CN101928473B - 一种生产番茄红素油树脂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提取番茄红素油树脂的方法。该方法以脱水番茄块、番茄丁或生产番茄酱的副产物番茄皮渣为原料，选用合适的碳氢氟化合物及其共溶剂为提取溶剂，采用亚临界萃取的方法提取番茄红素油树脂。该方法具有工艺简单、设备投资少、环境污染少、能耗低、单位时间内的生产效率高等优点。

Description

一种生产番茄红素油树脂的方法

技术领域

本发明涉及一种利用脱水番茄块、番茄丁或生产番茄酱的副产物番茄皮渣提取分离番茄红素油树脂的萃取溶剂及其萃取、分离方法，和精制浓缩番茄红素油树脂产品的方法。

背景技术

番茄红素(lycopene)是成熟番茄的主要色素，是一种不含氧的类胡萝卜素，具有很强的抗氧化活性，对防治前列腺疾病、前列腺癌、肺癌、胃癌、乳腺癌有非常明显的效果，可以有效抑制癌细胞的扩散和复制，被西方国家称为“植物黄金”，番茄红素可以保护细胞DNA免受自由基损害，防止细胞病变、突变、癌变，能促使细胞的生长和再生，美容袪皱，延缓衰老，保护皮肤健康。番茄红素清除自由基的功效远胜于其它类胡萝卜素和维生素E，其淬灭单线态氧的速率常数是维生素E的100倍，是迄今为止自然界中被发现的最强抗氧化剂之一。但新鲜番茄中番茄红素的数量相对较低，要满足体内每天10mg左右的番茄红素摄入量，以最成熟季节时番茄中番茄红素的含量计算，每人每天至少要吃掉2kg以上的番茄才行，这显然有些不切实际。随着番茄红素生物学功能的开发与应用，番茄红素的制备技术也逐渐成为研究热点之一，目前，番茄红素可通过化学合成、植物萃取和微生物发酵三种方法来获得，以植物萃取所得到的番茄红素的生理活性最好。以植物萃取法大规模生产番茄红素油树脂的国家主要有以色列，美国，德国，日本等国家，所使用的方法为溶剂浸提法[WO97/48287，WO96/13178，CN1176577A]，溶剂浸提法消耗大量的有机溶剂，能耗高，而且有溶剂残留，提取率低仅80％左右，而近年来发展起来的超临界CO₂萃取法尽管解决了传统的有机溶剂萃取法所存在的诸多不足，所得产品品质优良，但由于番茄红素在番茄中的含量极低，产品的生产成本偏高，无法满足更多消费群体的需求。

发明内容

针对现有技术中采用有机溶剂萃取的番茄红素产品中有机溶剂残留严重，而超临界CO₂萃取产品成本过高的不足，本发明的目的是提供一种采用不易燃，不爆炸，无毒，无刺激性、腐蚀性小的具有良好安全性能的含有1-3个碳原子的碳氢氟化合物的萃取溶剂或者其它共溶剂组成的混合溶剂为萃取剂，采用亚临界萃取番茄红素油树脂的提取工艺，并对亚临界工艺所得到的番茄红素的粗提物采用超临界CO₂或分子蒸馏的方法进行精制和浓缩。所述的萃取溶剂为含1-3个碳原子的碳氢氟化合物，包括二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氢氟丙烷等的纯组分，或者是二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氢氟丙烷等中的至少一种与烃类组成的混合溶剂；其他共溶剂为烃类、醚类、醇类、醛酮类和脂类等中的一种或多种溶剂组成的混合溶剂体系，该工艺即具备了传统有机溶剂提取成本相对较低的优势，同时又具有超临界CO₂萃取技术所具备的产品无溶剂残留、无污染、生物学活性高等特点，具有生产设备的投资小、生产规模大，能耗低，单位时间内的生产效率高等优势，进而解决超临界萃取番茄红素的生产成本长期以来居高不下的技术难题。

为达到上述目的，本发明是采用如下技术方案予以实现的：

一种生产番茄红素油树脂的方法，包括如下流程：

(1)以脱水番茄块、番茄丁、干燥的番茄皮渣等为原料经过粉碎处理，得到粒度为3-40目的番茄粉；

(2)将上述步骤中所得到的番茄粉置于可以实现亚临界萃取装置的萃取釜中，以碳氢氟化合物及其共溶剂为萃取溶剂，控制相应的萃取温度和压力，在不断搅拌下萃取一定时间后，使萃取溶剂和番茄粉充分接触，从而得到含有萃取溶剂和萃取物的萃取溶剂液；所得到的萃取溶剂液经过滤后置于该亚临界萃取装置的分离釜中，通过调节分离釜的温度和压力，分离出其中的萃取溶剂，含有番茄红素油树脂的萃取物留在了分离釜中，完成一次萃取分离过程；

