CN102021202A

CN102021202A - 栀子蓝色素的制备方法

Info

Publication number: CN102021202A
Application number: CN2009101174705A
Authority: CN
Inventors: 师彦平; 戚欢阳
Original assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Current assignee: Lanzhou Institute of Chemical Physics LICP of CAS
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-04-20

Abstract

本发明公开了一种从栀子的果壳中提取制备高纯度栀子蓝色素的制备方法。本发明将栀子的果壳通过提取得到的栀子果壳浸膏，浸膏通过混合大孔吸附树脂一步洗脱纯化得到环烯醚萜苷类化合物，将此洗脱液浓缩后加入氨基酸以及纤维素酶液直接反应，待反应完成后，在反应液中加入乙醇，分离干燥，实现高纯度栀子蓝的快速制备。

Description

栀子蓝色素的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高纯度栀子蓝色素的制备方法，具体的讲，本发明涉及一种从栀子的果壳中提取制备高纯度栀子蓝色素的制备方法。

背景技术

栀子为茜草科植物栀子(Gardenia jasminoides Ellis)的果实，主产于我国南部和中南部地区，属卫生部颁布的首批药食两用药用植物资源。明朝李时珍的《本草纲目》中己有详细记载：栀子具有护肝、利胆、降压、镇静、止血、消肿等作用；中医临床上用于治疗黄疽型肝炎、扭挫伤、高血压、糖尿病等症。栀子中主要含有藏花素、藏花酸及其衍生物，和以栀子苷为主的11种环烯醚萜苷类成分，同时还含有绿原酸、鞣质、果胶、挥发油、甘露醇等，食品上常用于提取以藏花酸的龙胆二糖衍生物为主体的栀子黄色素。

近年来，随着人们生活水平不断提高使得天然色素发展迅速，但天然色素多为红、黄两类，蓝色素相对较稀少，从而影响了许多食品上的配色与着色。栀子蓝色素是以栀子果实为原料，通过微生物发酵产生的一种天然蓝色素。该色素对酸碱稳定，耐光耐热性较强，对蛋白质及碳水化合物着色均良好，安全无毒，是一种良好的天然着色剂。目前，栀子蓝的生产工艺多数是以栀子果实为原料，经过发酵、分离、显色、喷雾干燥等步骤进行。

我国栀子种植面积大，资源丰富，因此进一步开展低成本、高品质栀子蓝色素的制备工艺研究，来弥补天然蓝绿色素开发的不足具有重大意义。国内对栀子蓝色素的研究起步较晚，且多采用在培养基中直接加入栀子果粉的方法生产天然色素，所得的产品其颜色多为灰暗带紫色，得率较低，难以工业化生产。后有研究者改进方法，采用二步法(孙立军等，用二步法生产天然使用栀子蓝色素，南京农业大学学报，1994，17(4)：98-101)，先利用β-葡萄糖苷酶催化栀子苷反应得到中间产物京尼平，然后将京尼平和氨基酸在适当条件下反应得天然栀子蓝，得到的栀子蓝色泽理想，但其反应速率较低，成本高，影响了工业化生产(CN101104745A一种天然蓝色素的生产方法)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种栀子蓝色素的制备方法。

本发明将栀子的果壳通过提取得到的栀子果壳浸膏，浸膏通过混合大孔吸附树脂一步洗脱纯化得到环烯醚萜苷类化合物，将此洗脱液浓缩后加入氨基酸以及纤维素酶液直接反应，待反应完成后，在反应液中加入乙醇，分离干燥，实现高纯度栀子蓝的快速制备。

