CN102304554B - 一种高色价栀子红色素的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高色价栀子红色素的生产方法，其步骤为1、原料栀子甙粗品的纯化；2、栀子甙脱甲酯；3、酶解；4、加氨基酸转色；4、树脂精制；5、超滤精制；6、浓缩干燥；本发明方法将柱层析技术、超滤技术同时应用于原料栀子甙的纯化，利用高纯度栀子甙制备栀子红色素，从而得到色泽纯正、色价高的栀子红色素产品；经检测，栀子甙原料纯度达80%，栀子红色素色价

530nm≥60。

Description

一种高色价栀子红色素的生产方法

㈠技术领域：本发明涉及高色价栀子红色素的生产方法，具体是用经提纯的栀子甙经碱处理后脱去甲酯，生成栀子甙酸，然后在β-葡萄糖苷酶的作用下水解放出侧链上的糖分子成为京尼平酸，京尼平酸与含氮物结合生成栀子红，然后，通过树脂吸附和超滤进行精制，从而得到色价高、颜色鲜艳的栀子红色素。 

㈡背景技术：现代研究发现，栀子属植物中含有许多的化学成分，如黄酮类(栀子素类)、环烯醚萜类(栀子甙类)、三萜类(栀子花酸类)、有机酸酯类(绿原酸、藏红花酸类等)，另外还含有D-甘露醇、甾醇类、三萜皂甙类、长链烷烃、醇等，在果实和茎叶花中还含有挥发油、多糖等成分。环烯醚萜类以栀子甙为主，分子式为C₂₃H₃₀O₁₅，分子量为546.48。 

在栀子黄色素生产过程中，主要是收集栀子中的黄酮类成分，其它成分主要随树脂吸附阶段的流出液（俗称“甙水”）排出，甙水就是用于栀子红色素制备的主要原料，如果不对甙水进行纯化，其复杂成分会影响到产品的色调、纯色价及应用稳定性。甙水不经过纯化其纯度一般为30%，纯化后的栀子甙纯度达到80%以上。目前，国内栀子红色素制备方面，一般是以“甙水”即栀子甙粗品为原料，经液体深层发酵法和酶转色法制备而得。由于栀子甙粗品含黄酮类(栀子素类)、三萜类(栀子花酸类)、有机酸酯类(绿 原酸、藏红花酸类等)成份，以及D-甘露醇、甾醇类、三萜皂甙类、长链烷烃、醇、挥发油、多糖等成份，因此，制得的栀子红色素纯度不高、色调暗。在栀子红色素的提纯方面，国内外主要采用沉淀法（酸沉淀法、醇沉淀法）和大孔树脂法。沉淀法操作烦琐，产品收得率低；而大孔树脂法可以去除大量的糖类、无机盐、黏液质等杂质，操作简单、产品纯度和收得率较高；但用大孔树脂处理后色素中仍会残留少量的可溶性淀粉、还原糖及蛋白质等杂质，色价和颜色仍不很理想.。

㈢发明内容：本发明的目的就是提供一种以栀子甙粗品为原料制备高色价栀子红色素的生产方法，本方法制得的栀子红色素色价高，颜色鲜艳。 

本发明方法工艺步骤为： 

a、原料栀子甙粗品的纯化：先用NKA树脂，以4BV/h流速吸附栀子甙粗品，粗品中栀子甙含量为450mg/l-470mg/l，吸附饱和以后，用纯水冲洗至流出液澄清透明无颜色时，用40%乙醇解吸，真空浓缩脱除乙醇后，此时，浓缩液中的固体含量为20-26%，再用10000分子量的超滤膜对浓缩液进行超滤，超滤压力为0.25Mpa；温度为20±3℃；得超滤液； 

b、栀子甙脱甲酯：将上述超滤液加水配成 

的溶液，加NaOH调pH至12，80℃保温24小时，保温过程中补加NaOH维持pH12，然后冷却至室温，用柠檬酸调pH至5.0，过滤，得滤液; 

