β-胡萝卜素

武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.β-胡萝卜素的生理功能、制备以及在食品工业中的应用武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.主要内容•1、β-胡萝卜素的结构与理化性质•2、β-胡萝卜素的生理功能•3、β-胡萝卜素的制备方法•4、β-胡萝卜素剂型的研究现状•5、β-胡萝卜素的应用•6、β-胡萝卜素的市场前景武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.一、β-胡萝卜素的结构与理化性质分子式：C40H56分子量：536.88武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.β-胡萝卜素的物理性质对光、热及氧不稳定在弱碱情况下较稳定不溶于水、甘油溶于氯仿、已烷及植物油熔点176～182℃武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.β-胡萝卜素晶体武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.二、β-胡萝卜素的生理功能（一）β-胡萝卜素是维生素A的前体，是人体维生素A的主要来源。1β-胡萝卜素2维生素A酶1、维生素A与正常视觉有密切关系2、维生素A还与上皮细胞的正常形成有关3、维生素A还有促进组织蛋白质的合成，加速生长发育，增强机体抵抗力的作用武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.人体对食品中的β-c的吸收率只有33％可利用的β-c转化成VitA的转化率为1/2人体对β-c的利用率只有1／61mgβ-c≈0.167mg（即1/6）VitAβ-胡萝卜素在人体内的吸收利用率各种不同胡萝卜素的转化效率不一样，其中以β-c的维生素A的生物效价最高，对机体营养最重要，若以β-c为100，则α-c为53，γ-c为27。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.（二）β-胡萝卜素具有抗氧化作用。•β-胡萝卜素的抗氧化性主要表现在它具有清除自由基的能力自由基是“任何含有不成对电子而能单独存在的物质”。自由基由于含有不成对的电子，所以性质异常活跃，它可损伤核酸、蛋白质、细胞膜、细胞，导致细胞突变或死亡，从而导致细胞功能的下降，机体的衰老以及疾病的发生。目前较为确定与自由基有关的疾病包括肾脏病、动脉硬化、缺血性心脏病、糖尿病、癌症、高血压等等。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.•β-胡萝卜素分子中含有多个双键，在光、热、氧气及活泼性较强的自由基离子的存在下，易被氧化，从而使活性氧变成稳定的氧分子，保护机体不被破坏。•类胡萝卜素可以清除自由基以及淬灭单线态氧的活性受到了普遍的关注。现己知1分子β-胡萝卜素可抑制1000个分子的活性氧，同时还可作为一种弱氧化剂直接与自由基反应，阻止自由基的连锁反应，从而减少它对细胞的损伤。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.（三）具有增强人体免疫力的作用•流行病学研究发现：吃富含β-胡萝卜素的食物可降低肺癌发病率，增强生物机体的特异性及非特异性免疫功能。•1990年在日本召开的第九次国际胡萝卜素会议上，与会科学家在开发天然胡萝卜素抗癌取得了惊人的一致。在11项流行病学研究报告中，有10项说明经常食用富含胡萝卜素的蔬菜、水果，可有效阻止肺癌发病率。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.（四）对孕幼健康和视力的保护作用•孕妇补充β-胡萝卜素对婴幼儿的视力和发育提供保障，加强新生儿的辨色能力；•促进幼儿的生长发育、骨细胞的分化发育；•经由对蛋白质合成影响促进软组织的发育；•可维持及促进上皮组织的健康防止感染；•维护免疫力的正常发挥；•维持牙齿及牙床的健康。•补充β-胡萝卜素比维生素A安全。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.（五）用于人体对视力和健康的保护作用•对儿童、青少年视力的保护和发育提供保障；•用于老年性白内障、黄褐斑病变的预防和治疗；（有效率83％）•预防和抵抗心血管疾病；•提高免疫力，预防呼吸道疾病；•预防辐射病，帮助癌症病人的治疗。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.作为营养补充剂•适宜人群：孕妇、乳母、18岁以下人群；•按营养素推荐量（RNI）的1/3~2/3水平：最低：1.5mg/日.人；最高：7.5mg/日.人武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.以维生素A的RNI为标准年龄范围推荐使用量（单位：μgRE）1岁以下4001～10岁500～70010～18岁800孕妇早期800中期900晚期900乳母1200武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.（六）作为饲料添加剂有一定的特异功能在用不含胡萝卜素饲料喂养的母牛时，经常观察到“无症状”的发热，以及延期排卵，卵泡囊肿，拖延和减少黄体的形成，严重时，可导致繁殖障碍，胎盘停滞。所有的这些症状均可以通过在饲料中添加β-胡萝卜素而加以纠正；吃了富含β-胡萝卜素饲料的产蛋鸡可提高产蛋率，且蛋黄颜色加深，这是因为鸡能把未水解为维生素A的过量胡萝卜素储备起来。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.