Filtrarea, spălarea și uscarea trei-în-unu rezolvă problemele tehnice ale extracției și purificării β-carotenului

β-carotenul este un carotenoid liposolubil cu formula moleculară C40H54 și masa moleculară relativă de 536,88. Este ușor solubil în clorură de metilen, cloroform și disulfură de carbon. β-carotenul este o sursă importantă de vitamina A în organismul uman. Are funcții fiziologice precum protejarea vederii, prevenirea cancerului, acțiunea anticancerigenă, anti-îmbătrânire, prevenirea și tratarea cataractei, acțiunea antiradiațională și îmbunătățirea imunității. Datorită numeroaselor funcții ale β-carotenului, domeniul său de aplicare s-a mutat treptat de la agentul original de colorare alimentară la cele patru domenii principale: furaje, alimente nutritive, produse pentru sănătate și medicină, fiind recunoscut pe scară largă de către consumatori.

În prezent, β-carotenul este extras în principal din cartofi dulci și morcovi. Cu toate acestea, chiar și în cazul soiurilor cu conținut ridicat de β-caroten, conținutul de β-caroten este foarte scăzut, doar aproximativ 40 mg/kg, iar procesul de purificare este complicat. Prin fermentarea microbiană, β-carotenul se poate acumula până la 5% până la 10% din greutatea uscată a bacteriilor, deci are o semnificație importantă pentru cercetare.

Indiferent dacă se extrage β-carotenul din morcovi sau din microorganisme, procesul actual utilizează în principal extracția cu solvent organic.

Deoarece β-carotenul are o solubilitate redusă în solvenții organici utilizați în mod obișnuit în industria alimentară, este necesară utilizarea unei cantități mari de solvent pentru extracție. Metoda obișnuită de extracție a β-carotenului existent constă în ruperea peretelui celular al miceliului umed obținut prin filtrarea bulionului de fermentație, deshidratarea acestuia cu un agent deshidratant după separarea solid-lichid și apoi extragerea β-carotenului cu un solvent. După uscare, se obțin cristale de β-caroten. Această metodă utilizează o cantitate mare de solvenți organici în procesul de extracție, care nu numai că consumă energie și costuri de producție ridicate, dar este și dificil de separat solvenții. Concentrația reziduală de solvenți în cristalele finite este mare, ceea ce poate cauza riscuri pentru siguranța alimentară.

Nou proces de extracție și purificare a β-carotenului Etape specifice

Pentru a rezolva problemele tehnice ale extracției și purificării β-carotenului, procesul complet automat de preparare triplă: filtrare, spălare și uscare este simplu și ușor, cu marje de profit mari, promovare ușoară și perspective largi de piață. Etapele specifice ale noului proces sunt următoarele:

(1) Etapa de curățare: curățarea materiilor prime colectate și îndepărtarea impurităților;

(2) Etapa de extracție cu solvent: adăugarea unui solvent organic la materia primă pentru extracția la reflux sau extracția cu ultrasunete;

(3) Etapa de rupere a peretelui: adăugați 0,25% protează din greutatea uscată a bacteriilor la soluția concentrată, agitați și reacționați la 35°C timp de 4 ore pentru a rupe peretele, iar dimensiunea medie a particulelor bacteriilor ajunge la 575 μm;

(4) Etapa de purificare: produsul din etapa (3) este separat într-un sistem complet automat de spălare și uscare a filtrului, trei în unu, stratul superior fiind supernatantul portocaliu, iar stratul inferior fiind reziduul de filtrare;

(5) Reacția de saponificare: adăugarea unei concentrații masice excesive la soluție de 0,5% leșie este necesară pentru a realiza o reacție de saponificare suficientă pentru a îndepărta grăsimea; soluția de reacție de saponificare este spălată cu apă pentru a îndepărta săpunul până când concentrația de săpun din lichidul de spălare este mai mică de 10 ppm pentru a obține cristale β-umede de caroten;

(6) Purificare și uscare: se adaugă apă, etanol și sodă de sodiu la produsul brut de β-caroten obținut în etapa (5), se agită, apoi se introduce într-un evaporator pentru a se evapora, obținându-se produsul rafinat de β-caroten. După testare, cristalul de β-caroten finit are o puritate de 96,6% și nu conține niciun solvent organic.