制备β‑胡萝卜素晶体的方法技术

制备β‑胡萝卜素晶体的方法，包括如下步骤：(1) 将微生物菌种接种发酵，(2) 将发酵液进行固液分离，得到湿菌体；(3) 将湿菌体干燥后得到干菌体；(4) 使用有机溶剂对干菌体进行萃取；(5) 固液分离后得到萃取液；(6) 萃取液经蒸发结晶得到结晶母液；(7) 结晶母液经过固液分离，得到粗湿晶体；(8) 粗湿晶体经有机溶剂洗涤后，真空干燥得到β‑胡萝卜素晶体；步骤(3)中，先在湿菌体中加入抗氧化剂，再进行干燥。本发明专利技术在干燥、固液分离和蒸发结晶的步骤中，部分或者全部添加抗氧化剂，降低了提取过程中β‑胡萝卜素的损失，提升了β‑胡萝卜素的收率，同时制得的β‑胡萝卜素晶体纯度更高，品质更好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制备β-胡萝卜素晶体的方法，尤其是一种微生物来源的β-胡萝卜素晶体的制备方法。
技术介绍
类胡萝卜素是一种广泛存在于植物、动物、微生物中，与人体的健康密切相关的营养物质，它主要包括β-胡萝卜素、番茄红素、叶黄素等。类胡萝卜素不仅具有抗癌、抗氧化等很高的药用价值，而且还是人体维生素A的重要来源。类胡萝卜素作为食品添加剂和营养增强剂，已经得到FDA、欧洲共同体、WHO等国际组织的认可，近年来更是被广泛地应用于医药、食品、保健品及化妆品等领域。天然的类胡萝卜素主要来自于植物。但是，植物性原料存在供应不足，含量低等缺点，无法在工业上进行大规模利用。微生物具有生长繁殖快、含量高、不受季节性影响等优点，因此，利用微生物发酵生产类胡萝卜素是一种理想的方法。目前，提取三孢布拉霉菌中的类胡萝卜素的主要工艺包括：湿菌体与水混合经高压均质提取，湿、干菌体与有机溶剂提取。得到粗提物后，分离纯化等步骤得到高含量的晶体。中国专利第01804173.6号公开了一种类胡萝卜素晶体的分离，采用湿菌体与水混合后经高压均质机均质破碎提取类胡萝卜素的混合物，再用乙醇、盐水洗涤混合物。此方法提取类胡萝卜素时的温度高，极易造成类胡萝卜素氧化降解，且分离纯化困难，收率极低。中国专利申请第201210180281.4号公开了一种采用高压蒸汽破壁提取β-胡萝卜素的方法。但是，此方法使用的温度和压力都较高，容易使β-胡萝卜素氧化，造成产品收率低，且影响产品的品质。现有的以微生物发酵的方式制备β-胡萝卜素晶体大都存在以下缺点：干燥或提取过程中需要经高温处理，极易造成类胡萝卜素的见光、氧化降解，造成收率低，产品品质差。因此，需要考虑一种改良的方式来避免类胡萝卜素在制备过程中的损失。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能降低β-胡萝卜素氧化、提高收率和品质的制备β-胡萝卜素晶体的方法。为实现上述目的，本专利技术的制备β-胡萝卜素晶体的方法，包括如下步骤：(1)将微生物菌种接种发酵，(2)将发酵液进行固液分离，得到湿菌体；(3)将湿菌体干燥后得到干菌体；(4)使用有机溶剂对干菌体进行萃取(5)固液分离后得到萃取液；(6)萃取液经蒸发结晶得到结晶母液；(7)结晶母液经过固液分离，得到粗湿晶体；(8)粗湿晶体经有机溶剂洗涤后，真空干燥得到β-胡萝卜素晶体；步骤(3)、(4)、(6)的至少一个步骤中，加入抗氧化剂。