c、酶解：在上述滤液中按质量体积比加入0.02%的β-葡萄糖 苷酶，在50℃和pH 5.0条件下，酶解48小时，得酶解液； 

d、加氨基酸转色：在酶解液中按质量体积比加入2%的丙氨酸，在pH5.0下，50℃保温72小时，并不时搅拌；经转色后的栀子红色素的色价 

为140-150； 

e、树脂精制：选用YWD-3G树脂，吸附上述转色液，转色液pH为5-6，吸附速度2BV/h，吸附饱和后，纯水冲洗至流出液澄清透明，然后，用NaOH溶液调整的pH 8的50%乙醇溶液解吸，真空浓缩回收乙醇；得浓缩液，测定栀子红纯粉色价 

达到69-70； 

f、超滤精制：选用6000分子量超滤膜，在室温，超滤压力为0.3-0.5MPa条件下，对上述浓缩液进行超滤，得超滤液； 

g、浓缩干燥：将上步超滤液浓缩至固含量28-30%，喷雾干燥，进风温度180℃至220℃，出口温度90℃至110℃，即得栀子红色素，平均干粉色价 

为82-83。 

本发明方法中如栀子甙的纯化如何选择适合的树脂和超滤膜，以避免栀子红色素生物转化过程中出现的负反应而引起的色调偏暗和栀子红色素纯粉色价低的问题；栀子红色素生物转化所需要的β-糖苷酶和氨基酸的选择及生物转化工艺优化问题；柱层析中如何对树脂型号进行选择，通过对树脂的吸附、解吸量，栀子甙纯度及栀子红色素精制品的干粉色价进行考察，确定了适宜的树脂型号和柱层析工艺的问题；超滤过程中所用超滤膜及超滤膜通量、截留率及栀子甙纯度及栀子红色素纯粉色价的考察，确定适宜的超滤膜及超滤工艺的问题，均是通过大量的实验优选出最佳 工艺条件用于工业化生产，达到了较好的技术效果。本发明方法将柱层析技术、超滤技术同时应用于原料栀子甙的纯化，利用高纯度栀子甙制备栀子红色素，从而得到色泽纯正、色价高的栀子红色素产品,在同行中处于领先水平。 

主要技术指标与国内外同类技术指标的比较 

1、栀子甙原料纯度达80%； 

2、栀子红色素色价 

3、栀子红色素色调纯正、鲜艳。 

4、国内外目前生产的栀子红色素色价一般在60以下，色泽较暗。 

具体实验过程如下： 

一、实验方法和过程 

1、主要材料和仪器设备 

主要原料：栀子甙粗品 

2、主要仪器与设备 

主要仪器：日本岛津UV-2450分光光度计，分析天平(岛津)，SBA-40葡萄糖分析仪，PHS-3D型pH计（雷磁）等。 

主要设备：发酵罐，反渗透水处理设备，层析柱及大孔树脂，升膜真空浓缩设备，膜分离设备，离心机，喷雾干燥塔，摇床等。 

3、栀子甙标准曲线的绘制 

精密称取栀子甙标准品5.0mg，用纯水溶解，定容于25ml容量瓶中，精密移取0.0ml，0.5ml，1.0ml，1.5ml，2.0ml，2.5ml 于10ml容量瓶中，纯水定容，于238nm处测其吸光值并作标准曲线，图1是栀子甙含量（mg）与吸光值（Abs）关系图。 

回归方程为：Y=0.0097+0.02498X，R²=0.970，其中Y表示吸光值，X表示栀子甙含量。 

4、栀子甙纯度测定方法 

精确称取0.01g栀子甙样品，用少量纯水溶解，再定容于100ml的容量瓶中，以纯水为空白，用紫外-可见光分光光度计于238nm处测吸光值(通过控制样品量或稀释倍数使吸光值在0.2~0.7之间)，用回归方程Y=0.0097+0.02498X计算出样品中栀子甙含量，含量除以称样量即为栀子甙的纯度。 

5、大孔吸附树脂的选择 

树脂的吸附性能与被吸附物质的极性、分子大小、树脂的极性、比表面积、孔径大小等因素有密切的关系。为了分离、富集、纯化甙水，选择以下几种大孔吸附树脂进行试验。树脂的各项指标见表1。 

