超临界二氧化碳层析分离番茄红素和番茄籽油(1)
摘 要：为了免除番茄酱渣分离皮与籽的工序、降低生产成本、提高生产设备的使用效率，本文通过研究番茄红素和番茄籽油在萃取过程中压力、温度、CO2流速、时间4种参数的合理配比，以及层析分离番茄红素的过程中柱前压、柱后压、柱温等条件的优化，尝试超临界CO2流体萃取分离番茄红素和番茄籽油的一步提取法。该方法直接从番茄酱渣废料中提取番茄红素和番茄籽油，得到合理工艺条件：压力30MPa，温度50℃，CO2流速30kg/h，柱前压20MPa，柱后压15MPa，柱温25℃;对番茄皮渣中番茄红素以及番茄籽中番茄红素进行提取分离得到6.2%的番茄素。
关键词：番茄 番茄红素 番茄籽油 超临界CO2流体
番茄作为全球播种最广泛的茄科类作物之一，其果肉含有大量的番茄红素、抗坏血酸和还原糖等成分，故番茄酱等各类番茄加工制品被各国庞大的消费群体所青睐。番茄红素又称ψ-胡萝卜素，属于异戊二烯类化合物，是类胡萝卜素的一种[1]。番茄红素具有抗氧化和预防衰老的特殊功效，不仅对癌症有抑制功效，还能间接提高人体免疫力，可作为提高人体自身机能的保健品。在食品和药品中，番茄红素可起到清除氧自由基、抗癌、延缓衰老等作用。自番茄红素问世以来，其在医疗领域的研究逐渐走向热门，因此，掌握番茄红素的生产和纯化工艺，就能有效占领一个空前的制高点。
, 百拇医药
番茄籽油主要由约75%的不饱和脂肪酸和约25%的饱和脂肪酸组成[2]。不饱和脂肪酸可以改变脂蛋白的分子排列结构，促使脂蛋白充分流动起来，从而起到改善血管壁的作用。此外，亚麻酸是组成细胞膜结构脂质所必需的成分，其为类二十烷酸的前体，能预防脑血管阻塞引起的动脉硬化，有效调节高血压。除此之外，其还能有效增强人类机体免疫力[3]。因而，番茄籽油作为保健品也受到人们的青睐。
相关研究表明，全球番茄的产量达3000万吨之多，然而目前多数番茄皮籽仅仅被当作牲畜饲料或土地肥料便宜售给农户，还有部分番茄渣被直接遗弃到大自然中，对环境造成严重污染。因此，在番茄酱加工后的皮籽渣料废弃物中进一步提炼有价值的物质成分，创造性的开发出一种具有保健功能的产品，在解决污染的同时，提高番茄制造业领域的经济效益是现如今番茄加工面临的首要难题[4]。
超临界CO2流体层析技术是依托于超临界CO2流体作为层析操作时的流动相，并且凭借超临界CO2流体可使待分离物质彻底分散的特点作为提取和分离物组分的一门工艺[5]。该技术是1970年以来逐渐新兴起来的一种层析分离技术，其基本原理是利用填充在层析柱中的多孔性固体颗粒(有时也可能是被滞留在载体上的液体物质)，当携带有样品物质的流动相不停的冲击固定相时，样品中待分离组分同时受到流动相的推力以及引力。由于这两种力的共同作用，携带样品物质的流动相在移动的过程中，反复经历“吸附-洗脱-吸附-再洗脱……”的分配过程[6]。若样品中某一物质与固定相集结合紧密，则阻遏力大，那么迁徙速率就迟缓;反之，则迁徙速率就迅速。正是由于这种阻遏力的差别，产生了移动快慢的差别，进而使各物质组分在层析柱中停留的时间产生差别，从而实现各物质组分的分离[7]。
, 百拇医药
超临界CO2流体因其黏度小，扩散系数大，因此分离速度要比液体分离快得多，非常适合固体物质组分的分离和回收;操作参数易于控制，非常方便的通过改变压力和温度来达到;一般可在室温25℃环境下及CO2气体完全覆盖的条件下进行分离和提取，且能够防止一些热敏性组分的反应或逸出，所以非常适用于热敏性成分的提取和分离处理，此外还可以将沸点偏高、不容易挥发、受热易分解的成分在比其沸点低的条件下提取和分离出来。另外，因超临界流体的黏度很低，其选择性比一般物质强，因此所用的分离时间也大大缩短;再加上CO2相对无毒的特点，对环境破坏力小，能循环使用。因此，从消费者最注重的安全角度出发，超临界CO2层析技术的开发具有重要的现实意义[8]。
