專利名稱:一種制取番茄紅素油樹脂和番茄紅素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)番茄紅素油樹脂和番茄紅素的新方法，利用該方法可以有效從毛霉菌屬真菌三孢布拉霉(Blaleslea trispora)發(fā)酵的菌絲體中提取得到番茄紅素含量大于60％的番茄紅素結(jié)晶和番茄紅素大于3％的番茄紅素油樹脂產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
番茄紅素是一種脂溶性天然色素，屬于類胡蘿卜素。最近幾年來對番茄紅素生理功能的研究發(fā)現(xiàn)，番茄紅素具有比其他類胡蘿卜素更為優(yōu)越的性能，如其抗氧化性在類胡蘿卜素中最強(qiáng)，猝滅單線態(tài)氧能力是VE的100倍，β-胡蘿卜素的2倍多，清除自由基的能力也優(yōu)于其他類胡蘿卜素。其具有極強(qiáng)的抗氧化作用，可抑制癌細(xì)胞生長，減緩低密度脂蛋白(LDL)的氧化，防治動(dòng)脈硬化，保護(hù)心血管，清除香煙和汽車廢氣中的有毒物質(zhì)等。
由于番茄紅素具有巨大的應(yīng)用前景，近幾年來，與番茄紅素相關(guān)的研究越來越多，研究人員正在尋找一種可以大規(guī)模獲得番茄紅素的方法。過去主要通過化學(xué)合成獲得(US5166445；US 2842599)，但該方法操作繁瑣，收率較低，同時(shí)產(chǎn)品帶有大量的有毒物質(zhì)殘留。已不能滿足人們對綠色，環(huán)保的需要。
現(xiàn)在主要從天然番茄或其制品中提取番茄紅素(CN 1296038A；IL 107999；WO 97/48287；CN 1316468A)，但是由于天然番茄的生產(chǎn)受氣候季節(jié)、地理位置影響較大，原料來源受到極大制約，而且天然番茄或其制品中番茄紅素含量極低，從天然番茄或其制品中獲得的番茄紅素價(jià)格昂貴，產(chǎn)率較低，根本無法滿足市場的巨大需求。
目前，不少研究人員開始研究利用微生物生產(chǎn)番茄紅素，其中研究最多的是利用三孢布拉霉(Blakeslea trispora)真菌發(fā)酵獲得番茄紅素的方法(CN 1353765A；CN 1370241A；US2005/0106657 A1；US 3369974；GB 1008469)。目前報(bào)道的都是通過正己烷、丙酮、石油醚、氯仿、乙酸乙酯等有機(jī)溶劑來提取，溶劑消耗大，提取過程中番茄紅素受到光照、空氣等影響極易氧化，番茄紅素?fù)p失較大，而且產(chǎn)品帶有大量的有機(jī)溶劑殘留，大大影響番茄紅素產(chǎn)品的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種利用三孢布拉霉菌工業(yè)化生產(chǎn)一種番茄紅素含量大于3％的番茄紅素油樹脂和番茄紅素含量大于60％的高濃度番茄紅素結(jié)晶制品的簡單、快速、高效、無毒的方法。
本發(fā)明的目的是通過以下步驟實(shí)現(xiàn)的(1)三孢布拉霉菌的發(fā)酵液經(jīng)過濾處理后，得到濕菌絲體；(2)將步驟(1)中的濕菌絲體與1-10倍的乙醇在常溫下攪拌5-60分鐘，然后過濾得到脫水菌絲體和乙醇處理液；(3)將步驟(2)中的脫水菌絲體在真空壓力下，溫度為30℃-80℃，優(yōu)選為40℃-60℃條件下干燥處理1-24小時(shí)，優(yōu)選4-12小時(shí)，得到干燥菌絲體；(4)將步驟(3)得到的干燥菌絲體用球磨機(jī)粉碎處理，然后過篩，最好是過300篩，得到菌絲體粉末；(5)將步驟(4)得到的菌絲體粉末進(jìn)行萃取，最好采用超臨界CO2萃取，其萃取條件優(yōu)選為a)萃取器壓力在10-50Mpa之間，優(yōu)選在20-40Mpa之間；b)萃取器溫度在35℃-100℃之間，優(yōu)選在35℃-55℃之間；c)一級(jí)分離器壓力在7.5Mpa-50Mpa之間，優(yōu)選在7.5Mpa-20Mpa之間；d)一級(jí)分離器溫度在0℃-100℃之間，優(yōu)選在20℃-80℃之間，更優(yōu)選在40℃-80℃之間；e)二級(jí)分離器壓力在0-50Mpa之間，優(yōu)選在0-10Mpa之間；f)二級(jí)分離器溫度在0℃-100℃之間，優(yōu)選在30℃-80℃之間；g)CO2流量在5-50Kg/h之間，優(yōu)選在10-30Kg/h之間；h)萃取時(shí)間在1-10小時(shí)之間，優(yōu)選在1-5小時(shí)之間。