表1几种大孔树脂的参数 

a、树脂吸附量计算方法 

式中：C₀—起始浓度，mg/L； 

C₁—终了浓度，mg/L； 

V₀—起始体积，L； 

V₁—终了体积，L； 

W—树脂重量，g。 

b、树脂解吸率计算方法 

式中：C₂—解吸液栀子甙浓度，mg/L； 

V₂—解吸液体积，L。 

c、大孔树脂的静态试验 

称取己预处理好的5种大孔吸附树脂各5g于500ml具塞三角瓶中，加入栀子甙浓度为470mg/L的甙水300ml，室温下振荡(60r/min)24h，至吸附平衡，计算吸附量，选出吸附效果较好的树脂。图2是pH值与大孔树脂NKA吸附量（mg/g）关系图。 

表2各种大孔树脂对栀子甙的吸附量 

树脂型号	栀子甙的吸附量(mg/g)
		AB-8	18.6
NKA-9	3.2
		S-8	23.4
NKA	25.3
		DM-130	9.8

从静态吸附的结果可以初步确定使用NKA和S-8树脂来吸附栀子甙。

6、解吸液的确定 

根据生产的实际情况，我们选择了酒精做解吸液，用单因素试验分别对pH为7的30%、40%、50%、60%、70%酒精解吸液和pH为4、5、6、7、8酒精度50%的解吸液进行了解吸试验。通过解吸率的计算，确定树脂及其解吸工艺。结果见表3、表4。 

表3不同酒精浓度解吸液试验结果 

表4不同pH值解吸液试验结果 

从上表可知，NKA的解吸率均比S-8高，因此综合两种树脂的吸附情况，最终选择了NKA树脂用于栀子甙的纯化。树脂的动态吸附试验只对NKA树脂进行。对于NKA树脂来说，解吸液的pH在中性附近、酒精度为40%以上，有较好解吸效果。 

7、大孔树脂的动态吸附 

根据生产的实验情况，着眼于操作简便性、低成本性，只对甙水的pH值和上柱流速对动态吸附的效果进行考察。对pH值的考察在 

的玻璃层析柱中进行；对吸附流速的考察在  的不锈钢层析柱中进行。 

(a)pH值对动态吸附的影响 

分别用稀盐酸和稀氢氧化钠溶液调节上柱前甙水的pH值至3、4、5、6、7、8、9，然后上柱，考察pH值对大孔树脂NKA吸附栀子甙能力的影响，图2是pH值与大孔树脂NKA吸附量（mg/g）关系图； 

从图2中可以看出，甙水的pH值对树脂的吸附量有较大的影响。当pH<6的时候，树脂的吸附量随着pH的升高而增大；当pH在6~8之间时，吸附量变化不大；pH>8后，树脂的吸附量呈下降的趋势。这说明在酸性和碱性条件下都不利于栀子甙的吸附，由此可见栀子甙的最适吸附pH范围是6~8。由于甙水本身的pH值就在6左右，所以可以不用调节pH值就可直接上柱吸附。 

(b)上柱流速对动态吸附的影响 

生产中收集甙水的栀子甙含量一般在450mg/l左右，实验所 用甙水含甙量为470mg/l，在这一浓度下，以4BV/h、5BV/h、6BV/h的流速进行动态试验，图3是树脂柱（NKA）的流速(BV/h)与流出液中栀子甙含量（mg/g）关系图； 

从图3看出，3种流速以4BV/h效果最佳。由此可见，吸附流速越慢，处理效果越好，这主要是由于流速慢，有利于上柱液中有效成分在树脂中充分进行粒扩散和膜扩散，但从生产效率来看，过低的上柱速度会降低产率，因此，上柱速度也不是越低越好。 