(3)将上述步骤中分离出的萃取溶剂重新注入萃取釜中继续循环使用，依上述步骤(2)所述的萃取分离过程重复萃取2-8次，以保证番茄粉中的番茄红素能够最大限度的萃取完成；

(4)将上述步骤中分离釜中得到多次萃取后分离得到的番茄红素油树脂的粗提物再经过二级分离系统进一步分离以脱去提取物中残留的萃取溶剂及其他共溶剂，得到番茄红素油树脂；将此番茄红素油树脂再采用超临界CO₂萃取的方法或者分子蒸馏的方法进行精制，得到所需浓度的番茄红素油树脂产品。

所述的提取番茄红素油树脂的方法，其萃取番茄红素的原料是脱水番茄块、脱水番茄丁或生产番茄酱过程中的副产物番茄皮渣等，优选的原料为更易于保存的脱水番茄块或番茄丁。

所述的提取番茄红素油树脂的方法，其采用亚临界萃取工艺中所采用的萃取溶剂为含有1-3个碳原子的碳氢氟化合物或者其它共溶剂，所述的含1-3个碳原子的碳氢氟化合物为二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氢氟丙烷等的纯组分，或者是二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氢氟丙烷等中的至少一种与烃类组成的混合溶剂；其他共溶剂为烃类、醚类、醇类、醛酮类和脂类等中的一种或多种溶剂组成的；这些萃取溶剂和被提取的番茄粉充分接触，从而得到包含有来自原料的萃取溶剂和被萃取的番茄红素油树脂的溶剂液。

所述的提取番茄红素油树脂的方法，其亚临界萃取工艺的萃取温度和压力可以根据所选用的萃取溶剂组分的临界温度和临界压力的不同进行调整，优选的萃取温度为10℃-70℃之间。

所述的提取番茄红素油树脂的方法，还包括如下步骤，所述的萃取溶剂与被萃取的番茄粉原料的物料比为2∶1～20∶1，番茄粉原料应当保证完全浸泡于萃取溶剂中。原料番茄粉中的番茄红素需要采用2-8次的重复萃取后才可以萃取完全，通常应保证至少三次以上的循环萃取，合并多次萃取所得到的萃取物，并经过二次分离分离出其中残留的提取溶剂和共溶剂后，得到番茄红素油树脂的粗提物，番茄红素油树脂的粗提物再进一步通过采用超临界CO₂萃取或分子蒸馏装置进行精制浓缩，能够得到可以直接使用的番茄红素油树脂的产品。

本发明所取得的有益效果是：

1.本发明所选用的提取原料为脱水番茄块、番茄丁或生产番茄酱中的副产物番茄皮渣，这样既可以在番茄酱生产季节利用廉价的番茄皮渣为原料生产番茄红素，又可以克服番茄皮渣的副产物只有在每年的番茄酱生产季节才会有原料的不足，利用适合长时间保存的脱水番茄块或脱水番茄丁来生产番茄红素，实现番茄红素油树脂产品的连续生产，提高了设备的利用率。

2.本发明所选用的萃取溶剂为不易燃，不爆炸，无毒，无刺激性、无腐蚀性的具有良好安全性能的含有1-3个碳原子的碳氢氟化合物为溶剂或其共溶剂为提取剂，具有沸点较低，允许在室温或低于室温的条件下从萃取液中分离出萃取剂，一方面操作容易实现，另一方面也最大限度的减少了番茄红素在提取过程中损失的风险性，避免了溶剂回收过程中产品的受热分解。

3.本发明采用亚临界萃取番茄红素的提取工艺，即具备了传统有机溶剂提取成本相对较低的优势，同时又具有超临界CO₂萃取技术所具备的产品无溶剂残留、无污染、生物学活性高等特点，具有生产设备的投资小、生产规模大，能耗低，单位时间内的生产效率高等优势。

