[发明专利]一种天然β-胡萝卜素的提取方法

说明书

技术领域：

本发明属于天然产物化学领域，特别属于一种从胡萝卜等植物中提取天然β-胡萝卜素的方法。

背景技术：

β-胡萝卜素(beta-Carotene)是一种重要的天然食用色素，广泛存在于植物、藻类和真菌中。β-胡萝卜素的分子式：C₄₀H₅₆，分子量：536.88，熔点：183℃。纯品为深红色或暗红色、有光泽的斜方六面体或结晶状粉末，对氧、热及光不稳定。易溶于二硫化碳、苯、己烷、氯仿、植物油等有机溶剂，微溶于甲醇和乙醇，不溶于水、丙二醇、甘油、酸和碱等。

β-胡萝卜素是维生素A的前体，具有抑制细胞变异、结合活性氧抗氧化、捕获自由基、增强机体免疫力、抵抗力、降低心血管疾病和癌症的发生概率等作用。因此被联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)联合专家委员会认定为A类优秀的营养性食品添加剂。目前世界上已有50多个国家和地区批准使用，而且我国还作为第一批非处方药物批准使用。

β-胡萝卜素在国内外的广泛应用以及未来广阔的发展前景，使对其的提取和制备进行了深入的研究。其制备方法主要有天然产物萃取法、化学合成法和微生物发酵法。

化学合成法始于1954年瑞典的Roche精细化学品公司，以β-紫罗兰酮为起始原料合成出全反式构型的β-胡萝卜素，而天然的β-胡萝卜素除了全反式构型外，还含有不同程度的9-顺式和15-顺式构型，其中9-顺式β-胡萝卜素在胡萝卜的遗传毒性和抗遗传毒性中起着关键的作用。即天然β-胡萝卜素比化学合成的具有更好的抗癌功效且无毒副作用；而且有研究报道化学合成的β-胡萝卜素不能完全被人体所吸收，并对人体产生一定程度的毒副作用，长期服用还会对人体产生不可逆转的病变，因而在西方发达国家已禁止用作食品添加剂。相反天然提取的β-胡萝卜素易于被人体所吸收，并具有较好的抗氧化能力，从而有较好的市场需求。

微生物发酵法是指利用微生物在其体内合成β-胡萝卜素，再通过提取、结晶制备β-胡萝卜素。该方法不受季节和气候的限制，产率纯度较高，但其技术要求高，设备投资较大。

天然产物萃取法是从天然植物原料或者植物原料经加工处理后的下脚料中，采用有机溶剂萃取β-胡萝卜素的一种方法。最早使用的植物原料是含有丰富β-胡萝卜素的胡萝卜，胡萝卜是一种营养价值较高的蔬菜，也是食用天然胡萝卜素的重要来源。胡萝卜中的β-胡萝卜素含量因地区、品种、季节等的不同存在很大差异，一般每百克胡萝卜含有13～15毫克β-胡萝卜素。目前从天然植物中提取β-胡萝卜素的技术主要是有机溶剂提取技术，常用的有机溶剂有甲醇、乙醇、乙醚、石油醚、丙酮等，但大量使用有机溶剂会带来不同程度的污染，耗时长，提取效率低等问题。近期有大量文献报道采用超临界二氧化碳技术萃取和提纯β-胡萝卜素，该方法提取效率虽然较高，但属于高压设备，复杂昂贵，投资规模大，生产成本高，较难实现大规模工业化生产。采用超声波辅助下有机溶剂萃取，可节省提取溶剂，缩短提取时间，降低能耗从而提高萃取效率。

我国胡萝卜等蔬菜的种植面积和产量均居世界首位，利用胡萝卜或者净菜加工剩余的残次品及下脚料进行β-胡萝卜素的提取，做到废物的综合利用，可充分发挥农作物的价值，提高产品的附加值，提高资源转换的利用率。

发明内容：

本发明的目的是提供一种从胡萝卜中提取β-胡萝卜素的方法，该方法可提高β-胡萝卜素的提取率。其核心技术是采用超声辅助下溶剂萃取技术。

超声波作用包括超声波本身具有的能量作用，空穴破坏时放出的能量作用以及超声波对萃取悬浮液的搅拌流动作用等。由超声波发振箱发出高频高压振荡信号，经换能器变换为机械振动传入到萃取悬浮液中去。以连续不断的方式辐射状直线传播的超声波束，超声波束在萃取悬浮液中前进时会产生成千上万的负压小气泡，这些气泡在一定的压力下在胡萝卜表面形成一连串密集的爆炸，不断冲击胡萝卜表面，包括穿透到胡萝卜的另一侧面。所以超声波能促进胡萝卜细胞破碎，有机溶剂能很快地渗透到胡萝卜组织中并不断地进行物质传递，大大缩短了萃取时间，提高了萃取效率和提取率。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：对胡萝卜原料进行前处理、溶剂萃取、分离、液液分配、浓缩、结晶等步骤来完成。

所述的对胡萝卜原料进行前处理，包括胡萝卜的清洗去泥沙，粉碎机粉碎打浆。