提取β-胡萝卜素的方法与流程

文档序号:14410066阅读:1476来源:国知局

本发明涉及一种提取β-胡萝卜素的方法,尤其是一种从微生物菌体发酵后的产物中提取β-胡萝卜素的方法。



背景技术:

类胡萝卜素是自然界中发现数量最多且广泛分布的一类颜料,可以在水果、蔬菜、树叶、微生物和海洋生物中找到。类胡萝卜素化合物的一些具体实例是:β-胡萝卜素、番茄红素、叶黄素、虾青素、玉米黄质、隐黄质、柠黄质等。

类胡萝卜素,如β-胡萝卜素、番茄红素、叶黄素具有增强免疫、抗氧化等多种重要的生理作用。目前β-胡萝卜素、番茄红素、虾青素、叶黄素已被广泛应用于食品、化妆品、药品、保健品等行业。其中,β-胡萝卜素是一种广泛存在的脂溶性类胡萝卜素,与人体的健康密切相关,不仅具有抗癌、抗氧化、抗辐射等很高的药用价值,而且在人体和动物体内可转化为维生素a,是人体必需的维生素a的重要来源。番茄红素经体外试验显示能有效去除单态氧,抑制脂质过氧化作用,其血清水平与发生胰腺癌和子宫癌的危险成反比。

类胡萝卜素晶体通常通过常规化学方法来生产。然而,现在广泛要求产物来自于天然来源。天然的类胡萝卜素可从植物、藻类、真菌类等生物中提取,但受产量、条件等限制,产量较低。发酵法生产类胡萝卜素具有与天然产物相同的结构产物,且不需要复杂的光照的过程,生物产量大。

现有从三孢布拉霉菌发酵液制备β-胡萝卜素的技术常因浸提不完全导致收率不高,为了提高收率,通常采用破壁技术。而采用破壁的方法又往往造成固液不易分离,处理过程复杂,工业化困难。如专利申请00116697.2公开了一种β-胡萝卜素的提取方法,从三孢布拉霉菌发酵液制备β-胡萝卜素,其过程包括:过滤发酵液得到菌丝体;将菌丝体进行细胞破壁;固液分离得到菌丝体;用脱水剂进行脱水;脱水后用有机溶剂提取β-胡萝卜素;提取液经结晶、真空干燥得到β-胡萝卜素晶体。该专利中使用破壁技术,还使用脱水剂,因此在后续固液分离的步骤增加难度,且使用多种溶剂,对溶剂回收和循环利用造成困难,处理过程困难,成本大。另一方面,单次大批量的溶剂提取,对设备的容积和密封性要求较高,因此成本较高。且由于菌体容易结团,溶剂渗透的难度增加,提取的收率也比较低。

基于现有技术存在的缺陷,本发明考虑将提取β-胡萝卜素的方法改进。具体的说,本发明将大量的微生物发酵菌体分散成若干体积较小的量,分别置入串联的反应柱中,使用有机溶剂进行连续萃取,在连续萃取过程中,并通过取样口定时观察萃取液中β-胡萝卜素的含量,进而及时调整反应柱。本发明的方法将传统的批次提取替换成连续提取,可有效提高β-胡萝卜素的提取收率。进一步的,在提取过程中对反应柱进行实时监测,既能保证对菌体充分的提取,也能避免菌体中β-胡萝卜素提取完成后造成的无效提取。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种新的可实现连续萃取的提取β-胡萝卜素的方法。

为实现上述目的,本发明的提取β-胡萝卜素的方法,包括以下步骤:(1)将含有β-胡萝卜素的微生物菌体发酵,获得含有β-胡萝卜素的发酵液,将所述发酵液处理后得到含水量小于10%的干菌体;(2)将所述干菌体均匀的填充至串联的反应柱中;(3)向所述串联的反应柱中添加有机溶剂,使所述有机溶剂依次通过所述串联的反应柱,萃取菌体中的β-胡萝卜素;(4)收集所述β-胡萝卜素萃取液,脱溶、结晶、过滤、真空干燥,得到β-胡萝卜素晶体。

进一步的,步骤(1)中,处理后的所述干菌体总量的至少80%可过40目筛。

进一步的,步骤(1)中,处理发酵液的手段包括:对所述发酵液进行浓缩和干燥。

进一步的,步骤(1)中,处理所述发酵液的手段进一步包括粉碎干菌体。

进一步的,步骤(2)中,所述每一反应柱上均设有取样口及压力表;步骤(3)中,对反应柱定时取样,检测所述串联的反应柱中处于首位的反应柱出料口萃取液中β-胡萝卜素的含量,当所述β-胡萝卜素含量低于0.1g/l时,拆下所述处于首位的反应柱,并在所述串联的反应柱末端串联新的、填充有干菌体的反应柱。

