提取β‑胡萝卜素的方法技术

提取β‑胡萝卜素的方法，包括以下步骤：将产β‑胡萝卜素微生物接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有微生物菌体的浓缩液；将含有微生物菌体的浓缩液进行破壁；将破壁后的混合液通过盐水洗涤及离心分离，除去渣相及水相，获得含有β‑胡萝卜素油溶液；将油溶液与足量碱液进行皂化反应，除去油脂；将皂化反应液水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β‑胡萝卜素湿晶体；将β‑胡萝卜素湿晶体进行真空干燥，获得β‑胡萝卜素晶体。本方法在提取过程中，不使用有机萃取溶剂，极大的降低了β‑胡萝卜素的提取成本，且有利于环保。另一方面，由于提取时不使用有机溶剂，获得的β‑胡萝卜素晶体中不会有溶剂残留，增强了产品的食用安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提取β-胡萝卜素的方法，尤其是一种从产β-胡萝卜素的微生物中提取β-胡萝卜素的方法。
技术介绍
β-胡萝卜素（β-Carotene）是一种橘黄色脂溶性化合物，是类胡萝卜素的一种，是自然界最普遍存在也是最稳定的天然色素。β-胡萝卜素具有抗氧化、消除自由基、诱导细胞间信息传递、调控肿瘤增殖、明显减轻由体内过氧化引起的对淋巴细胞和DNA的氧化损害、减缓动脉粥样硬化形成等功能。β-胡萝卜素独特的长链分子结构，使其具有极强的抗氧化能力。它的生理活性是通过保护机体细胞免受氧化物伤害来实现的。人体血液中β-胡萝卜素浓度越高，氧化物就越少，人体的各组织、器官才能保持一种健康协调的状态，从而能有效的延缓衰老，预防多种疾病的发生。目前β-胡萝卜素主要从甘薯、胡萝卜中提取，然而即使是含β-胡萝卜素较高的品种，其β-胡萝卜素含量也非常低，仅约40mg/kg，且纯化工艺复杂。采用微生物发酵，β-胡萝卜素可在菌体干重中累积达到5%~10%，因此具有重要的研究意义。无论是从胡萝卜还是微生物中提取β-胡萝卜素，目前的工艺主要是采用有机溶剂提取。由于β-胡萝卜素在食品工业领域常用的有机溶剂中溶解度很小，因此需要使用大量的溶剂进行萃取。中国专利申请号为00116697.2的专利申请公开了一种β－胡萝卜素的提取方法，是将发酵液过滤得到的湿菌丝体进行细胞破壁,固液分离后用脱水剂脱水,然后用溶剂提取β－胡萝卜素,提取液经结晶、真空干燥后得到β－胡萝卜素晶体。该方法使用了提取过程中需要使用大量的有机溶剂，不仅能耗、生产成本高，且溶剂难以分离，成品晶体中溶剂残留浓度高，可能产生食品安全的风险。因此，研究提供一种新的、不使用溶剂提取β-胡萝卜素的方法实为必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种不使用溶剂提取β-胡萝卜素的方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种提取β-胡萝卜素的方法，包括以下步骤：将产β-胡萝卜素微生物接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有微生物菌体的浓缩液；将含有微生物菌体的浓缩液进行破壁；将破壁后的混合液通过盐水洗涤及离心分离，除去渣相及水相，获得含有β-胡萝卜素油溶液；将油溶液与足量碱液进行皂化反应，除去油脂；将皂化反应液水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β-胡萝卜素湿晶体；将β-胡萝卜素湿晶体进行真空干燥，获得β-胡萝卜素晶体。进一步的，前述产β-胡萝卜素微生物为三孢布拉霉。进一步的，前述菌体破壁程度达到体积平均粒径小于600μm。进一步的，前述菌体破壁采用酶解法、机械破壁法或其组合。进一步的，酶解法使用的酶为蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、葡聚糖酶、脂肪酶中的一种或多种组合。进一步的，前述机械破壁的设备为胶体磨、剪切机、球磨机、砂磨机、均质机中的一种或多种组合。进一步的，前述盐水的浓度为0.1wt%~10wt%，盐水洗涤次数为3-10次。进一步的，前述碱液浓度为0.5wt%~30wt%。本专利技术具有以下有益效果：本方法在提取过程中，不使用有机萃取溶剂，极大的降低了β-胡萝卜素的提取成本，且有利于环保。另一方面，由于提取时不使用有机溶剂，获得的β-胡萝卜素晶体中不会有溶剂残留，增强了产品的食用安全性。具体实施方式下面结合具体实例，对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1以三孢布拉霉菌种作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：1)将三孢布拉霉接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有β-胡萝卜素的三孢布拉霉浓缩液；2)向浓缩液中加入菌体干重0.25wt%的蛋白酶，35℃搅拌反应4h破壁，菌体平均粒径达到575μm；3)向破壁后的混合液中加入质量浓度为0.1%的盐水，混合液与盐水的体积比为1:3，搅拌均匀后离心分离去除渣相及水相；重复洗涤分离10次，获得β-胡萝卜素油溶液；4)向油溶液中加入过量的质量浓度为0.5%的碱液，进行充分的皂化反应，除去油脂；5)将皂化反应液用水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β-胡萝卜素湿晶体；6)β-胡萝卜素湿晶体经过75℃、3小时真空干燥，获得成品β-胡萝卜素晶体。经检测，该成品β-胡萝卜素晶体纯度为96.6%，不含任何有机溶剂。