如前所述的制备β-胡萝卜素晶体的方法，步骤(1)中，微生物菌种为三孢布拉霉、杜氏盐藻或酵母。如前所述的制备β-胡萝卜素晶体的方法，步骤(3)中，抗氧化剂的添加量为湿菌体重量的0.1%～5%。如前所述的制备β-胡萝卜素晶体的方法，步骤(4)或(6)中，抗氧化剂的添加量为干菌体重量的0.1%～5%。如前所述的制备β-胡萝卜素晶体的方法，步骤(4)中，干菌体与有机溶剂质量体积比为1:3-1:30。如前所述的制备β-胡萝卜素晶体的方法，步骤(4)中，萃取同时使用机械破碎的工艺，机械破碎后菌体的平均粒径不高于300μm。如前所述的制备β-胡萝卜素晶体的方法，步骤(4)中，有机溶剂为己烷、二氯甲烷、石油醚、乙酸乙酯或丙酮。本专利技术制备β-胡萝卜素的方法具有以下有益效果：由于β-胡萝卜素氧化降解主要生成一系列挥发性致香物质，如β-紫罗兰酮、二氢猕猴桃内酯、异佛尔酮、氧化异佛尔酮等。这些氧化降解产物的大量存在对β-胡萝卜素的纯化存在较大影响，会影响β-胡萝卜素的纯度，因此在干燥、固液分离和蒸发结晶的过程中，部分或者全部添加抗氧化剂，既降低了提取过程中β-胡萝卜素的损失，提升了β-胡萝卜素的收率，又能制得纯度更高，品质更好的β-胡萝卜素晶体。具体实施方式下面结合具体实例，对本专利技术作进一步的详细说明。收率计算及检测纯度的标准或者方法1、菌体重β-胡萝卜素含量的检测方法：准确称取0.01～0.03g样品，精确0.0001g，经玻璃匀浆器破壁后，用乙酸乙酯提取，反复抽提至样品完全无色，定容到25ml。再用移液管取1ml稀释至一定的倍数后定容。以乙酸乙酯为参比，将定容后的溶液倒入比色皿中，在455nm±2nm范围内的最大吸收波长处测定吸光度，然后根据β-胡萝卜素标准曲线计算出菌体中的β-胡萝卜素含量。2、β-胡萝卜素提取率的计算方法：提取率(%)=m1/(m2*w)式中：m1：得到β-胡萝卜素晶体重量；m2：β-胡萝卜素干菌体的重量；w：β-胡萝卜素干菌体中β-胡萝卜素的含量。3、β-胡萝卜素晶体纯度的检测方法：参照GB28310-2012食品安全国家标准食品添加剂β-胡萝卜素(发酵法)。实施例1以杜氏盐藻为发酵菌种，依次按下列步骤操作：1)将杜氏盐藻接种发酵，将发酵液离心得到水量为75.7%湿菌体，2)取1kg湿菌体，向湿菌体中加入1g二丁基羟基甲苯(抗氧化剂)，并混合均匀，真空干燥得到269.3g干菌体，真空干燥条件为：温度80℃，负压-0.085MPa。3)取200g上述干燥的菌体，加入到3L的四颈烧瓶中，并加入600mL二氯甲烷，用高速剪切机破碎至菌体平均粒径为181um，抽滤得到一萃萃取液和湿菌渣，湿菌渣用2L二氯甲烷进行二次萃取，抽滤得到二萃萃取液。4)合并两次萃取液，在50℃，-0.08MPa条件下蒸发结晶，得到结晶母液。5)将结晶母液抽滤得到湿晶体，湿晶体用20ml乙酸乙酯洗涤，再次抽滤得到湿晶体，湿晶体在80℃，-0.085MPa条件下，真空干燥2h，得到成品类胡萝卜素晶体。经检测，β-胡萝卜素晶体的提取率为66.1%，经检测β-胡萝卜素纯度为97.3%。6)按上述相同的工艺，不添加抗氧化剂进行对照试验，经计算β-胡萝卜素晶体的提取率为60.9%，经检测β-胡萝卜素纯度为95.9%。