專利名稱：從玉米蛋白粉中提取β-胡蘿卜素的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種食品添加劑的提取工藝。
β-胡蘿卜素的營養(yǎng)、保健價(jià)值得到了人們的重新認(rèn)識(shí)，被美國評(píng)為1991年的十大科學(xué)成就之一。0.6ugβ-胡蘿卜素的生理作用相當(dāng)于1國際單位(I.U.)的維生素A。在人體內(nèi)轉(zhuǎn)化成維生素A，此外其防癌性、抗衰老、防皺等諸保健作用贏得了萬能維生素之稱。我國食品添加劑標(biāo)準(zhǔn)GB2760-86規(guī)定，它既可用于奶油、奶酪、飲料等，又可用于食品染色，用途廣泛。
聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織對(duì)其日攝入量沒有限制，并公認(rèn)為是無毒害的，世界各地的研究機(jī)構(gòu)也急需純品進(jìn)行科學(xué)研究，正因如此，人們對(duì)β-胡蘿卜素的需求量很大。本發(fā)明正是為滿足人們的上述需要而進(jìn)行研究的。
目前的β-胡蘿卜素制法分兩大類，一類是工業(yè)合成，一類是天然提取。
工業(yè)合成中有以紫羅酮為原料的化學(xué)合成法，如美國專利1959年US2917539等，也有以微生物發(fā)酵為基礎(chǔ)的生物合成法，如美國專利1960年的US295921-2等。但總的看來，工業(yè)合成法設(shè)備復(fù)雜，產(chǎn)品中引入重金屬鹽和其他有毒雜質(zhì)的可能性大，成本也較高。
提取天然β-胡蘿卜素的工藝簡(jiǎn)單，成本較低，不含有毒雜質(zhì)。
本發(fā)明在于利用工業(yè)淀粉廠生產(chǎn)玉米淀粉的下腳料-玉米蛋白粉為原料，加入石油烴類溶劑，在真空或充入惰性氣體的條件下進(jìn)行抽提，蒸發(fā)濃縮，柱層析分離，低溫真空或低溫充入惰性氣體結(jié)晶，重結(jié)晶，是一套較完善的工藝。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下進(jìn)步之處。
(1)提取率高，本發(fā)明可從1公斤玉米蛋白粉中提出β胡蘿卜素粗品72.5克。我國已有的專利中，CN87101314A中1公斤原料僅提出50克。
(2)β-胡蘿卜素含量高，生理活性高，本發(fā)明中1公斤粗β胡蘿卜素含純品800克，為80%。天然的胡蘿卜素包括α、β、γ、δ、ε、ζ6種，只有β型在動(dòng)物體內(nèi)才一分子生成兩分子維生素A，α、γ僅一分子生成一分子維生素A，而δ、ε、ζ在動(dòng)物體內(nèi)均無維生素A的生物活性。β-胡蘿卜素不容于水，幾乎不溶于酒精、甲醇等極性溶劑，而易溶于石油烴類熔劑，所以用酒精為萃取液的專利CN87101314A和以酒精加正己烷(1∶1.5-2)為萃取液的專利CN1060654A提取的是胡蘿卜素和其他物質(zhì)的混合物，生理活性差。
(3)提取過程中的特殊處理保證了β-胡蘿卜素沒有轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)。β-胡蘿卜素占天然胡蘿卜素的90%以上，但性質(zhì)極其活潑，室溫下即可吸收空氣中氧被氧化成無色無生理作用的氧化產(chǎn)物。對(duì)光、熱極敏感，高溫及見光可使之變成其他物質(zhì)。本發(fā)明在真空或充入惰性氣體的條件下，隔絕了氧氣，選用低沸點(diǎn)的石油烴，降低了提取的溫度，在紅外燈或暗淡的光線下操作避開了可見光中紫外線的化學(xué)作用。低溫、真空或充入惰性氣體條件下重結(jié)晶及貯存，保證了β-胡蘿卜素的穩(wěn)定性，這些都比專處CN1060654A與CN87101314A有顯著進(jìn)步。