进一步的,步骤(2)中,串联的反应柱放置于恒温箱中,恒温箱的温度控制在25℃~75℃。

进一步的,步骤(2)中所使用的有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸异丁酯或正己烷。

进一步的,将步骤(4)脱溶后的有机溶剂回收后进行循环利用。

本发明具有如下有益效果:本发明将传统的批次提取替换成连续提取,可有效提高β-胡萝卜素的提取收率。进一步的,提取过程中对反应柱进行实时监测,既能保证对菌体充分的提取,也能避免菌体中β-胡萝卜素提取完成后造成的无效提取。

附图说明

图1是实现本发明提取β-胡萝卜素方法的设备的示意图。

具体实施方式

实施例1

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有β-胡萝卜素的发酵液,将发酵液用板框过滤,得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为7.5%,经检测,干菌体中β-胡萝卜素的含量为5.4%。

(2)取500克所述干菌体,将其中的200克干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于55℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中55℃的乙酸乙酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,β-胡萝卜素在55℃的乙酸乙酯中的溶解度为2g/l。调节溶剂的流速为2ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.16pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中β-胡萝卜素含量依次为:0.5g/l、0.8g/l、1.2g/l、1.5g/l。8小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,β-胡萝卜素浓度为0.09g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充50克新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中,β-胡萝卜素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将500g干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有β-胡萝卜素的萃取液,在40℃下真空脱溶,并将乙酸乙酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含β-胡萝卜素溶液放置10℃水浴中进行6小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置50℃真空干燥箱中烘4小时,最终得到β-胡萝卜素晶体18g,收率为66.7%。进一步检测,该晶体中β-胡萝卜的含量为98.7%。

实施例2

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有β-胡萝卜素的发酵液,将发酵液用板框过滤,得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为5%。经检测,干菌体中β-胡萝卜素的含量为8%。将干菌体粉碎,使粉碎后的干菌体总量的至少80%可过40目筛。

(2)取其中1000g进行实验,将其中的400g干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于65℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中60℃的正己烷输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,β-胡萝卜素在60℃的正己烷中的溶解度为3g/l。调节溶剂的流速为3ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.15pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中β-胡萝卜素含量依次为:1.1g/l、1.7g/l、2.3g/l、2.9g/l。2小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,β-胡萝卜素浓度为0.08g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充100克新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中β-胡萝卜素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将1000g干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有β-胡萝卜素的萃取液,在50℃下真空脱溶,并将正己烷回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含β-胡萝卜素溶液放置4℃水浴中进行16小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置60℃真空干燥箱中烘2小时,最终得到β-胡萝卜素晶体60g,收率为75%。进一步检测,该晶体中β-胡萝卜素的含量为96.5%。

实施例3

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有β-胡萝卜素的发酵液,将发酵液过板框,得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为4%。经检测,该干菌体总量的至少80%可过40目筛,干菌体中β-胡萝卜素的含量为4%。

(2)取其中10kg进行中试实验,将其中的4kg干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于60℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中60℃的乙酸丁酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,β-胡萝卜素在60℃的乙酸丁酯中的溶解度为2.5g/l。调节溶剂的流速为5ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.16pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中β-胡萝卜素含量依次为:0.8g/l、1.2g/l、1.7g/l、2.3g/l。6小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,β-胡萝卜素浓度为0.08g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充1kg新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中,β-胡萝卜素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将10kg干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有β-胡萝卜素的萃取液,在50℃下真空脱溶,并将乙酸丁酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含β-胡萝卜素溶液放置4℃水浴中进行16小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置50℃真空干燥箱中烘4小时,最终得到β-胡萝卜素晶体288g,收率为72%。进一步检测,该晶体中β-胡萝卜素的含量为95%。

实施例4

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有β-胡萝卜素的发酵液,将发酵液用板框过滤,得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为5%。经检测,干菌体中β-胡萝卜素的含量为6%。将干菌体进行粉碎,使粉碎后的干菌体总量的至少80%可过40目筛。