实施例2以酵母为发酵菌种，依次按下列步骤操作：1)将酵母接种发酵，将发酵液离心得到含水量为80.3%的湿菌体；2)取上述10kg湿菌体，湿菌体重加入75g维生素E(抗氧化剂)，充分混合搅拌均匀，经冷冻干燥得到2.17kg干菌体，冷冻干燥条件为：真空20Pa，捕集器温度为-40℃，干燥18h。3)取1kg干菌体，投入到50L的反应釜中，再加入30L正己烷，用砂磨机循环破碎至菌体平均粒径为217um，离心分离得到一萃萃取液和湿菌渣，湿菌渣继续加入30L正己烷，在55℃萃取1h，离心得到二萃萃取液和湿菌渣。4)合并一萃和二萃萃取液，在43℃，-0.085MPa的条件下蒸发结晶，得到结晶母液。5)将上述结晶母液离心分离得到湿晶体，湿晶体用500ml正己烷搅拌洗涤，再次离心得到湿晶体，湿晶体在80℃，-0.085MPa条件下真空干燥2h得到成品类胡萝卜素晶体。经计算类胡萝卜晶体收率为69.1%，经检测β-胡萝卜素纯度为97.7%。6)按上述相同的工艺，不添加抗氧化剂进行对照试验，经计算β-胡萝卜素晶体的收率为62.1%，经检测β-胡萝卜素纯度为96.1%。实施例3以酵母为发酵菌种，依次按下列步骤操作：1)将酵母接种发酵，将发酵液离心得到含水量为80.1%的湿菌体；2)取上述50kg湿菌体，湿菌体重加入150g维生素C棕榈酸酯(抗氧化剂)，充分混合搅拌均匀，进行喷雾干燥得到20.78kg干菌体，喷雾干燥条件为：热风温度130℃，物料温度65℃，风机频率为45Hz，进料速度为5k本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备β‑胡萝卜素晶体的方法，包括如下步骤：(1) 将微生物菌种接种发酵，(2) 将发酵液进行固液分离，得到湿菌体；(3) 将湿菌体干燥后得到干菌体；(4) 使用有机溶剂对干菌体进行萃取；(5) 固液分离后得到萃取液；(6) 萃取液经蒸发结晶得到结晶母液；(7) 结晶母液经过固液分离，得到粗湿晶体；(8) 粗湿晶体经有机溶剂洗涤后，真空干燥得到β‑胡萝卜素晶体；其特征在于：步骤(3)中，先在湿菌体中加入抗氧化剂，再进行干燥。

【技术特征摘要】
1.制备β-胡萝卜素晶体的方法，包括如下步骤：(1)将微生物菌种接种发酵，(2)将发酵液进行固液分离，得到湿菌体；(3)将湿菌体干燥后得到干菌体；(4)使用有机溶剂对干菌体进行萃取；(5)固液分离后得到萃取液；(6)萃取液经蒸发结晶得到结晶母液；(7)结晶母液经过固液分离，得到粗湿晶体；(8)粗湿晶体经有机溶剂洗涤后，真空干燥得到β-胡萝卜素晶体；其特征在于：步骤(3)中，先在湿菌体中加入抗氧化剂，再进行干燥。2.根据权利要求1所述的制备β-胡萝卜素晶体的方法，其特征在于：步骤(1)中，微生物菌种为三孢布拉霉、杜氏盐藻或酵母。3.根据权利要求1所述的制备β-胡萝卜素晶体的方法，其特征在于：步骤(3)中，抗氧化剂的添加量为湿菌体重量的0.1%～5%。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔宇，汪志明，陆姝欢，田勇，周强，易德伟，
申请(专利权)人：嘉必优生物技术武汉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42