具体实施方式

下面采用具体实施例的方式具体地解释本发明，但本发明不局限于实施例。

实施例1：

脱水番茄块原料750kg，其中番茄红素含量为0.58‰，粉碎后投入亚临界萃取的萃取釜中，以1，1，1，2-四氟乙烷为萃取剂，萃取温度控制在30℃，压力为0.8Ma，萃取时间为2h，分离掉萃取剂，将萃取剂再次注入萃取釜中重复萃取3次，萃取分离时间共8h，分离釜中得番茄红素油树脂粗提物12kg；番茄红素油树脂的粗提物中番茄红素含量为0.96％，番茄粉的萃余物中番茄红素的含量为0.37‰。

实施例2：

脱水番茄块原料1150kg，其中番茄红素含量为0.58‰，投入亚临界萃取的萃取釜中，以1，1，1，2-四氟乙烷为萃取剂，萃取温度控制在36℃，压力为0.8MPa，萃取时间为2h，分离掉萃取剂，将萃取剂再次注入萃取釜中重复萃取3次，萃取分离时间共8h，分离釜中得番茄红素油树脂粗提物21kg；番茄红素油树脂的粗提物中番茄红素含量为0.96％，番茄粉的萃余物中番茄红素的含量为0.37‰。

实施例3：

脱水番茄块原料1000kg，其中番茄红素含量为0.76‰，投入亚临界萃取的萃取釜中，以1，1，1，2-四氟乙烷为萃取剂，萃取温度控制在35℃，压力为0.8Ma，萃取时间为2h，分离掉萃取剂，将萃取剂再次注入萃取釜中重复萃取3次，萃取分离时间共8h，分离釜中得番茄红素油树脂粗提物20kg；番茄红素油树脂的粗提物中番茄红素含量为0.97％，番茄粉的萃取物中番茄红素的含量为0.21‰。

实施例4：

亚临界萃取所得的番茄红素油树脂的粗提物53.7kg，番茄红素含量为0.96％，投入超临界CO₂萃取的萃取器中，萃取釜温度72℃、压力29MPa，一级分离温度37℃、压力72-75kg，二级分离温度10-12℃、压力4.0-4.7MPa，热水罐温度55℃，CO₂罐温度8-10℃、压力4.0-4.3MPa，萃取时间5h，分离得到番茄红素含量较低的油树脂42.1kg(经分析，番茄红素含量为0.56％)和浓缩后的番茄红素油树脂2.73kg(经分析，番茄红素含量为5.2％)。

Claims (4)

1.一种生产番茄红素油树脂的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)以脱水番茄块、番茄丁、干燥的番茄皮渣为原料经过粉碎处理，得到粒度为3-40目的番茄粉；

(2)将上述步骤中所得到的番茄粉置于可以实现亚临界萃取装置的萃取釜中，以二氟乙烷、四氟乙烷、五氟乙烷、六氟丙烷、氢氟丙烷的纯组分为萃取溶剂，控制相应的萃取温度和压力，在不断搅拌下萃取一定时间后，使萃取溶剂和番茄粉充分接触，从而得到含有萃取溶剂和萃取物的萃取溶剂液；所得到的萃取溶剂液经过滤后置于该亚临界萃取装置的分离釜中，通过调节分离釜的温度和压力，分离出其中的萃取溶剂，含有番茄红素油树脂的萃取物留在了分离釜中，完成一次萃取分离过程；

(3)将上述步骤中分离出的萃取溶剂重新注入萃取釜中继续循环使用，依上述步骤(2)所述的萃取分离过程重复萃取2-8次，以保证番茄粉中的番茄红素能够最大限度的萃取完成；

(4)将上述步骤中分离釜中得到多次萃取后分离得到的番茄红素油树脂的粗提物再经过二级分离系统进一步分离以脱去提取物中残留的萃取溶剂及其他共溶剂，得到番茄红素油树脂；将此番茄红素油树脂再采用超临界CO₂萃取的方法或者分子蒸馏的方法进行精制，得到所需浓度的番茄红素油树脂产品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于用于萃取番茄红素的原料是脱水番茄块、脱水番茄丁或生产番茄酱过程中的副产物番茄皮渣。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的萃取温度和压力根据所选用的萃取溶剂组分的临界温度和临界压力的不同进行调整，优选的萃取温度为10℃-70℃之间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的萃取溶剂与被萃取的番茄粉原料的物料比为2∶1～20∶1，番茄粉原料应当保证完全浸泡于萃取溶剂中。