여과, 세척, 건조의 3중 공정으로 β-카로틴의 추출 및 정제 공정을 해결합니다.

베타카로틴은 지용성 카로티노이드의 일종으로 인체 내 비타민 A의 중요한 공급원입니다. 시력 보호, 암 예방, 항암, 노화 방지, 백내장 예방, 방사선 차단, 면역력 증진 등 다양한 생리적 기능을 가지고 있습니다. 이러한 다양한 기능 덕분에 베타카로틴은 기존의 식품 착색제에서 사료, 영양식품, 건강기능식품, 의약품 등 4대 분야로 활용 범위가 점차 확대되어 소비자들에게 널리 인정받고 있습니다.

현재 베타카로틴은 주로 고구마와 당근에서 추출됩니다. 그러나 베타카로틴 함량이 높은 품종이라 하더라도 그 함량은 약 40mg/kg 정도로 매우 낮고, 정제 과정 또한 복잡합니다.

미생물 발효를 이용하면 박테리아 건조 중량 기준으로 베타카로틴을 5~10%까지 축적할 수 있으므로 이는 중요한 연구적 의미를 지닌다.

당근이나 미생물에서 베타카로틴을 추출하는 현재의 공정은 주로 유기 용매 추출법을 사용합니다. 베타카로틴은 식품 산업에서 흔히 사용되는 유기 용매에 용해도가 낮기 때문에 추출에 많은 양의 용매가 필요합니다.

기존 베타카로틴 추출 방법은 발효액을 여과하여 얻은 습윤 균사체의 세포벽을 파괴하고, 고액 분리 후 탈수제를 사용하여 탈수시킨 다음, 용매로 베타카로틴을 추출하는 것입니다. 건조 후 베타카로틴 결정을 얻습니다. 이 방법은 추출 과정에서 다량의 유기 용매를 사용하기 때문에 에너지 소비와 생산 비용이 높을 뿐만 아니라 용매 분리가 어렵습니다. 또한, 최종 결정에 용매 잔류 농도가 높아 식품 안전에 위험을 초래할 수 있습니다.

베타카로틴 추출 및 정제의 새로운 공정 구체적인 단계

베타카로틴 추출 및 정제의 기술적 문제를 해결하기 위해, 여과, 세척, 건조를 한 번에 처리하는 완전 자동 3in1 제조 공정은 간단하고 용이하며, 높은 수익률과 손쉬운 보급, 그리고 폭넓은 시장 전망을 제공합니다.

새로운 프로세스의 구체적인 단계는 다음과 같습니다.

(1) 세척 단계: 수집된 원료를 세척하고 불순물을 제거합니다.

(2) 용매 추출 단계: 환류 추출 또는 초음파 추출을 위해 원료에 유기 용매를 첨가합니다.

(3) 벽 파괴 단계: 농축 용액에 박테리아 건조 중량의 0.25wt% 프로테아제를 첨가하고 35°C에서 4시간 동안 교반 및 반응시켜 벽을 파괴하고 박테리아의 평균 입자 크기가 575μm에 도달합니다.

(4) 정제 단계: 단계 (3)의 생성물은 완전 자동 필터 세척 및 건조 3-in-1에서 분리되며, 상층은 주황색 상등액이고 하층은 필터 잔류물입니다.

(5) 비누화 반응: 용액에 과량의 질량 농도를 첨가하여 0.5% 가성소다를 첨가하여 충분한 비누화 반응을 수행하여 기름을 제거합니다. 비누화 반응 용액을 물로 세척하여 세척액의 비누 농도가 10ppm 미만이 될 때까지 비누를 제거하여 카로틴의 β-습식 결정을 얻습니다.

(6) 정제 및 건조: 단계 (5)에서 얻은 β-카로틴 조생성물에 물, 에탄올 및 가성소다를 첨가하고 교반한 다음 증발기에 넣어 증발시켜 정제된 β-카로틴 생성물을 얻는다. 시험 결과, 완성된 β-카로틴 결정은 순도 96.6%이며 유기 용매를 함유하지 않는다.