一种栀子蓝色素的制备方法，其特征在于该方法步骤如下：

A、栀子果壳浸膏提取

将粉碎后的栀子果壳，加入乙醇水溶液，通过超声循环提取数次，过滤，合并滤液，减压回收乙醇，干燥，得到栀子果壳浸膏；

B、环烯醚萜苷类化合物提取

将栀子果壳浸膏用水溶解，加入到由HPD系列大孔吸附树脂和LX系列大孔吸附树脂组成的玻璃或不锈钢柱中，用乙醇水溶液脱洗脱，收集洗脱液后，得到环烯醚萜苷类化合物；

C、栀子蓝色素制备

将环烯醚萜苷类化合物浓缩后，加入氨基酸以及纤维素酶液，在30-80℃下常压反应12-48小时，在产物中加入乙醇，经过滤，将滤液浓缩干燥后得到栀子蓝色素。

在A步骤中，乙醇水溶液的体积浓度为10-90％。

在A步骤中，栀子果壳与乙醇水溶液的质量比为1∶1-1∶20。

在B步骤中，HPD系列大孔吸附树脂与LX系列大孔吸附树脂的质量比为1∶10-10∶1，且混合均匀；栀子果壳浸膏的上样浓度为3-500mg/mL；乙醇洗脱液的体积浓度为5-50％。

通过B步骤得到的高纯度的环烯醚萜苷类化合物主要包括京尼平苷(geniposide)及京尼平龙胆二糖苷(genipin-gentiobioside)。

在C步骤中，京尼平苷及京尼平龙胆二糖苷在纤维素酶作用下水解成京尼平，京尼平又与氨基酸发生聚合反应。具体操作步骤为将含有环烯醚萜苷类化合物的洗脱液浓缩后，将氨基酸和预先配制的纤维素酶液直接加入到其中，使酶解反应与聚合反应同步进行。

在C步骤中，氨基酸选自谷氨酸、甘氨酸、赖氨酸或苯丙氨酸，氨基酸与环烯醚萜苷类化合物的质量比为10-1∶0.1-1。

在C步骤中，纤维素酶液由纤维素酶和醋酸-醋酸钠缓冲溶液组成，纤维素酶与醋酸-醋酸钠缓冲溶液的质量比为0.0025-25∶50-500。

通过本发明制备得到的栀子蓝色素不需要经过繁琐的精制过程即可直接使用，色泽鲜亮。

本发明的优点在于：

(1)制备原料为栀子的果壳：

将果仁和果壳部分粉碎后，分别用超声循环提取机(50％乙醇)提取，取提取液测定吸光度值并计算OD值，果仁OD值(A₂₃₈/A₄₄₀)为1.89，果壳的OD值为2.92，由于栀子果壳的环烯醚萜苷类成分的含量远远高于果仁的，所以选用栀子果壳作为原料。另外，有些生产栀子黄的厂家将栀子果壳作为废弃品，本发明可以提高栀子的综合利用价值。

(2)制备高纯度的环烯醚萜苷类化合物时使用了混合大孔吸附树脂，高纯度的环烯醚萜苷类化合物主要包括京尼平苷及京尼平龙胆二糖苷：

经过实验证明，相同条件下用来自于HPD系列及LX系列中的一种或几种混合树脂的纯化效果要远远优于任何一种单一的大孔吸附树脂，例如，使用HPD700，OD值(A₂₃₈/A₄₄₀)为6.21，使用HPD700和LX-68，OD值(A₂₃₈/A₄₄₀)为46.8；进一步纯化该部位，经硅胶柱层析和重结晶得到两种白色晶体。经Varian INOVA-400FT-NMR超导核磁共振仪鉴定了两者的结构分别为京尼平苷及京尼平龙胆二糖苷。

京尼平苷(Geniposide) 京尼平龙胆二糖苷

(genipin-gentiobioside)

(3)将氨基酸直接加入到大孔吸附树脂的浓缩洗脱液中，同时加入纤维素酶液进行反应，该步骤的关键是使京尼平苷和京尼平龙胆二糖苷的酶解反应与京尼平和氨基酸之间的聚合反应同步进行，另外使用了便宜的纤维素酶液代替葡萄糖苷酶液，操作简便易行，反应完全。

(4)当酶解反应和聚合反应完成后，加入乙醇作为沉淀剂，经过沉淀剂纯化后的栀子蓝色素可以直接使用，不需要再经过繁琐且造价高的精制环节，如葡聚糖凝胶层析、膜分离、离子交换树脂等。

实施例1

400g粉碎后的栀子果壳，加入70％乙醇4800mL(1∶12的质量比)，超声循环提取45min，提取2次(超声4s，间隙1s，功率1000W，转速1100转)，合并2次提取液，减压回收溶剂后，称重，干燥，得栀子果壳浸膏40g。