(4)可得到具科學(xué)研究?jī)r(jià)值的β-胡蘿卜素純品，本專利通過柱層析可得到熔點(diǎn)在≥173℃含量≥92%的β-胡蘿卜素結(jié)晶，供科學(xué)研究用。而同類性質(zhì)的專利CN1060654A和CN87101314A皆得不到純品。
(5)本發(fā)明的原料殘余不影響其他物質(zhì)的提取。本發(fā)明只提取出了β-胡蘿卜素和極少量維生素A、E、玉米黃素，葉黃素，隱黃素，故原料廢渣還可提取味精(谷氨酸)，發(fā)酵，生產(chǎn)植酸鈣等，而不僅僅是可做為飼料用。而CN87101314A等則因用了酒精而提取出了蛋白質(zhì)的水解產(chǎn)物-各種氨基酸，使原料的綜合利用受到限制。
下面結(jié)合說明書


是怎樣實(shí)現(xiàn)的。
溶劑的注入把溶劑注入容器1中，蓋上可密封的蓋子2，關(guān)閉與蓋子相連的兩個(gè)開關(guān)3、4，關(guān)閉開關(guān)5、6、7，打開開關(guān)8、9，啟動(dòng)真空泵10，溶劑經(jīng)濾網(wǎng)11、12、沿管道進(jìn)入儲(chǔ)備器13，停下真空泵10。
惰性氣體的充入氮?dú)?，二氧化碳等惰性氣體(均不含氧氣)經(jīng)開關(guān)3充入，沿容器1、濾網(wǎng)11、12，一部分經(jīng)開關(guān)5，蒸發(fā)器15，冷卻器16，開關(guān)6，進(jìn)入儲(chǔ)存器13，一部分經(jīng)開關(guān)8，沿管道進(jìn)入儲(chǔ)存器13，啟動(dòng)真空泵10，抽真空，重復(fù)此過程充氣2～3次，即可把整個(gè)管道及容器中的空氣趕走而以惰性氣體代之。
提取過程打開容器1的蓋子2，加入玉米蛋白粉，蓋嚴(yán)蓋子2，打開開關(guān)4、5、6、7，關(guān)上開關(guān)8、9，開動(dòng)管道泵14，儲(chǔ)存器13中的溶劑經(jīng)管道、管道泵進(jìn)入容器1中，浸潤蛋白粉，并把溶出的β胡蘿卜素帶出經(jīng)濾網(wǎng)11、12，開關(guān)5進(jìn)入蒸發(fā)器15中，在15中由于有熱水循環(huán)系統(tǒng)18，溶劑蒸發(fā)沿上面的管道進(jìn)入冷卻器16中，在16中由于有冷水循環(huán)系統(tǒng)19，蒸汽態(tài)的溶劑則變成液體，經(jīng)開關(guān)6到達(dá)儲(chǔ)存器13中，再次被管道泵14抽走，沿以上途徑循環(huán)。在蒸發(fā)器15中，由于溶劑蒸發(fā)，β胡蘿卜素及極少量的溶劑以粘稠的液體形式存在于蒸發(fā)器底部，可經(jīng)開關(guān)17放出。待提取到一定程度時(shí)。按本段開頭加溶劑的方法把1中的溶劑直接抽到儲(chǔ)存器13中而不再經(jīng)過蒸發(fā)器及冷凝器。打開蓋子2，取出玉米蛋白粉殘余，加入新的玉米蛋白粉，按上述操作工作。
經(jīng)17放出的濃縮物中β胡蘿卜素的含量為80%，葉黃素含量8%，維生素A3%，維生素E1.5%，其他7.5%。濃縮物可按食品添加劑要求配成含抗氧劑或植物油的懸浮液或油溶液。也可移到避光容器中加入95%的甲醇或乙醇(濃縮物與醇類溶劑比為1∶3～5)，結(jié)晶，可得含β胡蘿卜素86%以上的粗品。
粗品β胡蘿卜素上層析柱，以氧化鎂、硅膠等對(duì)色素吸附較弱的吸附劑與作為助濾劑的硅藻土按1∶1混合均勻作固定相，以丙酮-石油醚(1∶9-14)混合而成的溶劑作流動(dòng)相。其中石油醚沸點(diǎn)(50-85℃)，洗脫液真空濃縮至幾乎無溶劑時(shí)，加入石油醚(沸點(diǎn)60-90℃)-95%醇類(沸點(diǎn)60-90℃)(1∶4)，在避光充入惰性氣體的密閉容器中低溫(-5～5℃)放置，得純度≥94%的純品。
上述過程中的惰性氣體指氮?dú)?、二氧化碳等化學(xué)性質(zhì)不活潑、不易燃的無毒氣體。
