β-胡萝卜素的生产方法与应用进展

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1、万方数据第19卷第4期2006年8月山东科学SHANDONGSCⅡ烈CEV01．19No．4AI唱．2006文章编号：1002．4026(2006)04-0031．05』3一胡萝卜素的生产方法与应用进展邬春艳1，刘可春2，赵春燕1(1．沈阳农业大学，辽宁沈阳110161；2．山东省科学院生物研究所，山东济南250014)摘要：本文主要介绍了p胡萝卜素的六种生产制备方法(化学合成法、藻类培养法、植物提取法、植物细胞培养法、微生物发酵法和基因工程法)及其在医药、食品、饲料和化妆品等领域的应用。关键词：p胡萝b素；生产；应用中图分类号：TS2

2、01．2文献标识码：Ap．胡萝卜素是类胡萝b素家族中的典型代表，稀溶液呈橙黄色，不溶于水，易溶于二硫化碳、氯仿、己烷、植物油等有机溶剂，分子式为C40取。p胡萝b素广泛存在于植物、藻类、真菌和细菌中，但在动物和人体内不能合成，只能从外界摄取。肛胡萝卜素以其抗氧化和着色双重功能被广泛应用于医药、食品、饲料和化妆品等领域，对人类健康具有十分重要的意义。近年来，随着p胡萝b素的更多保健和药用功能的发现及人们对天然食品添加剂的追求，有关p胡萝卜素方面的研究也越来越受重视。本文主要概述了p一胡萝b素的生产方法及其应用。113．胡萝卜素的生产方法1

3、．1化学合成法化学合成法是指采用有机化工原料，通过化学反应，合成p．胡萝b素。目前工业上主要采用以p紫罗兰酮或维生素A及其衍生物为原料进行生产，如瑞典Roche公司以p紫罗兰酮为原料，经过c，9+Q+C，，Grignard反应合成，总产率达21％(以p．紫罗兰酮计)，德国BASF公司以p．紫罗兰酮为原料，按c，，+C。。+c。，方式经Wittig反应合成，收率达25％[1]。化学合成法生产的产品纯度高、色素稳定性好、易于调配，成本低，已被广泛应用于食品和化妆品的着色。1．2微藻培养法微藻经过光照培养后，使其体内合成并积累大量的8．胡萝b

4、素，常用的微藻有盐藻和螺旋藻等。1．2．1盐藻盐藻是一种富含13．胡萝卜素的耐盐性微藻，它浮游在海水、盐湖中，常采用的盐藻有盐生杜氏藻(D．Salina)、巴氏杜氏藻(D．Bardawil)等。杜氏盐藻属于绿藻门，多毛藻科，现已有十几种，其p．胡萝卜素含量最高的可达细胞干重的13％12j，因而是提取天然p．胡萝b素的理想原料。早期人们主要注重培养条件和提取工艺方面的研究[3]，周世水等[4]采用二步法培养大大提高了p．胡萝b素的产量，使p胡萝b素产量达到38．5mg·L～，比高密度粗放直接培养所得到的产量高出1倍以上。孙福征等[51采用

5、紫外辐射诱导巴氏杜氏藻，获得的突变株p．胡萝b素含量为出发菌株的15．5倍。但由于受产地和季节限制，口一胡萝b素的产量受到了制约。收稿日期：2006-03-02作者简介：邬春艳(1978一)，女，硕士研究生，研究方向为食品生物技术。万方数据32山东科学2006钜1．2．2螺旋藻螺旋藻是一种多细胞丝状体蓝藻，主要分布于热带高温的碱水湖中。螺旋藻生长速度快，养殖周期短，一般7～10d就可采收。螺旋藻中的p胡萝卜素含量是胡萝卜的10倍，但由于盐藻藻体中甘油及蛋白质含量高，是p胡萝b素含量的3倍多，因此采用盐藻生产高纯度的p．胡萝b素比较困难。

6、梁静娟等人[61对培养的钝顶螺旋藻(勋i删船platenis)进行有机溶剂提取试验，结果发现，丙酮一甲醇(7：2，V：V)的提取效果最佳，可快速将色素抽提出来，再经乙醚和5％NaCl水溶液分离纯化后可得纯度较高的j3．胡萝b素，其产量为6．75mg·g。1干螺旋藻，提取率为75％。1．3植物提取法以富含8一胡萝b素的天然植物或其下脚料为原料，采用有机溶剂(如石油醚、氯仿、丙酮、乙醚、乙醇等)提取，可以获得p．胡萝b素。研究表明：不同有机溶剂萃取，其效率不同，利用石油醚．丙酮液浸提宁夏枸杞子中的p胡萝卜素，收率为9．59mg·(1009)

7、～；采用苯一正己烷浸提，收率高达96．00mg·(1009)一(99．24％为B一胡萝卜素)n]。据报道若采用超I临界萃取可大大提高产率，同时具有速度快、无污染、工艺简单、萃取物色味纯正等优点[8]。目前，很多植物体可作为提取8．胡萝b素的原料，如胡萝b、棕榈、沙棘、马铃薯、玉米等，但由于原料中有效成分低，生产成本高，难以大规模生产。1．4植物细胞培养法以含胡萝卜素较丰富的器官作为外植体，诱导出愈伤组织，在适宜的液体培养基中进行悬浮培养以生产口．胡萝b素。KeijiVujino等人[93使用几种培养容器(生物反应器)培养胡萝b细胞，发现

8、对数期细胞比静止期细胞产p一胡萝卜素的量高；用半连续培养法培养细胞，得细胞净重9459，p一胡萝卜素产量28299(6．26ttg．d一)，比分批培养高7．5倍。1．5微生物发酵法微生物发酵法(也叫生物合成