專利名稱：番茄紅素的一種提取方法
番茄紅素的一種提取方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于食品工業(yè)領(lǐng)域，特別涉及一種天然番茄紅素的提取方法。
技術(shù)背景
番茄紅素(Lyeopene)是一種天然類胡蘿卜素，由于最早是從番茄中分離制得，故稱番茄紅素。番茄紅素分子式C4tlH56，分子量536. 85。番茄紅素易溶于氯仿、苯，可溶于乙醚、石油醚、己烷、丙酮，難溶于甲醇，不溶于水。番茄紅素能清除氧自由基，其抗氧化性能在所有類胡蘿卜素中是最強(qiáng)的，它清除單線態(tài)氧的能力是常用抗氧化劑維生素E的100倍，是 β-胡蘿卜素的2倍以上，此外還具有抑制細(xì)胞增殖、增加免疫力等作用。近年來，番茄紅素相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)已成為國際上功能性食品和新藥研究的一個(gè)熱點(diǎn)。從世界范圍來看，番茄紅素產(chǎn)品主要應(yīng)用于食品添加劑、天然著色劑、化妝品等行業(yè)。
番茄紅素主要存在于番茄、西瓜、胡蘿卜、草莓、葡萄以及柑桔等果實(shí)和紅色棕櫚油中，其中番茄中的含量最高，一般可達(dá)3-Hmg/100g，并且含量隨品種和成熟度的不同而不同，成熟度越高，番茄紅素的含量也越高，最高可達(dá)每百克400mg以上。番茄果實(shí)中的番茄紅素有兩種存在狀態(tài)大部分是以細(xì)長的、針狀的結(jié)晶形式存在于有色體中，另外一小部分(10%左右)則與蛋白質(zhì)形成復(fù)合體存在于細(xì)胞中，因此需要破碎細(xì)胞壁才能夠把番茄紅素釋放出來。
目前，番茄紅素的提取方法主要有溶劑浸提法、酶水解法、皂化法、微波提取法、超聲波提取法、超臨界萃取法、化學(xué)合成法等方法。傳統(tǒng)的溶劑浸提法是通過改變細(xì)胞壁或膜的通透性從而使內(nèi)合物有選擇地滲透出來，而番茄紅素是脂溶性色素，有機(jī)溶劑不易滲透穿過物質(zhì)的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，不能很好地將提取物從細(xì)胞器中溶出，因此溶劑浸提法工藝簡單，處理量大，但是提取時(shí)間長、提取效率不高。在此基礎(chǔ)上，采用低溫超高壓細(xì)胞破碎儀輔助提取，能快速、有效地破碎細(xì)胞釋放產(chǎn)物，縮短提取時(shí)間，提高萃取效率，成本低、投資少，是工業(yè)生產(chǎn)中一種行之有效的方法。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是傳統(tǒng)溶劑提取法提取時(shí)間長、提取效率低的問題，在溶劑浸提基礎(chǔ)上結(jié)合運(yùn)用低溫超高壓細(xì)胞破碎儀破壁釋放內(nèi)容物，可以提高提取效率，縮短提取時(shí)間，有效降低成本。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案
—種從番茄中提取番茄紅素的方法，包括以下步驟
1)番茄的預(yù)處理
將番茄洗凈、切碎、在組織破碎機(jī)中破碎，6000 8000r/min離心得番茄醬，加入等體積的無水乙醇攪拌5 IOmin除去醇溶性的親脂性物質(zhì)，再離心棄上層乙醇，所得沉淀進(jìn)行真空冷凍干燥，使水分含量小于10%。
2)番茄紅素粗品的制備
將待提取物加入反應(yīng)釜中，加有機(jī)溶劑(丙酮正己烷=1 1 3 1)，料液比為1 2 1 5，混合均勻，用低溫超高壓細(xì)胞破碎儀破碎，操作溫度4 6°C，工作壓力為250 350Mpa，經(jīng)35 5 —次性破碎，離心收集上清液，減壓蒸餾濃縮可得番茄紅素粗PΡΠ O
3)番茄紅素的精制
番茄紅素粗品加入適量無水乙醇后在-20°C下冷凍結(jié)晶，離心晶體后重新用低溫?zé)o水乙醇洗滌兩次，干燥，即可得純度大于98%的番茄紅素晶體。
由于番茄渣中含有大量的水分，有機(jī)溶劑很難進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，提取效果很差，因此對(duì)原料進(jìn)行脫水處理能提高提取率。通常的脫水方式是采用乙醇脫水，除水率較低，大量消耗乙醇溶液只能除去30%左右的水分，或者是采用加熱干燥的方式脫水，但加熱不利于番茄紅素的穩(wěn)定。本發(fā)明中采用真空冷凍干燥進(jìn)行脫水，保持了產(chǎn)品生物活性，當(dāng)水分去除率達(dá)到90%以上時(shí)，提取效果是未處理的100倍左右。
目前在細(xì)胞破碎中，超聲波破碎法較為常用，但超聲破碎破碎成本高，易弓I起溫度的劇烈上升，在中、大規(guī)模操作時(shí)，產(chǎn)生的化學(xué)自由基能使某些敏感性活性物質(zhì)失活。相比之下，低溫超高壓連續(xù)流細(xì)胞破碎機(jī)是利用超高壓能量使樣品通過狹縫瞬間釋放，在剪切效應(yīng)、空穴效應(yīng)、碰撞效應(yīng)的作用下，使細(xì)胞破碎，全過程在4°C 6°C的低溫循環(huán)水浴中進(jìn)行，保持原有物質(zhì)活性，具有工業(yè)化生產(chǎn)的潛力。
本發(fā)明的有益效果是
1)采用真空冷凍干燥方式對(duì)番茄醬進(jìn)行預(yù)處理，脫水效果好，有效地提高提取率；
2)采用低溫超高壓細(xì)胞破碎輔助有機(jī)溶劑提取番茄紅素，耗時(shí)短，提取率高，得到番茄紅素晶體純度大于98%，達(dá)到較好的提取效果。