实施例2以三孢布拉霉菌种作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：1)将三孢布拉霉接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有β-胡萝卜素的三孢布拉霉浓缩液；2)向浓缩液中加入菌体干重0.5wt%的果胶酶，35℃下利用胶体磨循环反应3h破壁，菌体平均粒径达到440μm；3)向破壁液中加入质量浓度为1%的盐水，混合液与盐水的体积比为1:3，搅拌均匀后离心分离去除渣相及水相；重复洗涤分离8次，获得β-胡萝卜素油溶液；4)向油溶液中加入过量的质量浓度为3%的碱液，进行充分的皂化反应，除去油脂；5)将皂化反应液用水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β-胡萝卜素湿晶体；6)β-胡萝卜素湿晶体经过75℃、4小时真空干燥，获得成品β-胡萝卜素晶体。经检测，该成品β-胡萝卜素晶体纯度为96.5%，不含任何有机溶剂。实施例3以三孢布拉霉菌种作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：1)将三孢布拉霉接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有β-胡萝卜素的三孢布拉霉浓缩液；2)向浓缩液中加入菌体干重0.5wt%的脂肪酶，55℃下利用剪切机循环反应3h破壁，菌体平均粒径达到368μm；3)向破壁后的混合液中加入质量浓度为2.2%的盐水，混合液与盐水的体积比为1:3，搅拌均匀后离心分离去除渣相及水相；重复洗涤分离7次，获得β-胡萝卜素油溶液；4)向油溶液中加入过量的质量浓度为7.5%的碱液，进行充分的皂化反应，除去油脂；5)将皂化反应液用水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β-胡萝卜素湿晶体；6)β-胡萝卜素湿晶体经过75℃、5小时真空干燥，获得成品β-胡萝卜素晶体。经检测，该成品β-胡萝卜素晶体纯度为98.2%，不含任何有机溶剂。实施例4以三孢布拉霉菌种作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：1)将三孢布拉霉接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有β-胡萝卜素的三孢布拉霉浓缩液；2)将浓缩液在45℃下先后利用胶体磨及砂磨机各循环2h破壁，菌体平均粒径达到185μm；3)向破壁后的混合液中加入质量浓度为3.5%的盐水，混合液与盐水的体积比为1:3，搅拌均匀后离心分离去除渣相及水相；重复洗涤分离6次，获得β-胡萝卜素油溶液；4)向油溶液中加入过量的质量浓度为18%的碱液，进行充分的皂化反应，除去油脂；5)将皂化反应液用水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β-胡萝卜素湿晶体；6)β-胡萝卜素湿晶体经过80℃、4小时真空干燥，获得成品β-胡萝卜素晶体。经检测，该成品β-胡萝卜素晶体纯度为97.9%，不含任何有机溶剂。实施例5以三孢布拉霉菌种作为发酵菌种，依次按下列步骤操作：1)将三孢布拉霉接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有β-胡萝卜素的三孢布拉霉浓缩液；2)向浓缩液中加入菌体干重0.2wt%的蛋白酶及0.1wt%的纤维素酶，35℃搅拌反应4h破壁，菌体平均粒径达到298μm；3)向破壁后的混合液中加入质量浓度为7.5%的盐水，混合液与盐水的体积比为1:3，搅拌均匀后离心分离去除渣相及水相；重复洗涤分离5次，获得β-胡萝卜素油溶液；4)向油溶液中加入过量的质量浓度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
提取β‑胡萝卜素的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将产β‑胡萝卜素的微生物接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有微生物菌体的浓缩液；（2）将含有微生物菌体的浓缩液进行破壁；（3）将破壁后的混合液通过盐水洗涤及离心分离，除去渣相及水相，获得含有β‑胡萝卜素的油溶液；（4）将油溶液与碱液进行皂化反应，除去油脂；（5）将皂化反应液水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β‑胡萝卜素湿晶体；（6）将β‑胡萝卜素湿晶体进行真空干燥，获得β‑胡萝卜素晶体。

【技术特征摘要】
1.提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）将产β-胡萝卜素的微生物接种发酵，发酵结束后离心浓缩，获得含有微生物菌体的浓缩液；（2）将含有微生物菌体的浓缩液进行破壁；（3）将破壁后的混合液通过盐水洗涤及离心分离，除去渣相及水相，获得含有β-胡萝卜素的油溶液；（4）将油溶液与碱液进行皂化反应，除去油脂；（5）将皂化反应液水洗除皂，直至洗涤液中皂浓度小于10ppm，获得β-胡萝卜素湿晶体；（6）将β-胡萝卜素湿晶体进行真空干燥，获得β-胡萝卜素晶体。2.根据权利要求1所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：步骤（2）中，菌体破壁程度达到体积平均粒径小于600μm。3.根据权利要求1所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：步骤（2）中，菌体破壁采用酶解法、机械破壁法或其组合...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪志明，李翔宇，周强，陆姝欢，
申请(专利权)人：嘉必优生物技术武汉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42