CN1284769C - 果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)水果、蔬菜中至少一种原料经清洗、修整、经榨汁机处理后使其渣、原汁分离；(2)将步骤(1)得到的原汁，经过粗滤得到滤渣和滤液，滤液经截留分子量为1万-30万超滤装置处理后，得到截留液和透过液；(3)将截留液按常规方法经干燥、提取得到类胡萝卜素，原汁经超滤装置处理后，截留液被浓缩近18倍；胡萝卜素提高到原汁的17倍、原料的15倍，如若用于提取天然胡萝卜素提取物体积减少到原有体积3.7%、而目标物含量提高15倍，大大提高提取效率、降低提取成本；透过液可保持原果汁或菜汁的香气和所有水溶性营养成分，可用于进一步加工成水果汁或蔬菜汁饮料。
Description
技术领域
本发明涉及一种从水果或蔬菜原料中分离富集生物活性物质的方法，特别是涉及一种类胡萝卜素的分离富集方法。
背景技术
自然界的很多植物中含有对人体健康有益的或有很高利用价值的天然活性成分，越来越多的天然植物提取物在食品、医药、化妆品等诸多领域得到推广与应用。
胡萝卜中含有多种天然类胡萝卜素。其用途主要有三种：第一种是食用天然色素，具有良好的着色功能，色泽十分鲜艳悦目，广泛用于食品工业；第二种是保健食品，它是维生素A的前体物，能防治维生素A缺乏症，近年来发现β-胡萝卜素具有抗癌、防老化、清除自由基的特殊功效，被大量制成各种营养保健品；第三种是饲料添加剂，在鸡和鱼饲料中添加β-胡萝卜素能提高鸡的抗病能力和增加鸡蛋的营养成分，改进鱼虾的色泽，提高水产品价格。
胡萝卜中含量较高的β-胡萝卜素，近二年的研究已得出明确结论，合成β-胡萝卜素有致染色体畸变的作用，天然β-胡萝卜素则有很好的抗染色体畸变作用，即前者可能致癌，后者可以防癌。因此天然胡萝卜素将是今后的胡萝卜素市场中的主导产品。
目前从果蔬或其他植物中提取类胡萝卜素等有效成分多采用将原料干燥脱水后全物料直接提取的方法，由于果蔬原料水分含量高干燥时需要消耗大量热能，同时，全物料提取有效成分一方面由于相对含量低造成提取成本高、提取率低，另一方面还会造成大比率可食物料的废弃或作为初级肥料、饲料廉价处理，特别是经溶剂提取后的废渣，再利用时存在溶剂残留、处理成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法。
本发明的技术方案概述如下：
一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)水果、蔬菜中至少一种原料经清洗、修整、经榨汁机处理后使其渣、原汁分离；(2)将步骤(1)得到的原汁，经过粗滤得到滤渣和滤液，滤液经截留分子量为1万-30万超滤装置处理后，得到截留液和透过液；(3)将截留液按常规方法经干燥、提取得到类胡萝卜素。
蔬菜可以选胡萝卜或番茄或紫苏叶或菠菜或空心菜或蓟蓟菜或荠菜。
水果可以选沙棘果或柑或桔或芒果。
将步骤(1)得到的渣再经过干燥、粉碎后得到水果粉或蔬菜粉。
将步骤(2)粗滤后得到的滤渣与截留液合并，再按常规方法经干燥、提取得到类胡萝卜素。
经榨汁机处理后的渣还可以再经过带式榨汁机进一步分离，分离后的汁与原汁合并后，再进行粗滤，粗滤后再经截留分子量为1万-30万超滤装置处理。
超滤装置可以选板式超滤装置，也可以选中空纤维超滤膜装置。
经超滤装置处理后得到的透过液可以经过调配、杀菌后得到水果汁或蔬菜汁，或水果汁和蔬菜汁的混合汁。
本发明的一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，具有如下优点：
(1)本发明通过富集过程，既可高效提取天然类胡萝卜素，又可综合利用其余部分物料，生产食品或食品原料，且无大量废弃物产生，保持较高的原料有效利用率；
(2)本发明将果蔬原料选择性分离成固液两相，保持渣中含有一定比率的营养成分，并进一步加工成水果粉或蔬菜粉；同时用超滤装置分离的方法处理汁液部分，将其浓缩分离成少量富含类胡萝卜素的悬浮状的截留液和大量含微量类胡萝卜素的澄清的透过液，悬浮状的截留液干燥后提取类胡萝卜素，保持原果汁或菜汁的香气和所有水溶性营养成分的澄清透过液可用于进一步加工成水果汁或蔬菜汁饮料。
(3)本发明利用类胡萝卜素的疏水性，用超滤装置将类胡萝卜素与大量果蔬汁液以及其它水溶性成分分离，截留液中类胡萝卜素含量为原液的数倍～数十倍，透过液中类胡萝卜素仅为原液的百分之零点几。因此，此法是一种可提高目标物浓度、减少提取物体积的提取天然胡萝卜素前处理方法。
(4)本发明采用先分离富集后提取的加工顺序，将没有受到溶剂污染的渣加工成类胡萝卜素相对含量较高的水果粉或蔬菜粉。还可将虽然类胡萝卜含量低但含有水溶性糖类营养素的水果汁或蔬菜汁进一步复配成各种饮料。另外，超滤装置可以截留多种细菌，可以降低透过液的杀菌程度，有利于保留水果汁或蔬菜汁饮料的风味和热敏性营养物质。
附图说明