抽提過程中的溶劑指沸點(diǎn)≤85℃，室溫(25℃)下為液體的石油烴類或其衍生物，包括(1)烷烴類(如乙烷，環(huán)戊烷等等)(2)烯烴類(即戊烯、苯等)(3)取代的烷烴類(如二氯甲烷、氯仿等)(4)醚類(如乙醚等)(5)酯類(如乙酸乙酯、乙酸甲酯等)。選取其中的一種(如氯仿)溶劑、兩種(如正烷+乙酸乙酯)或兩種以上(如氯仿+乙醚+苯等)的混合溶劑做溶劑。
權(quán)利要求
1.從玉米蛋白粉中提取β-胡羅卜素的工藝，其特征是以玉米蛋白粉為原料，以石油烴為溶劑，在真空或充入惰性氣體的條件下，經(jīng)抽提、蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、柱層析、重結(jié)晶來制取。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于以沸點(diǎn)低于或等于85℃，室溫25℃下為液體的石油烴為溶劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溶劑，其特征在于(1)烷烴類，如己烷環(huán)戊烷等，(2)烯烴類如環(huán)戊烯、苯等，(3)取代烴類，如二氯甲烷，氯仿等，(4)醚類，如乙醚等，(5)酯類，如乙酸乙酯，乙酸甲酯等，選取其中一種如氯仿，或兩種及兩種以上的溶劑如正己烷+乙酸乙酯，氯仿+乙醚+環(huán)己烷等混合后做溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝技術(shù)，其特征是抽提過程完全密閉，溶劑可在內(nèi)部循環(huán)使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其特征是抽提過程處于真空或惰性氣體條件下進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是惰性氣體是N2，CO2等化學(xué)性質(zhì)不活潑，無毒害的氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是結(jié)晶溶劑以含水5～10%的甲醇、乙醇、丙酮。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征是層析柱以氧化鎂-硅藻土(1∶1)或氧化鎂、硅膠為固定相，以丙酮-石油醚(沸點(diǎn)50～85℃)(1∶9-14)混合而成的流動(dòng)相。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于重結(jié)晶以石油烴(沸點(diǎn)60～90℃)-醇類(沸點(diǎn)60～90℃)(1∶4)混合而成作溶劑，在充入惰性氣體，避光，密封，低溫(-5～5℃)的條件下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從玉米蛋白粉提取β-胡蘿卜素的工藝，以石油烴為溶劑，在真空或充入惰性氣體的條件下進(jìn)行抽提，蒸發(fā)濃縮，柱層析分離，低溫真空或低溫充入惰性氣體結(jié)晶。提取率高，含量80％，生理活性高，純結(jié)晶熔點(diǎn)176～182℃，1公斤玉米蛋白粉可提取含量為80％的β-胡蘿卜素72.50克。殘?jiān)挥绊懳毒a(chǎn)、發(fā)酵等行業(yè)的需要，提高了玉米蛋白粉的綜合利用率。
文檔編號(hào)C07C403/24GK1091126SQ9311027
公開日1994年8月24日 申請(qǐng)日期1993年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月17日
發(fā)明者孫春光, 孫景茂 申請(qǐng)人:孫春光, 孫景茂