三、β-胡萝卜素的制备方法化学合成微生物发酵法天然制取盐藻养殖提取天然植物物萃取法武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.（一）化学合成法1、以β-紫罗兰酮为原料（Roche法）2、以维生素A醋酸酯为原料（BASF法）根据近年来的研究报道，合成品中的β-胡萝卜素为全反式构型，而天然β-胡萝卜素除有全反式构型外，还含有程度不同的9-顺式和15-顺式构型。研究表明：不含9-顺式β-胡萝卜素的合成β-胡萝卜素，与天然β-胡萝卜素相比有较弱的抗遗传毒性，高剂量时自身还有明显的毒性。而含9-顺式β-胡萝卜素的天然β-胡萝卜素，即使在高剂量区也无明显遗传毒性。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.化学合成法生产β-胡萝卜素的主要生产企业瑞士Roche350吨/年德国BASF150吨/年武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.•以杜氏藻养殖、提取生产β-胡萝卜素等需要高光照、高浓度盐分的海水环境等条件。•美国、以色列、澳大利亚、日本等•国家都有通过大面积培养杜氏盐•藻来获得天然β-胡萝卜素的工厂。•全球适合的地理环境资源极为有限。（一）天然制取-从杜氏盐藻中提取武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.•一是从天然植物中提取：胡萝卜、枸杞、马铃薯、玉米等。•二是棕榈油中提取：棕榈油中含有约600mg/kg的β-胡萝卜素。日本狮子公司已建立起工业化生产装置，通过萃取、膜浓缩等分离程序获得β-胡萝卜素产品植物中含量低，目前工业化生产成本高。（二）天然制取-天然植物物萃取法武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.（三）微生物发酵法•微生物发酵法（又称生物合成法）是指利用微生物培养技术，通过微生物的培养，在其体内合成β-胡萝卜素，然后自微生物体内分离得到。•发酵法生产β-胡萝卜素主要用菌株:三孢布拉霉菌(Blakesleatrispora)克拉克须霉菌(Phycomyocesblakeskeanus)红酵母(Rhodotorula)武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.培养基灭菌一级种子培养斜面培养包装物料储存脱溶包装物料接收结晶烘干发酵离心烘干抽提皂化水化水洗油剂包装结晶入库纯净水发酵、提取生产工艺流程武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.微生物发酵法特点1、采用微生物方法进行生产，节省劳力，不受季节和气候变化的限制，生产成本低，能连续大规模的工业生产，节约环境资源。2、微生物生长所需的原料丰富、价格便宜，如淀粉、糖类，特别是农副产品、食品工业原料、造纸工业的废弃物都可以加以利用，从而有利于农业发展和保护环境。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.武汉星辰现代生物工程有限公司是国内唯一实现了β-胡萝卜素的产业化生产的企业武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.四、β-胡萝卜素剂型的研究现状β胡萝卜素剂型β-胡萝卜素油悬液β-胡萝卜素微胶囊粉剂β-胡萝卜素乳剂β-胡萝卜素微丸β-胡萝卜素晶体武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.1、β-胡萝卜素油悬液β-胡萝卜素油悬液为砖红色的粘稠液体，一般含β-胡萝卜素30%。β-胡萝卜素油悬液是油溶性产品，主要应用于油基食品，包括奶油、人造奶油、食用油等，也可用于蛋糕、夹心、调味酱、沙拉酱等。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.2、β-胡萝卜素乳剂•β-胡萝卜素乳剂是以β-胡萝卜素油悬液为原料，加入抗氧化剂、乳化淀粉、胶体、去离子水等，经乳化均质后制成的粒径细小而均匀的O/W型乳状液。•由于β-胡萝卜素乳液使用时可直接加入食品液体成分中，不需要制作储备液步骤，使用更加方便，因此更加受到关注。武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.乳浊液的制备+++乳化设备混合混合OilOilWaterWaterEmulsion武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.关于乳状液乳状液O/W型W/O型武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.乳状液的稳定性•乳状液的稳定性对贮存、运输和使用有重要的意义。•乳状液的不稳定的主要表现形式：分层絮凝聚结武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.β-胡萝卜素乳剂工艺流程原辅料储存原辅料接收包装物料储存内包包装物料接收油相配制融解剪切混合降温冷却均质过滤外包入库纯净水水相配制武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.β-胡萝卜素乳剂显微镜观察粒径细小分布均匀粒径分布不均匀武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.与国际知名公司的乳剂产品高速离心对比国际知名公司样品（每图左1、2）；星辰现代生物样品（每图右3、4）武汉星辰现代生物工程有限公司WuhanStarsModernBio-engineeringCo.,Ltd.亚微米β-胡萝卜素乳状液粒径大小与分布Fig.1theparticlesi