图1为本发明的工艺流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将新鲜胡萝卜清洗、修整得到24.5公斤的胡萝卜原料，再经过切条、打浆，经榨汁机榨汁，分离得到8.3公斤含水量81.85％的胡萝卜渣和15.9公斤含水量92.11％的胡萝卜原汁，原料中类胡萝卜素含量为22.25mg/100g、β-胡萝卜素含量为10.29mg/100g，渣浆分离后的胡萝卜原汁中类胡萝卜素含量为19.94mg/100g、β-胡萝卜素含量为9.18mg/100g，胡萝卜渣中类胡萝卜素含量为23.58mg/100g、β-胡萝卜素含量为10.82mg/100g；(2)经步骤(1)得到的胡萝卜渣经热风干燥后粉碎，粉碎后得到胡萝卜粉，该胡萝卜粉中类胡萝卜素含量92.45mg/100g，β-胡萝卜素含量42.45mg/100g；经步骤(1)得到的胡萝卜原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为2万的板式超滤装置处理，得到类胡萝卜素含量为337.28mg/100g、β-胡萝卜素含量157.28mg/100g的截留液和类胡萝卜素含量为0.047mg/100g、β-胡萝卜素含量0.017mg/100g的透过液；(3)将截留液干燥、以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，一次提取的提取率大于80％，含量大于30％。截留液提取类胡萝卜素，其体积减少到原料的27分之一，胡萝卜原汁的18分之一，类胡萝卜素、β-胡萝卜素含量分别提高到原料的15倍、胡萝卜原汁的17倍。透过液的糖度为8.3白利度，维生素C含量为0.73mg/100g，可浓缩后生产胡萝卜汁基料或直接用于生产胡萝卜汁饮料。
相关数据：
| 原料 | 渣 | 原汁 | 透过液 | 截流液 | |
| 重量(Kg) | 24.5 | 8.3 | 15.9 | 13.9 | 0.9 |
| 类胡萝卜素含量(mg/100g) | 22.25 | 23.58 | 19.94 | 0.047 | 337.28 |
| β-胡萝卜素含量(mg/100g) | 10.29 | 10.82 | 9.18 | 0.017 | 157.28 |
| 质量占原料的百分比(％) | 34 | 65 | 57 | 3.7 | |
| 类胡萝卜素占原料的百分比(％) | 36 | 58 | 0.12 | 56 | |
| β-胡萝卜素占原料的百分比(％) | 36 | 58 | 0.09 | 56 | |
| 类胡萝卜素占原汁的百分比(％) | 0.21 | 96 | |||
| β-胡萝卜素占原汁的百分比(％) | 0.16 | 97 | |||
| 含水量(％) | 90.76 | 81.85 | 92.11 |
由上表可知：
1)榨汁后渣、原汁中的类胡萝卜素和β-胡萝卜素含量与原料相比，渣中含量略有增加、汁中含量略有降低但无大的差异，说明若用固液分离后得到的渣，干燥后制成胡萝卜粉与原料相比胡萝卜素含量能够得到保证；
2)榨汁后渣、原汁的比率约为1∶2，渣中固含量增加利于干燥脱水，去除粗纤维后流动性好的汁液可进一步采用超滤技术富集胡萝卜素；
3)胡萝卜汁经超滤处理后，截留液被浓缩近18倍；胡萝卜素提高到胡萝卜汁的17倍、原料的15倍，如若用于提取天然胡萝卜素提取物体积减少到原有体积3.7％、而目标物含量提高15倍，显然可大大提高提取效率、降低提取成本；
4)超滤处理后截留液中所含类胡萝卜素、β-胡萝卜素含量分别占原汁的96％和97％，显示出超滤处理富集胡萝卜素的高效性；
5)超滤处理后透过液中仅含微量类胡萝卜素，但仍含有其它所有水溶性营养物质和风味成分，是一种很好的饮料生产原浆。
实施例2：
一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)新鲜胡萝卜清洗、修整，经榨汁机处理后使其渣、原汁分离；(2)经步骤(1)得到的渣经热风干燥、粉碎后得到胡萝卜粉；经步骤(1)得到的原汁，经过滤布粗滤后得到滤渣和滤液，滤液经截留分子量为10万中空纤维超滤膜处理后，得到截留液和透过液；(3)将截留液干燥后以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，采用两级错流萃取，提取率超过90％，类胡萝卜素含量可达30％以上、提取得到类胡萝卜素。
相关数据：
| 处理量(Kg) | 类胡萝卜素含量(mg/100g) | β-胡萝卜素含量(mg/100g) | 类胡萝卜素占原汁的比率(％) | β-胡萝卜素占原汁的比率(％) | |
| 原胡萝卜 | 25.25 | ||||
| 汁 | 17 | 12.2 | 5.4 | ||
| 渣 | 7.25 | 17.1 | 7.8 | ||
| 截留液 | 0.84 | 227.2 | 104.2 | 92.0 | 95.3 |
| 透过液 | 15 | 0.12 | 0.06 | 0.87 | 0.98 |
结果显示超滤处理将原汁体积浓缩了20倍，类胡萝卜素浓缩了19倍，β-胡萝卜素也被浓缩了19倍。透过液中的类胡萝卜素、β-胡萝卜素含量为0.12、0.06mg/100g明显高于实施例1的0.047、0.017mg/100g。这一结果说明通过选择不同规格的超滤膜，能够选择性控制截留液和透过液中的胡萝卜素含量。
实施例3：
