WO2013097055A1 - 一种提取番茄红素的方法 - Google Patents

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连运河
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童玉海
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安晓东
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    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes

Definitions

  • the present invention relates to the field of food technology, and in particular to a method for extracting lycopene from tomato skin.
  • Tomato production accounts for about 20% of the world's total, mainly distributed in Xinjiang, Gansu and Inner Mongolia. Most of the tomatoes grown in China are used in the production of processed tomatoes, including tomato sauce, tomato juice, and concentrated tomato pulp. Tomato slag, a by-product of its production process, is often thrown away as waste, while tomato slag contains a large amount of available carotenoids, especially lycopene. Therefore, how to use tomato pomace is a topic worthy of further discussion.
  • U.S. Patent No. 5,837,311 uses tomato as a raw material to obtain lycopene oleoresin by breaking, beating, solvent extracting, etc. This method uses tomato as a raw material, and does not dehydrate it, resulting in low production efficiency, large solvent usage, high cost, and unsuitable for large-scale scale-up production.
  • Chinese Patent Publication No. CN101121631A uses tomato and tomato skin residue as raw materials, and uses ultrasonic/microwave synergistic technology to assist solvent extraction of lycopene.
  • the lycopene extracted by this method may have higher yield, but this method is used.
  • Ultrasonic/microwave the industry is currently unable to scale up production, and the practicality is not strong.
  • a method of extracting lycopene comprising the following steps:
  • the extracted product is subjected to activated carbon treatment, filtered, and the filtrate is concentrated to obtain a lycopene product.
  • the raw material containing lycopene is tomato skin residue containing tomato seeds.
  • the dehydration is by a pressing method, and the moisture of the raw material after dehydration is controlled at the total 70% heavier.
  • the antioxidant is a water-soluble antioxidant, and is one of proanthocyanidins, grape polyphenols, tea polyphenols, ascorbic acid and sodium salts thereof, isoascorbic acid and sodium salts thereof.
  • the coarse pulverization is to pulverize the dried raw material into pieces having a size of 4 to 6 mm.
  • the relatively low density raw material portion comprises tomato skin and tomato seed, wherein the tomato seed weight is less than 0.5% of the total weight, and the tomato skin weight is greater than 99% of the total weight.
  • the fine pulverization is to pulverize the raw material to 40 to 60 mesh
  • the granulation is to granulate the finely pulverized raw material by using a granulator, and the granulated particles have a diameter of 0.3 to 0.5 cm, and the particle length is 0.5 ⁇ lcm.
  • the organic solvent is one of an organic solvent such as a terpene hydrocarbon, an ester or an ether, and the organic solvent is added in an amount of from 1 to 10 times the weight of the granulated particles.
  • the activated carbon used is powdered activated carbon.
  • the activated carbon treatment is to add the powdered activated carbon to the extracted product, and the mass ratio of the activated carbon to the extracted product is 1:50-500, the stirring temperature is 40-80 ° C, and the stirring time is 30-150 minutes. .
  • the method of separating and dehydrating and then separating the seed skin is adopted to avoid the large amount of waste water brought by separating the seed skin by water, thereby reducing environmental pollution;
  • Tomato skin residue contains a large amount of water. It requires a lot of energy for direct drying.
  • the method of dehydrating and drying the skin of the eggplant can reduce the use of energy and reduce the discharge of pollutants.
  • Example 2 The extract was treated with IKg powdered activated carbon at a temperature of 40 Torr. After the addition, the mixture was stirred for 30 minutes, and concentrated and purified to obtain a lycopene oleoresin (0.645 kg) having a content of 6.7%.
  • Example 2 The extract was treated with IKg powdered activated carbon at a temperature of 40 Torr. After the addition, the mixture was stirred for 30 minutes, and concentrated and purified to obtain a lycopene oleoresin (0.645 kg) having a content of 6.7%.
  • Example 2 Example 2:
  • Extract, extract The liquid was treated with IKg powdered activated carbon at a temperature of 8 (TC, stirred for 100 minutes after addition, and concentrated after depuration purification to obtain 0.798 kg of lycopene oleoresin having a content of 7.1%.
  • Example 3
  • the invention uses the by-products in the production of tomato as raw materials to improve the utilization rate of the tomato; the method of separating and drying the seed skin firstly, thereby saving water and reducing pollutant discharge; adding in the drying process Antioxidant, avoiding the effect of high temperature on lycopene; granulating and extracting tomato skin greatly improves the extraction efficiency; ⁇ using activated carbon to treat the extracted extract, effectively removing pesticide residues, impurities, odor, etc., and improving tomato red The quality of the prime.

