一種生產番茄紅素油樹脂的方法
2023-08-10 03:51:46 1
專利名稱：一種生產番茄紅素油樹脂的方法
技術領域：
本發明涉及一種利用脫水番茄塊、番茄丁或生產番茄醬的副產物番茄皮渣提取分 離番茄紅素油樹脂的萃取溶劑及其萃取、分離方法，和精製濃縮番茄紅素油樹脂產品的方 法。
背景技術：
番茄紅素(lycopene)是成熟番茄的主要色素，是一種不含氧的類胡蘿蔔素，具有 很強的抗氧化活性，對防治前列腺疾病、前列腺癌、肺癌、胃癌、乳腺癌有非常明顯的效果， 可以有效抑制癌細胞的擴散和複製，被西方國家稱為「植物黃金」，番茄紅素可以保護細胞 DNA免受自由基損害，防止細胞病變、突變、癌變，能促使細胞的生長和再生，美容祛皺，延緩 衰老，保護皮膚健康。番茄紅素清除自由基的功效遠勝於其它類胡蘿蔔素和維生素E，其淬 滅單線態氧的速率常數是維生素E的100倍，是迄今為止自然界中被發現的最強抗氧化劑 之一。但新鮮番茄中番茄紅素的數量相對較低，要滿足體內每天IOmg左右的番茄紅素攝 入量，以最成熟季節時番茄中番茄紅素的含量計算，每人每天至少要吃掉2kg以上的番茄 才行，這顯然有些不切實際。隨著番茄紅素生物學功能的開發與應用，番茄紅素的製備技 術也逐漸成為研究熱點之一，目前，番茄紅素可通過化學合成、植物萃取和微生物發酵三種 方法來獲得，以植物萃取所得到的番茄紅素的生理活性最好。以植物萃取法大規模生產番 茄紅素油樹脂的國家主要有以色列，美國，德國，日本等國家，所使用的方法為溶劑浸提法 [W097/48287，W096/13178，CN1176577A]，溶劑浸提法消耗大量的有機溶劑，能耗高，而且有 溶劑殘留，提取率低僅80 %左右，而近年來發展起來的超臨界CO2萃取法儘管解決了傳統的 有機溶劑萃取法所存在的諸多不足，所得產品品質優良，但由於番茄紅素在番茄中的含量 極低，產品的生產成本偏高，無法滿足更多消費群體的需求。
發明內容
針對現有技術中採用有機溶劑萃取的番茄紅素產品中有機溶劑殘留嚴重，而超臨 界CO2萃取產品成本過高的不足，本發明的目的是提供一種採用不易燃，不爆炸，無毒，無刺 激性、腐蝕性小的具有良好安全性能的含有1-3個碳原子的碳氫氟化合物的萃取溶劑或者 其它共溶劑組成的混合溶劑為萃取劑，採用亞臨界萃取番茄紅素油樹脂的提取工藝，並對 亞臨界工藝所得到的番茄紅素的粗提物採用超臨界CO2或分子蒸餾的方法進行精製和濃 縮。所述的萃取溶劑為含1-3個碳原子的碳氫氟化合物，包括二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙 烷、六氟丙烷、氫氟丙烷等的純組分，或者是二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氫氟 丙烷等中的至少一種與烴類組成的混合溶劑；其他共溶劑為烴類、醚類、醇類、醛酮類和脂 類等中的一種或多種溶劑組成的混合溶劑體系，該工藝即具備了傳統有機溶劑提取成本相 對較低的優勢，同時又具有超臨界CO2萃取技術所具備的產品無溶劑殘留、無汙染、生物學 活性高等特點，具有生產設備的投資小、生產規模大，能耗低，單位時間內的生產效率高等 優勢，進而解決超臨界萃取番茄紅素的生產成本長期以來居高不下的技術難題。
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為達到上述目的，本發明是採用如下技術方案予以實現的一種生產番茄紅素油樹脂的方法，包括如下流程(1)以脫水番茄塊、番茄丁、乾燥的番茄皮渣等為原料經過粉碎處理，得到粒度為 3-40目的番茄粉；(2)將上述步驟中所得到的番茄粉置於可以實現亞臨界萃取裝置的萃取釜中，以 碳氫氟化合物及其共溶劑為萃取溶劑，控制相應的萃取溫度和壓力，在不斷攪拌下萃取一 定時間後，使萃取溶劑和番茄粉充分接觸，從而得到含有萃取溶劑和萃取物的萃取溶劑液； 所得到的萃取溶劑液經過濾後置於該亞臨界萃取裝置的分離釜中，通過調節分離釜的溫度 和壓力，分離出其中的萃取溶劑，含有番茄紅素油樹脂的萃取物留在了分離釜中，完成一次 萃取分離過程；(3)將上述步驟中分離出的萃取溶劑重新注入萃取釜中繼續循環使用，依上述步 驟(2)所述的萃取分離過程重複萃取2-8次，以保證番茄粉中的番茄紅素能夠最大限度的 萃取完成；(4)將上述步驟中分離釜中得到多次萃取後分離得到的番茄紅素油樹脂的粗提物 再經過二級分離系統進一步分離以脫去提取物中殘留的萃取溶劑及其他共溶劑，得到番茄 紅素油樹脂；將此番茄紅素油樹脂再採用超臨界CO2萃取的方法或者分子蒸餾的方法進行 精製，得到所需濃度的番茄紅素油樹脂產品。