过去的几十年，对于超临界CO2流体萃取-层析技术的研究也取得了长远的进步。利用超临界CO2流体既可作为萃取分离番茄红素与番茄籽油的萃取剂，又可作为超临界CO2流体层析分离的流动相，萃取主要从4个方面分析：萃取压力(7.5～30.0MPa)，萃取温度(40～50℃)、CO2流速(5～50kg/h)、萃取时间(0.5～4.0h)。层析则主要进行以下工作：以超临界CO2作为流动相，C18柱为固定相，在压力15.0～20.0 MPa、温度25～50℃的范围内考察番茄红素与番茄籽油在C18色谱柱上的保留值的变化规律，得到最佳工艺条件的研究，设法建立一套可用于工业加工的实验操作装置，将超临界流体层析分离技术应用于番茄红素和番茄籽油的提取和分离。通过研究番茄红素和番茄籽油的合理提取条件，尝试超临界CO2流体层析番茄红素和番茄籽油的一步提取法[9]。再将提取和分离番茄红素和番茄籽精油之后的残渣为原料提取番茄膳食纤维，从而确定3种提取物最合理的工艺流程，既可提高番茄的综合利用率，又能提高企业的经济效益。
, 百拇医药
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
番茄皮渣：从山西华晟果蔬饮品有限公司收集，用粉碎机磨至20目后，可直接进行层析分离;或将收集的新鲜番茄皮渣在-20℃下冷冻干燥48小时后，风干为较干燥的实验样品，以便超临界流体层析使用;所有用于超临界CO2流体萃取与层析的溶剂均为HPLC级试剂。CO2(99.9%)：无锡市远通气体有限公司。番茄红素标准样品和番茄籽油标准样品：瑞士Hoffmann-la-Roche公司提供，并在使用前用HPLC检验过纯度。
1.2 仪器与设备
粉碎机：潍坊埃尔派粉体技术设備有限公司;电子台秤：上海亚津电子科技有限公司;SUPER-200型超临界流体萃取色谱仪：岛津企业管理有限公司。
1.3 萃取操作
1.3.1 萃取时间条件, 百拇医药(解谦 杨阳 李宝园 刘利萍)
关键词：番茄 番茄红素 番茄籽油 超临界CO2流体
番茄作为全球播种最广泛的茄科类作物之一，其果肉含有大量的番茄红素、抗坏血酸和还原糖等成分，故番茄酱等各类番茄加工制品被各国庞大的消费群体所青睐。番茄红素又称ψ-胡萝卜素，属于异戊二烯类化合物，是类胡萝卜素的一种[1]。番茄红素具有抗氧化和预防衰老的特殊功效，不仅对癌症有抑制功效，还能间接提高人体免疫力，可作为提高人体自身机能的保健品。在食品和药品中，番茄红素可起到清除氧自由基、抗癌、延缓衰老等作用。自番茄红素问世以来，其在医疗领域的研究逐渐走向热门，因此，掌握番茄红素的生产和纯化工艺，就能有效占领一个空前的制高点。
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番茄籽油主要由约75%的不饱和脂肪酸和约25%的饱和脂肪酸组成[2]。不饱和脂肪酸可以改变脂蛋白的分子排列结构，促使脂蛋白充分流动起来，从而起到改善血管壁的作用。此外，亚麻酸是组成细胞膜结构脂质所必需的成分，其为类二十烷酸的前体，能预防脑血管阻塞引起的动脉硬化，有效调节高血压。除此之外，其还能有效增强人类机体免疫力[3]。因而，番茄籽油作为保健品也受到人们的青睐。
相关研究表明，全球番茄的产量达3000万吨之多，然而目前多数番茄皮籽仅仅被当作牲畜饲料或土地肥料便宜售给农户，还有部分番茄渣被直接遗弃到大自然中，对环境造成严重污染。因此，在番茄酱加工后的皮籽渣料废弃物中进一步提炼有价值的物质成分，创造性的开发出一种具有保健功能的产品，在解决污染的同时，提高番茄制造业领域的经济效益是现如今番茄加工面临的首要难题[4]。
