專利名稱：來自植物材料的天然類胡蘿卜素濃縮物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過加工由植物材料分離而來的有色體及葉綠體而獲得的類胡蘿卜素濃縮物及其制備方法。
背景技術(shù)：
這里所說的類胡蘿卜素是一類不飽和烴和它們的脂附加復合物，即異戊烯脂，而不飽和烴含有異戊二烯單位或由各種功能基團取代的它們的衍生物。
眾所周知，健康的飲食包括適量高質(zhì)量的蔬菜及水果的消耗。和這些食物的不同成分相比，類胡蘿卜素是維持機體健康的必需成分。類胡蘿卜素，如番茄紅素是高效的抗氧化劑，能捕獲人體內(nèi)不斷產(chǎn)生的有害游離自由基。此外，一些類胡蘿卜素也具有維生素原的功能。
除了維生素原的功能，類胡蘿卜素的主要任務(wù)是使人體內(nèi)因諸如煙霧，增加的紫外輻射，空氣污染等越來越多的環(huán)境危害而形成的大量游離自由基失活。但是，即使最好的飲食也不能提供充足連續(xù)的類胡蘿卜素供應(yīng)，根據(jù)不同科學家的數(shù)據(jù)，成年人每日所需的類胡蘿卜素供應(yīng)為6-15mg，因此提供類胡蘿卜素組合物作為飲食補充的需求變得更為迫切了。
流行病學調(diào)查以及其它試驗數(shù)據(jù)證實，在蔬菜和水果消耗量高的地區(qū)及人群中因各種癌癥導致的發(fā)病率及死亡率低。數(shù)據(jù)表明，這種飲食提供了充足的類胡蘿卜素供應(yīng)，這提示類胡蘿卜素在維持健康方面或許具有預防功效。
由于通過飲食提供連續(xù)的類胡蘿卜素供應(yīng)相當困難，有時甚至不可能，從而需要用各種來源制備的類胡蘿卜素組合物來補充飲食，并通過這種方式確保所需的類胡蘿卜素供應(yīng)。
值得強調(diào)的是，連續(xù)的類胡蘿卜素攝入是最佳效果的前提。游離自由基在有機體內(nèi)不斷產(chǎn)生因此它們也必須不斷地被解毒。這只有依靠機體內(nèi)足夠水平的抗氧化劑來完成，類胡蘿卜素不是唯一具有抗氧化性質(zhì)的化合物，生育酚也是抗氧化劑，但類胡蘿卜素是不可或缺的，與生育酚一起它們甚至可以發(fā)揮協(xié)同活性。
總之，類胡蘿卜素應(yīng)該在人體內(nèi)不斷存在并在血漿中有適當?shù)乃剑灶A防性地保護有機體，避免由游離自由基引發(fā)的異常過程。由于這種作用是預防性的，飲食安排要相應(yīng)地設(shè)計，即飲食中添加類胡蘿卜素要經(jīng)常化。
考慮到以上幾個方面，作為連續(xù)的食品添加劑，醫(yī)療劑或可能是藥物(作為維生素制劑)的類胡蘿卜素組合物應(yīng)該滿足下列要求a)類胡蘿卜素的范圍應(yīng)該和人血漿中的相似，根據(jù)文獻數(shù)據(jù)，該范圍如下α-胡蘿卜素0．12-0．05μmol／l，β-胡蘿卜素0．40-0．80μmol／l，葉黃素(黃體素+玉米黃質(zhì))0．28-0．35μmol／l，番茄紅素 0．49-0．74 μmol／l；b)用于制備該組合物的原材料不會造成任何毒性傷害，即不會引起任何營養(yǎng)健康問題；c)由于該組合物將作為治療劑不斷使用，其生產(chǎn)方法的設(shè)計必須確保最終產(chǎn)品無毒性污染物(比如殘留溶劑)。
d)該組合物必須含有足夠高含量的活性成分，從而避免大量使用藥劑或食物添加劑[相應(yīng)地，a)中指明的類胡蘿卜素濃度應(yīng)增加至少10到100倍。因此我們的目標是從胡蘿卜素含量為100-200mg／kg的胡蘿卜中制備出濃度為50，000-100，000m／kg的產(chǎn)品]。
基于類胡蘿卜素的生物利用率的考慮，為了滿足每日類胡蘿卜素10-15mg／kg的需求，一個成年人必須每天消費大約1到2kg胡蘿卜和西紅柿。這樣自然會導致不良的飲食副作用，如過量碳水化合物消耗，適口性差和不平衡的復雜飲食。另外，除了前述方面，從充足的蔬菜和水果供應(yīng)中獲取滿意的類胡蘿卜素水平受地區(qū)的限制，甚至更多情況下受財力的限制。
