剂残留，可广泛应用于食品饲料、医药、化妆品和保健品等工业。
具体实施方式
实施例1
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，减压并同收二氧化碳。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。
实施例2
取40g实施例1中的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。
实施例3
取40g实施例1中的番茄红素油树脂充分溶于75ml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70ml，在-5℃到5℃氮气保护下向乙酸乙酯溶液中加入210ml无水乙醇，电磁搅拌4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，真空干燥条件为真空40℃条件下，干燥2小时，得到1.8g纯度为92％的番茄红素晶体。
Claims (13)
1.一种制取番茄红素油树脂的方法，其特征在于包含以下连续步骤：
(a)用乙醇处理三孢布拉霉菌发酵菌丝体，并分离出湿菌丝体和乙醇处理液；
(b)对湿菌丝体通过真空干燥和粉碎，得到干燥菌丝体；
(c)对干燥菌丝体用超临界CO2流体进行萃取，萃取完成后，卸出分离提取物，得到番茄红素含量大于3％的番茄红素油树脂产品。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于乙醇浓度在50％-100％之间，乙醇与三孢布拉霉菌发酵菌丝体的比例在1∶1到10∶1之间，接触时间在5-60分钟之间。
3.按照权利要求1或2的方法，其特征在于乙醇处理液经分子筛脱水处理，分子筛经再生处理后可循环使用。
4.按照权利要求1的方法，其特征在于真空干燥温度在30℃-80℃之间，真空干燥时间在1-24小时之间。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于真空干燥温度在40℃-60℃之间。
6.按照权利要求4的方法，其特征在于真空干燥时间在4-12小时之间。
7.按照权利要求1的方法，超临界CO2萃取条件如下：萃取器压力在10-50Mpa之间，萃取器温度在35℃-100℃之间；分离器为两级，一级分离器压力在7.5Mpa-50Mpa之间，温度在0℃-100℃之间；二级分离器压力在0Mpa-50Mpa之间，温度在0℃-100℃之间；CO2流量在5-50Kg/h之间；萃取时间在1-10小时之间。
8.按照权利要求1的方法，其特征在于在得到的番茄红素油树脂产品中加入0.05-0.5％的2，6-二叔丁基对甲苯酚或VE类抗氧化剂，冷冻避光保藏。
9.一种制取番茄红素的方法，其特征在于将按照权利要求1-8任一项得到的番茄红素油树脂用乙酸乙酯溶解，过滤获得溶有番茄红素的乙酸乙酯溶液，在-5℃到5℃氮气保护下加入无水乙醇，得到结晶番茄红素。
10.按照权利要求9的方法，其特征在于将得到的番茄红素晶体用少量无水乙醇洗涤2～3次。
11.按照权利要求9的方法，其特征在于乙酸乙酯与番茄红素油树脂的比例在1∶1到5∶1之间。
12.按照权利要求9的方法，其特征在于将获得的番茄红素晶体真空干燥，得到番茄红素含量大于60％的结晶番茄红素制品。
13.按照权利要求12的方法，真空干燥条件为真空40℃条件下，干燥2小时。
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