Suodatus, pesu ja kuivaus – kolme yhdessä – ratkaisee β-karoteenin uutto- ja puhdistusprosessin

β-karoteeni on rasvaliukoinen karotenoidi ja tärkeä A-vitamiinin lähde ihmiskehossa. Sillä on fysiologisia toimintoja, kuten näön suojaaminen, syövän ehkäisy, syövän torjunta, ikääntymisen estäminen, kaihien ehkäisy, säteilyn kestävyys ja vastustuskyvyn parantaminen. β-karoteenin monien toimintojen ansiosta sen käyttöalue on vähitellen siirtynyt alkuperäisestä elintarvikeväristä neljään pääalaan: rehuihin, ravitsemuksellisiin elintarvikkeisiin, terveystuotteisiin ja lääkkeisiin, ja kuluttajat ovat tunnustaneet sen laajalti.

Tällä hetkellä β-karoteenia uutetaan pääasiassa bataateista ja porkkanoista. Kuitenkin jopa korkean β-karoteenipitoisuuden omaavissa lajikkeissa β-karoteenin pitoisuus on hyvin alhainen, vain noin 40 mg/kg, ja puhdistusprosessi on monimutkainen.

Mikrobifermentaation avulla β-karoteenia voi kertyä jopa 5–10 % bakteerien kuivapainosta, joten sillä on tärkeä tutkimusarvo.

Olipa kyseessä sitten β-karoteenin uuttaminen porkkanoista tai mikro-organismeista, nykyinen prosessi käyttää pääasiassa orgaanista liuotinta. Koska β-karoteenilla on heikko liukenevuus elintarviketeollisuudessa yleisesti käytettyihin orgaanisiin liuottimiin, uuttamiseen on käytettävä suuri määrä liuotinta.

Yleinen β-karoteenin uuttomenetelmä on rikkoa käymisliemen suodattamalla saadun märän sienseen soluseinä, kuivata se kiinteän aineen ja nesteen erotuksen jälkeen kuivausaineella ja sitten uuttaa β-karoteenin liuottimella. Kuivauksen jälkeen saadaan β-karoteenikiteitä. Tässä menetelmässä uuttoprosessissa käytetään paljon orgaanisia liuottimia, mikä paitsi kuluttaa paljon energiaa ja tuotantokustannuksia, myös vaikeuttaa liuottimien erottamista. Valmiiden kiteiden liuottimien jäännöspitoisuus on korkea, mikä voi aiheuttaa elintarviketurvallisuusriskejä.

Uusi β-karoteenin uutto- ja puhdistusprosessi Erityiset vaiheet

Β-karoteenin uuttamisen ja puhdistuksen teknisten ongelmien ratkaisemiseksi täysin automaattinen kolmen toiminnon valmistusprosessi, jossa suodatetaan, pestään ja kuivataan, on yksinkertainen ja helppo, ja sillä on suuret voittomarginaalit, helppo markkinointi ja laajat markkinanäkymät.

Uuden prosessin tarkat vaiheet ovat seuraavat:

(1) Puhdistusvaihe: puhdista kerätyt raaka-aineet ja poista epäpuhtaudet;

(2) Liuotinuuttovaihe: orgaanisen liuottimen lisääminen raaka-aineeseen refluksointiuuttoa tai ultraääniuuttoa varten;

(3) Seinän rikkomisvaihe: lisää 0,25 painoprosenttia proteaasia bakteerien kuivapainosta väkevöityyn liuokseen, sekoita ja anna reagoida 35 °C:ssa 4 tuntia seinämän rikkomiseksi, jolloin bakteerien keskimääräinen hiukkaskoko saavuttaa 575 μm;

(4) Puhdistusvaihe: vaiheen (3) tuote erotetaan täysin automaattisessa suodattimen pesu- ja kuivauslaitteessa, jossa ylempi kerros on oranssia supernatanttia ja alempi kerros on suodatusjäännöstä;

(5) Saippuoitumisreaktio: liuokseen lisätään liikaa 0,5 % lipeäpitoista massaa, jotta saippuoitumisreaktio onnistuu riittävän hyvin rasvan poistamiseksi; saippuoitumisreaktioliuosta pestään vedellä saippuan poistamiseksi, kunnes pesunesteen saippuapitoisuus on alle 10 ppm, jolloin saadaan β-märkiä karoteenikiteitä;

(6) Puhdistus ja kuivaus: vaiheessa (5) saatuun raakaan β-karoteeniin lisätään vettä, etanolia ja lipeää, sekoitetaan ja haihdutetaan sitten höyrystimeen, jolloin saadaan puhdistettu β-karoteenituote. Testauksen jälkeen valmiin β-karoteenikiteen puhtaus on 96,6 % eikä se sisällä orgaanista liuotinta.