脂肪酸组合物中类胡萝卜素的富集方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年3月27日提交的美国临时申请号62/824,785的优先权，其内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本公开一般性涉及脂肪酸原料中类胡萝卜素的富集。更具体地说，本公开涉及在纤维导管接触器内使含有游离脂肪酸和类胡萝卜素的油相与碱性(caustic)相接触，从而有效地将游离脂肪酸金属盐和类胡萝卜素从油相中分配出来进入水性提取溶液中，并且然后用酸中和提取溶液以重新形成富含类胡萝卜素的游离脂肪酸并将其分配。最终结果是快速、可缩放、有效地分离衍生自粗植物油的游离脂肪酸基质中的类胡萝卜素。

背景技术

不能低估由玉米乙醇的蒸馏得到的增值副产物多样化的愿望。作为乙醇蒸馏的副产物，精炼厂从原料中生产油，例如玉米原料导致玉米油作为副产物而生产。当采用玉米原料时，发酵后的油(也称为蒸馏玉米油(“DCO”))通常以边际价格作为家畜的饲料或生物柴油合成的原料出售。然而，DCO可以被纯化为食品级的油，并且以非常高的价格出售。在纯化DCO供人消费所涉及的步骤中，游离脂肪酸(“FFA”)的去除是最重要的。发酵方法可以导致FFA水平超过15重量%。通过使用纤维导管接触器，这些FFA水平可以容易地降低至低于1%，例如，如在美国专利号7,618,544和8,128,825中所述，两者均通过引用以其整体并入本文。

然而，本文发现，当使用碱性醇水性溶液从DCO中提取FFA时，由于提取的FFA溶液变得强烈着色，可以直接观察到存在于粗DCO中的有色体(color bodies)的明显共提取。不受理论束缚，据信这种颜色的唯一来源应该是类胡萝卜素色素(在本文中也称为“类胡萝卜素”并包括分子例如α-胡萝卜素、β-胡萝卜素、角黄素、β-隐黄素、叶黄素、八氢番茄红素和玉米黄素)，其在DCO中可以高达400 mg/kg (ppm)存在。这些类胡萝卜素作为天然食用色素和用于动物饲料是理想的。通常，被送去用作家畜饲料的干酒糟(“DDG”，也是乙醇蒸馏的副产物)需要具有最低水平的脂肪(或能量)，因此动物将具有适当的营养。动物饲料通常富含维生素和矿物质，以确保健康饮食。此外，类胡萝卜素色素改进蛋黄、肉和其它动物产品外观的合意性的报道已经产生了对家畜饲料的类胡萝卜素富集的需求。

然而，先前有效提取这些色素的尝试是不成功的和/或不经济的。这部分是由于DCO内的类胡萝卜素的浓度相对低。此外，少数报道的类胡萝卜素分离方法通常包括使用固相(例如膨润土、二氧化硅、氧化铝、聚合物等)提取以从DCO中去除类胡萝卜素色素。这些固相提取剂在DCO的脱色(即，类胡萝卜素色素的去除)中是有效的，然而，在一个步骤中去除FFA和类胡萝卜素是具有挑战性的。因此，仍然需要低成本、有效的方法来生产中性油和高浓度类胡萝卜素产物。

发明内容

本公开涉及使用纤维导管接触器来降低含有FFA和类胡萝卜素的原料油(例如DCO)中FFA和类胡萝卜素的水平。在原料油的加工期间，将FFA和类胡萝卜素去除并提取到pH大于7的碱性溶液中以产生提取溶液。然后用酸中和提取溶液以产生水相和脂肪酸相，所述脂肪酸相含有提取的FFA和类胡萝卜素。

在本公开的实施方案中，由于原料油和碱性溶液的不混溶性质，使这些组分反应的一种方法包括产生一个相在另一个相中的分散体以产生具有大表面积的小液滴，在小液滴中可能发生传质和反应。在混合反应物之后，为了产物纯度和质量，需要相分离。然而，当使用分散方法时，相分离可能困难且耗时。因此，在本公开的实施方案中，采用纤维导管接触器来提供增加的表面积，以促进不混溶液体之间的反应，同时避免不混溶液体的搅动和由此引起的难以分离的分散体/乳液的形成。