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Abstract

一种提取番茄红素的方法，先将含有番茄红素的原料进行脱水，然后将脱水后的原料在抗氧化剂存在下干燥，干燥后的原料粗粉碎，然后风选分离，取相对密度较小的部分原料进行细粉碎，并且造粒，用有机溶剂对得到的颗粒进行提取，提取物用活性炭处理后过滤，浓缩滤液得到番茄红素产品。

Description

一种提取番茄红素的方法 技术领域
本发明涉及食品技术领域，特别是涉及一种从番茄皮中提取番茄 红素的方法。
背景技术
番茄红素是一种重要的类胡萝卜素类物质，具有独特的长链分子 结构， 比其它类胡萝卜素具有更多的不饱和双键。 正因为它的结构特 殊， 使它具有消除自由基能力和抗氧化能力， 其抗氧化作用是 胡 萝卜素的 2倍， 是维生素 E的 100倍。 番茄红素的保健功能覆盖了延缓 衰老、 预防癌症、 增强机体免疫力以及美容、 抗紫外线辐射等多个方 面， 己逐渐成为国际巿场上保健食品、 化妆品和医药领域研究的新热 点。
我国是世界上重要的番茄种植大国， 番茄产量约占全球的 20%左 右， 主要分布在新疆、 甘肃和内蒙。 我国种植的番茄， 绝大部分用于 番茄加工制品的生产， 包括番茄酱、 番茄汁、 浓缩番茄浆等。 而其生 产过程中的副产品番茄皮渣往往当作废物扔掉，而番茄皮渣中含有大 量的可利用的类胡萝卜素， 特别是番茄红素。 因此， 如何将番茄皮渣 加以利用， 是一个值得深入探讨的课题。
欧洲专利 EP 1 103579利用番茄、 番茄果渣等为原料， 釆用低含量 的热乙醇洗涤原料， 去除杂质和水分后， 釆用高含量的热乙醇来提取 番茄红素。 此提取工艺虽然简单， 但是由于番茄红素在乙醇中的溶解 度极低， 将会导致提取效率不高。
美国专利 US 5837311釆用番茄为原料， 通过将番茄破碎、 打浆、 溶剂提取等方法获得番茄红素油树脂。 此方法利用番茄为原料， 没有 对其进行脱水， 致使生产效率低下， 溶剂使用量大， 成本较高， 不适 宜大规模放大生产。
中国专利公开号 CN101449801A以番茄皮为原料， 采用胶体磨粉 碎、 乙醇脱水和有机溶剂提取制备番茄红素。 此工艺中由于胶体磨的 粉碎能力有限， 而且粉碎的还是含水量较高的湿番茄皮， 制约了番茄 红素的大规模生产。
中国专利公开号 CN1799674、 CN1334328A, CN101298618A利用 番茄果皮为原料釆用超临界二氧化碳萃取方法提取番茄红素， 由于使 用到超临界设备， 提取成本较高， 影响了以番茄皮为原料生产番茄红 素的工业规模。
中国专利公开号 CN101121631A釆用番茄及番茄皮渣等为原料， 利用超声波 /微波协同技术辅助溶剂提取番茄红素， 此种方法提取的 番茄红素尽管得率可能较高， 但是此方法由于使用到超声波 /微波， 目前工业上还无法放大生产， 实用性不强。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产番茄红素的方法。
本发明的技术方案为：
1、 一种提取番茄红素的方法， 包括以下几个步骤：
a )、 将含有番茄红素的原料进行脱水；
b )、 将脱水后的含有番茄红素的原料在抗氧化剂存在下烘干； c )、 将烘干后的含有番茄红素的原料粗粉碎；
d )、 将粗粉碎后的含有番茄红素的原料用风选法分离， 取相对密 度较小的部分原料；
e )、 将分离得到的密度较小的部分原料进行细粉碎， 并对其进行 造粒；
f )、 釆用有机溶剂对颗粒进行提取；
g )、 将提取产物经过活性炭处理后过滤， 浓缩滤液得到番茄红素 产品。
其中， 所述含有番茄红素的原料是含番茄籽的番茄皮渣。
其中， 所述的脱水是用压榨的方法， 脱水后原料的水分控制在总 重的 70%。
其中， 所述抗氧化剂为水溶性的抗氧化剂， 为原花青素、 葡萄多 酚、 茶多酚、 抗坏血酸及其钠盐、 异抗坏血酸及其钠盐中的一种。
