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番茄皮渣超声波法提取高含量番茄红素技术


一、项目背景

    番茄红素是具有消除活性氧自由基功能的抗氧化类天然活性功能因子。番茄红素抗氧化能力是胡萝卜素的3.2倍,是维生素E的100倍。科学研究己证实,番茄红素具有抗氧化和清除自由基能力,能减缓动脉粥样硬化,阻止低密度胆固醇的氧化,可有效防止心血管疾病的发生;它还具有抑制基因突变,预防恶性肿瘤,延缓人体衰老,提高肌体免疫力等多种功能。番茄红素作为强抗氧化剂,可以淬灭单线态氧和清除自由基,防止脂蛋白和DNA受到氧化破坏从而预防癌症的发生;抑制LDL胆固醇氧化产物的形成,从而预防冠心病的发生。

    由于番茄红素所具有的优越生理功能和防癌、抗癌作用,番茄红素开发亦被纳入“国家863计划”,受到高度重视。大量流行病学的资料也显示,常吃番茄红素含量高的食品,可以减少人类某些疾病和癌症,如前列腺癌、子宫癌、肿瘤、动脉硬化等的发生。因此人们开始重视保健食品尤其是天然植物的活性成分对疾病的预防作用,为此开发具有生理活性功能因子番茄红素,以改善人类的身体健康状况,具有重大意义。
 
    番茄红素目前主要应用在医药和保健品、食用色素、化妆品三个领域。实际应用中,一般把番茄红素制成胶囊、胶丸或油剂。在食品和药品中,可起防癌、抗癌、延缓衰老等作用;在食用色素方面,番茄红素的色调可根据其使用方法不同,调配出黄色、橙色、红色等不同色调;番茄红素在化妆品中可起防止紫外线灼伤,健肤养颜的作用。随着人们对番茄红素的浸提合成工艺的研究,番茄红素将发挥越来越重要的作用。
 
    我国具有发展番茄加工业得天独厚的优势,在番茄酱、番茄汁、番茄粉等的生产过程中,均有约占4-5%的番茄皮渣产生。一个大型番茄酱的加工厂,平均每年要产生大量皮渣等废弃物,而工厂产出的废弃皮渣中番茄红素的含量比果实其它部位的果肉高的多,故所得的番茄皮渣中番茄红素的含量并不比果肉中的低。目前国内番茄加工产生的皮渣,作为饲料直接出售给农户,这样虽然可以避免污染,也可以取得一定的经济效益,但增值有限;有些作为垃圾抛弃后掩埋,不仅会造成资源的极大浪费,同时还会对环境造成污染,成为可持续发展的一大隐患。对大多数生产企业来讲,目前尚未对番茄皮渣资源进行最大限度的开发利用,还有相当一部分皮渣浪费掉。但这些番茄皮渣含有较高含量的番茄红素,利用数量巨大的番茄皮渣,生产高附加值的番茄红素,既避免了资源浪费和环境污染,又能增加番茄产业的经济效益,其开发前景非常广阔。

二、技术特点

    本技术是对番茄红素的提取技术进行多年研究后取得的新的研究成果。准确确定了番茄皮渣中番茄红素的提取工艺,获得皮渣预处理方法和原料预处理后浸提工艺,开发工业规模超声波辅助提取的工艺和设备,获得了专利成果。准确利用紫外分光光度法和高效液相色谱法(HPLC)测定番茄红素油树脂的番茄红素含量。对番茄油树脂中番茄红素进一步皂化、柱层析和重结晶得到番茄红素含量大于90%的产品。创新性在于:
 
(1)原材料的预处理,获得快速干燥预处理方法;
(2)提取方法和设备,确定最佳的超声快速提取条件;
(3)番茄红素的纯化,通过柱层析得到高纯度的番茄红素;
(4)HPLC法对番茄红素进行分析鉴定。
 
    本项目主要目的是从番茄加工中剩余的低值番茄皮中,采用食品级的有机溶剂,利用超声波高效快速提取技术,生产番茄红素,也可以从其它番茄红素含量高的植物中提取。
 
    生产工艺:番茄皮渣——〉预处理——〉超声波提取设备——〉食品级有机溶剂回收——〉番茄红素粗提取物(番茄红素含量达6%)
 
    番茄红素粗提取物可以进一步用柱层析纯化获得番茄红素精提物(番茄红素含量达50%)。
 
    本工艺属清洁友好技术,只要严格按照工艺和环保要求执行,不会对环境造成影响。
 
(1)生产厂区与生活办公区分开,不产生交叉污染,按环境保护规划要求设计各功能区域布局及绿化面积、风向、周边环境要求。
(2)严格执行废液、废渣、废气排放标准,对生活污水与工业污水分开分别净化处理,达到排放标准,不会对水源造成污染;废气为及其微量的二氧化碳,不会对空气环境造成污染。
(3)本项目实施在理论上不会造成环境污染。

三、投资和产能

    由于不同地区番茄产期不同,不同企业加工量有差异,因此不适宜进行简单的年化效益分析,在这里仅提供单条生产线投资和生产能力的数据,有兴趣的投资者请根据自身实际情况进行估算。(本测算以典型产能为依据,扩大产能时大部分设备可依靠加大单台设备产量实现,投资增加比例将明显小于产能扩大比例,具体情况可来电咨询。)
 
    投资:每条生产线含番茄皮干燥设备1台、超声快速提取设备和溶剂回收设备2套、包装设备1套、皮渣粉碎设备1台、10吨动力锅炉1台,总投资约500万元。此外需紫外分光分析仪等检测设备,投资约20万元。设备投资合计520万元。

    需要厂房1000平方米,举架高度5米。其中含10万级洁净化包装间约100平方米。

    配电装机容量为200千瓦,蒸汽10吨/天。生产技术工人约20名。
 
    产能:每条生产线每小时可加工4吨新鲜的湿番茄皮渣(成本约0.1元/公斤),可获得:

    约6.4公斤含量6%的番茄红素粗品;

    约500公斤干燥番茄籽;(可用于榨油,该高附加值食用植物油目前价格约为20元/公斤,榨油后的残余物番茄籽渣可作为蛋白饲料销售,蛋白饲料目前价格约为3元/公斤。)

    约500公斤干燥番茄皮饲料。(番茄皮粗饲料售价约1元/公斤)
 
    有关干燥番茄籽、番茄皮加工为高档植物油、蛋白饲料、粗饲料的技术不包含在本技术和投资范围内,如有需求可另行协商。