(2)取其中200kg进行中试实验,将其中的80kg干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于75℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中75℃的乙酸异丁酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,β-胡萝卜素在75℃的乙酸异丁酯中的溶解度为4g/l。调节溶剂的流速为30ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.21pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中β-胡萝卜素含量依次为:1.7g/l、2.5g/l、3.2g/l、3.9g/l。2小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,β-胡萝卜素浓度为0.08g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充20kg新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中β-胡萝卜素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将200kg干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有β-胡萝卜素的萃取液,在60℃下真空脱溶,并将乙酸异丁酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含β-胡萝卜素溶液放置4℃水浴中进行16小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置60℃真空干燥箱中烘2小时,最终得到β-胡萝卜素晶体8.4kg,收率为70%。进一步检测,该晶体中β-胡萝卜素的含量为96%。

实施例5

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有β-胡萝卜素的发酵液,将发酵液用板框过滤(相当于浓缩发酵液),得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为5%,经检测,干菌体中β-胡萝卜素的含量为6.5%。

(2)取1吨所述干菌体,将其中的400公斤干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于55℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中55℃的乙酸乙酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,β-胡萝卜素在55℃的乙酸乙酯中的溶解度为2g/l。调节溶剂的流速为60ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.27pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中β-胡萝卜素含量依次为:0.5g/l、0.9g/l、1.3g/l、1.9g/l。8小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,β-胡萝卜素浓度为0.09g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充100公斤新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中,β-胡萝卜素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将1000kg干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有β-胡萝卜素的萃取液,在40℃下真空脱溶,并将乙酸乙酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含β-胡萝卜素溶液放置10℃水浴中进行6小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置50℃真空干燥箱中烘4小时,最终得到β-胡萝卜素晶体46.1kg,收率为71%。进一步检测,该晶体中β-胡萝卜的含量为98.7%。

实施例6

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有番茄红素的发酵液,将发酵液用板框过滤(相当于浓缩发酵液),得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为5%。经检测,干菌体中番茄红素的含量为8%。将干菌体粉碎,使粉碎后的干菌体总量的至少80%可过40目筛。

(2)取其中500g进行实验,将其中的400g干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于60℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中60℃的正己烷输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,番茄红素在60℃的正己烷中的溶解度为2.5g/l。调节溶剂的流速为3ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.15pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中番茄红素含量依次为:1.0g/l、1.6g/l、2.0g/l、2.4g/l。2小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,番茄红素浓度为0.08g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充100克新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中番茄红素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将500g干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有番茄红素的萃取液,在50℃下真空脱溶,并将正己烷回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含番茄红素溶液放置4℃水浴中进行16小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置60℃真空干燥箱中烘2小时,最终得到番茄红素晶体22.4g,收率为56%。进一步检测,该晶体中番茄红素的含量为96.5%。

实施例7

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有番茄红素的发酵液,将发酵液用板框过滤(相当于浓缩发酵液),得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为4.5%。经检测,干菌体中番茄红素的含量为9%。将干菌体粉碎,使粉碎后的干菌体总量的至少80%可过40目筛。

(2)取其中1000g进行实验,将其中的400g干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于55℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中55℃的乙酸乙酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,番茄红素在55℃的乙酸乙酯中的溶解度为2.0g/l。调节溶剂的流速为2ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.18pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中番茄红素含量依次为:0.6g/l、1.1g/l、1.5g/l、1.8g/l。2小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,番茄红素浓度为0.1g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充100克新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中番茄红素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将500g干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有番茄红素的萃取液,在30℃下真空脱溶,并将乙酸乙酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含番茄红素溶液放置4℃水浴中进行12小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置60℃真空干燥箱中烘2小时,最终得到番茄红素晶体25g,收率为55.5%。进一步检测,该晶体中番茄红素的含量为97.3%。

实施例8

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有番茄红素的发酵液,将发酵液用板框过滤(相当于浓缩发酵液),得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为4.5%。经检测,干菌体中番茄红素的含量为9%。将干菌体粉碎,使粉碎后的干菌体总量的至少80%可过40目筛。

(2)取其中10kg进行实验,将其中的4kg干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于65℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中65℃的乙酸丁酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,番茄红素在65℃的乙酸丁酯中的溶解度为3.5g/l。调节溶剂的流速为6ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.2pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中番茄红素含量依次为:1.6g/l、2.1g/l、2.7g/l、3.4g/l。2小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,番茄红素浓度为0.1g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充1000克新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中番茄红素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将10kg干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有番茄红素的萃取液,在50℃下真空脱溶,并将乙酸丁酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含番茄红素溶液放置4℃水浴中进行16小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置60℃真空干燥箱中烘2小时,最终得到番茄红素晶体550g,收率为61%。进一步检测,该晶体中番茄红素的含量为96%。

实施例9

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有番茄红素的发酵液,将发酵液用板框过滤(相当于浓缩发酵液),得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为6%。经检测,干菌体中番茄红素的含量为8%。将干菌体粉碎,使粉碎后的干菌体总量的至少80%可过40目筛。