超临界CO2流体层析技术是依托于超临界CO2流体作为层析操作时的流动相，并且凭借超临界CO2流体可使待分离物质彻底分散的特点作为提取和分离物组分的一门工艺[5]。该技术是1970年以来逐渐新兴起来的一种层析分离技术，其基本原理是利用填充在层析柱中的多孔性固体颗粒(有时也可能是被滞留在载体上的液体物质)，当携带有样品物质的流动相不停的冲击固定相时，样品中待分离组分同时受到流动相的推力以及引力。由于这两种力的共同作用，携带样品物质的流动相在移动的过程中，反复经历“吸附-洗脱-吸附-再洗脱……”的分配过程[6]。若样品中某一物质与固定相集结合紧密，则阻遏力大，那么迁徙速率就迟缓;反之，则迁徙速率就迅速。正是由于这种阻遏力的差别，产生了移动快慢的差别，进而使各物质组分在层析柱中停留的时间产生差别，从而实现各物质组分的分离[7]。
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超临界CO2流体因其黏度小，扩散系数大，因此分离速度要比液体分离快得多，非常适合固体物质组分的分离和回收;操作参数易于控制，非常方便的通过改变压力和温度来达到;一般可在室温25℃环境下及CO2气体完全覆盖的条件下进行分离和提取，且能够防止一些热敏性组分的反应或逸出，所以非常适用于热敏性成分的提取和分离处理，此外还可以将沸点偏高、不容易挥发、受热易分解的成分在比其沸点低的条件下提取和分离出来。另外，因超临界流体的黏度很低，其选择性比一般物质强，因此所用的分离时间也大大缩短;再加上CO2相对无毒的特点，对环境破坏力小，能循环使用。因此，从消费者最注重的安全角度出发，超临界CO2层析技术的开发具有重要的现实意义[8]。
过去的几十年，对于超临界CO2流体萃取-层析技术的研究也取得了长远的进步。利用超临界CO2流体既可作为萃取分离番茄红素与番茄籽油的萃取剂，又可作为超临界CO2流体层析分离的流动相，萃取主要从4个方面分析：萃取压力(7.5～30.0MPa)，萃取温度(40～50℃)、CO2流速(5～50kg/h)、萃取时间(0.5～4.0h)。层析则主要进行以下工作：以超临界CO2作为流动相，C18柱为固定相，在压力15.0～20.0 MPa、温度25～50℃的范围内考察番茄红素与番茄籽油在C18色谱柱上的保留值的变化规律，得到最佳工艺条件的研究，设法建立一套可用于工业加工的实验操作装置，将超临界流体层析分离技术应用于番茄红素和番茄籽油的提取和分离。通过研究番茄红素和番茄籽油的合理提取条件，尝试超临界CO2流体层析番茄红素和番茄籽油的一步提取法[9]。再将提取和分离番茄红素和番茄籽精油之后的残渣为原料提取番茄膳食纤维，从而确定3种提取物最合理的工艺流程，既可提高番茄的综合利用率，又能提高企业的经济效益。
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1 材料与方法
1.1 材料与试剂
番茄皮渣：从山西华晟果蔬饮品有限公司收集，用粉碎机磨至20目后，可直接进行层析分离;或将收集的新鲜番茄皮渣在-20℃下冷冻干燥48小时后，风干为较干燥的实验样品，以便超临界流体层析使用;所有用于超临界CO2流体萃取与层析的溶剂均为HPLC级试剂。CO2(99.9%)：无锡市远通气体有限公司。番茄红素标准样品和番茄籽油标准样品：瑞士Hoffmann-la-Roche公司提供，并在使用前用HPLC检验过纯度。
1.2 仪器与设备
粉碎机：潍坊埃尔派粉体技术设備有限公司;电子台秤：上海亚津电子科技有限公司;SUPER-200型超临界流体萃取色谱仪：岛津企业管理有限公司。
1.3 萃取操作
1.3.1 萃取时间条件, 百拇医药(解谦 杨阳 李宝园 刘利萍)