一种果蔬藻原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将新鲜番茄清洗，经打浆机打浆并分离皮籽经榨汁机处理后，使其渣、原汁分离；(2)将番茄渣经干燥、粉碎后得到番茄粉，将番茄原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为1万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液，将滤渣与截留液合并(3)将滤渣与截留液干燥，以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产番茄汁基料或直接用于生产番茄汁饮料。
实施例4
一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将菠菜清洗，经榨汁机榨汁，分离得到菠菜渣和菠菜原汁；(2)经步骤(1)得到的菠菜渣经热风干燥后粉碎，粉碎后得到菠菜粉；经步骤(1)得到的菠菜原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为30万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液；(3)将截留液干燥、以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产菠菜汁基料或直接用于生产菠菜汁饮料。
实施例5
一种果蔬藻原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将胡萝卜清洗、经榨汁机榨汁，分离得到胡萝卜渣和胡萝卜原汁；(2)经步骤(1)得到的胡萝卜渣再经过带式榨汁机将渣进一步分离，榨出的汁与原汁合并，而胡萝卜渣再经热风干燥后粉碎，粉碎后得到胡萝卜粉；经步骤(1)得到的胡萝卜原汁和经带式榨汁机榨出的汁合并后，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为5万的中空纤维超滤膜处理后，得到截留液和透过液；(3)将截留液与粗滤后的滤渣合并，干燥、以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产胡萝卜汁基料或直接用于生产胡萝卜汁饮料。
实施例6
一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)紫苏叶作原料经清洗、修整、经榨汁机处理后使其渣、原汁分离；(2)将步骤(1)得到的原汁，经过粗滤得到滤渣和滤液，所述滤液经截留分子量为2万中空纤维超滤膜处理后，得到截留液和透过液；(3)将截留液以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素。
实施例7
一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将空心菜清洗，经榨汁机榨汁，分离得到空心菜渣和空心菜原汁；(2)经步骤(1)得到的空心菜渣经热风干燥后粉碎，粉碎后得到空心菜粉；经步骤(1)得到的空心菜原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为20万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液；(3)将截留液干燥、以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产空心菜汁基料或直接用于生产空心菜汁饮料。
实施例8
一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将蓟蓟菜清洗，经榨汁机榨汁，分离得到蓟蓟菜渣和蓟蓟菜原汁；(2)经步骤(1)得到的蓟蓟菜渣经热风干燥后粉碎，粉碎后得到蓟蓟菜粉；经步骤(1)得到的蓟蓟菜原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为30万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液；(3)将截留液干燥、以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产蓟蓟菜汁基料或直接用于生产蓟蓟菜汁饮料。
实施例9
一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将荠菜清洗，经榨汁机榨汁，分离得到荠菜渣和荠菜原汁；(2)经步骤(1)得到的菠菜原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为25万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液；
(3)将截留液干燥、以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素。
实施例10
