CN101993605A - 一种紫甘薯红色素的提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天然色素的提取法，具体涉及紫甘薯红色素的提取方法。它是将紫甘薯置于柠檬酸水溶液中捣浆，在20～150KHz的超声频率下提取10～120min，过滤，将提取液离心，上清液经超滤膜分离纯化，真空浓缩即得到紫甘薯红色素；其中，柠檬酸水溶液的质量浓度为0.2～0.8％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比为1∶5～1∶20。本方法将紫甘薯捣浆后在超声状态下提取紫甘薯红色素，利用超声波在柠檬酸水溶液中产生空化作用，空化作用产生的冲击波和剪切力可迅速破坏紫甘薯的细胞壁，使其中的紫甘薯红色素快速且较完全地溶解出来，因此采用本方法可在较短的时间内获得较高的提取率。本方法工艺步骤简单，易控，生产成本低。

Description

一种紫甘薯红色素的提取方法

技术领域

本发明涉及一种天然色素的提取法，具体涉及紫甘薯红色素的提取方法。

背景技术

紫甘薯红色素是从紫甘薯的块根和茎叶中提取出来的一种天然色素，色泽鲜亮自然，无毒，无特殊气味，是一种理想的天然食用色素资源，已被广泛应用于食品行业中。同时，由于紫甘薯红色素具有抗突变性、抗氧化作用及抗肿瘤等生理功能，也已经广泛应用于医药和化妆品行业。

目前对紫甘薯红色素的提取多采用酸化乙醇或酸化甲醇，这在一定程度上造成溶剂残留，而且提取率也不是很高。近年来已出现用柠檬酸水溶液代替酸化乙醇或酸化甲醇对紫甘薯进行萃取得到紫甘薯红色素的方法，以解决酸化乙醇或酸化甲醇提取造成的溶剂残留问题，如公开号为CN1834163A的中国发明专利，公开了一种紫甘薯红色素的生产方法，其技术方案是：将鲜紫甘薯打浆后用柠檬酸水溶液提取，提取液冷却离心后灭酶，经微滤膜一级分离纯化、纳滤膜浓缩后，浓缩液和树脂耦合使用进行二级分离纯化，最后真空浓缩得到产品。这种用柠檬酸水溶液萃取得到紫甘薯红色素的方法，虽然解决了溶剂的残留问题，但是，该方法工艺复杂，提取率不是很理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用超声波提取紫甘薯红色素的方法。该方法工艺简单，提取率高，生产成本低。

本发明的技术方案：

紫甘薯红色素的提取方法，是将紫甘薯置于柠檬酸水溶液中捣浆，在20～150KHz的超声频率下提取10～120min，过滤，将提取液离心，上清液经超滤膜分离纯化，真空浓缩即得到紫甘薯红色素；其中，柠檬酸水溶液的质量浓度为0.2～0.8％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比为1∶5～1∶20。本方法将紫甘薯捣浆后在超声状态下提取紫甘薯红色素，利用超声波在柠檬酸水溶液中产生空化作用，空化作用产生的冲击波和剪切力可迅速破坏紫甘薯的细胞壁，使其中的紫甘薯红色素快速且较完全地溶解出来，因此采用本方法可在较短的时间内获得较高的提取率。而且提取在常温下操作即可，不需加温，节约能耗。

上述方法中，

优选超声频率为50～60KHz，超声时间为30～90min。

柠檬酸水溶液的质量浓度优选为0.45～0.55％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比优选为1∶6～1∶10。

所述离心的转速为1000～20000r/min，时间为5～20min。

所述超滤膜为截留分子量为10～100KDa的中空纤维式超滤膜，膜材料为聚醚砜或陶瓷膜。

为了获得更高的提取率，可对紫甘薯进行二次超声提取，即将过滤得到的滤渣加入柠檬酸水再进行一次超声提取，合并提取液后再离心，之后再进行后序工序；其中，二次提取的超声频率为20～150KHz，超声时间为10～120min，优选超声频率为50～60KHz，超声时间为20～40min；柠檬酸水溶液的质量浓度为0.2～0.8％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比为1∶2～1∶8，优选柠檬酸水溶液的质量浓度为0.45～0.55％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比为1∶3～1∶6。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明将紫甘薯捣浆后在超声状态下提取紫甘薯红色素，利用超声波在柠檬酸水溶液中产生空化作用，空化作用产生的冲击波和剪切力可迅速破坏紫甘薯的细胞壁，使其中的紫甘薯红色素快速且较完全地溶解出来，因此采用本方法可在较短的时间内获得较高的提取率，一次提取的提取率可达95％以上，提取得到的产品色价较高；

2、本发明工艺步骤简单，易控；

3、提取在常温下进行即可，不需加温，防止了色素溶液在高温条件下发生降解，从而使紫甘薯红色素的生理功能不被破坏；同时节省能耗，生产成本低。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。

以下各实施例中的超声提取均在常温下进行。

以下各实施例及对比例中的紫甘薯红色素色价的具体测试步骤为：精密称取供试品若干置100mL的容量瓶中，加柠檬酸水溶液(PH＝3.0)至其完全溶解，用柠檬酸水溶液(PH＝3.0)定容至刻度，摇匀，得供试品溶液，用1cm比色皿，以柠檬酸水溶液(PH＝3.0)作空白对照，在最大吸收峰530nm处测定样品溶液的吸光度。如果供试品溶液吸光度值不在0.3～0.7范围，则需将供试品溶液稀释或者加大称样量。