綜合上述方面，生產(chǎn)和使用一種合適的類胡蘿卜素組合物會有明顯的好處。
如果考慮到盡管新鮮的，沒有烹飪的胡蘿卜中胡蘿卜素的含量達150-200mg／kg，但制成(加工或烹飪)食物中胡蘿卜素含量相當?shù)?．5-8．1mgα-和β-胡蘿卜素／100g[M．S．Micozzi等，J Nat．Cancer．Inst．82，282-285(1990)；和Heinonen等，J．Agric．Food Chem．37，655-659(1989)]，胡蘿卜素組合物的優(yōu)點更為突出。這種新的制品可以避免胡蘿卜素的大量損失，并且具有較高的吸收和生物利用率。
現(xiàn)有技術(shù)已有的產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法的特點與本發(fā)明的產(chǎn)品和方法具有明顯的不同。
美國專利3，206，316公開的水溶性或可分散于水中的組合物極可能是由合成的類胡蘿卜素制備而來，在本發(fā)明的方法中則不使用該方法中使用的含氯溶劑。
WO 86／04059提及一個方法，其中將胡蘿卜機械搗碎和壓榨所得汁液用果膠降解酶處理，并超濾濃縮。對殘留物以濕的濃縮物或干燥形式加以利用，有色體沒有被進一步純化，因而最終產(chǎn)品中濃度為500-600mg胡蘿卜素／100g產(chǎn)品，而根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品中，胡蘿卜素含量高出10-20倍，即2500-5000-10，000mg胡蘿卜素／100g產(chǎn)品。
WO 92／18471提及從天然原料，尤其是胡蘿卜中，提取類胡蘿卜素，從而得到實際上和WO 86／04059所述相同的產(chǎn)品。用氯化鈣作為輔助材料沉淀出來的有色體(作為最終產(chǎn)品獲得)中，胡蘿卜素濃度等于12．44mg／g干物質(zhì)，而根據(jù)本發(fā)明的方法可使?jié)舛仍黾邮丁?br> 美國專利2．412，707提及一種通過在食用(烹飪)油中烹調(diào)(加熱)濕的原材料而得到油狀乳劑。無論是其產(chǎn)品還是方法都不能和本發(fā)明的產(chǎn)品和方法相比。
美國專利2，412，707公開了一種方法，其中植物有色體從含水懸浮液中分離出來，進而通過凝集而沉淀出來。有色體沒有純化，也沒有處理，也沒有試圖增加胡蘿卜素濃度。
Ind．Eng．Chem．，46，2279(1954)提及一種復雜的提取方法，其中利用各種溶劑將類胡蘿卜素從原材料中選擇性地分離出來。該方法中使用了不理想的溶劑，如己烷、庚烷、丙酮等。和我們的純化方法相反，該方法中不是活性成分從有色體中濾出，而是另外的相伴成分被去除。
還有一種方法，其中類胡蘿卜素從棕櫚油中分離出來，這里類胡蘿卜素溶解在棕櫚油中。在堿性條件下加熱(煮)棕櫚油，隨后用己烷提取類胡蘿卜素。
匈牙利專利申請P 93 03605提及一種方法，其中使有色體部分在經(jīng)機械加工(搗碎、壓榨)的胡蘿卜的壓榨液中絮凝，然后大部分蛋白用蛋白酶消化，在pH3．5-4．5時形成含有類胡蘿卜素的沉淀，使之干燥。
發(fā)明概述在實驗過程中發(fā)現(xiàn)具有有利特性的組合物能通過精煉，即濃縮從植物材料中分離出的有色體和葉綠體中的類胡蘿卜素來制備。
該方法基于這樣的觀察有色體中的類胡蘿卜素和脂蛋白結(jié)合或和各種的脂質(zhì)組成加合體，形成膠體范圍內(nèi)的顆粒。如果用親脂性溶劑去除這些脂質(zhì)或其中的一部分，從而破壞脂蛋白／脂質(zhì)系統(tǒng)，則無需使用不理想或高毒性溶劑(乙烷或氯化烴)，殘余物中類胡蘿卜素濃度就能提高幾倍，殘留的這類溶劑，即使是痕量，也具有高毒性，因為它們和類胡蘿卜素一起(由于它們具有和胡蘿卜素相似的親脂性)長期消費，從而導致不斷地遷移到靶細胞和組織，在那兒積累并無法清除，從而造成巨大傷害。