一种果蔬藻原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将沙棘果清洗，经打浆机打浆并分离皮籽经榨汁机处理后，使其渣、原汁分离；(2)将沙棘果渣经干燥、粉碎后得到沙棘果粉，将沙棘果原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为2万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液，将滤渣与截留液合并(3)将滤渣与截留液干燥，以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产沙棘果汁基料或直接用于生产沙棘果汁饮料。
实施例11
一种果蔬藻原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将新鲜柑，经打浆机打浆并分离皮籽经榨汁机处理后，使其渣、原汁分离；(2)将柑渣经干燥、粉碎后得到柑粉，将柑原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为3万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液，将滤渣与截留液合并(3)将滤渣与截留液干燥，以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产柑汁基料或直接用于生产柑汁饮料。
实施例12
一种果蔬藻原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将新鲜桔，经打浆机打浆并分离皮籽经榨汁机处理后，使其渣、原汁分离；(2)将桔渣经干燥、粉碎后得到桔粉，将桔原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为4万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液，将滤渣与截留液合并(3)将滤渣与截留液干燥，以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产桔汁基料或直接用于生产桔汁饮料。
实施例13
一种果蔬藻原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将新鲜芒果，去核，经打浆机打浆经榨汁机处理后，使其渣、原汁分离；(2)将芒果渣经干燥、粉碎后得到芒果粉，将芒果原汁，用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为5万的板式超滤装置处理，得到截留液和透过液，将滤渣与截留液合并(3)将滤渣与截留液干燥，以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产芒果汁基料或直接用于生产芒果汁饮料。
实施例14
一种果蔬藻原料类胡萝卜素分离富集方法，包括如下步骤：(1)将胡萝卜和番茄清洗，将番茄去籽皮后，经榨汁机榨汁，分离得到渣和原汁；(2)经步骤(1)得到的渣再经过带式榨汁机将渣进一步分离，榨出的汁与原汁合并，而渣再经热风干燥后粉碎，粉碎后得到胡萝卜和番茄的混合粉；将混合汁用滤布粗滤后，得到滤渣和滤液，滤液经过截留分子量为5万的中空纤维超滤膜处理后，得到截留液和透过液；(3)将截留液与粗滤后的滤渣合并，干燥、以石油醚∶丙酮＝7∶3的溶剂提取类胡萝卜素，透过液可浓缩后生产胡萝卜和番茄的混合汁基料或直接用于生产混合汁饮料。
Claims (7)
1.一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，其特征是包括如下步骤：(1)水果、蔬菜中至少一种原料经清洗、修整、经榨汁机处理后使其渣、原汁分离；(2)将步骤(1)得到的原汁，经过粗滤得到滤渣和滤液，所述滤液经截留分子量为1万-30万超滤装置处理后，得到截留液和透过液；(3)将截留液干燥、提取得到类胡萝卜素。
2.根据权利要求1所述的一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，其特征是所述蔬菜为胡萝卜或番茄或紫苏叶或菠菜或空心菜或蓟蓟菜或荠菜。
3.根据权利要求1所述的一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，其特征是所述水果为沙棘果或柑或桔或芒果。
4.根据权利要求1至3之一所述的一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，其特征是所述经步骤(1)得到的渣经干燥、粉碎后得到水果粉或蔬菜粉。
5.根据权利要求1至3之一所述的一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，其特征是所述滤渣与所述截留液合并。
6.根据权利要求1至3之一所述的一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，其特征是所述经榨汁机处理后的渣再经带式榨汁机分离，分离后的汁与所述原汁合并。
7.根据权利要求1至3之一所述的一种果蔬原料类胡萝卜素分离富集方法，其特征是所述超滤装置为板式超滤装置或中空纤维超滤膜装置。
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