按下述式1计算得到：

$X=\frac{A\·N}{M}$ 式1

其中：

X——紫甘薯红色素的色价；

A——供试品溶液在530nm波长处的紫外吸光度值；

N——供试品溶液稀释倍数；

M——供试品质量，单位为克。

实施例1

按1∶10的固液比，将紫甘薯置于质量浓度为0.8％的柠檬酸水溶液中捣浆，在100KHz的超声频率下提取90min，过滤，测得提取液中的提取率为97％，提取液在1000r/min的转速下离心20min，取上清液用截留分子量为100KDa的陶瓷超滤膜分离纯化，40℃条件下真空浓缩，得到紫甘薯红色素。按式1计算其色价为51。

实施例2

按1∶20的固液比，将紫甘薯置于质量浓度为0.4％的柠檬酸水溶液中捣浆，在20KHz的超声频率下提取30min，过滤，测得提取液中的提取率为96.5％，提取液在10000r/min的转速下离心5min，取上清液用截留分子量为20KDa的聚醚砜超滤膜分离纯化，40℃条件下真空浓缩，得到紫甘薯红色素。按式1计算其色价为53。

实施例3

按1∶8的固液比，将紫甘薯置于质量浓度为0.2％的柠檬酸水溶液中捣浆，在60KHz的超声频率下提取120min，过滤，测得提取液中的提取率为95.5％，提取液在20000r/min的转速下离心10min，取上清液用截留分子量为40KDa的陶瓷超滤膜分离纯化，40℃条件下真空浓缩，得到紫甘薯红色素。按式1测得其色价为54。

实施例4

按1∶6的固液比，将紫甘薯置于质量浓度为0.45％的柠檬酸水溶液中捣浆，在50KHz的超声频率下提取90min，过滤，过滤所得的滤渣再按1∶4的固液比加入质量浓度为0.55％的柠檬酸水溶液，在80KHz的超声频率下提取10min，过滤，合并提取液，测得提取液中的提取率为98％，提取液在5000r/min的转速下离心5min，取上清液用截留分子量为60KDa的陶瓷超滤膜分离纯化，40℃条件下真空浓缩，得到紫甘薯红色素。按式1测得其色价为55。

实施例5

按1∶10的固液比，将紫甘薯置于质量浓度为0.6％的柠檬酸水溶液中捣浆，在150KHz的超声频率下提取10min，过滤，过滤所得的滤渣再按1∶2的固液比加入质量浓度为0.3％的柠檬酸水溶液，在60KHz的超声频率下提取40min，过滤，合并提取液，测得提取液中的提取率为97.5％，提取液在2000r/min的转速下离心20min，取上清液用截留分子量为10KDa的陶瓷超滤膜分离纯化，40℃条件下真空浓缩，得到紫甘薯红色素。按式1测得其色价为53。

实施例6

按1∶5的固液比，将紫甘薯置于质量浓度为0.5％的柠檬酸水溶液中捣浆，在60KHz的超声频率下提取20min，过滤，过滤所得的滤渣再按上述条件进行第二次超声提取，过滤，合并提取液，测得提取液中的提取率为99.0％，提取液在15000r/min的转速下离心15min，取上清液用截留分子量为80KDa的聚醚砜超滤膜分离纯化，40℃条件下真空浓缩，得到紫甘薯红色素。按式1测得其色价为62。

对比例1

按1∶5的固液比，将紫甘薯置于质量浓度为0.5％的柠檬酸水溶液中捣浆，常温下萃取2h，过滤，滤渣再按上述条件进行第二次萃取，过滤，将两次滤液合并，测得滤液中的提取率为86％，将提取液在15000r/min的转速下离心15min，取上清液用截留分子量为80KDa的聚醚砜超滤膜分离纯化，40℃条件下真空浓缩，得到紫甘薯红色素。按式1测得其色价为60。

比较上述实施6与对比例1可知，在原料、它们之间的固液比及提取时间、次数相同的情况下，本发明在柠檬酸水溶液中利用超声提取紫甘薯红色素的方法较现有的用柠檬酸水溶液萃取方法的提取有较大幅度的提高，其提取得到的产品色价与后者相当。

Claims (8)

1.一种紫甘薯红色素的提取方法，其特征在于：将紫甘薯置于柠檬酸水溶液中捣浆，在20～150KHz的超声频率下提取10～120min，过滤，将提取液离心，上清液经超滤膜分离纯化，真空浓缩即得到紫甘薯红色素；其中，柠檬酸水溶液的质量浓度为0.2～0.8％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比为1∶5～1∶20。

2.根据权利要求1所述的紫甘薯红色素的提取方法，其特征在于：超声频率为50～60KHz，超声时间为30～90min。

3.根据权利要求1所述的紫甘薯红色素的提取方法，其特征在于：柠檬酸水溶液的质量浓度为0.45～0.55％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比为1∶6～1∶10。

4.根据权利要求1所述的紫甘薯红色素的提取方法，其特征在于：所述离心的转速为1000～20000r/min，时间为5～20min。

5.根据权利要求1所述的紫甘薯红色素的提取方法，其特征在于：所述超滤膜为截留分子量为10～100KDa的中空纤维式超滤膜，膜材料为聚醚砜或陶瓷膜。

6.根据权利要求1～5中任何一项所述的紫甘薯红色素的提取方法，其特征在于：过滤得到的滤渣加入柠檬酸水溶液进行再次超声提取，合并提取液后再离心；其中，超声频率为20～150KHz，超声时间为10～120min，柠檬酸水溶液的质量浓度为0.2～0.8％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比为1∶2～1∶8。

7.根据权利要求6所述的紫甘薯红色素的提取方法，其特征在于：超声频率为50～60KHz，超声时间为20～40min。

8.根据权利要求6所述的紫甘薯红色素的提取方法，其特征在于：柠檬酸水溶液的质量浓度为0.45～0.55％，紫甘薯与柠檬酸水溶液的固液比为1∶3～1∶6。