在FFA和类胡萝卜素已经被去除到提取溶液中之后，可以通过简单地混合提取溶液与酸或酸化剂来实现中和(即酸化)。酸化产生两个可容易分离的相：水相和脂肪酸相。提取溶液中的FFA为脂肪酸盐(皂)的形式，并因此溶解在水性提取溶液中。然而，在酸化时，FFA变得与水相不混溶。此外，由于类胡萝卜素的高亲脂性，它们主要保持溶解在脂肪酸相中。

通过如本文所述的纤维导管接触器方法分离类胡萝卜素色素允许将具有高度富集的类胡萝卜素含量(即脂肪酸相)的分离的FFA再引入到DDG或其它动物饲料中以提供富集的动物饲料。该方法提高了DCO (通过其纯化)和动物饲料(通过富集含有类胡萝卜素的FFA)的价值，从而得到提高的收益。此外，该方法的实施方案涉及具有最小数量的离散步骤的连续方法。

此外，脂肪酸相中存在非常高浓度的类胡萝卜素也可以允许现有的类胡萝卜素纯化技术变得在经济上可行。这样的技术对于从稀溶液(例如DCO)中提取类胡萝卜素仍然是无益的。类胡萝卜素提取方法的实例描述于美国专利申请公开号2016/0083766中，其通过引用以其整体并入本文。此外，本公开的方法允许直接富集已经由乙醇精炼厂生产的副产物。

附图说明

图1是用于本公开的实施方案的纤维导管接触器的图解说明。

图2是在实施例1中制备的两相组合物的照片，其在顶部相中包括中和的蒸馏玉米油，并且在底部相中包括富含类胡萝卜素的含有脂肪酸皂的水相。

图3是在实施例1中制备的两相组合物的照片，其包括水性底部相和富含类胡萝卜素的FFA顶部相。

图4是根据本公开的实施方案，用于生产富含类胡萝卜素的脂肪酸组合物的方法的图解说明。

具体实施方式

以下公开提供许多不同的实施方案或实例。下面描述部件和布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅仅是实例，而不旨在是限制性的。此外，本公开可以在各种实例中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不规定所讨论的各种实施方案和/或配置之间的关系。

参考图1，纤维导管接触器可以包括导管10，在导管10内的其长度的一部分上具有细长的纤维12的束。纤维12在节点15处固定到管14。管14延伸超过导管10的一端，并与计量泵18操作性地连接，该计量泵通过管14泵送第一(约束)相液体并泵送到纤维12上。在节点15上游与导管10操作性地连接的是与计量泵22操作性地连接的入口管20。该泵22通过入口管20供应第二(连续)相液体并进入导管10，在此它被挤压在约束的被覆纤维12之间。在导管10的下游端是重力分离器或沉降槽24，纤维12的下游端可以延伸到该重力分离器或沉降槽中。与重力分离器24的上部操作性地连接的是用于一种液体的排出的出口管线26，而与重力分离器24的下部操作性地连接的是用于另一种液体的排出的出口管线28，其中存在于两种液体之间的界面30的液位由阀32控制，与出口管线28操作性地连接，并适于响应于总体上由附图标记34表示的液位控制器而起作用。

尽管在图1中所示的纤维导管接触器被布置成使得流体流以水平方式横穿，但是纤维导管接触器的布置并不限于此。在一些情况下，纤维导管接触器可以被布置成使得入口管14和20以及节点15占据设备的上部，而沉降槽24占据设备的底部。例如，在图1中所示的纤维导管接触器可以平行于纸平面旋转约90°，以将入口管14和20、节点15和沉降槽24布置在所述的上部和下部位置。这样的布置可以利用重力来帮助推动流体通过接触器。在又其它实施方案中，在图1中所述的纤维导管接触器可以在平行于纸平面的相对的方向上旋转约90°，使得入口管14和20和节点15占据设备的底部，而沉降槽24占据设备的上部。在这样的情况下，连续相流体的亲水性、表面张力和排斥将保持约束相流体约束至纤维，而不管流体是向上、向下还是侧向流动，并因此，可以获得充分的接触以影响所需的反应和/或提取，无需抵抗重力。应当注意，纤维导管接触器的这样的倒置布置可应用于本文所述的任何提取方法以及可以在纤维导管接触器中进行的任何其它类型的流体接触方法。应进一步注意，对于本文所述的任何提取方法或对于可以在纤维导管接触器中进行的任何其它方法，纤维导管接触器可以被布置成在倾斜位置(即，纤维导管接触器的侧壁可以被布置成相对于其中布置纤维导管接触器的房间的地板成0°至90°之间的任何角度)。

