专利名称：从玉米蛋白粉中提取β-胡萝卜素的工艺的制作方法
技术领域：
本发明是一种食品添加剂的提取工艺。
β-胡萝卜素的营养、保健价值得到了人们的重新认识，被美国评为1991年的十大科学成就之一。0.6ugβ-胡萝卜素的生理作用相当于1国际单位(I.U.)的维生素A。在人体内转化成维生素A，此外其防癌性、抗衰老、防皱等诸保健作用赢得了万能维生素之称。我国食品添加剂标准GB2760-86规定，它既可用于奶油、奶酪、饮料等，又可用于食品染色，用途广泛。
联合国粮农组织和世界卫生组织对其日摄入量没有限制，并公认为是无毒害的，世界各地的研究机构也急需纯品进行科学研究，正因如此，人们对β-胡萝卜素的需求量很大。本发明正是为满足人们的上述需要而进行研究的。
目前的β-胡萝卜素制法分两大类，一类是工业合成，一类是天然提取。
工业合成中有以紫罗酮为原料的化学合成法，如美国专利1959年US2917539等，也有以微生物发酵为基础的生物合成法，如美国专利1960年的US295921-2等。但总的看来，工业合成法设备复杂，产品中引入重金属盐和其他有毒杂质的可能性大，成本也较高。
提取天然β-胡萝卜素的工艺简单，成本较低，不含有毒杂质。
本发明在于利用工业淀粉厂生产玉米淀粉的下脚料-玉米蛋白粉为原料，加入石油烃类溶剂，在真空或充入惰性气体的条件下进行抽提，蒸发浓缩，柱层析分离，低温真空或低温充入惰性气体结晶，重结晶，是一套较完善的工艺。
本发明与现有技术相比，有如下进步之处。
(1)提取率高，本发明可从1公斤玉米蛋白粉中提出β胡萝卜素粗品72.5克。我国已有的专利中，CN87101314A中1公斤原料仅提出50克。
(2)β-胡萝卜素含量高，生理活性高，本发明中1公斤粗β胡萝卜素含纯品800克，为80%。天然的胡萝卜素包括α、β、γ、δ、ε、ζ6种，只有β型在动物体内才一分子生成两分子维生素A，α、γ仅一分子生成一分子维生素A，而δ、ε、ζ在动物体内均无维生素A的生物活性。β-胡萝卜素不容于水，几乎不溶于酒精、甲醇等极性溶剂，而易溶于石油烃类熔剂，所以用酒精为萃取液的专利CN87101314A和以酒精加正己烷(1∶1.5-2)为萃取液的专利CN1060654A提取的是胡萝卜素和其他物质的混合物，生理活性差。
(3)提取过程中的特殊处理保证了β-胡萝卜素没有转变成其他物质。β-胡萝卜素占天然胡萝卜素的90%以上，但性质极其活泼，室温下即可吸收空气中氧被氧化成无色无生理作用的氧化产物。对光、热极敏感，高温及见光可使之变成其他物质。本发明在真空或充入惰性气体的条件下，隔绝了氧气，选用低沸点的石油烃，降低了提取的温度，在红外灯或暗淡的光线下操作避开了可见光中紫外线的化学作用。低温、真空或充入惰性气体条件下重结晶及贮存，保证了β-胡萝卜素的稳定性，这些都比专处CN1060654A与CN87101314A有显著进步。
(4)可得到具科学研究价值的β-胡萝卜素纯品，本专利通过柱层析可得到熔点在≥173℃含量≥92%的β-胡萝卜素结晶，供科学研究用。而同类性质的专利CN1060654A和CN87101314A皆得不到纯品。
(5)本发明的原料残余不影响其他物质的提取。本发明只提取出了β-胡萝卜素和极少量维生素A、E、玉米黄素，叶黄素，隐黄素，故原料废渣还可提取味精(谷氨酸)，发酵，生产植酸钙等，而不仅仅是可做为饲料用。而CN87101314A等则因用了酒精而提取出了蛋白质的水解产物-各种氨基酸，使原料的综合利用受到限制。
下面结合说明书
是怎样实现的。
溶剂的注入把溶剂注入容器1中，盖上可密封的盖子2，关闭与盖子相连的两个开关3、4，关闭开关5、6、7，打开开关8、9，启动真空泵10，溶剂经滤网11、12、沿管道进入储备器13，停下真空泵10。
惰性气体的充入氮气，二氧化碳等惰性气体(均不含氧气)经开关3充入，沿容器1、滤网11、12，一部分经开关5，蒸发器15，冷却器16，开关6，进入储存器13，一部分经开关8，沿管道进入储存器13，启动真空泵10，抽真空，重复此过程充气2～3次，即可把整个管道及容器中的空气赶走而以惰性气体代之。