8、超滤试验 

a、平均膜通量的测定 

取足量经过前期工序处理过的栀子甙溶液（固含量26%），在20±3℃，0.25Mpa压力下超滤，在超滤开始时，用量筒取250ml滤液，并计下所需时间t₀，算出此时的过滤速率v₀=250/t₀，当过滤速率v_e=0.3v₀时实验结束，记录总过滤时间T(h)，称取滤液重量W(kg)，计算平均膜通量。 

式中：S—膜面积，m²。 

b、膜截留率的测定 

当过滤速率降至初始速率的30%时，停止超滤，检测滤液与母液中栀子甙以及固形物含量，并计算栀子甙截流率。

式中：C₀—母液栀子甙浓度； 

C₁—滤液栀子甙浓度； 

V₀—母液体积； 

V₁—滤液体积。 

c、超滤膜的选择 

选取分子量为2000~20000的超滤膜分离纯化栀子甙。通过对纯化栀子甙的含量、膜通量、截留率等因素的考察，选取适宜的超滤膜。结果见表5。 

表5不同分子量超滤膜试验结果 

膜分子量	平均通量	截留率（损失率）%	栀子甙干粉纯度%
				2000	9.8	72.76	90.6
6000	15.2	25.42	87.3
				10000	24.6	5.72	81.5
15000	31.3	2.55	66.9
				20000	40.8	0.98	59.6

从表5看出，膜分子量为10000的超滤膜比较理想。在试验中，我们对10000分子量超滤膜的冲洗再生情况进行了观察，经过6批次的实验，没有发现平均通量有明显的衰减，说明膜污染情况不严重，可以适用于栀子甙纯化的规模生产。

9、栀子甙脱甲氧基 

将栀子甙配成 

左右的溶液，加NaOH调pH至12，80℃保温24小时，保温过程中补加NaOH维持pH12，然后冷却，用柠檬酸调pH至5.0，过滤。经过这一过程，栀子甙就转化成了京尼平苷 酸。 

a、β-葡萄糖苷酶的选择与酶解 

a)葡萄糖的测定 

取一定量的酶解反应液，稀释一定的倍数(稀释后，样液中葡萄糖的浓度在0～100mg/100mL)，然后在葡萄糖检测仪上进样测量。 

葡萄糖含量(mg/100mL)=稀释倍数×显示值 

b）β-葡萄糖苷酶的选择 

栀子甙由苷元与一个葡萄糖以β-葡萄糖苷键相连接，甙水经提纯、脱甲酯后，栀子甙转化为京尼平酸，京尼平酸通过β-葡萄糖苷酶的水解作用，使β-葡萄糖苷键断裂，生成葡萄糖。葡萄糖的生成浓度，可以反应京尼平酸的水解程度，并依此作为酶选择的依据。实验选取了5家酶制剂公司生产的β-葡萄糖苷酶或纤维素酶进行试验。 

取经脱甲酯（甲氧基）后的栀子甙溶液150ml，加入一定量的酶，在pH5.0条件下，50℃水浴恒温48小时，测葡萄糖含量。结果见表6。 

表6β-葡萄糖苷酶的选择结果 

从上表可以看出，来自丹麦汉森的β-葡萄糖苷酶的效果最好，因此作为本实验的首选酶。 

10、酶解条件的优化 

采用L₉(3⁴)正交实验表进行实验，考察温度、反应时间、pH值、酶用量对酶解效果的影响。水平—因素表见表7，实验结果见表8。 

表7水平—因素表 

从表8可知，以上四因素对酶解的影响顺序为R_B＞R_C＞R_D＞R_A，即酶解时间＞pH值＞酶量＞温度。最优方案为：A₂B₃C₂D₃，即温度：50℃、时间：48小时、pH值：5.0、酶量：0.2‰。 

表8L₉(3⁴)正交实验表 

在正交实验的基础上，对酶解的最大影响因素酶解时间进行了单因素试验，图4是酶解时间(小时)与酶解液中葡萄糖含量（mg/100ml）关系图； 

从图4可以看出，酶解基本在接近48小时时葡萄糖含量达到最大，再增加酶解时间，葡萄糖含量变化不明显，表明酶解在48小时基本完成。 

11、氨基酸的选择与转色工艺优化 

a、栀子红色素色价测定方法 

取1g被测液，适当稀释（使测得的吸光度值在0.2～0.7），用纯水作空白，用1cm比色皿，紫外-可见分光光度计测其最大吸收峰处（530nm左右）的吸光度值，色素产量与吸光度值成正比。 