在操作期间，可以通过管14将含有提取剂的约束相(本文也称为碱性相)引入并且引入到纤维12上。另一种液体(连续相)可以通过入口管20和通过纤维12之间的空隙空间引入到导管10中。纤维12将被约束相优先润湿而不是被另一种液体润湿。约束相将在纤维12上形成膜，而另一种液体将流过其中。由于另一种液体相对于纤维12上的约束相膜的相对运动，另一种液相和约束相内的提取剂之间的新界面边界连续形成，并且结果是，新鲜液体与提取剂接触，因此通过两种反应不混溶相之间的前所未有的表面接触引起并加速提取。

在本公开的实施方案中，约束相由溶解在共溶剂水性混合物中的碱性试剂构成。共溶剂混合物由水和一种或多种醇构成，其组成比率的目标是影响各种类胡萝卜素的选择性分配。醇可以包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、2-丁醇和叔丁醇中的一种或多种。在一些实施方案中，约束相包含醇，其量为至少5重量%、至少10重量%、至少15重量%、至少20重量%、至少25重量%、至少30重量%、至少35重量%、至少40重量%、至少45重量%、至少50重量%、至少55重量%、至少60重量%、至少65重量%、至少70重量%、至少75重量%、至少80重量%、至少85重量%、至少90重量%、至少95重量%或100重量%。在一些实施方案中，醇包括乙醇和甲醇的混合物。

碱性试剂可以包括一种或多种碱性化合物。碱性化合物可以包括例如氢氧化钠和/或氢氧化钾。在一些实施方案中，基于约束相的总重量，碱性试剂可以构成0-5重量%。例如，碱性试剂可以在由以下上限和下限中的任一个限定的范围内存在：至少0.1重量%、至少0.25重量%、至少0.5重量%、至少0.75重量%、至少1.25重量%、至少1.5重量%、至少1.75重量%、至少2重量%、至少2.25重量%、至少2.5重量%、至少2.75重量%、至少3重量%、至少3.25重量%、至少3.5重量%、至少3.75重量%、至少4重量%、至少4.25重量%、至少4.5重量%、至少4.75重量%、至多0.5重量%、至多0.75重量%、至多1.25重量%、至多1.5重量%、至多1.75重量%、至多2重量%、至多2.25重量%、至多2.5重量%、至多2.75重量%、至多3重量%、至多3.25重量%、至多3.5重量%、至多3.75重量%、至多4重量%、至多4.25重量%、至多4.5重量%和/或至多4.75重量%。碱性相的pH大于7.0，例如，7-14、7-13、8-12、大于7.5、大于8.0、大于8.5、大于9.0、大于9.5、大于10.0、大于10.5、大于11.0、大于11.5、大于12.0、大于12.5、大于13.0或大于13.5。

原料油构成连续相，并且除了原料油包含FFA和类胡萝卜素以外，没有特别限制。原料油可以包括例如植物油，或植物油和动物油的组合。植物油的非限制性实例包括玉米油、棕榈油、棉籽油、煎炸油等。在原料油中类胡萝卜素的含量没有特别限制。在一些实施方案中，基于原料油的总重量，原料油的类胡萝卜素含量为至少10 ppm、至少50 ppm、至少75ppm、至少100 ppm、至少125 ppm、至少150 ppm、至少175 ppm、至少200 ppm、至少225 ppm、至少250 ppm、至少275 ppm、至少300 ppm、至少325 ppm、至少350 ppm、至少375 ppm、至少400 ppm、至少425 ppm、至少450 ppm、至少475 ppm、至少500 ppm、至少525 ppm、至少550ppm、至少575 ppm、至少600 ppm、10-600 ppm、50-500 ppm、100-400 ppm或200-400 ppm。

在任何实施方案中，上述原料油可以构成约束相，并且上述提取剂可以构成连续相。在一个或多个实施方案中，可以将原料油和提取剂同时引入到纤维导管接触器中，使得其混合物被约束到纤维，并且其混合物在纤维之间流动(即，混合物构成约束相和连续相两者)。

在原料油和碱性相之间的反应期间，存在于原料油中的类胡萝卜素中的至少一些被去除到碱性相中(即，到“提取溶液”中)。在任何实施方案中，通过本方法可以从原料油中去除多种类胡萝卜素。不受理论束缚，据信极性稍强的玉米黄素和隐黄素衍生物(玉米黄素、β-隐黄素、角黄素和叶黄素)是最可能被去除到提取溶液中的类胡萝卜素。

