一种番茄红素油树脂的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种番茄红素油树脂的生产方法，具体地涉及一种基于番茄红素理化特性通过乙酸乙酯循环提取、浓缩、结晶、脱溶生产番茄红素油树脂的方法。
【背景技术】
[0002]番茄红素(lycopene)是一种脂溶性不饱和碳氢化合物，是类胡萝卜素的一种，分子式为C4()H56，相对分子质量为536.85，恪点为174°C (反式)，与胡萝卜素是同分异构体。番茄红素是许多类胡萝卜素生物合成的中间体，经过环化可形成其它类胡萝卜素，但在动物体内无法合成只能从食物中摄取。番茄红素是一种开链式不饱和类胡萝卜素，具有抗氧化、抗癌、增强人体免疫力、预防心血管疾病、预防骨质疏松、保肝、抗紫外线辐射和促进细胞缝间联接交流、抑制LDL-胆固醇氧化物的形成、减少体内由于过氧化作用引起的对淋巴细胞DNA的损伤、调控肿瘤增殖活化免疫细胞等多种生理功能，目前主要被应用在医药和保健品、食用色素和化妆品三个领域。在食品和药品中，可起防癌、抗癌和延缓衰老等作用；在食用色素方面，番茄红素的色调可根据其使用方法的不同，调配出黄色、橙色和红色等不同色调；在化妆品中，可起防止紫外线灼伤、健肤养颜的作用。由于它卓越的生理功能，素有“藏在西红柿里的黄金”之美称，已被联合国粮农组织(FA0)、世界卫生组织(WHO)和食品添加剂委员会(JECFA)认定为A类营养素，并被50多个国家和地区作为具有营养和着色双重作用的食品添加剂。
[0003]番茄红素广泛分布于各种植物中，主要存在于细胞的有色体中，多与蛋白质等形成复合物，以某些植物成熟的果实中含量较高。番茄、西瓜、红色葡萄抽、红肉脐橙木瓜及苦瓜籽、番石榴等植物中都有发现，含量最高的是番茄果实，可达3-14 mg/100g (FW)，且番前红素占类胡萝卜素总量的80%左右，一般成熟度越尚，番前红素的含量也越多，且含量随品种和成熟度的不同而不同，如在普通的番前(Lycopersicon esculentum)品种中，含量在
3.3-7.7mg/100g (FW)，而在一些特殊的番前(Lycopersicon pimpinellifoli)中，番前红素的含量可达40 mg/100g (FW)。鉴于上述番茄红素在各种植物中的含量分布特点，各生产企业提取时可因地制宜的选择有资源优势的生物材料进行生产加工。番茄红素是一种脂溶性碳氢化合物，不溶于水，微溶于甲醇、乙醇，可溶于乙醚、石油醚、正己烷、丙酮、乙酸乙酯，易溶于氯仿、二硫化碳、苯等有机溶剂。基于番茄红素的分布及理化特性其提取工艺主要有:有机溶剂浸提法、酶反应法、超临界流体萃取法、微波提取法、超声波提取法、高速逆流法、化学合成、微生物发酵和基因工程等。目前，番茄红素工业化生产最常用的方法是有机溶剂浸提法，该方法一般选用脂溶性有机溶剂提取番茄红素。由于番茄中还含有其它脂溶性成分，采用有机溶剂提取法得到的产品一般纯度不高，番茄红素含量约在5%?15%左右，而且有痕量溶剂残留，需要脱溶工序。此外，番茄红素是多不饱和键的碳氢化合物，稳定性很差，容易发生顺反异构化和氧化降解。因此，在其提取、储存及分析过程中均应注意控制环境因素，以确保不发生氧化和异构化。应尽量避光，如需要一般用黄光、红光和金黄色光。在萃取和溶剂分离中可使用如2-叔丁基对苯二酚(TBHQ)和没食子酸酯(BG) —类抗氧化剂来控制氧化和异构化的发生。同时，容器端充入队或Η 2也可防止其与氧接触，降低氧化程度。
[0004]本申请的发明人经过近几年对天然产物提取法生产番茄红素生产工艺参数的全面摸索，设计了一种基于番茄红素理化特性通过乙酸乙酯循环提取、浓缩、结晶、脱溶生产番茄红素油树脂的方法，并在实践中得到了检验，结果表明该方法是一种经济实用的番茄红素油树脂的生产方法。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种番茄红素油树脂的生产方法，该方法包括提取物的前处理、番茄红素的提取、浓缩、结晶、脱溶的步骤。优选地，在番茄红素油树脂的生产步骤中还包括三次循环提取和三步脱溶的步骤，三次循环提取后番茄红素的提取率在85 %以上，三步脱溶后番茄红素的溶剂残留量可控制在50ppm以内。
[0006]提取物的含水量对番茄红素的提取影响显著。番茄红素是一种脂溶性天然色素，难溶于水，微溶于甲醇、乙醇，易溶于氯仿、苯、乙酸乙酯等有机溶剂，可利用亲油性有机溶剂来提取番茄红素。基于上述番茄红素的溶解特性，经过反复实验表明，番茄酱通过1200r/min的转速下离心15min，再按质量体积比为1:1.5的料液比加入无水乙醇，在1200r/min转速下离心15min，可得到含水量低、适用于后续提取工艺要求的提取物。
[0007]番茄红素的提取、浓缩方式直接决定了它的生产效率和成本。为了实现番茄红素提取效率的最大化，在结合实验室前期实验数据的基础上，设计了一种两个提取罐三次循环提取的方法，并通过大量实验确定了具体的工艺参数:提取溶剂:乙酸乙酯、温度:60°C、压力:常压、料液质量体积比:1:1、搅拌转速:50r/min，浓缩温度:70°C、压力:0.08Mpa、转速:200r/min，三次循环提取后番茄红素的提取率在85%以上。
[0008]番茄红素油树脂的残溶量直接影响了它的品质、限制了它的应用领域。因此，工艺设计中如何去除溶剂残留成为了关键技术。通过大量的文献调研，经过反复实验，开发了三步脱溶法来去除番茄红素油树脂中的乙酸乙酯残溶的方法，并获得了三步脱溶法的具体工艺参数:一步脱溶溶剂:无水乙醇、料液质量体积比:2:1、脱溶温度:60°C、工作压力:0.08MPa、脱溶时间:4h，二步脱溶溶剂:葵籽色拉油、料液质量体积比:4:1、脱溶温度:60°C、工作压力:0.08MPa、脱溶时间:2h，三步脱溶试剂:N2、脱溶温度:60°C、工作压力:0.08MPa、脱溶时间:1.5h，三步脱溶后番茄红素的溶剂残留量可控制在50ppm以内，达到了出口标准的要求。
[0009]番茄红素油树脂的储存方式严重影响其稳定性及品质。大量实验结果表明:番茄红素油树脂在常温下比较稳定，但温度>50°C时油树脂中番茄红素破坏较强，太阳光对油树脂中的番茄红素有一定的破坏作用，微波辐射对番茄红素的破坏作用很大，金属离子中Na+、Ca2+、Zn2+对番茄红素的影响不大，但Fe2+、Cu2+对番茄红素有很强的破坏作用。因此，番茄红素油树脂宜于常温或低温、避光储存，提取或应用时应避免使用铁器或铜器，避免微波辐射，最好使用镀锌的不锈钢桶或密封袋包装。