[發明專利]制備β-胡蘿卜素的方法

有效

• 申請號: 201410803521.0
• 申請日: 2014-12-23
• 公開（公告）號: CN104557648A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 李翔宇;田勇;汪志明;陸姝歡;周強;易德偉
• 申請（專利權）人: 嘉必優生物工程（武漢）有限公司
• 主分類號: C07C403/24
• 分類號: C07C403/24;C12P23/00;C12R1/89;C12R1/645
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技術領域

本發明涉及一種制備β-胡蘿卜素的方法，特別是涉及一種利用微生物菌種發酵；來制備β-胡蘿卜素的方法。

背景技術

類胡蘿卜素是一種廣泛存在于植物、動物、微生物中，與人體的健康密切相關的營養物質，它主要包括β-胡蘿卜素、番茄紅素、葉黃素等。類胡羅卜素不僅具有抗癌、抗氧化等很高的藥用價值，而且還是人體維生素A的重要來源。類胡蘿卜素作為食品添加劑和營養增強劑，已經得到FDA、歐洲共同體、WHO等國際組織的認可，近年來更是被廣泛地應用于醫藥、食品、保健品及化妝品等領域。

天然的β-胡蘿卜素主要來自于植物。但是，植物性原料存在供應不足，含量低等缺點，無法在工業上進行大規模利用。微生物具有生長繁殖快、含量高、不受季節性影響等優點，因此，利用微生物發酵生產β-胡蘿卜素是一種理想的方法。

目前，提取三孢布拉霉菌中的β-胡蘿卜素的主要工藝包括：菌體干燥、細胞破碎、有機溶劑提取及濃縮回收等。得到粗提物后，冷卻析晶、分離純化等步驟得到高含量的晶體。中國專利申請第200910135676.0號公開了一種利用三孢布拉霉菌中制備β-胡蘿卜素的方法，使用真空干燥使菌絲體脫水，然后用二氯甲烷提取。但真空干燥能耗大，且二氯甲烷有劇毒，會影響食品的安全。中國專利申請第200910158159.5號公開了一種用一元醇脫水，然后再用有機溶劑提取β-胡蘿卜素的方法。但是，使用一元醇溶液脫水，回收能耗大，成本高，且提取時間長。中國專利申請第201210180281.4號公開了一種采用高壓蒸汽破壁提取β-胡蘿卜素的方法。但是，此方法使用的溫度和壓力都較高，容易使β-胡蘿卜素氧化，影響產品的品質。中國專利申請第201310003309.1號公開了一種用三孢布拉霉菌干菌絲進行磨碎提取的方法，此方法需要將菌絲體烘干，容易造成β-胡蘿卜素氧化損失。

整體來看，現有的以微生物發酵的方式制備β-胡蘿卜素晶體存在以下缺點：工藝復雜，成本高，產品質量難以保證。因此，提供一種新的制備β-胡蘿卜素的方法實為必要。

發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單，低成本的提取β-胡蘿卜素的方法。

為實現上述目的，本發明的制備β-胡蘿卜素的方法，包括如下步驟：將微生物菌種接種發酵；在發酵結束前1-24h，加入生物酶進行破壁；將發酵液進行固液分離，得到濕菌體；將濕菌體和有機溶劑混合后進行循環剪切破碎；將混合液經固液分離，得到萃取液;用大孔吸附樹脂吸附萃取液中的β-胡蘿卜素，吸附完成后，用有機溶劑解析大孔吸附樹脂，得到含有β-胡蘿卜素的解析液；脫除解析液中的溶劑，真空干燥，得到β-胡蘿卜素晶體。

進一步的，上述步驟（1）中，微生物為三孢布拉霉、杜氏鹽藻或紅酵母。

進一步的，上述步驟（2）中，生物酶為蝸牛酶、堿性蛋白酶、幾丁質酶或纖維素酶。

進一步的，上述步驟（4）中，濕菌體和有機溶劑的重量比為1:10-1:20。

進一步的，上述步驟（4）中，破碎后菌體的平均粒徑不高于300um。

進一步的，上述步驟（4）中，有機溶劑為己烷、丁烷、石油醚、乙酸乙酯或丙酮。

本發明的制備β-胡蘿卜素的方法具有以下有益效果：濕菌體采用生物酶破壁與機械破壁相結合的方式，破壁率高，因此β-胡蘿卜素的提取率高；提取過程無需烘干菌體，避免了β-胡蘿卜素的氧化。另一方面，本發明使用大孔吸附樹脂分離純化β-胡蘿卜素，工藝簡單，提取完β-胡蘿卜素的混合油可以作為萃取溶劑循環使用，因此能夠節約成本，降低能耗，且有利于環保。

具體實施方式

下面結合具體實例，對本發明作進一步的詳細說明。

實施例1

以三孢布拉霉菌種作為發酵菌種，依次按下列步驟操作：

1)?將三孢布拉霉接種發酵；發酵結束前1小時，加入發酵液體積0.3%的蝸牛酶；

2)?將發酵結束后得到的發酵液經板框壓濾得到濕菌體；

3)?取300g濕菌體，加入3000ml丁烷，用高速珠磨機循環剪切破碎至菌絲體平均粒徑為300um。

4)?將菌體混合液離心得到萃取液。

5)?在20℃的條件下，用大孔吸附樹脂吸附上述萃取液0.5h。在30℃的條件下，用乙酸乙酯解析大孔吸附樹脂0.5h，得到含有β-胡蘿卜素的解析液。

6)?脫除解析液中的溶劑后，真空干燥得到純度為99.1%的β-胡蘿卜素粉末晶體。

實施例2

以三孢布拉霉菌種作為發酵菌種，依次按下列步驟操作：