附圖為番茄洗凈、切碎、破碎、過濾、除雜、冷凍干燥后，采用低溫超高壓細(xì)胞儀破壁技術(shù)輔助有機(jī)溶劑浸提，提取液經(jīng)減壓濃縮、冷凍結(jié)晶后得番茄紅素晶體的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)例用于說明本發(fā)明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不局限于此。
實(shí)施例1
將IOkg番茄洗凈、切碎、在組織破碎機(jī)中破碎，漿液以6000rpm離心lOmin，棄去上清液，再加入無水乙醇進(jìn)行醇處理，除去大量醇溶性的親脂性物質(zhì)，過濾后得沉淀。將沉淀物進(jìn)行真空冷凍干燥，進(jìn)行脫水處理，使水分含量為8%。將待提取物加入反應(yīng)釜中，加入有機(jī)溶劑(丙酮正己烷=1 1)，料液比為1 2，溫度為30°C，進(jìn)行低溫超高壓細(xì)胞破碎，工作壓力為^0Mpa，4 6°C下經(jīng)5 —次性破碎，過濾后獲得提取液，將提取液進(jìn)行減壓蒸餾可得番茄紅素粗品；番茄紅素粗品加入適量無水乙醇后在-20°C下冷凍結(jié)晶，離心晶體后重新用低溫?zé)o水乙醇洗滌兩次，干燥，即可得純度98. 的番茄紅素晶體0. 35g。
實(shí)施例2
將20kg番茄洗凈、切碎、在組織破碎機(jī)中破碎，漿液以7000rpm離心5min，棄去上清液，再加入無水乙醇進(jìn)行醇處理，除去大量醇溶性的親脂性物質(zhì)，過濾后得沉淀。將沉淀物進(jìn)行真空冷凍干燥，進(jìn)行脫水處理，使水分含量小于10%。將待提取物加入反應(yīng)釜中，加入有機(jī)溶劑(丙酮正己烷=2 1)，料液比為1 3，溫度為35°C，進(jìn)行低溫超高壓細(xì)胞破碎，工作壓力為300Mpa，4 6°C下經(jīng)4 一次性破碎，過濾后獲得提取液，將提取液進(jìn)行減壓蒸餾可得番茄紅素粗品；番茄紅素粗品加入適量無水乙醇后在-20°C下冷凍結(jié)晶，離心晶體后重新用低溫?zé)o水乙醇洗滌兩次，干燥，即可得純度98. 73%的番茄紅素晶體0. 74g。
實(shí)施例3
將50kg番茄洗凈、切碎、在組織破碎機(jī)中破碎，漿液以8000rpm離心3min，棄去上清液，再加入無水乙醇進(jìn)行醇處理，除去大量醇溶性的親脂性物質(zhì)，過濾后得沉淀。將沉淀物進(jìn)行真空冷凍干燥，進(jìn)行脫水處理，使水分含量小于10%。將待提取物加入容器中，加入有機(jī)溶劑(丙酮正己烷=3 1)，料液比為1 5，溫度為45°C，進(jìn)行低溫超高壓細(xì)胞破碎，工作壓力為350Mpa，4 6°C下經(jīng)40s —次性破碎，過濾后獲得提取液，將提取液進(jìn)行減壓蒸餾可得番茄紅素粗品；番茄紅素粗品加入適量無水乙醇后在-20°C下冷凍結(jié)晶，離心晶體后重新用低溫?zé)o水乙醇洗滌兩次，干燥，即可得純度98. 56%的番茄紅素晶體1. 78g。
權(quán)利要求
1.一種從番茄中提取番茄紅素的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)番茄的預(yù)處理將番茄洗凈、切碎、在組織破碎機(jī)中破碎、過濾得番茄醬，番茄醬除雜、脫水；(2)番茄紅素粗品的制備以有機(jī)溶劑浸提和低溫超高壓破細(xì)胞壁方式相結(jié)合來提取番茄紅素，減壓蒸餾提取液，得番茄紅素粗品；(3)番茄紅素的精制加入無水乙醇低溫結(jié)晶，洗滌、干燥即可得番茄紅素晶體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(1)中除雜的方式為向番茄醬加入等體積的無水乙醇，攪拌5 IOmin過濾除去醇溶性的親脂性物質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(1)中除雜后的沉淀物用真空冷凍干燥的方式脫水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(2)中有機(jī)溶劑為丙酮和正己烷的混合物，丙酮正己烷=1 1 3 1，料液比為1 2 1 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟O)中采用低溫超高壓細(xì)胞破碎儀破碎番茄細(xì)胞壁，操作溫度4 6°C，工作壓力為250 350Mpa，35 5 —次性破碎。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟(3)中低溫結(jié)晶的溫度為-15°C -20°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，番茄紅素晶體純度大于98%。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種番茄紅素的提取方法，將番茄洗凈、切碎、破碎、過濾、除雜、冷凍干燥后，采用低溫超高壓細(xì)胞儀破壁技術(shù)輔助有機(jī)溶劑浸提番茄紅素，提取液經(jīng)減壓濃縮、冷凍結(jié)晶后得番茄紅素晶體。本發(fā)明工藝簡單，提取時(shí)間短，提取效率高，成本低，番茄紅素晶體純度大于98％，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C07C7/10GK102516011SQ20111042281
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者李少民 申請(qǐng)人:西藏天成農(nóng)牧產(chǎn)業(yè)股份有限公司