在任何实施方案中，原料油中的FFA的含量可以是例如20重量%或更少、15重量%或更少、12重量%或更少、10重量%或更少、9重量%或更少、8重量%或更少、7重量%或更少、6重量%或更少、5重量%或更少、4重量%或更少、3重量%或更少、2.5重量%或更少、2重量%或更少、1.5重量%或更少、1重量%或更少、或0.5重量%或更少。

进入纤维导管接触器的原料油的流速没有特别限制，并且在一些实施方案中，可以是例如5-500 ml/min、50-500 ml/min、100-500 ml/min、50-250 ml/min、75-250 ml/min、100-250 ml/min、250-500 ml/min、5-250 ml/min、10-150 ml/min、10-100 ml/min、15-60 ml/min、20-60 ml/min、25-55 ml/min或40-50 ml/min。约束相的流速没有特别限制，并且在一些实施方案中，可以是例如5-500 ml/min、50-500 ml/min、100-500 ml/min、50-250 ml/min、75-250 ml/min、100-250 ml/min、250-500 ml/min、10-250 ml/min、15-100 ml/min、15-75 ml/min、20-45 ml/min、20-40 ml/min、25-40 ml/min或25-35 ml/min。上述值都基于横截面积为20 cm

纤维导管接触器的长度没有特别限制，并且可以是例如0.25-10 m、0.5-5 m、0.75-3 m、1-2.5 m或1.5-2 m。纤维导管接触器的直径或宽度也同样没有特别限制，并且可以是例如0.5 cm-3 m、5 cm-2.5 m、10 cm-2 m、15 cm-1.5 m、20 cm-1 m、25-75 cm、30-70cm、35-65 cm、40-60 cm、45-55 cm或50 cm。

用于本文所述的提取方法的纤维材料可以是但不限于棉、黄麻、丝、经处理的或未经处理的矿物、金属、金属合金、经处理的和未经处理的碳同素异形体、聚合物、聚合物共混物、聚合物复合材料、纳米颗粒增强聚合物、其组合、以及其用于耐腐蚀性或化学活性的被覆的纤维。通常，选择纤维类型以匹配期望的约束相。例如，亲有机物质的纤维可以与基本上为有机的约束相一起使用。这种布置例如可以用于从水中提取有机材料，其中有机液体被约束到纤维。合适的经处理的或未经处理的矿物包括但不限于玻璃、耐碱玻璃、E-CR玻璃、石英、陶瓷、玄武岩、其组合、以及其用于耐腐蚀性或化学活性的被覆纤维。合适的金属包括但不限于铁、钢、不锈钢、镍、铜、黄铜、铅、铊、铋、铟、锡、锌、钴、钛、钨、镍铬合金、锆、铬、钒、锰、钼、镉、钽、铝、阳极化的铝、镁、银、金、铂、钯、铱、其合金和被覆金属。

合适的聚合物包括但不限于亲水性聚合物、极性聚合物、亲水性共聚物、极性共聚物、疏水性聚合物/共聚物、非极性聚合物/共聚物及其组合，例如多糖、多肽、聚丙烯酸、聚羟基丁酸酯、聚甲基丙烯酸、官能化的聚苯乙烯(包括但不限于磺化的聚苯乙烯和胺化的聚苯乙烯)、尼龙、聚苯并咪唑、聚偏二腈乙烯(polyvinylidenedinitrile)、聚偏二氯乙烯和聚偏二氟乙烯、聚苯硫醚、聚亚苯基砜、聚醚砜、聚三聚氰胺、聚氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、共聚乙烯-丙烯酸、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚苯酚-甲醛、聚脲-甲醛、聚酚醛清漆(polynovolac)、聚碳酸酯、聚降冰片烯、聚氟乙烯、聚氟氯乙烯、聚环氧化物、聚环氧乙烯基酯、聚环氧酚醛清漆乙烯基酯、聚酰亚胺、聚氰脲酸酯、硅酮、液晶聚合物、衍生物、复合材料、纳米颗粒增强物等。