所述的提取番茄紅素油樹脂的方法，其萃取番茄紅素的原料是脫水番茄塊、脫水 番茄丁或生產番茄醬過程中的副產物番茄皮渣等，優選的原料為更易於保存的脫水番茄塊 或番爺丁。所述的提取番茄紅素油樹脂的方法，其採用亞臨界萃取工藝中所採用的萃取溶劑 為含有1-3個碳原子的碳氫氟化合物或者其它共溶劑，所述的含1-3個碳原子的碳氫氟化 合物為二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氫氟丙烷等的純組分，或者是二氟乙烷、 四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氫氟丙烷等中的至少一種與烴類組成的混合溶劑；其他共 溶劑為烴類、醚類、醇類、醛酮類和脂類等中的一種或多種溶劑組成的；這些萃取溶劑和被 提取的番茄粉充分接觸，從而得到包含有來自原料的萃取溶劑和被萃取的番茄紅素油樹脂 的溶劑液。所述的提取番茄紅素油樹脂的方法，其亞臨界萃取工藝的萃取溫度和壓力可以 根據所選用的萃取溶劑組分的臨界溫度和臨界壓力的不同進行調整，優選的萃取溫度為 IO0C -70°c之間。所述的提取番茄紅素油樹脂的方法，還包括如下步驟，所述的萃取溶劑與被萃取 的番茄粉原料的物料比為2 1 20 1，番茄粉原料應當保證完全浸泡於萃取溶劑中。 原料番茄粉中的番茄紅素需要採用2-8次的重複萃取後才可以萃取完全，通常應保證至少 三次以上的循環萃取，合併多次萃取所得到的萃取物，並經過二次分離分離出其中殘留的 提取溶劑和共溶劑後，得到番茄紅素油樹脂的粗提物，番茄紅素油樹脂的粗提物再進一步 通過採用超臨界CO2萃取或分子蒸餾裝置進行精製濃縮，能夠得到可以直接使用的番茄紅 素油樹脂的產品。本發明所取得的有益效果是1.本發明所選用的提取原料為脫水番茄塊、番茄丁或生產番茄醬中的副產物番茄皮渣，這樣既可以在番茄醬生產季節利用廉價的番茄皮渣為原料生產番茄紅素，又可以克 服番茄皮渣的副產物只有在每年的番茄醬生產季節才會有原料的不足，利用適合長時間保 存的脫水番茄塊或脫水番茄丁來生產番茄紅素，實現番茄紅素油樹脂產品的連續生產，提 高了設備的利用率。2.本發明所選用的萃取溶劑為不易燃，不爆炸，無毒，無刺激性、無腐蝕性的具有 良好安全性能的含有1-3個碳原子的碳氫氟化合物為溶劑或其共溶劑為提取劑，具有沸點 較低，允許在室溫或低於室溫的條件下從萃取液中分離出萃取劑，一方面操作容易實現，另 一方面也最大限度的減少了番茄紅素在提取過程中損失的風險性，避免了溶劑回收過程中 產品的受熱分解。3.本發明採用亞臨界萃取番茄紅素的提取工藝，即具備了傳統有機溶劑提取成本 相對較低的優勢，同時又具有超臨界CO2萃取技術所具備的產品無溶劑殘留、無汙染、生物 學活性高等特點，具有生產設備的投資小、生產規模大，能耗低，單位時間內的生產效率高 等優勢。
具體實施例方式下面採用具體實施例的方式具體地解釋本發明，但本發明不局限於實施例。實施例1 脫水番茄塊原料750kg，其中番茄紅素含量為0. 58%。，粉碎後投入亞臨界萃取的 萃取釜中，以1，1，1，2-四氟乙烷為萃取劑，萃取溫度控制在30°C，壓力為0. 8Ma，萃取時間 為2h，分離掉萃取劑，將萃取劑再次注入萃取釜中重複萃取3次，萃取分離時間共8h，分離 釜中得番茄紅素油樹脂粗提物12kg ；番茄紅素油樹脂的粗提物中番茄紅素含量為0. 96%, 番茄粉的萃餘物中番茄紅素的含量為0. 37%。。實施例2:脫水番茄塊原料1150kg，其中番茄紅素含量為0. 58%。，投入亞臨界萃取的萃取釜 中，以1，1，1，2-四氟乙烷為萃取劑，萃取溫度控制在36°C，壓力為0. 8MPa，萃取時間為2h， 分離掉萃取劑，將萃取劑再次注入萃取釜中重複萃取3次，萃取分離時間共8h，分離釜中得 番茄紅素油樹脂粗提物21kg ；番茄紅素油樹脂的粗提物中番茄紅素含量為0. 96%，番茄粉 的萃餘物中番茄紅素的含量為0. 37%。。實施例3 脫水番茄塊原料1000kg，其中番茄紅素含量為0. 76%。，投入亞臨界萃取的萃取釜 中，以1，1，1，2-四氟乙烷為萃取劑，萃取溫度控制在35 °C，壓力為0. 8Ma，萃取時間為2h，分 離掉萃取劑，將萃取劑再次注入萃取釜中重複萃取3次，萃取分離時間共8h，分離釜中得番 茄紅素油樹脂粗提物20kg ；番茄紅素油樹脂的粗提物中番茄紅素含量為0. 