式中：A—最大吸收峰处吸光度值； 

K—稀释倍数； 

M—样品重量。 

b、氨基酸的选择 

取酶解后的甙水200ml，加入1%氨基酸，调pH至5.0，于50℃下恒温水浴72小时，测生成的栀子红色素色价、并观察色素色调。结果见表9。 

表9不同氨基酸生成红色素结果 

从上表可以看出，转色后液体的色调与栀子红色素的生成量密切相关，综合反应液色价和色调看，丙氨酸是最佳选择。 

c、转色工艺条件的优化 

采用L₉(3⁴)正交实验表进行实验，考察温度、反应时间、PH值、氨基酸用量对转色效果的影响。水平—因素表见表10，正交实验结果见表11。 

表10水平—因素表 

表11L₉(3⁴)正交实验表 

从表11可知，以上四因素对转色的影响顺序为R_B＞R_A＞R_D＞R_C，即反应时间＞温度＞氨基酸用量＞pH值。最优方案为：A₂B₃C₂D₃，即温度：50℃、时间：72小时、pH值：5.0、氨基酸量2%：。 

在正交实验的基础上，对转色的最大影响因素转色时间进行了单因素试验，图5是转色时间（小时）与栀子红色价（100E）关系图； 

12、栀子红色素的提纯 

a、树脂吸附试验 

b、栀子红色素液体固形物含量的测定及干粉色价的计算 

用称量瓶称取一定量的被测液，在干燥箱内105℃恒温2-3小时至恒重，取出称量瓶冷却，称取重量。 

式中：W₀—称量瓶干重； 

W₁—干燥后总重量； 

M—被测样品重量。 

式中：E—干燥前被测液色价。 

c、吸附率的计算 

用分光光度法测栀子红色素上吸附前后在最大吸收峰处 (530nm)的吸光值，计算吸附率。 

式中：A₀—吸附前吸光值； 

A₁—吸附后吸光值。 

d、解吸率的计算 

用解吸液将大孔树脂中的栀子红色素洗脱后，用分光光度法测其最大吸收峰处(530nm)的吸光值，计算解吸率。 

式中：A₀—吸附前吸光值； 

A₁—吸附后吸光值； 

A₂—解吸液吸光值； 

M₀—吸附前液体重量； 

M₁—吸附后液体重量； 

M₂—解吸液重量； 

13、大孔树脂的静态吸附 

大孔树脂对不同的物质有不同的吸附性能，通过测定静态吸附树脂的吸附率，来考察树脂对色素的吸附效果，从而选择合适的树脂提纯色素。 

各称取2g已预处理好的6种大孔吸附树脂于具塞的磨口三角瓶中，加入100ml的栀子红发酵液，室温下振荡24小时至树脂充分 吸附饱和，测上清液在最大吸收峰处的吸光值，计算大孔树脂对栀子红色素的吸附率，选出吸附效果较好的树脂。结果见表12。 

表12不同树脂对栀子红色素的静态吸附率 

树脂型号	栀子红的吸附率(%)
		HPD-100	48.6
HPD-400	53.2
		X-5	50.4
YWD-3G	90.3
		D201	34.7
DK-142	76.8

从上表可以看出，YWD-3G对栀子红色素的吸附效果较好，因此，选择YWD-3G进行后续试验。 

a、大孔树脂的动态吸附 

大孔树脂经预处理后，湿法装柱，将一定浓度的栀子红发酵液以一定的速度上柱吸附，待树脂吸附完全以后，静置一段时间，用纯水进行冲洗树脂去杂，然后用一定浓度的乙醇解吸，收集解吸液。 

