CN102321385B

CN102321385B - 一种栀子黄色素的生产方法

Info

Publication number: CN102321385B
Application number: CN201110271206.4A
Authority: CN
Inventors: 李宏龙; 文雁君; 李林正; 章文晋; 潘天义; 李轩
Original assignee: HENAN ZHONGDA BIOLOGICAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: HENAN ZHONGDA BIOLOGICAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2011-09-14
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2031-09-14
Also published as: CN102321385A

Abstract

本发明提供了一种栀子黄色素的生产方法，包括以下步骤：a)将栀子果粉浸提，得到第一色素溶液；b)将所述第一色素溶液用大孔吸附树脂进行纯化，得到第二色素溶液；c)将所述第二色素溶液用离子交换树脂进行精制，得到栀子黄色素，所述离子交换树脂为含有磺酸基、酰胺基或胺基的离子交换树脂。以本发明提供的生产方法得到的栀子黄色素，杂质少，色价较高，栀子甙的含量较低，其水溶液澄清度高，在酸性环境中不易产生沉淀，具有更为宽广的应用范围。

Description

一种栀子黄色素的生产方法

技术领域

本发明涉及色素技术领域，尤其涉及一种栀子黄色素的生产方法。

背景技术

栀子黄色素，又名藏花素，是从茜草科的药食两用植物栀子的果实中提取的一种天然色素，其主要成分为藏花素和藏花酸。栀子黄色素属于水溶性类胡萝卜素，具有保健性好、安全无毒、色泽鲜艳、着色力强、稳定性高和色调几乎不受pH值影响等诸多优点，因而被广泛地应用于医药和食品等领域中，如中国国家标准GB 2760-2011《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中规定，栀子黄色素可用于面制品、糖果、糕点和饮料等食品中。目前，栀子黄色素在日本、韩国和东南亚等地有着广泛的市场需求。

现有技术公开了栀子黄色素的多种生产方法，如公开号为CN1544532A的中国专利文献公开了一种栀子黄色素的生产方法，该方法将栀子果的乙醇提取液和去离子水混合，倒入大孔吸附树脂柱上端，进行柱层析以去除栀子甙等杂质，得到粗栀子黄色素，然后再将粗栀子黄色素和去离子水混合，倒入聚酰胺柱上端，进行柱层析以去除粗栀子黄色素中的黄酮，经洗脱、浓缩和脱水后，得到栀子黄色素，但是，该方法得到的栀子黄色素杂质较多，品质较差。

为了进一步去除栀子黄色素中的杂质，提高其品质，公开号为CN101659794A的中国专利文献公开了一种利用膜分离纯化技术提取栀子黄色素的方法，该方法首先将栀子果粉末用水进行浸提，经离心得到浸提液，然后依次用孔径为0.1μm～0.6μm无机陶瓷微孔滤膜(MF)、截留分子量6000道尔顿～10000道尔顿的聚砜超滤膜(UF)和截留分子量500道尔顿～700道尔顿的磺化聚醚砜纳滤膜(NF)进行过滤，收集滤液，最后用反渗透膜(RO)对滤液进行浓缩，再经喷雾干燥得到成品栀子黄色素。虽然该方法利用膜分离纯化技术，去除了微小的颗粒性杂质，提高了栀子黄色素的品质，但是，该方法生产的栀子黄色素在酸性环境中容易产生沉淀，从而限制了其应用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种栀子黄色素的生产方法，本发明提供的生产方法得到的栀子黄色素杂质少，在酸性环境中不易产生沉淀，应用范围广。

本发明提供的一种栀子黄色素的生产方法，包括以下步骤：

a)将栀子果粉浸提，得到第一色素溶液；

b)将所述第一色素溶液用大孔吸附树脂进行纯化，得到第二色素溶液；

c)将所述第二色素溶液用离子交换树脂进行精制，得到栀子黄色素，所述离子交换树脂为含有磺酸基、酰胺基或胺基的离子交换树脂。

优选的，在所述步骤c)之前还包括：

将所述步骤b)得到的第二色素溶液用过滤介质进行过滤。

优选的，所述过滤介质的孔径D为：0＜D≤1.0μm。

优选的，所述过滤介质为聚丙烯滤膜、陶瓷膜或砂芯滤棒。

优选的，所述步骤c)中的精制具体包括：

将所述第二色素溶液以0.5BV/h～1.0BV/h的流速通过离子交换树脂，收集过柱液。

优选的，所述步骤b)中的纯化具体包括：

将所述第一色素溶液用大孔吸附树脂进行吸附，依次用去离子水、体积百分数为10％～30％的第一水溶性溶剂的水溶液和体积百分数为40％～90％的第二水溶性溶剂的水溶液进行洗脱。