不象美國專利3，206，316的方法，本發(fā)明的方法不使用氯化溶劑，也不使用非質(zhì)子非極性溶劑，如己烷。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及一種具有被富集到各種類胡蘿卜素濃度的有色體／脂蛋白復合體的產(chǎn)品，它具有下列性質(zhì)a)相對于原材料，類胡蘿卜素濃度增加400-500倍，相對于有色體粗沉淀物，類胡蘿卜素濃度提高2-15倍。
b)通過裂解脂蛋白復合體中蛋白質(zhì)／脂質(zhì)成分，并通過由類胡蘿卜素側(cè)鏈溶解除去多肽，氨基酸和脂肪酸的鹽來增加濃度。
c)通過考慮降解產(chǎn)物的溶解性來裂解復合物，降解產(chǎn)物在水／醇(乙醇，精煉酒精，異丙醇)混合物中的溶解度較乙醇中高幾個數(shù)量級，這樣在最終產(chǎn)品中的毒性溶劑殘留不會高于乙醇的LD50。
d)通過處理從適當選擇的原材料如胡蘿卜或西紅柿中分離的有色體得到的產(chǎn)品的類胡蘿卜素范圍能以最佳方式滿足一般要求，如類似于人血漿中的類胡蘿卜素范圍。
本發(fā)明還涉及一種制備具備上述性質(zhì)的產(chǎn)品的方法，該方法包括通過已知方法分離含有類胡蘿卜素的有色體，優(yōu)選從胡蘿卜和西紅柿中分離，通過沉降或離心分離，然后通過酶促處理有色體部分裂解脂蛋白。去除伴隨物質(zhì)后，酸化所得的液相，從而沉淀部分純化的類胡蘿卜素粗提物，在該沉淀物中加入堿性溶液，用新鮮含水的醇回流幾次，去掉裂解復合物時所釋放的肽、氨基酸、脂肪酸等的堿性鹽。加入磷酸二氫鈉和檸檬酸輕微酸化類胡蘿卜素濃縮物懸浮液，沉降或離心的產(chǎn)物和抗氧化劑混合，此后，如有必要，進行干燥。
酶促裂解的完成優(yōu)選加入干重3-5倍的水，使由植物材料得到的有色體和／或葉綠體部分勻漿，勻漿液的pH值用氫氧化鈉調(diào)整到8．5左右，然后以蛋白降解酶(優(yōu)選還具有某些脂酶活性)，如胰酶制劑在37-38℃酶促消化混合物2-3小時，同時不斷地用反復加入氫氧化鈉溶液調(diào)整pH為起始水平。酶解后，混合物經(jīng)1200g離心，分離出棕色膠狀沉淀。液相或“上清”或“濃縮物”然后調(diào)整pH到3．5-4．0，優(yōu)選用食品工業(yè)中認可的酸。優(yōu)選用3000g離心沉淀物質(zhì)。
類胡蘿卜素部分的進一步精煉(純化，濃縮)如下離心酶解后的酸化混合物獲得的沉淀懸浮于60∶40到80∶20，優(yōu)選70∶30v／v的乙醇-水混合物中，加入35g氫氧化鈉(根據(jù)1kg干物質(zhì)計算)，氫氧化鈉優(yōu)選以水或上述混合物中的10-35％(w／w)溶液加入，混合物回流2小時。將不溶性沉淀離心，加入同樣量的氫氧化鈉溶液重復此過程。
優(yōu)選第一次堿處理使用8倍體積的70∶30乙醇-水混合物，第二次堿處理使用5倍體積的80∶20乙醇-水混合物。
第二次2小時回流離心重復完成后，沉淀重新懸浮于4倍體積的溶劑混合物(不加堿)中，進行第三次回流，在結(jié)束回流前半個小時，加入含30g磷酸二氫鈉(NaH2PO4)和200g檸檬酸(對于1kg干物質(zhì))的溶液。這種溶液通過在與以上所用相同的乙醇-水溶液[即(80∶20)]中溶解所說化合物來配制。
經(jīng)過離心后，通常得到原始干物質(zhì)的45-50％，其余部分作為肽、氨基酸、脂肪酸等的鈉鹽淋洗去掉，類胡蘿卜素的損失很小，其損失在很大程度上取決于分離過程中的把握技巧。