动态吸附实验中，根据生产的实际情况，对可能影响吸附效果的因素：上柱液pH值、流速等进行了优化，先用 

的玻璃层析柱进行初步试验，然后用生产使用的 

的不锈钢层析柱中进行试验，得出的结论更符合实际。 

(a)上柱液pH值对动态吸附的影响，图6是pH值与树脂（YWD-3G）吸附率（%）关系图； 

从图6中可以看出，上柱液pH值为5~6为最佳值，栀子红转色 后，其pH值在5左右，因此，一般情况不用调节pH值就可以直接上柱精制。 

(b)上柱流速对动态吸附的影响 

上柱前栀子红色素的色价 

一般在140左右，实验中 

在这一浓度下，以2BV/h、3BV/h、4BV/h的流速进行动态试验，图7是树脂柱（YWD-3G）的流速(BV/h)与流出液中栀子甙含量（mg/g）关系图； 

为了保证吸附效果，宜选择流速为2BV/h的上柱速度。 

(c)解吸液的选择与解吸条件的确定 

最常用的解吸剂是水、甲醇、乙醇、丙酮等，对于非极性树脂，解吸剂极性越小，解吸能力越强，对极性大孔吸附树脂和极性较大的化合物，则用极性较强的溶剂进行梯度解吸。实验表明，针对本研究采用的大孔吸附树脂，甲醇、乙醇等体系对栀子红色素均有较好的解吸效果，而且相应浓度的乙醇解吸能力较强，从实验安全性角度，本研究选择乙醇作为解吸剂。 

确定用乙醇作解吸液后，对解吸液乙醇浓度和pH值对解吸效果的影响也做了考察，结果如表13和表14。 

表13不同酒精浓度解吸液试验结果 

酒精度	30%	40%	50%	60%	70%
						解吸率（%）	88.5	92.7	99.3	99.2	99.4

表14不同pH值解吸液试验结果 

pH值	4	5	6	7	8
						解吸率（%）	87.4	90.2	93.3	96.4	99.4

[0170]  由表13、14可知，解吸液酒精度为50%，pH值为8时(用NaOH溶液调整)，有较好的解吸效果。解吸液经真空浓缩去除酒精后，测其固形物含量，计算栀子红干粉色价达到了69.3。 

14、超滤膜试验 

a、超滤膜的选择 

平均膜通量及截留率的测定参考前述部分 

表15不同分子量超滤膜试验结果 

膜分子量	平均通量	截留率（得率）%	栀子红干粉色价
				2000	9.8	99.7	72.4
6000	25.7	95.4	82.3
				10000	33.8	75.2	83.9
15000	42.9	42.9	84.7
				20000	51.2	20.7	86.2

从上表15看出，膜分子量为6000的超滤膜比较理想。由于栀子红色素是在一个复杂的反应体系中生成的，经过脱甲氧基、酶促反应和氨基酸转色反应，色素中混有大量的杂质。而且色素有很多被蛋白质等大分子物质所吸附，有文献报导，用凝胶过滤法测得栀子红的分子量约为4000，推测这种红色化合物可能为多聚体。栀子红色素实际聚合度以及能透过多少分子量的超滤膜，可能还与制备工艺及使用的栀子甙、β-葡萄糖苷酶和氨基酸等有关。

经过超滤纯化后小分子物质完全除去了，栀子红色素的纯度得到了明显的提高。 

b、压力对膜通量的影响 

图8是超滤膜（6000分子量）超滤压力（MPa）与膜通量 （kg/m²·h）关系图； 

图8表明，压力对膜通量的影响，在25℃条件下，使操作压力从0.2MPa逐渐上升到0.5MPa，发现膜通量随着压力的增大而增大，而且在压力较小时膜通量变化幅度较大，当压力超过0.5MPa以后，其增大变化率趋于平缓，这是因为超滤过程是以压力为驱动力，其大小会直接影响膜通量。实验结果表明，在运行中随着浓差极化加剧，逐步形成凝胶层，膜通量趋于极限值，所以不再随压力的增大而增大．并有逐渐减小的趋势，考虑到实际情况选择0.3~0.5MPa为超滤最适压力。 