在一些情况下，纤维可以用优选相处理以润湿，以保护其免受过程流的腐蚀，和/或用官能聚合物被覆。例如，碳纤维可以被氧化以改进在水性流中的润湿性，并且聚合物纤维可以通过向聚合物中并入足够的官能度(包括但不限于羟基、氨基、酸、碱、酶或醚官能度)而显示出在水性流中改进的润湿性和/或被保护免受腐蚀。在一些情况下，纤维可以包括在其上的化学结合(即，固定)以提供这样的官能度。在一些实施方案中，纤维可以是离子交换树脂，包括适用于羟基、氨基、酸、碱或醚官能度的那些。在其它情况下，玻璃和其它纤维可以用酸、碱或离子液体官能聚合物被覆。例如，用耐酸聚合物被覆的碳或棉纤维可以应用于加工强酸溶液。在一些情况下，纤维可以包括对于特定方法为可催化或可提取的材料。在一些情况下，酶促基团可以构成纤维以帮助特定的反应和/或提取。

在一些实施方案中，导管接触器内的所有纤维可以是相同的材料(即，具有相同的芯材料，并且如果适用，具有相同的涂层)。在其它情况下，导管接触器内的纤维可以包括不同类型的材料。例如，导管接触器可以包括一组极性纤维和一组非极性纤维。可以考虑用于纤维的其它组的不同材料。如上所述，在导管接触器内的纤维的配置(例如，形状、尺寸、构成纤维的细丝的数量、对称性、不对称性等)对于本文所述的方法可以是相同或不同的。这样的配置上的可变性可以是对纤维中材料变化的附加或替代。在一些实施方案中，不同类型的纤维(即，不同配置和/或材料的纤维)可以在接触器内并排延伸，其中每组具有它们自己的相应的入口和/或出口。在其它情况下，不同类型的纤维可以在相同的入口和出口之间延伸。在任一实施方案中，不同类型的纤维可以单独地分散在导管接触器中，或者，替代地，每种不同类型的纤维可以布置在一起。在任何情况下，使用不同类型的纤维可以促进在导管接触器中从单一或甚至多个连续相流同时进行的多个分离、提取和/或反应。例如，在其中导管接触器填充有多个分别不同的纤维类型的束且每个束连接到其自身的约束相流体入口并且倾斜布置的情况下，束可以布置成用于连续相流体顺序地经过多个纤维束，其中不同的材料通过每个束提取或从每个束提取。纤维直径没有特别限制，并且可以是例如5-150 µm、10-100 µm、12-75 µm、15-60 µm、17-50 µm、20-45 µm、20-35 µm或20-25 µm。

如本文所用的，纤维导管接触器内的空隙率是纤维导管接触器的总横截面积(其中横截面垂直于纤维导管接触器纵轴截取)减去所有组合的纤维的总横截面积，再除以总横截面积。因此，空隙率代表可用于流体在纤维导管接触器内流动的总的横截面积百分比。在一些实施方案中，空隙率可以大于10%、大于20%、大于30%、大于40%或大于50%。在一些实施方案中，空隙率可以小于50%、小于45%、小于40%、小于35%、小于30%、小于25%、小于20%、小于15%、小于10%或小于5%。根据纤维的尺寸和形状，最小空隙率可以是例如至少10%、至少20%、至少30%、至少40%、至少50%、至少60%、至少70%、至少80%或至少90%。

反应温度可以是例如15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃、100℃或大于100℃，或者可以在任何前述温度值之间的范围内。在一些实施方案中，反应温度限于反应物(例如碱性相内的醇)的沸点。然而，在压力下操作纤维导管接触器允许使用超过反应物沸点的反应温度，并允许反应温度超过100℃。纤维导管接触器内的压力没有特别限制，并且可以是例如5-75 psi、10-60psi、15-40 psi、20-30 psi或25 psi。

根据本公开的方法，原料油(油相)与碱性相在纤维导管接触器内反应，以产生纯化的油相和提取溶液。提取溶液包括从原料油中去除的FFA盐和类胡萝卜素。在分离器24中接收作为两个不同相的纯化的油相和提取溶液，并分别从其中去除。

此后，用酸中和提取溶液以将FFA和类胡萝卜素与溶液的其它组分(即，“水相”)分离。在该中和/酸化步骤中，酸化剂没有特别限制。在一些实施方案中，酸化剂包括通常公认为是安全的(“GRAS”)酸，例如磷酸、乙酸或柠檬酸。在一些实施方案中，酸化剂可以包含盐酸或硫酸。在一些实施方案中，中和步骤将水相的pH降低至至多7.0、至多6.5、至多6.0、至多5.5、至多5.0、至多4.5或至多4.0。在一些实施方案中，酸化剂可以以粉末形式或作为酸性溶液加入到提取溶液中。酸性溶液的pH可以例如小于7.0、小于6.5、小于6.0、小于5.5、小于5.0、小于4.5、小于4.0、小于3.0或小于2.0。

