摘要：葉黃素是從萬壽菊中提取的一種天然色素，屬于類胡蘿卜素，其主要成分為黃體素，具有色澤鮮艷、抗氧化、穩(wěn)定性強(qiáng)、無毒害、安全性高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于食品添加劑、飼料添加劑、化妝品、醫(yī)藥保健品等領(lǐng)域。 采用四號(hào)溶劑浸出工藝技術(shù)，常溫下從萬壽菊中提取葉黃素，低溫浸出脫溶，葉黃素不被破壞。
關(guān)鍵詞：丁烷溶劑 萬壽菊 葉黃素 低溫浸出
葉黃素(xanthophy)是從萬壽菊花中提取的一種天然色素，是一種無維生素Ａ活性的類胡蘿卜素，其用途非常廣泛，主要性能在于它的著色性和抗氧化性。它具有色澤鮮艷、抗氧化、穩(wěn)定性強(qiáng)、無毒害、安全性高等特點(diǎn)，能夠延緩老年人因黃斑退化而引起的視力退化和失明癥，以及因機(jī)體衰老引發(fā)的心血管硬化、冠心病和腫瘤疾病。葉黃素作為一種天然抗氧化劑既起到一般抗氧化劑的作用又有其獨(dú)特的生理功能，在防止自由基損害、心血管病，以及癌癥方面帶來不少創(chuàng)新的功能價(jià)值，是食品營養(yǎng)保健劑。此外，葉黃素還可以應(yīng)用在化妝品、飼料、醫(yī)藥、水產(chǎn)品等行業(yè)中。葉黃素的高使用價(jià)值使眾多研究人員致力于它的開發(fā)。近年來越來越趨向于從天然植物中直接提取葉黃素。
萬壽菊(marigold)--菊科萬壽菊屬 , 原產(chǎn)墨西哥，為一年生草本植物，含有豐富的葉黃素，是一個(gè)極好的葉黃素來源，是生產(chǎn)開發(fā)葉黃素的理想原料。采用物理方法從天然植物萬壽菊中提取葉黃素，安全無毒，完全符合FA0/WHO有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，具備有效性、科學(xué)性、安全性、穩(wěn)定性。
1. 預(yù)處理工藝技術(shù)
1.1 工藝流程
鮮花采摘 -->保鮮發(fā)酵 -->去水干燥 -->粉碎造粒
1.2 工藝說明
鮮花采摘：萬壽菊在鮮花期葉黃素的含量高，為了大限度的提取葉黃素，本工藝生產(chǎn)用萬壽菊花采用鮮花。
保鮮發(fā)酵: 萬壽菊花中的水分，直接影響葉黃素的提取。保鮮發(fā)酵法在保證不損失葉黃素的前提下，將大部分水分與花朵分離。該道工藝的特點(diǎn)是盡可能分離花朵中的水分，花朵仍保持色澤鮮艷。
去水干燥：發(fā)酵后的萬壽菊花經(jīng)過擠壓機(jī)進(jìn)一步去水，然后到烘干機(jī)去烘干干燥。該道工藝的要點(diǎn)是烘干溫度和擠壓機(jī)的工作壓力，烘干溫度（原料菊花）超過60℃或擠壓機(jī)的工作壓力過高，都會(huì)造成葉黃素的損失。在滿足粉碎的要求和保持菊花水分8～10%的條件下，盡可能降低烘干溫度和擠壓機(jī)的工作壓力。
粉碎造粒： 干燥后的菊花，為滿足浸出的工藝要求，提高葉黃素的得率，還要進(jìn)行粉碎造粒。該道工藝要控制溫度不能超過60℃，同時(shí)為降低溫度和水分，物料的輸送好用風(fēng)力。
2. 提取葉黃素新工藝技術(shù)
2.1 晶華丁烷混合溶劑的工藝特性
表2 理化性質(zhì)參數(shù)表
項(xiàng)目 | 單位 | 丙烷 | 丁烷 |
化學(xué)式 |
| C3H8 | C4H10 |
分子量 |
| 44.86 | 58.08 |
液體比重 | 30℃ | 0.4840 | 0.5680 |
液體粘度 | Pa..S(30℃) | 0.010 | 0.016 |
液體比熱 | KJ/Kg(30℃) | 3.06 | 2.55 |
液體張力 | N/m(30℃)10-7 | 6 | 11.2 |
沸 點(diǎn) | ℃ | -42.17 | -0.50 |
介電常數(shù) |
| 1.69 | 1.78 |
氣化潛熱 | KJ/Kg(30℃) | 329 | 358.4 |
30℃下蒸汽壓 | MPa | 1.09 | 0.32 |
