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
技術領域：
本發明是一種食品添加劑的提取工藝。
β-胡蘿卜素的營養、保健價值得到了人們的重新認識，被美國評為1991年的十大科學成就之一。0.6ugβ-胡蘿卜素的生理作用相當于1國際單位(I.U.)的維生素A。在人體內轉化成維生素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。我國食品添加劑標準GB2760-86規定，它既可用于奶油、奶酪、飲料等，又可用于食品染色，用途廣泛。
聯合國糧農組織和世界衛生組織對其日攝入量沒有限制，并公認為是無毒害的，世界各地的研究機構也急需純品進行科學研究，正因如此，人們對β-胡蘿卜素的需求量很大。本發明正是為滿足人們的上述需要而進行研究的。
目前的β-胡蘿卜素制法分兩大類，一類是工業合成，一類是天然提取。
工業合成中有以紫羅酮為原料的化學合成法，如美國專利1959年US2917539等，也有以微生物發酵為基礎的生物合成法，如美國專利1960年的US295921-2等。但總的看來，工業合成法設備復雜，產品中引入重金屬鹽和其他有毒雜質的可能性大，成本也較高。
提取天然β-胡蘿卜素的工藝簡單，成本較低，不含有毒雜質。
本發明在于利用工業淀粉廠生產玉米淀粉的下腳料-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行抽提，蒸發濃縮，柱層析分離，低溫真空或低溫充入惰性氣體結晶，重結晶，是一套較完善的工藝。
本發明與現有技術相比，有如下進步之處。
(1)提取率高，本發明可從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型在動物體內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在動物體內均無維生素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-胡蘿卜素沒有轉變成其他物質。β-胡蘿卜素占天然胡蘿卜素的90%以上，但性質極其活潑，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物。對光、熱極敏感，高溫及見光可使之變成其他物質。本發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作用。低溫、真空或充入惰性氣體條件下重結晶及貯存，保證了β-胡蘿卜素的穩定性，這些都比專處CN1060654A與CN87101314A有顯著進步。
(4)可得到具科學研究價值的β-胡蘿卜素純品，本專利通過柱層析可得到熔點在≥173℃含量≥92%的β-胡蘿卜素結晶，供科學研究用。而同類性質的專利CN1060654A和CN87101314A皆得不到純品。
(5)本發明的原料殘余不影響其他物質的提取。本發明只提取出了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)，發酵，生產植酸鈣等，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的水解產物-各種氨基酸，使原料的綜合利用受到限制。
下面結合說明書
是怎樣實現的。
溶劑的注入把溶劑注入容器1中，蓋上可密封的蓋子2，關閉與蓋子相連的兩個開關3、4，關閉開關5、6、7，打開開關8、9，啟動真空泵10，溶劑經濾網11、12、沿管道進入儲備器13，停下真空泵10。
惰性氣體的充入氮氣，二氧化碳等惰性氣體(均不含氧氣)經開關3充入，沿容器1、濾網11、12，一部分經開關5，蒸發器15，冷卻器16，開關6，進入儲存器13，一部分經開關8，沿管道進入儲存器13，啟動真空泵10，抽真空，重復此過程充氣2～3次，即可把整個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，蓋嚴蓋子2，打開開關4、5、6、7，關上開關8、9，開動管道泵14，儲存器13中的溶劑經管道、管道泵進入容器1中，浸潤蛋白粉，并把溶出的β胡蘿卜素帶出經濾網11、12，開關5進入蒸發器15中，在15中由于有熱水循環系統18，溶劑蒸發沿上面的管道進入冷卻器16中，在16中由于有冷水循環系統19，蒸汽態的溶劑則變成液體，經開關6到達儲存器13中，再次被管道泵14抽走，沿以上途徑循環。在蒸發器15中，由于溶劑蒸發，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器底部，可經開關17放出。待提取到一定程度時。按本段開頭加溶劑的方法把1中的溶劑直接抽到儲存器13中而不再經過蒸發器及冷凝器。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相。其中石油醚沸點(50-85℃)，洗脫液真空濃縮至幾乎無溶劑時，加入石油醚(沸點60-90℃)-95%醇類(沸點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氣、二氧化碳等化學性質不活潑、不易燃的無毒氣體。
抽提過程中的溶劑指沸點≤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，經抽提、蒸發、冷卻、結晶、柱層析、重結晶來制取。
2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于以沸點低于或等于85℃，室溫25℃下為液體的石油烴為溶劑。
3.根據權利要求2所述的溶劑，其特征在于(1)烷烴類，如己烷環戊烷等，(2)烯烴類如環戊烯、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+環己烷等混合后做溶劑。
4.根據權利要求1所述的工藝技術，其特征是抽提過程完全密閉，溶劑可在內部循環使用。
5.根據權利要求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行。
6.根據權利要求1所述的工藝，其特征是惰性氣體是N2，CO2等化學性質不活潑，無毒害的氣體。
7.根據權利要求1所述的工藝，其特征是結晶溶劑以含水5～10%的甲醇、乙醇、丙酮。
8.根據權利要求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50～85℃)(1∶9-14)混合而成的流動相。
9.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于重結晶以石油烴(沸點60～90℃)-醇類(沸點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℃)的條件下進行。
全文摘要
本發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行抽提，蒸發濃縮，柱層析分離，低溫真空或低溫充入惰性氣體結晶。提取率高，含量80％，生理活性高，純結晶熔點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。殘渣不影響味精生產、發酵等行業的需要，提高了玉米蛋白粉的綜合利用率。
文檔編號C07C403/24GK1091126SQ9311027
公開日1994年8月24日 申請日期1993年2月17日 優先權日1993年2月17日
發明者孫春光, 孫景茂 申請人:孫春光, 孫景茂