(2)取其中100kg进行实验,将其中的40kg干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于75℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中75℃的乙酸异丁酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,番茄红素在75℃的乙酸异丁酯中的溶解度为4.5g/l。调节溶剂的流速为25ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.25pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中番茄红素含量依次为:1.9g/l、2.5g/l、3.5g/l、4.4g/l。2小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,番茄红素浓度为0.1g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充10公斤新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中番茄红素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将100kg干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有番茄红素的萃取液,在50℃下真空脱溶,并将乙酸异丁酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含番茄红素溶液放置4℃水浴中进行16小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置60℃真空干燥箱中烘2小时,最终得到番茄红素晶体4.8kg,收率为60%。进一步检测,该晶体中番茄红素的含量为95%。

实施例10

(1)将市售三孢布拉霉菌发酵,获得含有番茄红素的发酵液,将发酵液用板框过滤(相当于浓缩发酵液),得到湿菌体。将湿菌体沸腾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为8%。经检测,干菌体中番茄红素的含量为6%。将干菌体粉碎,使粉碎后的干菌体总量的至少80%可过40目筛。

(2)取其中1000kg进行实验,将其中的400kg干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于75℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中55℃的乙酸乙酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,番茄红素在55℃的乙酸乙酯中的溶解度为2.0g/l。调节溶剂的流速为100ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.18pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中番茄红素含量依次为:0.5g/l、1.1g/l、1.5g/l、1.9g/l。2小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,番茄红素浓度为0.1g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充100公斤新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中番茄红素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将1000kg干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有番茄红素的萃取液,在50℃下真空脱溶,并将乙酸乙酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含番茄红素溶液放置4℃水浴中进行12小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置60℃真空干燥箱中烘2小时,最终得到番茄红素晶体39.57kg,收率为66%。进一步检测,该晶体中番茄红素的含量为96.5%。

实施例11

(1)将市售红酵母菌发酵,获得含有虾青素的发酵液,将发酵液浓缩,得到湿菌体。将湿菌体喷雾干燥得到干菌体,干菌体的含水量为4%。经检测,该干菌体总量的至少80%可过40目筛,干菌体中虾青素的含量为10%。

(2)取其中500g进行中试实验,将其中的400g干菌体等量均匀地填充至4根串联的反应柱1、2、3、4中,每一反应柱上均设有取样口11、21、31、41及压力表12、22、32、42,串联的反应柱整体置于50℃恒温箱中。

(3)将存储罐3中50℃的乙酸乙酯输送到串联柱1、2、3、4中。经检测,虾青素在50℃的乙酸乙酯中的溶解度为2.8g/l。调节溶剂的流速为5ml/s,通过压力表12、22、32、42控制串联柱1、2、3、4的压力为0.2pa,通过取样口11、21、31、41定时取样。初始状态下,测得每根反应柱出料口萃取液中虾青素含量依次为:0.9g/l、1.5g/l、1.9g/l、2.7g/l。6小时后,检测到处于首位的反应柱(即离溶剂入口最近的那根反应柱)出料口萃取液中,虾青素浓度为0.1g/l。此时,需拆下所述处于首位的反应柱,将反应柱中的菌体清洗干净,并重新填充100g新鲜的干菌体,串联至所述串联的反应柱末端。此时,初始状态下处于第二位的反应柱升到首位。当检测到处于首位的反应柱出料口萃取液中,虾青素浓度再次低于0.1g/l时,重复上述拆除更换动作,直到将500g干菌体萃取完毕。

(4)收集前述含有虾青素的萃取液,在30℃下真空脱溶,并将乙酸乙酯回收后输送到储存罐3中,以达到循环利用的目的。将脱溶后的含虾青素溶液放置4℃水浴中进行5小时结晶,过滤收集晶体,将得到的晶体放置40℃真空干燥箱中烘3小时,最终得到虾青素晶体30.8g,收率为61.6%。进一步检测,该晶体中虾青素的含量为97%。

本发明将大量的微生物发酵菌体分散成若干体积较小的量,分别置入串联的反应柱中,使用有机溶剂进行连续萃取,在连续萃取过程中,并通过取样口定时观察萃取液中类胡萝卜素的含量,进而及时调整反应柱。本发明的方法将传统的批次提取替换成连续提取,可有效提高类胡罗卜素的提取收率。进一步的,在提取过程中对反应柱进行实时监测,既能保证对菌体充分的提取,也能避免菌体中类胡萝卜素提取完成后造成的无效提取。

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