其中，所述干燥是釆用带式干燥设备对脱水后的番茄红素原料进 行干燥， 干燥温度为 200~300°C， 干燥后的原料质量含水量为 10 ~ 20%。
其中， 所述的粗粉碎是将干燥后的原料粉碎为尺寸在 4 ~ 6mm之 间的碎片。
其中， 所述相对密度较小的原料部分包括番茄皮和番茄籽， 其中 番茄籽重量小于总重量的 0.5%， 番茄皮的重量大于总重量的 99%。
其中， 所述细粉碎是将原料粉碎至 40 ~ 60目， 所述造粒是釆用制 粒机对细粉碎后的原料造粒， 造粒得到的颗粒直径为 0.3 ~ 0.5cm, 颗 粒长度为 0.5 ~ lcm。
其中，所述的有机溶剂为垸烃、酯类或醚类等有机溶剂中的一种， 有机溶剂的加入量为造粒得到的颗粒重量的 1~10倍。
其中， 所用的活性炭为粉末活性炭。
其中，所述活性炭处理是将粉末活性炭加入到提取所得产物中搅 拌， 活性炭与提取所得产物的质量之比为 1 :50 ~ 500,搅拌温度为 40 ~ 80°C , 搅拌时间为 30 ~ 150分钟。
本发明的有益效果：
1、 釆用先干燥脱水再籽皮分离的方法， 避免了用水分离籽皮所 带来的大量废水， 减少了环境污染；
2、 番茄皮渣含有大量的水分， 直接烘干需大量能源， 釆用对番 茄皮渣先脱水后烘干的方法， 可以减少能源的使用， 降低了污染物的 排放；
3、 烘干过程中加入抗氧化剂， 降低了高温对番茄红素的影响， 提高了番茄红素的提取得率， 避免了番茄红素的损失； 4、 釆用去籽后的番茄皮生产番茄红素， 避免了番茄籽中的胶质 引入到番茄红素油树脂中， 提高了番茄红素油树脂的品质和单位含
5、 将原料制成颗粒后提取番茄红素， 能够显著的提高番茄红素 得率；
6、 采用活性炭处理提取液， 可以有效的去除提取液中的杂质、 异味、 胶质、 农药残留等， 提高番茄红素油树脂的品质；
7、 此方法投料量大、 产率高、 方便快捷、 适合连续化大生产。 具体实施方式
以下实施例用于说明本发明， 但不用来限制本发明的范围。 实施例 1 :
称取含水 90%的番茄皮渣 500kg,釆用压榨机脱水，得到含水 70% 的番茄皮渣 167公斤；向上述番茄皮渣中加入纯度为 10%的原花青素 0.5公斤， 机械搅拌均匀后， 送至带式干燥机中烘干， 将烘干后的番 茄皮渣粉碎， 得到尺寸为 4 ~ 6mm的碎片，使番茄籽从番茄皮中露出 来； 然后釆用风选分离皮籽， 得到的番茄皮碎片 （共 45Kg ) 中残存 的少量番茄籽占总重的 0.4%, 再将得到的番茄皮粉碎至 60目， 用制 粒机将其制成颗粒， 用 450kg乙酸乙酯对番茄皮颗粒进行提取， 将提 取液用 IKg粉末活性炭处理， 加入的温度为 40Ό , 加入后搅拌 30分 钟， 除杂净化后浓缩， 得到含量为 6.7%的番茄红素油树脂 0.645kg。 实施例 2:
称取含水 90%的番茄皮渣 700kg，釆用压榨机脱水，得到含水 70% 的番茄皮渣 233公斤；向上述番茄皮渣中加入纯度为 10%的葡萄多酚 0.7公斤， 机械搅拌均匀后， 送至带式干燥机中烘干， 将烘干后的番 茄皮渣粉碎， 得到尺寸为 4 ~ 6mm的碎片，使番茄籽从番茄皮中露出 来； 然后釆用风选分离皮籽， 得到的番茄皮碎片 （60Kg ) 中残存的 少量番茄籽占总重的 0.3%， 再将得到的番茄皮碎片粉碎至 60目， 用 制粒机将其制成颗粒， 用 120kg己烷对番茄皮颗粒进行提取， 将提取 液用 IKg粉末活性炭处理， 加入的温度为 8(TC , 加入后搅拌 100分 钟， 除杂净化后浓缩， 得到含量为 7.1%的番茄红素油树脂 0.798kg。 实施例 3:
称取含水 70%的番茄皮渣 200公斤；向上述番茄皮渣中加入纯度 为 10%的原花青素 0.5公斤， 机械搅拌均匀后， 送至带式干燥机中烘 干， 将烘干后的番茄皮渣粉碎， 得到尺寸为 4 ~ 6mm的碎片， 使番茄 籽从番茄皮中露出来；然后釆用风选分离皮籽，得到的番茄皮碎片（共 55Kg ) 中残存的少量番茄籽占总重的 0.4%， 再将得到的番茄皮粉碎 至 60目， 用制粒机将其制成颗粒， 用 100kg乙酸乙酯对番茄皮颗粒 进行提取， 将提取液用 2Kg粉末活性炭处理， 加入的温度为 6(TC， 加入后搅拌 120分钟， 除杂净化后浓缩， 得到含量为 6.9%的番茄红 素油树脂 0.702kg。 工业实用性