提取过程打开容器1的盖子2，加入玉米蛋白粉，盖严盖子2，打开开关4、5、6、7，关上开关8、9，开动管道泵14，储存器13中的溶剂经管道、管道泵进入容器1中，浸润蛋白粉，并把溶出的β胡萝卜素带出经滤网11、12，开关5进入蒸发器15中，在15中由于有热水循环系统18，溶剂蒸发沿上面的管道进入冷却器16中，在16中由于有冷水循环系统19，蒸汽态的溶剂则变成液体，经开关6到达储存器13中，再次被管道泵14抽走，沿以上途径循环。在蒸发器15中，由于溶剂蒸发，β胡萝卜素及极少量的溶剂以粘稠的液体形式存在于蒸发器底部，可经开关17放出。待提取到一定程度时。按本段开头加溶剂的方法把1中的溶剂直接抽到储存器13中而不再经过蒸发器及冷凝器。打开盖子2，取出玉米蛋白粉残余，加入新的玉米蛋白粉，按上述操作工作。
经17放出的浓缩物中β胡萝卜素的含量为80%，叶黄素含量8%，维生素A3%，维生素E1.5%，其他7.5%。浓缩物可按食品添加剂要求配成含抗氧剂或植物油的悬浮液或油溶液。也可移到避光容器中加入95%的甲醇或乙醇(浓缩物与醇类溶剂比为1∶3～5)，结晶，可得含β胡萝卜素86%以上的粗品。
粗品β胡萝卜素上层析柱，以氧化镁、硅胶等对色素吸附较弱的吸附剂与作为助滤剂的硅藻土按1∶1混合均匀作固定相，以丙酮-石油醚(1∶9-14)混合而成的溶剂作流动相。其中石油醚沸点(50-85℃)，洗脱液真空浓缩至几乎无溶剂时，加入石油醚(沸点60-90℃)-95%醇类(沸点60-90℃)(1∶4)，在避光充入惰性气体的密闭容器中低温(-5～5℃)放置，得纯度≥94%的纯品。
上述过程中的惰性气体指氮气、二氧化碳等化学性质不活泼、不易燃的无毒气体。
抽提过程中的溶剂指沸点≤85℃，室温(25℃)下为液体的石油烃类或其衍生物，包括(1)烷烃类(如乙烷，环戊烷等等)(2)烯烃类(即戊烯、苯等)(3)取代的烷烃类(如二氯甲烷、氯仿等)(4)醚类(如乙醚等)(5)酯类(如乙酸乙酯、乙酸甲酯等)。选取其中的一种(如氯仿)溶剂、两种(如正烷+乙酸乙酯)或两种以上(如氯仿+乙醚+苯等)的混合溶剂做溶剂。
权利要求
1.从玉米蛋白粉中提取β-胡罗卜素的工艺，其特征是以玉米蛋白粉为原料，以石油烃为溶剂，在真空或充入惰性气体的条件下，经抽提、蒸发、冷却、结晶、柱层析、重结晶来制取。
2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于以沸点低于或等于85℃，室温25℃下为液体的石油烃为溶剂。
3.根据权利要求2所述的溶剂，其特征在于(1)烷烃类，如己烷环戊烷等，(2)烯烃类如环戊烯、苯等，(3)取代烃类，如二氯甲烷，氯仿等，(4)醚类，如乙醚等，(5)酯类，如乙酸乙酯，乙酸甲酯等，选取其中一种如氯仿，或两种及两种以上的溶剂如正己烷+乙酸乙酯，氯仿+乙醚+环己烷等混合后做溶剂。
4.根据权利要求1所述的工艺技术，其特征是抽提过程完全密闭，溶剂可在内部循环使用。
5.根据权利要求4所述的工艺，其特征是抽提过程处于真空或惰性气体条件下进行。
6.根据权利要求1所述的工艺，其特征是惰性气体是N2，CO2等化学性质不活泼，无毒害的气体。
7.根据权利要求1所述的工艺，其特征是结晶溶剂以含水5～10%的甲醇、乙醇、丙酮。
8.根据权利要求1所述的工艺，其特征是层析柱以氧化镁-硅藻土(1∶1)或氧化镁、硅胶为固定相，以丙酮-石油醚(沸点50～85℃)(1∶9-14)混合而成的流动相。
9.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于重结晶以石油烃(沸点60～90℃)-醇类(沸点60～90℃)(1∶4)混合而成作溶剂，在充入惰性气体，避光，密封，低温(-5～5℃)的条件下进行。
全文摘要
本发明提供了一种从玉米蛋白粉提取β-胡萝卜素的工艺，以石油烃为溶剂，在真空或充入惰性气体的条件下进行抽提，蒸发浓缩，柱层析分离，低温真空或低温充入惰性气体结晶。提取率高，含量80％，生理活性高，纯结晶熔点176～182℃，1公斤玉米蛋白粉可提取含量为80％的β-胡萝卜素72.50克。残渣不影响味精生产、发酵等行业的需要，提高了玉米蛋白粉的综合利用率。
文档编号C07C403/24GK1091126SQ9311027
公开日1994年8月24日 申请日期1993年2月17日 优先权日1993年2月17日
发明者孙春光, 孙景茂 申请人:孙春光, 孙景茂