CN108017568A - 提取β-胡萝卜素的方法 - Google Patents
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Abstract
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。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。
Description
技术领域
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。
发明内容
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0.1 g/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0.09 g/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0.1 g/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0.08 g/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0.08 g/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0.1 g/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0.08 g/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0.1 g/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0.09 g/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0.1 g/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0.08 g/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0.1 g/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0.1 g/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0.1 g/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0.1 g/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0.1 g/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0.1 g/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0.1 g/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0.1 g/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0.1 g/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2.8 g/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0.1 g/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0.1 g/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。
Claims (8)
1.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。
2.根据权利要求1所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：步骤（1）中,处理后的所述干菌体总量的至少80%可过40目筛。
3.根据权利要求1所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：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。
4.根据权利要求3所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：步骤（1）中，处理所述发酵液的手段进一步包括粉碎干菌体。
5.根据权利要求1所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：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0.1 g/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。
6.根据权利要求1所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：步骤（2）中，串联的反应柱放置于恒温箱中，所述恒温箱的温度控制在25℃～75℃。
7.根据权利要求1所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：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。
8.根据权利要求1所述的提取β-胡萝卜素的方法，其特征在于：将步骤（4）脱溶后的有机溶剂回收后进行循环利用。
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