一旦提取溶液被中和，水相和脂肪酸相形成两个分离的层。这是因为再酸化的FFA与水相不混溶。本文中发现，在中和/酸化时，类胡萝卜素几乎全部被归入脂肪酸相。因此，与原始原料油相比，所得脂肪酸相含有高浓度的类胡萝卜素。在一些实施方案中，这种分离可以通过例如离心混合物来促进。

在一些实施方案中，基于脂肪酸相的总重量，脂肪酸相中的类胡萝卜素含量可以是至少50 ppm、至少100 ppm、至少200 ppm、至少300 ppm、至少400 ppm、至少500 ppm、至少600 ppm、至少700 ppm、至少800 ppm、至少900 ppm、至少1,000 ppm、至少1,250 ppm、至少1,500 ppm、至少2,000 ppm、50-5,000 ppm、100-2,000 ppm、200-1,000 ppm、300-800 ppm或400-600 ppm。在一些实施方案中，脂肪酸相中的类胡萝卜素含量与原料油中的类胡萝卜素含量的比率是至少1.5、至少2、至少2.5、至少3、至少4、至少5、至少6、至少7、至少8、至少9或至少10。

参考图4，说明根据一个或多个实施方案的用于生产富含类胡萝卜素的脂肪酸组合物的方法100。在步骤110中，使含有FFA和类胡萝卜素的油与提取溶液接触。油和提取溶液可以如上所述。步骤110可以包括将油和提取溶液中的每一种引入到纤维导管接触器中，例如如上所述的那样。在步骤120中，将提取溶液与油分离(或将油与提取溶液分离)，其中来自油的FFA和类胡萝卜素的至少一部分已经被提取到提取溶液中。步骤120可以采用与纤维导管接触器的下游端连通的分离器。在步骤130中，提取溶液(包括FFA和类胡萝卜素)用酸(例如上述那些中的任何一种)酸化。在一个或多个实施方案中，步骤130可以在纤维导管接触器中进行，该接触器可以与在步骤110中所用的纤维导管接触器相同或不同。步骤130可以包括搅动提取溶液和酸的混合物，例如通过振荡或使用搅动装置，例如叶轮、磁力搅拌器、振荡器等。在步骤140中，FFA和类胡萝卜素作为有机相从酸化的提取溶液(其是水相)中分离。步骤130和140可以利用例如分液漏斗。在步骤140中获得的FFA和类胡萝卜素代表了有价值的产品，其可以例如有益地加入到动物饲料产品(例如DDG)中以增加脂肪(能量)和类胡萝卜素水平。在DDG的情况下，这种脂肪酸相的富集允许在原始提取相(即，蒸馏后)从DDG中增加的脂肪去除，而不用担心DDG的营养太低。

实施例1

制备具有1”直径导管的纤维导管接触器，其填充50 μm纤维，且空隙率为约50%。将包含水、乙醇和4重量%氢氧化钠的约束相以75 ml/min的速率引入到纤维中。然后以125ml/min的速率引入含有14重量% FFA的蒸馏玉米油作为连续相。纤维导管接触器的温度设定在65℃，并记录0 psi压力。所得两相组合物示于图2中。类胡萝卜素分配可以通过现在图2的底部相202中的含有脂肪酸皂的富含暗红色类胡萝卜素的水相来观察，而中和的DCO在顶部相201中。

将约1000 ml的水相加入到具有约20 ml的85%磷酸的分液漏斗中并振荡。在5分钟内，收集FFA加上类胡萝卜素作为顶部相301，并且收集水相作为底部相302。所得两相组合物示于图3中。将FFA相与水相分离，并使用HPLC分析。结果示于下表1中。FFA中总类胡萝卜素浓度为中和的DCO中的总类胡萝卜素浓度的4.7倍，并且为粗DCO原料中的总类胡萝卜素浓度的3.2倍。