經(jīng)過上述操作后，有色體部分的胡蘿卜素含量是原始材料的2倍或甚至更高一些。
通過這種方法，加工胡蘿卜素含量為150mg／kg的新鮮胡蘿卜，在完成有色體沉淀操作后，得到含胡蘿卜素7．5-8．5％的干物質(zhì)。
重復堿處理，胡蘿卜素濃度可以進一步增加到10-15％以上，有些方法還能得到更高濃度，但由于更高的溶劑，能量和人力需求可能有一些經(jīng)濟上的問題，甚至在這些分離過程中會損失類胡蘿卜素。
重復堿處理后，根據(jù)分離后所得的干物質(zhì)計算，加入6倍量80∶20 v／v乙醇-水溶液，混合物在攪拌下回流2小時。
然后加入適量的磷酸二氫鈉和檸檬酸到攪拌的混合物中，調(diào)整pH到7．0-7．2，即大約是中性范圍。
離心所得的物質(zhì)與生育酚以及抗壞血酸棕櫚酸酯混合(揉合)，以乙醇浸濕的形式在不超過60℃的溫度下干燥，但濕的形式也可以使用。
過篩的干粉末進行真空包裝。
從光合植物體得到的葉綠體可以進行類似的處理。然而，在這種情況下，若這種產(chǎn)品設(shè)計用于人類消費，葉綠素的降解產(chǎn)物，如脫鎂葉綠素和脫鎂葉綠酸應(yīng)該非常小心地去掉。
本發(fā)明的方法顯而易見的創(chuàng)新點在于——通過部分在堿性介質(zhì)中進行的機械加工將有色體和葉綠體細胞成分轉(zhuǎn)移到液相(壓榨液，潷析分離液)。
——在液相中或在懸浮液中的有色體通過調(diào)整pH值或加熱或結(jié)合使用這兩種手段使其變性，導致它們從液相中沉淀出來。
——分離沉淀的絮狀物(潷析，分離)，去掉水溶性成分，相對于原材料，分離的絮狀物中類胡蘿卜素的濃度已經(jīng)明顯增加。
——有色體和葉綠體含有有色物質(zhì)，包括類胡蘿卜素，它們是具有很高脂質(zhì)含量的脂蛋白復合物，脂蛋白復合物在膠體溶液中結(jié)合類胡蘿卜素(這些類胡蘿卜素實際上不溶于水，并且即使在有機溶劑中也極度難溶)，并在有機體內(nèi)運輸這些色素。復合物的部分脂質(zhì)被保留于產(chǎn)品中，并提高類胡蘿卜素的生物利用率。
新的思路為不是類胡蘿卜素應(yīng)該從伴隨物質(zhì)中去掉，而是伴隨物質(zhì)應(yīng)該盡可能地從類胡蘿卜素中去掉。這通過以下方法實現(xiàn)在堿性介質(zhì)中裂解脂蛋白復合物，將大部分脂質(zhì)以其鈉鹽形式轉(zhuǎn)移到含水乙醇溶液中并去掉它們。
通過選擇適當?shù)脑牧?，由它們制備類胡蘿卜素粗濃縮物，然后混合在一起，可能得到類胡蘿卜素范圍滿足人體的需要并且類似于人血漿中的類胡蘿卜素范圍的產(chǎn)品。
可以通過避免使用有毒溶劑達到上述優(yōu)點，這些有毒溶劑通常用于溶解類胡蘿卜素。其結(jié)果是該方法的副產(chǎn)品和其中產(chǎn)生的廢物不污染環(huán)境，是生物可降解的，在大多數(shù)情況下可以作為食品或飼料添加劑。
下面實施例詳細說明上述產(chǎn)品及其制備方法，而不是限制本發(fā)明的范圍。如果沒有另外說明，％值表示w／w。
根據(jù)下列方法進行類胡蘿卜素的分析a)β-胡蘿卜素的分析采用改良的Booth分光光度法[M．A．vander Meer et a1．(Wageningen)，Z．Lebensmittel Untersuch．und Forschung．185．461-467(1987)]。
b)類胡蘿卜素的范圍測定采用高效液相色譜(HPLC)在Waters600多溶劑轉(zhuǎn)移系統(tǒng)(Waters．Milford，USA)上完成，采用反相LiChrosorbRP-18(10μm，250×4．6mm)和Spherisorb ODS(5μm，250×4．6mm)柱子，乙腈-甲醇-四氫呋喃(75∶15∶10v／v)混合物作為洗脫劑，光電二極管傳感器(Photo Diode Array Detector 990(DAD)，Waters，Milford，USA)作為波長范圍190-800nm的檢測器。純化標準物質(zhì)作為內(nèi)標。