上述步驟(2)中的乙醇處理液可以經(jīng)脫水后處理，得到高濃度乙醇并用于步驟(2)中濕菌絲體的脫水處理；例如用分子篩脫水裝置處理，分子篩吸附飽和后，可在150℃-350℃條件下再生1-6小時(shí)后循環(huán)使用。
(6)萃取完成后，卸出分離器中的分離提取物，得到番茄紅素含量大于3％的番茄紅素油樹脂產(chǎn)品，加入0.05-0.5％的抗氧化劑BHT(2，6-二叔丁基對甲苯酚)或VE類(中文名稱)抗氧化劑，置冰箱冷凍避光保藏；(7)將步驟(6)得到的番茄紅素油樹脂溶于乙酸乙酯，其中乙酸乙酯與番茄紅素油樹脂的比例在1∶1到5∶1之間，充分溶解后，棄去不溶物，過濾獲得溶有番茄紅素的乙酸乙酯溶液；(8)在-5℃到5℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入無水乙醇到步驟(7)獲得的乙酸乙酯溶液中，得到結(jié)晶番茄紅素，其中無水乙醇與乙酸乙酯溶液的體積比為1∶1到3∶1之間。過濾溶液得到番茄紅素晶體，用少量無水乙醇洗滌番茄紅素晶體2～3次；(9)將步驟(8)獲得的番茄紅素晶體真空干燥，即可得到番茄紅素含量大于60％的結(jié)晶番茄紅素制品。
本發(fā)明的番茄紅素生產(chǎn)工藝操作簡單，溶劑消耗少，成本相對較低，易工業(yè)化生產(chǎn)。通過本發(fā)明的方法獲得的番茄紅素油樹脂和結(jié)晶番茄紅素可進(jìn)行加工和銷售，或通過添加各種賦形劑如花生油、橄欖油、豆油等而以配方制劑形式進(jìn)行加工和銷售，產(chǎn)品綠色環(huán)保，無有機(jī)溶劑殘留，可廣泛應(yīng)用于食品飼料、醫(yī)藥、化妝品和保健品等工業(yè)。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1收獲3L三孢布拉霉菌發(fā)酵液，過濾發(fā)酵液，得到900g三孢布拉霉菌菌絲體。將該菌絲體與2L 95％乙醇混合，攪拌30分鐘。處理過的菌絲體再過濾分離得到540g濕菌絲體和2.5L乙醇處理液。將該濕菌絲體在45℃真空干燥10小時(shí)，獲得200g干燥菌絲體。干燥菌絲體用球磨機(jī)在500rpm下粉碎1小時(shí)，然后過300目篩，得到三孢布拉霉菌菌絲體粉末樣品。
超臨界CO2萃取三孢布拉霉菌菌絲體將得到的200g三孢布拉霉菌菌絲體粉末樣品裝入2L萃取器中料筒，密封。啟動(dòng)超臨界CO2萃取器、一級(jí)分離器和二級(jí)分離器的控溫系統(tǒng)，使萃取器、一級(jí)分離器和二級(jí)分離器的溫度分別為40℃、55℃和30℃，然后關(guān)閉萃取器后的節(jié)流減壓閥，啟動(dòng)壓縮泵，向萃取器中壓入二氧化碳，待萃取器升壓到30Mpa時(shí)，調(diào)節(jié)萃取器后的節(jié)流減壓閥，使一級(jí)分離器壓力為12Mpa，二級(jí)分離器壓力為鋼瓶氣壓，并控制CO2平均流量在20L/小時(shí)。待全部壓力穩(wěn)定后，循環(huán)萃取2小時(shí)。關(guān)閉控溫系統(tǒng)和壓縮泵的電源，減壓并回收二氧化碳。卸出分離器中的分離提取物，得到82g番茄紅素含量為4.5％的番茄紅素油樹脂。
實(shí)施例2取40g實(shí)施例1中的番茄紅素油樹脂充分溶于50ml乙酸乙酯中，靜置分層后，棄去下層，并過濾得到溶有番茄紅素的乙酸乙酯溶液45ml，在-5℃到5℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下向乙酸乙酯溶液中加入50ml無水乙醇，電磁攪拌3小時(shí)。用布氏漏斗過濾得到結(jié)晶番茄紅素，用無水乙醇洗滌晶體3次，收集晶體進(jìn)行真空干燥，得到2.1g純度為60％的番茄紅素晶體。
