Получение водорастворимого порошка β-каротина. Запатентованное оборудование: фильтрация, промывка и сушка «три в одном».

β-каротин может использоваться в качестве пищевой добавки и красителя. β-каротин — это нетоксичная, безопасная и питательная пищевая добавка, признанная Продовольственной и сельскохозяйственной организацией ООН и Объединенным комитетом по пищевым добавкам Всемирной организации здравоохранения. Его использование одобрено в 52 странах и регионах мира.

β-каротин широко используется в пищевой, кормовой, медицинской и косметической промышленности.

В настоящее время для получения β-каротина используются такие методы, как природная экстракция, химический синтез и микробная ферментация. Однако сейчас β-каротин в основном извлекают из сладкого картофеля и моркови. Содержание β-каротина в них очень низкое, всего около 40 мг/кг, а процесс очистки сложен. При использовании микробной ферментации β-каротин может накапливаться в количестве от 5% до 10% от сухого веса бактерий, поэтому он имеет важное исследовательское значение.

При извлечении β-каротина из моркови или микроорганизмов в настоящее время в основном используется экстракция органическими растворителями.

Поскольку β-каротин плохо растворяется в органических растворителях, обычно используемых в пищевой промышленности, для его экстракции требуется большое количество растворителя. Распространенный метод экстракции β-каротина заключается в разрушении клеточной стенки влажного мицелия, полученного путем фильтрации ферментационной среды, обезвоживании его с помощью дегидратирующего агента после разделения твердой и жидкой фаз, а затем экстракции β-каротина растворителем. После сушки получают кристаллы β-каротина. Этот метод использует большое количество органических растворителей в процессе экстракции, что не только потребляет много энергии и производственных затрат, но и затрудняет разделение растворителей. Остаточная концентрация растворителей в готовых кристаллах высока, что может представлять опасность для пищевых продуктов.

Способ получения водорастворимого порошка β-каротина «три в одном» путем фильтрации, промывки и сушки. Конкретные этапы.

Для решения технических проблем экстракции и очистки β-каротина был разработан полностью автоматизированный трехэтапный процесс подготовки, включающий фильтрацию, промывку и сушку. Этот процесс отличается простотой и легкостью, высокой рентабельностью, простотой внедрения и широкими рыночными перспективами. Конкретные этапы нового процесса следующие:

(1) Этап очистки: очистить собранное сырье и удалить примеси;

(2) Этап экстракции растворителем: добавление органического растворителя к исходному материалу для экстракции с обратным холодильником или ультразвуковой экстракции;

(3) Этап разрушения стенки: добавить протеазу в количестве 0,25 мас.% от сухого веса бактерий к концентрированному раствору, перемешать и провести реакцию при 35°C в течение 4 часов для разрушения стенки, при этом средний размер частиц бактерий достигает 575 мкм;

(4) Этап очистки: разделение продукта этапа (3) в полностью автоматическом режиме фильтрации, промывки и сушки «три в одном»: верхний слой – оранжевый супернатант, а нижний слой – остаток после фильтрации;

(5) Реакция омыления: добавить к раствору избыточную массовую концентрацию щелочи 0,5% для проведения достаточной реакции омыления для удаления жира; промыть раствор реакции омыления водой для удаления мыла до тех пор, пока концентрация мыла в промывочной жидкости не станет менее 10 ppm для получения β-влажных кристаллов каротина;

(6) Очистка и сушка: к полученному на этапе (5) неочищенному β-каротину добавить воду, этанол и щелочь, перемешать, а затем поместить в испаритель для выпаривания с целью получения очищенного β-каротина. После проверки полученный кристалл β-каротина имеет чистоту 96,6% и не содержит органических растворителей.