實施例實施例1從胡蘿卜(Daucus carota)中制備含5％類胡蘿卜素的濃縮物。
1000kg去葉胡蘿卜(類胡蘿卜素含量180-200mg／kg的胡蘿卜體)根據(jù)

圖1所示流程采用本領(lǐng)域已知的方法處理。漂洗干凈的胡蘿卜體經(jīng)碾磨，壓榨，將渣餅再次碾磨，加水勻漿并反復壓榨，然后經(jīng)反復碾磨，壓榨的纖維餅用pH8．5的氫氧化鈉溶液進行第三步提取，通過傾筆式離心機將殘渣和提取液(潷析濃縮液)分開。合并壓榨液和潷析濃縮液，用10%檸檬酸調(diào)整合并液pH到4．0。有色體呈絮狀凝聚，放置使之沉降。
220升可以過泵的沉淀，經(jīng)潷析分離后，用10％氫氧化鈉溶液調(diào)整pH到8．5，在37℃劇烈攪拌過程中加入10升含100g胰酶的水懸浮液消化蛋白質(zhì)，并不斷地用10％氫氧化鈉溶液校正下降的pH值。處理持續(xù)3個小時，用傾筆式離心機離心去除混合物(pH8．5)中不屬于膠體溶液的不溶解的顆粒。經(jīng)傾筆式離心機分開，得到的沉淀在干燥以前和食用部分混合。
潷析濃縮液，也包括類胡蘿卜素，用10％檸檬酸酸化使pH到4．0，沉淀的絮凝物分離出來。
分開的淤積物含有16-18％的干物質(zhì)，其中含有2．5％類胡蘿卜素(根據(jù)干物質(zhì)計算)，其濕重為45-50kg，和90升80∶20(v／v)乙醇-水混合物混合，然后加入3升10％氫氧化鈉溶液，混合物在劇烈攪拌下回流2小時。
熱的混合物經(jīng)過分離，分離出的沉淀(濕重28-30kg)加入50升含水乙醇(80∶20)和2升10％氫氧化鈉溶液重復堿處理，然后混合物回流2小時。重復這步分離過程得到16-20kg濕沉淀。
濕沉淀先用以上所用的含水乙醇40升回流1小時，在此過程中加入10％檸檬酸和磷酸二氫鈉3∶1混合的水溶液，使其pH大致到中性(7．0-7．2)。這大約需要300g檸檬酸和100g磷酸二氫鈉。
經(jīng)過分離后，得到14-16kg沉淀，折合干物質(zhì)3．2kg，其中含有0．19kg類胡蘿卜素。
加入150-300g抗氧化劑混合物(α-生育酚乙酸酯，α-生育酚和抗壞血酸棕櫚酸酯按2∶2∶1w／w混合)到沉淀中?；旌衔锍浞只旌?揉合)，在不超過50℃的溫度下真空干燥。
干燥的最終產(chǎn)品指標固形物 3．4kg類胡蘿卜素含量 5．5％干燥損失 最大5％(105℃，3小時)顏色紅棕色類胡蘿卜素范圍60-65％β-胡蘿卜素28-30％α-胡蘿卜素5-10％其它類胡蘿卜素在真空條件下或在保護氣體中至少穩(wěn)定1年。
實施例2制備含7-8％類胡蘿卜素的濃縮物應(yīng)用實施例1所描述的操作過程，但采用含類胡蘿卜素220-250mg／kg的胡蘿卜作為原材料，蛋白質(zhì)的消化采用細菌(枯草芽胞桿菌)蛋白酶。
最終產(chǎn)品3kg紅棕色干燥粉末或顆粒，類胡蘿卜素含量7．5-8．0％，具有和實施例1中產(chǎn)品相似的類胡蘿卜素范圍。
實施例3制備約含10％類胡蘿卜素的濃縮物用實施例2中的原材料進行處理。在兩步堿處理的基礎(chǔ)上，利用和第二次堿處理等量的溶劑和堿，進行第三次處理。然后，根據(jù)實施例1，濕沉淀用40升80∶20乙醇-水混合物回流1小時，再按實施例1將所得混合物中和，分離出沉淀，混合抗氧化劑混合物，真空干燥。
終產(chǎn)品1．6kg紅棕色干產(chǎn)品干燥損失 最大6％類胡蘿卜素最低含量 10．5％(0．17kg)類胡蘿卜素范圍同上一實施例。
實施例4從胡蘿卜和西紅柿中制備富含番茄紅素的濃縮物含有類胡蘿卜素的有色體分別從胡蘿卜和西紅柿中分離出來，然后對收集的物質(zhì)進行處理(精制)。