實(shí)施例3取40g實(shí)施例1中的番茄紅素油樹脂充分溶于75ml乙酸乙酯中，靜置分層后，棄去下層，并過濾得到溶有番茄紅素的乙酸乙酯溶液70ml，在-5℃到5℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下向乙酸乙酯溶液中加入210ml無水乙醇，電磁攪拌4小時(shí)。用布氏漏斗過濾得到結(jié)晶番茄紅素，用無水乙醇洗滌晶體3次，收集晶體進(jìn)行真空干燥，得到1.8g純度為92％的番茄紅素晶體。
權(quán)利要求
1.一種制取番茄紅素油樹脂的方法，其特征在于包含以下連續(xù)步驟(a)用乙醇處理三胞布拉霉菌發(fā)酵菌絲體，并分離出濕菌絲體和乙醇處理液；(b)對濕菌絲體通過真空干燥和粉碎，得到干燥菌絲體；(c)對干燥菌絲體用超臨界CO2流體進(jìn)行萃取，萃取完成后，卸出分離提取物，得到番茄紅素含量大于3％的番茄紅素油樹脂產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求
1的方法，其特征在于乙醇濃度在50％-100％之間，乙醇與三胞布拉霉菌發(fā)酵菌絲體的比例在1∶1到10∶1之間，接觸時(shí)間在5-60分鐘之間。
3.按照權(quán)利要求
1或2的方法，其特征在于乙醇處理液經(jīng)分子篩脫水處理，分子篩經(jīng)再生處理后可循環(huán)使用。
4.按照權(quán)利要求
1的方法，其特征在于真空干燥溫度在30℃-80℃之間，真空干燥時(shí)間在1-24小時(shí)之間。
5.按照權(quán)利要求
4的方法，其特征在于真空干燥溫度在在40℃-60℃之間。
6.按照權(quán)利要求
4的方法，其特征在于按真空干燥時(shí)間在4-12小時(shí)之間。
7.按照權(quán)利要求
1的方法，超臨界CO2萃取條件如下萃取器壓力在10-50Mpa之間。萃取器溫度在35℃-100℃之間；分離器為兩級(jí)，一級(jí)分離器壓力在7.5Mpa-50Mpa之間，溫度在0℃-100℃之間；二級(jí)分離器壓力在0Mpa-50Mpa之間，溫度在0℃-100℃之間；CO2流量在5-50Kg/h之間；萃取時(shí)間在1-10小時(shí)之間。
8.按照權(quán)利要求
1的方法，其特征在于在得到的番茄紅素油樹脂產(chǎn)品中加入0.05-0.5％的BHT或VE類抗氧化劑，冷凍避光保藏。
9.一種制取番茄紅素的方法，其特征在于將按照權(quán)利要求
1-8得到的番茄紅素油樹脂用乙酸乙酯溶解，過濾獲得溶有番茄紅素的乙酸乙酯溶液，在-5℃到5℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入無水乙醇，得到結(jié)晶番茄紅素。
10.按照權(quán)利要求
9的方法，其特征在于將得到的番茄紅素晶體用少量無水乙醇洗滌2～3次。
11.按照權(quán)利要求
9的方法，其特征在于乙酸乙酯與番茄紅素油樹脂的比例在1∶1到5∶1之間。
12.按照權(quán)利要求
9、10、11的方法，其特征在于將獲得的番茄紅素晶體真空干燥，得到番茄紅素含量大于60％的結(jié)晶番茄紅素制品。
13.按照權(quán)利要求
12的方法，真空干燥條件為真空40℃條件下，干燥2小時(shí)。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)番茄紅素油樹脂和番茄紅素的方法，以三孢布拉霉菌菌絲體為原料，采用超臨界CO
文檔編號(hào)C12S3/00GKCN1760282SQ200510095359
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月10日
發(fā)明者盧定強(qiáng), 胡繼軍, 萬紅貴, 虞龍, 歐陽平凱 申請人:南京工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan