功能性天然类胡萝卜素及制剂制备关键技术与产业化

地区:上海市 宝山区

关键词:浙江医药股份有限公司新昌制药厂;绍兴文理学院

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000001665

成果描述:

简要技术说明及主要技术性能指标简要技术说明:类胡萝卜素是一类非常重要的功能性营养因子,广泛应用于食品、医药、饲料工业等领域。自然界中发现的600多种类胡萝卜素中,常用的功能性类胡萝卜素有β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄素、番茄红素、斑蝥黄和虾青素等6种。国际上自上世纪50年代开始合成法生产类胡萝卜素,出于安全性方面的担忧,主要应用于饲料行业。随着对类胡萝卜健康功能的不断研究,人们越来越认识到类胡萝卜素不仅是实现均衡营养所必需的物质,而且还有助于预防疾病、延年益寿、提高身体素质和生活质量。如β-胡萝卜素是一种安全的维生素A原,番茄红素对前列腺有独特的健康作用,叶黄素和玉米黄素有利于缓解手机、电脑等蓝屏引起的视疲劳,对于远光灯等强光带来的眩光剌激、年龄相关性黄斑变性等具有良好改善和预防作用。类胡萝卜素可通过天然提取、生物转化和化学合成等技术手段获得。与化学合成法得到的类胡萝卜素比较,天然类胡萝卜素具有安全性好,生物利用度高等优点。随着人们越来越崇尚天然来源的产品,天然类胡萝卜素在人类健康产品中得到了越来越广泛的应用。2009年天然类胡萝卜素的市场规模就超过10亿美元,而且每年仍以10%的速度增长,近几年的需求更有加速增长的趋势。但由于天然类胡萝卜素提取工艺复杂,制备难度大,生产成本高,售价比合成类胡萝卜素高5-10倍,从而严重制约了其在人类健康领域中的广泛应用。如何利用廉价原料绿色、高效、低成本制备高质量天然类萝卜素成为一个世界性难题。中国是天然类胡萝卜素资源大国,但由于原料中类胡萝卜素含量低,类胡萝卜素本身脂溶性差且极易被氧化,导致其制备和分离过程非常复杂,技术难度很高,收率低,产品质量差。由于技术不过关,中国以产品的粗加工为主,处于产业链低端。高效绿色制备高品质的天然类胡萝卜素成为提升中国在此产业链中地位的重要方向。另外,由于天然类胡萝卜素分子结构中具有多个双键,化学性质极不稳定,易氧化而导致质量差,安全性低。而且易发生顺反异构而降低营养效价,导致生物利用率很低。在前期工作中,通过微乳化和微胶囊等技术部分解决了适用于饲料行业的类胡萝卜素的稳定性和生物利用度问题。但如果要将天然类胡萝卜素应用于人类营养品中,基于安全高效性和应用性的担忧,特别是天然类胡萝卜素制品中高活性的全反式异构体含量偏低、耐压性差等问题,一直没有得到很好地解决。鉴于人类食用天然类胡萝卜素安全性、经济性和适用性的需求,该项目在国家自然科学基金和省市计划项目等资助下,浙江医药股份有限公司新昌制药厂与绍兴文理学院通过校企合作,历经近十年的协同创新合作与技术攻关,利用广泛易得的廉价原料,利用一步法调控制备最适护眼比例的天然叶黄素和玉米黄素,通过生物发酵定向制备其它天然类胡萝卜素,并运用液相超微化-超高压乳化-淀粉流瞬时成型双层包埋技术制备天然类胡萝卜素制品,最终以功能性食品添加剂和保健食品形式形成商业化销售。不仅做到资源的综合利用,符合国家资源节约型发展要求,而且得到低成本高质量,高附加值的功能性天然类胡萝卜素,对打破国际大公司的产业垄断,发展中国的天然类胡萝卜素自主产业,提高国民健康水平具有重要意义。该项目所采用的高稳定性高生物利用度制品创新技术,不仅应用于类胡萝卜素产业,还应用到维生素A、维生素E、维生素D3等脂溶性维生素的稳态化生产中,形成了完备的脂溶性维生素和类胡萝卜素制品工业化生产技术体系,并成为行业主流技术。主要技术指标:叶黄素和玉米黄素:总类胡萝卜素含量≥80.0%;总类胡萝卜素中叶黄素和玉米黄素的比例根据客户要求进行调整;其它任一单一杂质含量≤1.0%。β-胡萝卜素(发酵法):β-胡萝卜素含量≥96.0%,符合国家和国际标准要求。番茄红素(发酵法): 番茄红素含量≥95%;全反式番茄红素含量≥90%;其他类胡萝卜素含量≤5.0%制品:制品中总类胡萝卜素含量根据客户需要定制;其中类胡萝卜素全反式含量≥90.0%; 干粉稳定性好,6个月加速试验条件下类胡萝卜素含量保留率≥95.0%;干粉压片后稳定性好,片剂中类胡萝卜素在加速条件下,6个月后的保留率≥95.0%;生物利用度高于市场上同类产品水平创制适用于不同对象和类型的多种功能性天然类胡萝卜素新剂型申请国际和中国发明专利,具有自主知识产权发表学术论文。
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