本发明釆用番茄生产中的副产物为原料， 提高了番茄的利用率； 釆用先脱水烘干再籽皮分离的方法， 更能节约用水， 减少污染物的排 放； 在烘干过程中加入抗氧化剂， 避免了高温对番茄红素的影响； 对 番茄皮进行造粒提取， 大大提高了提取效率； 釆用活性炭处理提取后 的提取液， 有效去除农药残留、杂质、异味等，提高番茄红素的品质。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种提取番茄红素的方法， 其特征在于， 包括以下几个步骤: a )、 将含有番茄红素的原料进行脱水；
b )、 将脱水后的含有番茄红素的原料在抗氧化剂存在下干燥； c )、 将干燥后的含有番茄红素的原料粗粉碎；
d )、 将粗粉碎后的含有番茄红素的原料用风选法分离， 取相对密 度较小的部分原料；
e )、 将分离得到的相对密度较小的部分原料进行细粉碎， 并对其 进行造粒；
f)、 釆用有机溶剂对造粒得到的颗粒进行提取；
g )、 将提取所得产物经过活性炭处理后过滤， 浓缩滤液得到番茄 红素产品。
2、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述含有番茄红素的原料是含番茄籽的番茄皮渣。
3、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述的将含有番茄红素的原料进行脱水是用压榨的方法，脱水后原料 的水分控制在总重的 70%。
4、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述抗氧化剂为水溶性的抗氧化剂，为原花青素、葡萄多酚、茶多酚、 抗坏血酸及其钠盐、 异抗坏血酸及其钠盐中的一种。
5、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述干燥是釆用带式干燥设备对脱水后的番茄红素原料进行干燥，干 燥温度为 200~300°C， 干燥后的原料质量含水量为 10 ~ 20%。
6、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述的粗粉碎是将干燥后的原料粉碎为尺寸在 4 ~ 6mm之间的碎片。
7、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述相对密度较小的原料部分包括番茄皮和番茄籽，其中番茄籽重量 小于总重量的 0.5%, 番茄皮的重量大于总重量的 99%。
8、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述细粉碎是将原料粉碎至 40 ~ 60 目， 所述造粒是釆用制粒机对细 粉碎后的原料造粒， 造粒得到的颗粒直径为 0.3 ~ 0.5cm， 颗粒长度为 0.5 ~ lcm。
9、根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于所述 的有机溶剂为垸烃、 酯类或醚类等有机溶剂中的一种， 有机溶剂的加 入量为造粒得到的颗粒重量的 1〜10倍。
10、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述的活性炭为粉末活性炭。
11、 根据权利要求 1所述的提取番茄红素的方法， 其特征在于， 所述活性炭处理是将粉末活性炭加入到提取所得产物中搅拌，活性炭 与提取所得产物的质量之比为 1 :50 ~ 500，搅拌温度为 40 ~ 80'C， 搅 拌时间为 30 150分钟。
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