4號(hào)溶劑的主要成分為液化丁烷和丙烷。該溶劑中組分的沸點(diǎn)大多在0℃以下，其中丙烷沸點(diǎn)-42.07℃，丁烷的沸點(diǎn)為-0.5℃，在常溫常壓下為氣體，加壓后為液態(tài)。葉黃素屬于熱敏性物質(zhì)，怕光怕熱，極易氧化變質(zhì)，它的理化特性決定了生產(chǎn)過程必須在封閉和常溫下進(jìn)行。
該浸出工藝是一項(xiàng)新興的技術(shù)，該技術(shù)是在低溫下完成溶劑與浸出物的分離。其基本原理是：在常溫和一定壓力（0.3 MPa～0.8 MPa）下，用丁烷溶劑逆流浸出萬壽菊顆粒，然后減壓使萬壽菊和葉黃素中的溶劑分別氣化，從而完成萬壽菊和葉黃素與溶劑分離，分離出的溶劑氣體經(jīng)壓縮冷凝后變成液體，可以循環(huán)利用。脫溶過程中因溶劑氣化所需吸收的熱量一部分來自系統(tǒng)本身，另一部分由供熱系統(tǒng)供給。
2.2 工藝流程
菊花胚料 --> 浸出 --> 濕粕脫溶 --> 菊花粕 --> 混合油 --> 蒸發(fā)脫溶 --> 葉黃素
2.3 工藝說明
由于丁烷溶劑在常溫下有一定的壓力，所以整個(gè)浸出工藝的執(zhí)行都是在壓力容器內(nèi)進(jìn)行的。
浸出：浸出工藝是在壓力容器----浸出罐內(nèi)進(jìn)行的，屬于罐組式間隙生產(chǎn)，浸出罐進(jìn)出物料、溶劑或混合油的進(jìn)出都是間歇的。根據(jù)菊花胚料的理化特性，一般按逆流五浸工藝進(jìn)行作物，即遍、第二遍、第三遍分別用上一罐浸出的第三遍、第四遍、第五遍混合油浸泡（若是剛開車，前面三遍都是用新鮮溶劑浸出），第四遍和第五遍用新鮮溶劑浸泡，每遍浸泡30分鐘。遍和第二遍浸出的混合油分別打到蒸發(fā)罐內(nèi)，其余三遍打到其它浸出罐或混合油暫存罐（一個(gè)或兩個(gè)浸出罐生產(chǎn)操作時(shí)須有暫存罐）。浸出溫度為常溫35～40℃，壓力為0.3～0.8(Mpa)。為了提高浸出效果，浸泡當(dāng)中可適當(dāng)進(jìn)行攪拌，有利于提高工藝效果。溶劑比按1:(1.2～1.5)，后控制菊花粕中葉黃素的殘留達(dá)到0.8%以下。
混合油蒸發(fā)：混合油的蒸發(fā)是利用蒸發(fā)罐內(nèi)壓力降低時(shí)溶劑由液態(tài)變成氣態(tài)從混合油中揮發(fā)出來因而得到葉黃素的一個(gè)過程，所需熱量用循環(huán)熱水來補(bǔ)充。這個(gè)過程不能直接用蒸汽來加熱，以免破壞葉黃素等熱敏性成份。在整個(gè)混合油蒸發(fā)過程中，溫度一定要控制在35℃～40℃之間，以免制得的葉黃素因溫度過低絮凝變稠而影響工藝操作。
濕粕脫溶：濕粕脫溶也是利用四號(hào)溶劑在常溫下壓力降低時(shí)由液態(tài)變成氣態(tài)、氣態(tài)的溶劑經(jīng)壓縮機(jī)壓縮冷凝后又變成液態(tài)的性質(zhì)進(jìn)行的。粕脫溶是一個(gè)吸熱過程，因此在脫溶時(shí)，需向浸出罐中的菊花粕補(bǔ)充一定的熱量，并進(jìn)行慢速攪拌。
3. 結(jié)束語
用丁烷溶劑浸出工藝技術(shù)制取的葉黃素，在從蒸發(fā)罐（密封狀態(tài)）中向外轉(zhuǎn)移時(shí)，應(yīng)即時(shí)加入抗氧化劑，防止葉黃素氧化變色。該工藝技術(shù)能生產(chǎn)提取收率超過97%的葉黃素，葉黃素不變質(zhì)變色，葉黃素中溶劑殘留小于1ppm,質(zhì)量完全符合實(shí)用和醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)；目前，應(yīng)用該技術(shù)建成的項(xiàng)目生產(chǎn)出來的葉黃素已全部出口美國和日本。
目前，國際市場上，1克葉黃素的價(jià)格與1克黃金相當(dāng)。葉黃素的高使用價(jià)值和日益廣泛的用途，使葉黃素的開發(fā)生產(chǎn)呈現(xiàn)出一片光明的前景，極有可能形成一條具有很強(qiáng)市場競爭力的產(chǎn)業(yè)鏈。
端木經(jīng)理 18837251012
