類胡蘿卜素的制備方法有3種, 即化學合成法、生物合成法以及天然提取的方法。
化學合成法
化學合成法是大批量生產類胡蘿卜素的主要方法。類胡蘿卜素的合成最早可以追溯到1950年, Karrer和Eugster開發了合成B2胡蘿卜素和番茄紅素的方法。同時期的另一位科學家Inhoffen提出了合成B2胡蘿卜素更好的方法 , 從而實現了B2胡蘿卜素的工業合成和商業化。迄今為止, 已有8種天然類胡蘿卜素實現了工業合成。然而在食品工業中, 合成化合物帶來了許多負面影響, 合成食品安全問題越來越受到社會的關注, 因此迫使人們尋求更為綠色的制備方法。
生物合成法
類胡蘿卜素的生物合成途徑
生物合成法是一種用菌類或植物合成類胡蘿卜素的方法。該方法起源于20世紀50年代, 但由于技術的原因, 其應用曾一度受到限制。現代分子遺傳技術的出現促進了基因的分離, 實現了體內功能互補、重組酶的特性優化和轉基因植物的創造, 推動了類胡蘿卜素的生物合成進展。由細菌、真菌和藻類生產的類胡蘿卜素已經成為工業合成類胡蘿卜素的很好替代品。由高等植物合成類胡蘿卜素的方法研究也已經有了很大突破。
天然提取法
當今社會, 人們對綠色食品的要求越來越高, 從天然原料中直接提取類胡蘿卜素無疑是最好、最受信賴的方法。類胡蘿卜素的天然提取已經被廣泛研究, 但主要限于番茄紅素和B2胡蘿卜素。目前已有的提取和純化方法有: 溶劑萃取、超臨界流體萃取、蒸餾、膜分離、色譜法和結晶法。從工業生產的觀點看, 溶劑萃取法因其簡單性和低成本, 是天然提取的首選。但是, 當今食品生產技術正在盡量減少有機溶劑的使用, 因此溶劑萃取法的發展也受到了限制。
類胡蘿卜素的超臨界流體萃取是近年來發展起來的新技術。該方法的原理是: 在一定溫度、壓力條件下, 超臨界流體(一般用CO2 )具有氣體(流動性)和液體(溶解能力)的雙重性能, 能有效地將類胡蘿卜素從混合物中提取出來, 然后在另一溫度和壓力參數下, 降低超臨界流體對類胡蘿卜素的溶解能力, 類胡蘿卜素晶體從解析塔中分離, 而超臨界流體可經壓縮泵加壓重復利用。該方法有很多優點, 如提取效率高, 成本低, 產率高, 對環境友好等 , 并且保持了產品的純天然性。