ろ過、洗浄、乾燥の3つを1つにまとめることで、β-カロテンの抽出と精製の技術的問題を解決します。

β-カロテンは、分子式C40H54、相対分子量536.88の脂溶性カロテノイドであり、塩化メチレン、クロロホルム、二硫化炭素に容易に溶解します。β-カロテンは人体にとって重要なビタミンA源であり、視力保護、癌予防、抗癌、抗老化、白内障の予防と治療、抗放射線、免疫力向上などの生理機能を有しています。β-カロテンの多様な機能により、その応用分野は当初の食品着色料から、飼料、栄養食品、健康食品、医薬品の4大分野へと徐々に移行し、消費者に広く認知されています。

現在、β-カロテンは主にサツマイモとニンジンから抽出されています。しかし、β-カロテン含有量の高い品種であっても、その含有量はわずか40mg/kg程度と非常に低く、精製工程も複雑です。微生物発酵を利用することで、菌体の乾燥重量中に最大5%から10%のβ-カロテンを蓄積できるため、重要な研究意義を有しています。

ニンジンからβ-カロチンを抽出する場合でも、微生物から抽出する場合でも、現在のプロセスでは主に有機溶媒抽出法が使用されています。

β-カロテンは食品業界で一般的に使用される有機溶媒への溶解性が低いため、抽出には大量の溶媒を使用する必要があります。既存のβ-カロテンの一般的な抽出方法は、発酵液を濾過して得られた湿菌糸体の細胞壁を破壊し、固液分離後に脱水剤で脱水し、溶媒でβ-カロテンを抽出するというものです。乾燥後、β-カロテン結晶が得られます。この方法では、抽出工程で大量の有機溶媒を使用するため、エネルギーと生産コストが高くなるだけでなく、溶媒の分離も困難です。完成した結晶中の溶媒の残留濃度が高く、食品安全リスクを引き起こす可能性があります。

β-カロテンの抽出と精製の新しいプロセス具体的な手順

β-カロテンの抽出・精製における技術的課題を解決するため、ろ過、洗浄、乾燥という全自動の3in1調製プロセスを開発しました。このプロセスは簡便で、利益率が高く、販売促進が容易で、市場見通しも広いという利点があります。この新プロセスの具体的な手順は以下のとおりです。

（１）洗浄工程：収集した原材料を洗浄し、不純物を取り除く。

（２）溶媒抽出工程：原料に有機溶媒を加えて還流抽出または超音波抽出する。

（３）壁破壊工程：濃縮溶液に細菌の乾燥重量の０．２５重量％のプロテアーゼを添加し、３５℃で４時間攪拌反応させて壁を破壊し、細菌の平均粒子径が５７５μｍに達する。

（４）精製工程：工程（３）の生成物を全自動フィルター洗浄・乾燥３イン１で分離し、上層はオレンジ色の上澄み液、下層はフィルター残渣である。

（５）鹸化反応：溶液に０．５％苛性ソーダを過剰量添加して十分な鹸化反応を行い、油脂を除去する。鹸化反応溶液を水で洗浄し、洗浄液中の石鹸濃度が１０ｐｐｍ未満になるまで石鹸を除去し、β−カロチン湿潤結晶を得る。

（6）精製・乾燥：（5）で得られたβ-カロテン粗生成物に水、エタノール、苛性ソーダを加え、攪拌した後、蒸発器で蒸発させてβ-カロテン精製生成物を得る。試験の結果、得られたβ-カロテン結晶の純度は96.6％であり、有機溶媒は含まれていない。