La filtration, le lavage et le séchage en une seule étape résolvent les problèmes techniques liés à l'extraction et à la purification du β-carotène.

Le β-carotène est un caroténoïde liposoluble de formule brute C40H54 et de masse moléculaire relative de 536,88. Il est facilement soluble dans le chlorure de méthylène, le chloroforme et le sulfure de carbone. Le β-carotène est une source importante de vitamine A pour l'organisme. Il remplit des fonctions physiologiques essentielles, notamment la protection de la vue, la prévention et la lutte contre le cancer, des propriétés anticancéreuses et anti-âge, la prévention et le traitement de la cataracte, une action antiradicalaire et le renforcement du système immunitaire. Grâce à ses nombreuses propriétés, le β-carotène est désormais utilisé dans quatre grands secteurs : l'alimentation animale, les compléments alimentaires, les produits de santé et la médecine. Il est aujourd'hui largement reconnu par les consommateurs.

Actuellement, le β-carotène est principalement extrait des patates douces et des carottes. Cependant, même dans les variétés riches en β-carotène, la teneur reste très faible, de l'ordre de 40 mg/kg, et le procédé de purification est complexe. La fermentation microbienne permet d'accumuler jusqu'à 5 à 10 % de β-carotène dans la masse sèche des bactéries, ce qui lui confère un intérêt majeur pour la recherche.

Qu’il s’agisse d’extraire le β-carotène des carottes ou des micro-organismes, le procédé actuel utilise principalement l’extraction par solvant organique.

Le β-carotène étant peu soluble dans les solvants organiques couramment utilisés dans l'industrie alimentaire, son extraction nécessite une grande quantité de solvant. La méthode d'extraction classique consiste à rompre la paroi cellulaire du mycélium humide obtenu par filtration du bouillon de fermentation, à le déshydrater après séparation solide-liquide, puis à extraire le β-carotène par solvant. Après séchage, on obtient des cristaux de β-carotène. Cette méthode, très consommatrice de solvants organiques, engendre des coûts de production et une consommation énergétique importants, et rend la séparation des solvants complexe. La concentration résiduelle de solvants dans les cristaux obtenus est élevée, ce qui peut présenter des risques pour la sécurité alimentaire.

Nouveau procédé d'extraction et de purification du β-carotène. Étapes spécifiques.

Afin de résoudre les problèmes techniques d'extraction et de purification du β-carotène, le procédé de préparation entièrement automatisé en trois étapes (filtration, lavage et séchage) est simple et facile à mettre en œuvre. Il offre des marges bénéficiaires élevées, une promotion aisée et de larges perspectives de marché. Les étapes spécifiques de ce nouveau procédé sont les suivantes :

(1) Étape de nettoyage : nettoyer les matières premières collectées et éliminer les impuretés ;

(2) Étape d'extraction par solvant : ajout d'un solvant organique à la matière première pour l'extraction par reflux ou l'extraction par ultrasons ;

(3) Étape de rupture de la paroi : ajouter 0,25 % en poids de protéase du poids sec des bactéries à la solution concentrée, remuer et faire réagir à 35 °C pendant 4 heures pour rompre la paroi, et la taille moyenne des particules des bactéries atteint 575 μm ;

(4) Étape de purification : le produit de l'étape (3) est séparé dans un système de lavage et de séchage de filtre entièrement automatique trois en un, la couche supérieure est le surnageant orange et la couche inférieure est le résidu de filtre ;

(5) Réaction de saponification : l'ajout d'une concentration massique excessive de lessive à la solution est de 0,5 % pour effectuer une réaction de saponification suffisante pour éliminer la graisse ; la solution de réaction de saponification est lavée à l'eau pour éliminer le savon jusqu'à ce que la concentration de savon dans le liquide de lavage soit inférieure à 10 ppm pour obtenir des cristaux humides β de carotène ;

(6) Purification et séchage : ajouter de l’eau, de l’éthanol et de la soude au β-carotène brut obtenu à l’étape (5), agiter, puis évaporer le mélange pour obtenir le β-carotène raffiné. Après analyse, les cristaux de β-carotène obtenus présentent une pureté de 96,6 % et ne contiennent aucun solvant organique.