表1：类胡萝卜素在FFA和中和的DCO之间的分配

本文已经描述了用于生产富含类胡萝卜素的脂肪酸组合物的方法。所述方法包括：使包含游离脂肪酸和类胡萝卜素的油与碱性溶液反应；与所述油分开地取出包含至少一部分所述游离脂肪酸、至少一部分所述类胡萝卜素和所述碱性溶液的提取溶液；酸化所述提取溶液以产生水相和脂肪酸相，所述脂肪酸相包含所述提取溶液的所述游离脂肪酸和所述类胡萝卜素；和将所述脂肪酸相与所述水相分离。

所述方法可以包括以下特征的任意组合：

所述酸化步骤包括将至少一种选自磷酸、乙酸、盐酸、硫酸和柠檬酸的酸加入到所述碱性相中；

所述酸包含磷酸；

所述分离步骤包括离心所述酸化的提取溶液；

基于所述油的总重量，所述油中类胡萝卜素的浓度为50-5000 ppm；和

基于所述脂肪酸相的总重量，所述脂肪酸相中类胡萝卜素的浓度是所述油中类胡萝卜素的浓度的至少1.5倍。

本文已经描述了使用其中设置有多根纤维的导管接触器用于生产富含类胡萝卜素的脂肪酸组合物的方法。所述方法包括：将包含溶剂和碱性试剂的第一流引入到接近所述多根纤维的所述导管接触器中，其中其下游端设置成接近收集容器，并且其中所述第一流的pH大于7；将含有包含游离脂肪酸和类胡萝卜素的油的第二流引入到接近所述多根纤维的所述导管接触器中；使所述第一流和第二流反应以生产碱性相和纯化的油相，其中所述碱性相包含所述溶剂、所述碱性试剂以及来自所述第二流的至少一部分所述游离脂肪酸和至少一部分所述类胡萝卜素；在所述收集容器中接收所述碱性相和所述纯化的油相；从所述收集容器中单独取出所述碱性相；酸化所述碱性相；和将脂肪酸相与所述酸化的碱性相分离，其中所述脂肪酸相包含游离脂肪酸和类胡萝卜素。

所述方法可以包括以下特征的任意组合：

所述酸化步骤包括将至少一种选自磷酸、乙酸、盐酸、硫酸和柠檬酸的酸加入到所述碱性相中；

所述酸包含磷酸；

所述分离步骤包括离心所述酸化的碱性相；

所述溶剂包含水或醇中的至少一种；

基于所述第二流的总重量，所述第二流中类胡萝卜素的浓度为50-5000 ppm；

基于所述脂肪酸相的总重量，所述脂肪酸相中类胡萝卜素的浓度是所述第二流中类胡萝卜素的浓度的至少1.5倍；

所述第一流被约束到所述多根纤维的表面，并且所述第二流在所述多根纤维之间的间隙空间中形成连续相；和

所述第二流被约束到所述多根纤维的表面，并且所述第一流在所述多根纤维之间的间隙空间中形成连续相。

本文已经描述了用于生产富含类胡萝卜素的脂肪酸组合物的系统。所述系统包括：纤维导管接触器，其包含：导管，所述导管具有中空内部、第一开口端和与所述第一开口端相对的第二开口端；收集容器，所述收集容器与所述第二开口端流体连通并接近所述第二开口端；和设置在所述导管内的多根纤维；第一流供给，其被配置成将包含碱性溶液的第一流引入所述导管中并引入到所述纤维上；第二流供给，其被配置成将含有包含游离脂肪酸和类胡萝卜素的油的第二流引入所述导管中，使得所述第二流接触所述第一流；酸化容器，其被配置成接收所述第一流和第二流的反应产物，所述反应产物包含所述碱性溶液、至少一部分所述游离脂肪酸和至少一部分所述类胡萝卜素；和第三流供给，其被配置成将包含酸的第三流引入到所述酸化容器中。

所述系统可以包括以下特征的任意组合：

所述酸包含至少一种选自磷酸、乙酸、盐酸、硫酸和柠檬酸的酸；

所述酸化容器包括搅动装置；

所述第一流供给比所述第二流供给更接近所述第一开口端；和

所述第二流包含蒸馏玉米油，并且基于所述第二流的总重量，具有50-5000 ppm的类胡萝卜素浓度。

应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对前述内容进行改变。在若干实例实施方案中，各种说明性实例实施方案的要素和教导可以在一些或全部说明性实例实施方案中整体或部分地组合。此外，各种说明性实例实施方案的一个或多个要素和教导可以至少部分地被省略和/或至少部分地与各种说明性实施方案的一个或多个其它要素和教导组合。