對500kg洗凈去葉的胡蘿卜(類胡蘿卜素含量220mg／kg的胡蘿卜體)進行處理。根據(jù)圖1所示的流程得到汁液。使在pH4．0時(10％檸檬酸溶液)得到的絮凝的有色體沉降，通過潷析而分離。大約含8％干物質(zhì)的稀淤積物在分離器中濃縮，得到干物質(zhì)含量為16-20％的沉淀。不經(jīng)過蛋白質(zhì)降解而直接用于堿處理。每20-25kg濕沉淀，加入3倍量(大約75kg)乙醇-水混合物(80∶20)和1．5升10％氫氧化鈉溶液，混合物回流2小時，分離熱的混合物，然后重復處理沉淀。經(jīng)過兩次堿處理后，通過分離或離心得到的沉淀按實施例1的方法，經(jīng)含水乙醇漂洗并中和。回流兩個小時分離得到的沉淀是最終產(chǎn)品的第一種成分。
單獨處理1000kg西紅柿。通過已知方法濾出的汁液含7％的干物質(zhì)，經(jīng)濃縮后得到濃縮物，含干物質(zhì)20％。濃縮物用乙醇處理3次。首先用2倍體積純度96％的乙醇(大約500升)回流兩個小時，然后分開乙醇相，用含水乙醇(80∶20)重復處理2次。在第三次處理時，加入3升10％氫氧化鈉溶液到攪拌的回流混合物中。第三次處理所得殘渣，主要由果膠、多糖和纖維組成，在干燥前加入到食用組合物中。收集乙醇抽提物，按實施例1所述方法用檸檬酸／磷酸二氫鈉混合物調(diào)整pH值到7．0-7．5，蒸餾混合物?；厥找掖?，得到10升濃縮物，將其作為第二種成分和處理胡蘿卜所得的濕沉淀混合，再和5％抗氧化劑混合均勻，真空干燥。
最終產(chǎn)品3．6kg紅棕色干物質(zhì)干燥損失最大5％類胡蘿卜素含量最小5．5％類胡蘿卜素范圍番茄紅素 1．8％β-胡蘿卜素 2．0％
α-胡蘿卜素1．2％葉黃素+其它0．5％此產(chǎn)品的特點是含高含量的番茄紅素。
實施例5制備高番茄紅素含量的產(chǎn)品胡蘿卜按實施例4所述方法處理。
處理3000kg西紅柿，西紅柿汁液的果膠用按本領(lǐng)域已知的方法在pH4．0時用果膠酶消化，果膠酶從曲霉屬培養(yǎng)物中分離。果膠消化后稀釋的果汁經(jīng)真空濃縮，干物質(zhì)含量從7％到30％，得到540kg濃縮物，再用乙醇處理。第一次處理用3倍體積純度96％的乙醇，接下來的兩次用80∶20乙醇-水混合物。每次乙醇處理都回流2小時。在第三次乙醇處理過程中，加入8升10％氫氧化鈉溶液到攪拌的回流溶液。在乙醇處理過程中，乙醇溶液和不溶部分分開。(經(jīng)過第三次乙醇處理后，從得到的無番茄紅素物質(zhì)中去掉乙醇，干燥后加入到食用組合物中)。
按實施例1所述方法加入檸檬酸／磷酸二氫鈉溶液混合物到收集的乙醇溶液中調(diào)整pH到7．0-7．5，中性混合物濃縮到20升，并回收乙醇。濃縮物和胡蘿卜處理方法中的濕沉積物混合均勻，再和5％抗氧化劑混合(按干物質(zhì)計算)，真空干燥。
最終產(chǎn)品6．2kg紅棕色干物質(zhì)干燥損失 最大5％類胡蘿卜素含量最小5．5％類胡蘿卜素范圍番茄紅素 3．0％β-胡蘿卜素1．2％α-胡蘿卜素0．6％其它類胡蘿卜素 0．7％此產(chǎn)品的特征是具有相似含量的番茄紅素胡蘿卜素實施例6從胡蘿卜和嫩莖花椰菜h中濃縮類胡蘿卜素按圖1所示流程處理1000kg胡蘿卜和1000kg嫩莖花椰菜，制備汁液。
汁液加熱至56℃，用10%檬酸溶液調(diào)pH到4．0，然后將溶液冷卻到20-25℃，使沉淀的有色體和葉綠體絮凝物進一步沉降。
在分離器中濃縮沉淀，得到干物質(zhì)含量為20％的濕沉淀。每22kg干物質(zhì)(大約90kg濕沉淀)在劇烈攪拌下加入180升含水乙醇(80∶20)，加入6升10％氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH到9．5，混合物回流2小時。分離熱的混合物。重復這種處理3次。每次處理后，氫氧化鈉溶液和溶劑的體積根據(jù)干物質(zhì)含量成比例地減少。試驗性用量(按干物質(zhì)計算)8-10倍體積含水乙醇(80∶20)和2．25-3．5％氫氧化鈉。