c、温度对膜通量的影响 

在超滤压力0.4MPa，在不同的超滤温度进行超滤，考察温度对膜通量的影响，图9是超滤膜（6000分子量）超滤温度（℃）与膜通量（kg/m²·h）关系图； 

图9表明，随着温度的升高，膜通量逐渐增加，因为温度升高时，扩散系数和传质系数增大，相应会减弱膜表面的浓差极化，故膜通量增加；但是，温度升高时，加速了膜材料的微观布朗运动，使瞬间单位体积的小孔几率增加，从而影响膜的截留性能，造成截留率有所下降，综合考虑膜的性能、料液稳定性以及操作方便，采用室温操作。 

d、膜通量衰减试验 

在室温，压力0.3~0.5MPa下，进行超滤试验，超滤完毕后，用纯水冲洗超滤膜，必要时可用稀酸或稀碱冲洗，冲洗完毕后，再进行超滤试验，反复多次，记下每次超滤的平均膜通量，考察 超滤膜通量衰减情况和膜污染情况，图10是超滤膜（6000分子量）使用次数与膜通量（kg/m²·h）衰减关系图。 

从图10中可以看出，7次试验膜通量的衰减很小，基本可以判断，超滤时的膜污染也很小，这就为规模生产的应用提供了依据和保证。

经过超滤后，反应液中的无机盐类及小分子的有机物被滤除，栀子红色素的纯度提高，经反复试验，多次检测，得超滤后栀子红色素的平均干粉色价 

㈣附图说明

图1栀子甙含量（mg）与吸光值（Abs）关系图； 

图2pH值与大孔树脂NKA吸附量（mg/g）关系图； 

图3树脂柱（NKA）的流速(BV/h)与流出液中栀子甙含量（mg/g）关系图； 

图4酶解时间(小时)与酶解液中葡萄糖含量（mg/100ml）关系图； 

图5转色时间（小时）与栀子红色价（100E）关系图； 

图6pH值与树脂（YWD-3G）吸附率（%）关系图； 

图7树脂柱（YWD-3G）的流速(BV/h)与流出液中栀子甙含量（mg/g）关系图； 

图8超滤膜（6000分子量）超滤压力（MPa）与膜通量（kg/m²·h）关系图； 

图9超滤膜（6000分子量）超滤温度（℃）与膜通量（kg/m²·h） 关系图； 

图10超滤膜（6000分子量）使用次数与膜通量（kg/m²·h）衰减关系图。 

（五）具体实施方式

实施例1 

a、原料栀子甙粗品的纯化：先用NKA树脂，以4BV/h流速吸附栀子甙粗品50000ml，粗品中栀子甙含量为450mg/l，吸附饱和以后，用纯水冲洗至流出液澄清透明无颜色时，用40%乙醇解吸，真空浓缩脱除乙醇后，此时，浓缩液中的固体含量为20%，再用10000分子量的超滤膜对浓缩液进行超滤，超滤压力为0.25Mpa；温度为23℃；得超滤液； 

b、栀子甙脱甲酯：将上述超滤液加水配成 

的溶液，加NaOH调pH至12，80℃保温24小时，保温过程中补加NaOH维持pH12，然后冷却至室温，用柠檬酸调pH至5.0，过滤，得滤液； 

c、酶解：取上述滤液800ml，加入β-葡萄糖苷酶0.16g，在50℃和pH 5.0条件下，酶解48小时；得酶解液约800ml； 

d、加氨基酸转色：在酶解液中加入丙氨酸16g，在pH 5.0下，50℃保温72小时，并不时搅拌；经转色后的栀子红色素液体的色价 

为140； 

e、树脂精制：选用YWD-3G树脂，吸附上述转色液，转色液pH为5-6，吸附速度2BV/h，吸附饱和后，纯水冲洗至流出液澄清透明，然后，用NaOH溶液调整的pH8的50%乙醇溶液解吸，真空浓缩 回收乙醇；得浓缩液，测定栀子红纯粉色价 