97%，番茄粉的 萃取物中番茄紅素的含量為0. 21%。。實施例4 亞臨界萃取所得的番茄紅素油樹脂的粗提物53. 7kg，番茄紅素含量為0. 96%， 投入超臨界CO2萃取的萃取器中，萃取釜溫度72°C、壓力29MPa，一級分離溫度37°C、壓力 72-75kg，二級分離溫度10-12°C、壓力4. 0-4. 7MPa,熱水罐溫度55°C，CO2罐溫度8_10°C、壓 力4. 0-4. 3MPa，萃取時間5h，分離得到番茄紅素含量較低的油樹脂42. Ikg (經分析，番茄紅素含量為0. 56% )和濃縮後的番茄紅素油樹脂2. 73kg(經分析，番茄紅素含量為5. 2% )。
權利要求
一種生產番茄紅素油樹脂的方法，其特徵在於包括以下步驟(1)以脫水番茄塊、番茄丁、乾燥的番茄皮渣等為原料經過粉碎處理，得到粒度為3 40目的番茄粉；(2)將上述步驟中所得到的番茄粉置於可以實現亞臨界萃取裝置的萃取釜中，以碳氫氟化合物及其共溶劑為萃取溶劑，控制相應的萃取溫度和壓力，在不斷攪拌下萃取一定時間後，使萃取溶劑和番茄粉充分接觸，從而得到含有萃取溶劑和萃取物的萃取溶劑液；所得到的萃取溶劑液經過濾後置於該亞臨界萃取裝置的分離釜中，通過調節分離釜的溫度和壓力，分離出其中的萃取溶劑，含有番茄紅素油樹脂的萃取物留在了分離釜中，完成一次萃取分離過程；(3)將上述步驟中分離出的萃取溶劑重新注入萃取釜中繼續循環使用，依上述步驟(2)所述的萃取分離過程重複萃取2 8次，以保證番茄粉中的番茄紅素能夠最大限度的萃取完成；(4)將上述步驟中分離釜中得到多次萃取後分離得到的番茄紅素油樹脂的粗提物再經過二級分離系統進一步分離以脫去提取物中殘留的萃取溶劑及其他共溶劑，得到番茄紅素油樹脂；將此番茄紅素油樹脂再採用超臨界CO2萃取的方法或者分子蒸餾的方法進行精製，得到所需濃度的番茄紅素油樹脂產品。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於用於萃取番茄紅素的原料是脫水番茄塊、 脫水番茄丁或生產番茄醬過程中的副產物番茄皮渣等，優選的原料為脫水番茄塊。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於亞臨界萃取工藝中所採用的萃取溶劑為含 有1-3個碳原子的碳氫氟化合物或者其它共溶劑，所述的含1-3個碳原子的碳氫氟化合物 為二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氫氟丙烷等的純組分，或者是二氟乙烷、四氟 乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氫氟丙烷等中的至少一種與烴類組成的混合溶劑；其他共溶劑 為烴類、醚類、醇類、醛酮類和脂類等中的一種或多種溶劑組成的；這些萃取溶劑和被提取 的番茄粉充分接觸，從而得到包含有來自原料的萃取溶劑和被萃取的番茄紅素油樹脂的溶 劑液。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的萃取溫度和壓力可以根據所選用的 萃取溶劑組分的臨界溫度和臨界壓力的不同進行調整，優選的萃取溫度為10°C 70°C之 間。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述的萃取溶劑與被萃取的番茄粉原料的 物料比為2 1 20 1，番茄粉原料應當保證完全浸泡於萃取溶劑中。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於經過重複萃取後所得到的萃取物番茄紅素 油樹脂的粗提物再進一步通過採用超臨界CO2萃取或分子蒸餾裝置進行精製濃縮，能夠得 到可以直接使用的番茄紅素油樹脂的產品。
全文摘要
本發明涉及一種提取番茄紅素油樹脂的方法。該方法以脫水番茄塊、番茄丁或生產番茄醬的副產物番茄皮渣為原料，選用合適的碳氫氟化合物及其共溶劑為提取溶劑，採用亞臨界萃取的方法提取番茄紅素油樹脂。該方法具有工藝簡單、設備投資少、環境汙染少、能耗低、單位時間內的生產效率高等優點。
文檔編號C09B61/00GK101928473SQ200910113369
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月22日 優先權日2009年6月22日
發明者劉奎鍅, 劉玉梅, 劉玉英, 吳明靜, 石波 申請人:新疆大學;新疆生命紅食品有限公司