第四次堿處理的殘渣懸浮在45升含水乙醇(70∶30)中，按實施例1回流和中和。分離后得到4．1kg沉淀，和5％抗氧化劑混合物混合，在不超過50℃溫度下真空干燥。干燥后得到的產(chǎn)品含有相當含量的二羥類胡蘿卜素(葉黃素、玉米黃素)。
最終產(chǎn)品綠棕色干物質(zhì)干燥損失 最大5％類胡蘿卜素含量最小6．5％類胡蘿卜素范圍β-胡蘿卜素 3．2％α-胡蘿卜素 1．5％葉黃素+玉米黃素 1．0％番茄紅素 0．4％其它類胡蘿卜素 0．4％實施例7制備類胡蘿卜素范圍和血漿中相似的類胡蘿卜素濃縮物實施例4、5和6中之產(chǎn)品，以乙醇浸濕的形式按1∶2∶1的比例和抗氧化劑混合，攪勻，真空干燥混合物。
最終產(chǎn)品綠棕色干物質(zhì)干燥損失 最大5％類胡蘿卜素含量 最小6．2％類胡蘿卜素范圍番茄紅素32．9％β-胡蘿卜素 30．5％α-胡蘿卜素 21．7％葉黃素+玉米黃素 11．6％其它類胡蘿卜素 3．3％產(chǎn)品中的番茄紅素和二羥類胡蘿卜素(葉黃素和玉米黃素)含量和所需的血漿水平完全一致。該產(chǎn)品不僅確保供應(yīng)使人滿意的α-和β-胡蘿卜素，而且含有強抗氧化特性的番茄紅素和二羥類胡蘿卜素，更加突出了產(chǎn)品的優(yōu)勢。
實施例8制備類胡蘿卜素范圍和血漿中相似的類胡蘿卜素濃縮物按實施例7方式，將實施例4、5和6所得干物質(zhì)按質(zhì)量比1∶2∶1混合，產(chǎn)品中類胡蘿卜素范圍和實施例7所得到的產(chǎn)品相似。
實施例9處理Dunaliella或Blakeslea spp．從自然資源或發(fā)酵培養(yǎng)物中獲得Dunaliella或Blakeslea spp．生物量，通過沉降或離心濃縮到干物質(zhì)含量為8-10％。濃縮物中類胡蘿卜素干物質(zhì)含量占2％。通過通入3巴飽和蒸汽使這些物質(zhì)加熱至100℃，連續(xù)通入蒸汽維持該溫度10分鐘，直至這堆物質(zhì)質(zhì)壁分離。
按溶解于20倍體積異丙醇-水(70∶30 v／v)混合物的干物質(zhì)5％的量加入氫氧化鈉調(diào)整質(zhì)壁分離物pH到11，混合物在攪拌狀態(tài)下回流2小時，分離熱的混合物，分開沉淀和液相。
加入2倍體積異丙醇-水(80∶20)混合物和0．08倍體積10％氫氧化鈉溶液到濕沉淀中，混合物回流2小時，重復上述分離過程。
該處理再重復兩次。
經(jīng)過第四次處理后，加入2倍體積異丙醇-水混合物(80∶20)到濕沉淀中，回流1小時，中和熱的淤積物，按實施例1描述的方法過濾或離心。
經(jīng)中和及分離得到的濾渣餅或離心沉淀，按實施例1所述和抗氧化劑混合，最后真空干燥。
干燥的紅棕色產(chǎn)品具有以下性質(zhì)干物質(zhì)含量 94-96％粗蛋白(N×6．25)18-22％粗纖維 5-6％硫酸化灰分 20-25％非蛋白次要成分 8-10％脂質(zhì)*) 32-46％其中類胡蘿卜素含量 20-25％*)脂質(zhì)樣物質(zhì)溶于氯仿和甲醇混合物(非皂化脂質(zhì)部分)。
產(chǎn)品中類胡蘿卜素范圍依賴于起始培養(yǎng)物或發(fā)酵條件等環(huán)境因子，但產(chǎn)品中類胡蘿卜素含量不少于起始質(zhì)壁分離物中類胡蘿卜素干物質(zhì)含量的十倍，即至少富集十倍。
權(quán)利要求
1．從有色體和／或葉綠體中分離得到的天然類胡蘿卜素濃縮物，其特征在于a)它含有1．5-25％(w／w)天然類胡蘿卜素和從所處理的植物得到的其它成分和可任選添加的抗氧化劑；b)它不含有毒物質(zhì)，尤其是有毒殘留溶劑；以及c)其類胡蘿卜素范圍可以根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)。