达到了69； 

f、超滤精制：选用6000分子量超滤膜，在室温，超滤压力为0.3MPa条件下，对上述浓缩液进行超滤，得超滤液； 

g、浓缩干燥：将上步超滤液浓缩至固含量28%，喷雾干燥，进风温度180℃，出口温度90℃，即得栀子红色素，平均干粉色价 为82。 

实施例2 

a、原料栀子甙粗品的纯化：先用NKA树脂，以4BV/h流速吸附栀子甙粗品50000ml，粗品中栀子甙含量为470mg/l，吸附饱和以后，用纯水冲洗至流出液澄清透明无颜色时，用40%乙醇解吸，真空浓缩脱除乙醇后，此时，浓缩液中的固体含量为26%，再用10000分子量的超滤膜对浓缩液进行超滤，超滤压力为0.25Mpa；温度为20℃；得超滤液； 

b、栀子甙脱甲酯：将上述超滤液加水配成 的溶液，加NaOH调pH至12，80℃保温24小时，保温过程中补加NaOH维持pH12，然后冷却至室温，用柠檬酸调pH至5.0，过滤，得滤液； 

c、酶解：取上述滤液820ml，加入β-葡萄糖苷酶0.164g，在50℃和pH 5.0条件下，酶解48小时，得酶解液约800ml； 

d、加氨基酸转色：在酶解液中加入丙氨酸16g，在pH 5.0下，50℃保温72小时，并不时搅拌；经转色后的栀子红色素液体的色价 

为150； 

e、树脂精制：选用YWD-3G树脂，吸附上述转色液，转色液pH为5-6，吸附速度2BV/h，吸附饱和后，纯水冲洗至流出液澄清透明，然后，用NaOH溶液调整的pH8的50%乙醇溶液解吸，真空浓缩回收乙醇；得浓缩液，测定栀子红纯粉色价 

达到了70； 

f、超滤精制：选用6000分子量超滤膜，在室温，超滤压力为0.5MPa条件下，对上述浓缩液进行超滤，得超滤液； 

g、浓缩干燥：将上步超滤液浓缩至固含量30%，喷雾干燥，进风温度220℃，出口温度110℃，即得栀子红色素，平均干粉色价 

为83。 

Claims (1)

1.一种高色价栀子红色素的生产方法，其特征在于包括下述步骤：

、原料栀子甙粗品的纯化：先用NKA树脂，以4BV/h流速吸附栀子甙粗品，粗品中栀子甙含量为450mg/l-470mg/l，吸附饱和以后，用纯水冲洗至流出液澄清透明无颜色时，用40%乙醇解吸，真空浓缩脱除乙醇后，此时，浓缩液中的固体含量为20-26%，再用10000分子量的超滤膜对浓缩液进行超滤，超滤压力为0.25Mpa；温度为20±3℃；得超滤液；

 b、栀子甙脱甲酯：将上述超滤液加水配成

的溶液，加NaOH调pH至12，80℃保温24小时，保温过程中补加NaOH维持pH12，然后冷却至室温，用柠檬酸调pH至5.0，过滤，得滤液;

c、酶解：在上述滤液中按质量体积比加入0.02%的β-葡萄糖苷酶，在50℃和pH 5.0条件下，酶解48小时，得酶解液； 

d、加氨基酸转色：在酶解液中按质量体积比加入2%的丙氨酸，在pH5.0下，50℃保温72小时，并不时搅拌；经转色后的栀子红色素的色价为140-150；

e、树脂精制：选用YWD-3G树脂，吸附上述转色液，转色液pH为5-6，吸附速度2BV/h，吸附饱和后，纯水冲洗至流出液澄清透明，然后，用NaOH溶液调整的pH8的50%乙醇溶液解吸，真空浓缩回收乙醇；得浓缩液，测定栀子红纯粉色价

达到69-70；

f、超滤精制：选用6000分子量超滤膜，在室温，超滤压力为0.3-0.5 MPa条件下，对上述浓缩液进行超滤，得超滤液；

g、浓缩干燥：将上步超滤液浓缩至固含量28-30%，喷雾干燥，进风温度180℃至220℃，出口温度90℃至110℃，即得栀子红色素，平均干粉色价

为82-83。

Images