微波辅助提取与绿色深共熔溶剂从番茄加工废弃物中回收β-胡萝卜素和番茄红素的工艺优化与生命周期评估

《Foods》：Tomato Pomace Valorization: Green Solvent Evaluation, Microwave-Assisted Extraction Optimization, and Life-Cycle Assessment for Carotenoid Recovery

　　

摘要

本研究探讨了利用微波辅助提取（MAE）和绿色溶剂从番茄加工废弃物（TPW）中回收β-胡萝卜素（BC）和番茄红素（LYC）的方法。首先对葵花籽油（SO）、橄榄油、柠檬烯以及几种深共熔溶剂进行了初步筛选，随后选取葵花籽油和辛酸–月桂酸深共熔溶剂（CLA；摩尔比2:1）进行进一步优化。葵花油的最佳MAE条件为217 W、4 min，β-胡萝卜素的回收量为2.82 ± 0.24 mg/100 g干基TPW，番茄红素的回收量为3.57 ± 0.27 mg/100 g，能耗为0.014 kWh。CLA的优选条件为1800 W、13 min，β-胡萝卜素的回收量显著更高，达5.29 ± 0.84 mg/100 g，番茄红素达9.80 ± 1.77 mg/100 g，但能耗也更高（0.390 kWh）。振动微磨将中位粒径从约303 μm降至66.8 μm，在与葵花籽油联用时提高了类胡萝卜素的回收率；但在更为强烈的MAE条件下，其在CLA中的回收率则有所下降。生命周期评估（LCA）将最优MAE提取与传统溶剂提取及超声辅助提取进行比较，结果表明基于CLA的MAE工艺在类胡萝卜素回收率与环境绩效之间取得了最佳的综合平衡。因此，建议将CLA作为从TPW中回收BC和LYC的最有效溶剂，但仍需在中试规模下进行进一步验证，并评估溶剂的回收率。