取栀子果壳浸膏5g，用50mL的水溶解，加入到由50g的HPD100A和LX-10G混合大孔吸附树脂柱中(组成比例为1∶1，混合均匀)，用15％的乙醇洗脱，收集洗脱液，既得高纯度环烯醚萜苷部位。

将高纯度环烯醚萜苷部位减压浓缩无醇味后，加入0.5g谷氨酸，然后加入纤维素酶液(pH 4，质量比为0.05∶100)，在60℃反应12h后，加入无水乙醇(占总体积的10％)，过滤，滤液减压浓缩干燥后得到栀子蓝粉末，色价

为4.3。

实施例2

400g粉碎后的栀子果壳，加入70％乙醇3200mL(1∶8的质量比)，超声循环提取方法同实施例1，得栀子果壳浸膏35g。

取栀子果壳浸膏5g，用25mL的水溶解，加入到由50g的HPD200A和LX-10G混合大孔吸附树脂柱中(组成比例为1∶0.5，混合均匀)，用45％的乙醇洗脱，收集洗脱液，既得高纯度环烯醚萜苷部位。

将高纯度环烯醚萜苷部位减压浓缩至干燥后，用去离子水溶解，加入2.5g甘氨酸，然后加入纤维素酶液(pH 5，质量比为0.1∶100)，在35℃反应24h后，加入95％乙醇(占总体积的15％)，过滤，滤液减压浓缩干燥后得的栀子蓝粉末，色价为4.5。

实施例3

400g粉碎后的栀子果壳，加入50％乙醇4800mL(1∶12的质量比)，超声循环提取方法同实施例1，得栀子果壳浸膏45g。

取栀子果壳浸膏5g，用45mL的水溶解，加入到由50g的HPD700和LX-68混合大孔吸附树脂柱中(组成比例为0.5∶1，混合均匀)，用20％的乙醇洗脱，收集洗脱液，将高纯度环烯醚萜苷部位减压浓缩至无醇味，加入1.5g赖氨酸，然后加入纤维素酶液(pH 6，质量比为0.3∶100)，在50℃反应18h后，加入70％乙醇(占总体积的20％)，过滤，滤液减压浓缩干燥后得的栀子蓝粉末，色价

为4.7。

实施例4

400g粉碎后的栀子果壳，加入50％乙醇3200mL(1∶8的料液比)，超声循环提取方法同实施例1，得栀子果壳浸膏41g。

取栀子果壳浸膏5g，用60mL的水溶解，加入到由50g的HPD400和LX-68混合大孔吸附树脂柱中(组成比例为1∶0.5，混合均匀)，用20％的乙醇洗脱，收集洗脱液，将高纯度环烯醚萜苷部位减压浓缩至无醇味，加入1.5g苯丙氨酸，然后加入纤维素酶液(pH 3，质量比为1∶100)，在55℃反应36h后，加入60％乙醇(占总体积的25％)，过滤，滤液减压浓缩干燥后得的栀子蓝粉末，色价

为4.7。

Claims

1.一种栀子蓝色素的制备方法，其特征在于该方法步骤如下：

A、栀子果壳浸膏提取

B、环烯醚萜苷类化合物提取

C、栀子蓝色素制备

2.如权利要求1所述的方法，其特征是：在A步骤中，乙醇水溶液的体积浓度为10-90％。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征是：在A步骤中，栀子果壳与乙醇水溶液的质量比为1∶1-1∶20。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是：在B步骤中，HPD系列大孔吸附树脂与LX系列大孔吸附树脂的质量比为1∶10-10∶1，且混合均匀；栀子果壳浸膏的上样浓度为3-500mg/mL；乙醇洗脱液的体积浓度为5-50％。

5.如权利要求1所述的方法，其特征是：在C步骤中，氨基酸选自谷氨酸、甘氨酸、赖氨酸或苯丙氨酸，氨基酸与环烯醚萜苷类化合物的质量比为10-1∶0.1-1。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是：在C步骤中，纤维素酶液由纤维素酶和醋酸-醋酸钠缓冲溶液组成，纤维素酶与醋酸-醋酸钠缓冲溶液的质量比为0.0025-25∶50-500。