2．權(quán)利要求1的濃縮物，其特征在于，在其類胡蘿卜素含量中含有10-30％ α-胡蘿卜素22-65％ β-胡蘿卜素6-55％ 番茄紅素和5-22％ 二羥胡蘿卜素(葉黃素、玉米黃素)和其它類胡蘿卜素；以及1．8-3．4％(w／w) α-生育酚乙酸酯，1．8-3．4％(w／w) α-生育酚和0．9-1．7％(w／w) 抗壞血酸棕櫚酸酯(根據(jù)干物質(zhì)計算)作為抗氧化劑。
3．制備不含有毒殘留溶劑的天然類胡蘿卜素濃縮物的方法，其特征在于i)從植物材料中分離出來的葉綠體和／或有色體部分在含水介質(zhì)中用具有果膠和／或蛋白質(zhì)降解特性(也可以有脂酶活性)的酶處理，消化完成后，將不溶性物質(zhì)和膠體分散相分開；ii)膠體分散相可任選加熱或冷卻，然后用酸，優(yōu)選用食品工業(yè)認可的酸，酸化混合物來沉淀類胡蘿卜素，由液相中分離出沉淀；iii)含類胡蘿卜素的固體沉淀在堿性pH下于含水的醇中加熱，從而濾除降解產(chǎn)物和植物來源的其它次要成分，中和以后，通過沉降分離出類胡蘿卜素；和iv)含類胡蘿卜素的沉淀和特定量α-生育酚和／或生育酚乙酸酯和／或抗壞血酸棕櫚酸酯混合；如果需要，干燥混合物；和如果需要，具有不同類胡蘿卜素范圍的幾種干產(chǎn)品以特定比例混合；或如果需要，具有不同類胡蘿卜素范圍的幾種干產(chǎn)品混合，然后加入特定量的α-生育酚和／或生育酚乙酸酯和／或抗壞血酸棕櫚酸酯混合，如果需要，干燥混合物。
4．權(quán)利要求3的方法，其特征在于，步驟i)中有色體和／或葉綠體部分用細菌(如枯草芽胞桿菌)、真菌(如米曲霉)、植物(木瓜蛋白酶)來源的蛋白酶或動物蛋白酶(胰酶制劑)處理，處理pH為4．5到11，處理溫度為28℃到60℃，處理時間為30到180分鐘。
5．權(quán)利要求3或4任一項的方法，其特征在于，在步驟ii)中加入C2-4脂肪族羧酸，單-或二羥-二-或三羧酸，磷酸或它們與堿金屬或堿土金屬和／或堿金屬和／或堿土金屬的氫氧化物形成的鹽類，在pH3．0到8．5范圍內(nèi)調(diào)節(jié)pH值到有色體和／或葉綠體的等電點，從而將類胡蘿卜素沉淀出來。
6．權(quán)利要求3的方法，其特征在于，在步驟ii)中調(diào)節(jié)pH值之后，混合物可任選加熱到不高于+60℃或任選冷卻到不低于+5℃。
7．權(quán)利要求3的方法，其特征在于，在步驟iii)中含水的醇處理可任選重復幾次。
8．權(quán)利要求3的方法，其特征在于，在步驟iii)中所用的水／乙醇或水／異丙醇混合物含水量為15-40％(v／v)，沸點低于90℃。
9．權(quán)利要求3的方法，其特征在于，步驟iv)所得的混合物冰凍干燥或在低于60℃下真空干燥或以濕形式利用。
全文摘要
有色體和/或葉綠體從植物材料中分離出來。濕團塊在含水介質(zhì)中用果膠－和/或蛋白－降解酶消化,去掉不溶性物質(zhì),酸化分離得到的膠體分散系,得到富含類胡蘿卜素的沉淀。在堿性pH下沉淀與含水乙醇或異丙醇加熱,去掉降解蛋白質(zhì)的主要部分,脂質(zhì)和其它次要物質(zhì)。富含類胡蘿卜素的沉淀和抗氧化劑混合,如果需要,也可以干燥,得到不含有毒殘留溶劑的類胡蘿卜素濃縮物。
文檔編號C07C403/00GK1205690SQ96199330
公開日1999年1月20日 申請日期1996年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月8日
發(fā)明者L·科赫, S·馬蒂茨, K·托思, A·帕塔基, S·V·波雷茨 申請人:莫提夫有限公司