优选的，所述第一水溶性溶剂为乙醇、甲醇、丙酮和正丁醇中的一种或多种，所述第二水溶性溶剂为乙醇、甲醇、丙酮和正丁醇中的一种或多种。

优选的，所述步骤a)中的浸提具体包括：

将栀子果粉采用水或体积百分数为1％～90％的乙醇水溶液，在温度为10℃～40℃下浸提1次～5次，每次浸提的时间为30min～120min。

优选的，所述步骤a)具体包括：

将栀子果粉浸提，过滤后得到第一色素溶液，所述过滤以不锈钢滤网、尼龙滤网、砂芯滤棒或陶瓷过滤板为过滤介质。

优选的，所述步骤a)中，所述过滤介质的目数M为：0＜M≤400目。

与现有技术相比，本发明首先将栀子果粉浸提，得到第一色素溶液，然后将所述第一色素溶液用大孔吸附树脂进行纯化，得到第二色素溶液，最后将所述第二色素溶液用离子交换树脂进行精制，得到栀子黄色素，所述离子交换树脂为含有磺酸基、酰胺基或胺基的离子交换树脂。本发明通过对栀子果粉进行浸提，使栀子黄色素等成分得以浸出；然后以大孔吸附树脂纯化含有栀子黄色素的第一色素溶液，所述大孔吸附树脂能够吸附去除其中的栀子甙等杂质，提高栀子黄色素的纯度；最后采用含有磺酸基、酰胺基或胺基的离子交换树脂对得到的第二色素溶液进行精制，所述离子交换树脂能够去除其中的酚类聚合物等杂质，进一步提高栀子黄色素的纯度，而且由于去除了在酸性环境中易形成沉淀的酚类聚合物，使得到的栀子黄色素在酸性环境中不易产生沉淀，从而具有更为宽广的应用范围。

进一步的，本发明采用孔径D为0＜D≤1.0μm的过滤介质对含有栀子黄色素的第二色素溶液进行过滤，能够除去微小的颗粒性杂质，提高栀子黄色素水溶液的澄清度，从而提升栀子黄色素的品质。另外，本发明所用的水溶性溶剂和树脂等均可回收重复使用，环保安全，适于工业化生产。

具体实施方式

本发明提供了一种栀子黄色素的生产方法，包括以下步骤：

a)将栀子果粉浸提，得到第一色素溶液；

本发明以栀子果为原料，作为原料来源的栀子广泛分布于我国的秦岭-淮河以南的广大区域，栀子果含有栀子黄色素，可药食同用，在我国已有悠久的医用和食用历史，安全性很高。

本发明首先将栀子果粉装入浸提罐等浸提设备中进行浸提，使栀子果粉中可溶性的色素成分如栀子黄色素等浸出，得到第一色素溶液。

为了提高浸提的效率，本发明优选采用干燥的栀子果粉，所述栀子果粉的目数优选为5目～20目，更优选为8目～18目，最优选为10目～15目；

浸提时，加入的浸提溶剂优选为水或乙醇水溶液，所述乙醇水溶液中乙醇的体积百分数优选为1％～90％，更优选为10％～80％，最优选为15％～75％；加入的浸提溶剂的质量优选为栀子果粉质量的1倍～10倍，更优选为2倍～8倍，最优选为4倍～6倍；

所述浸提的温度优选为10℃～40℃，更优选为15℃～35℃，最优选为20℃～30℃；所述浸提的次数优选为1次～5次，更优选为2次～4次；每次浸提的时间优选为30min～120min，更优选为40min～100min，最优选为60min～80min。

本发明优选将得到的浸提液进行过滤，除去颗粒性杂质，收集滤液。本发明对所述过滤没有特殊限制，优选以不锈钢滤网、尼龙滤网、砂芯滤棒或陶瓷过滤板为过滤介质进行过滤，更优选以砂芯滤棒为过滤介质；所述过滤介质的目数M优选为0＜M≤400目，更优选为50目≤M≤300目，最优选为100目≤M≤200目。

当所述浸提以乙醇水溶液为浸提溶剂时，优选将得到的滤液在-0.06MPa～-0.1MPa的真空度下于60℃～100℃进行真空浓缩，回收的乙醇可重复使用，再将得到的浓缩液用其体积5倍～20倍的去离子水稀释，得到第一色素溶液。

在得到的第一色素溶液中，除含有栀子黄色素外，还含有大量的栀子甙等杂质，使得栀子黄色素容易发生绿变及褪色，品质较差，难以应用。

本发明采用大孔吸附树脂对得到的第一色素溶液进行纯化，主要去除第一色素溶液中的栀子甙，得到第二色素溶液。

本发明对所述纯化没有特殊限制，所述纯化优选为：

其中，本发明对所述大孔吸附树脂没有特殊限制，优选为非极性或弱极性的大孔吸附树脂，如D101型大孔吸附树脂等；所述第一水溶性溶剂和第二水溶性溶剂可以相同，也可以不同，所述水溶性溶剂优选为乙醇、甲醇、丙酮和正丁醇中的一种或多种，更优选为乙醇、甲醇和正丁醇中的一种或多种，最优选为乙醇；

当所述大孔吸附树脂吸附饱和后，停止上料，首先用去离子水冲洗树脂，以洗脱未被大孔吸附树脂吸附的水溶性杂质，所使用的去离子水的体积优选为所述大孔吸附树脂体积的5倍～20倍；之后采用第一水溶性溶剂的水溶液洗脱所述大孔吸附树脂吸附的栀子甙等杂质，所述第一水溶性溶剂的体积百分数优选为10％～30％，更优选为15％～25％；最后采用第二水溶性溶剂的水溶液洗脱栀子黄色素，收集洗脱液，所述第二水溶性溶剂的体积百分数优选为40％～90％，更优选为50％～90％，最优选为60％～85％。

本发明优选将得到的含有栀子黄色素的洗脱液在-0.06MPa～-0.1MPa的真空度下于60℃～100℃进行真空浓缩，回收的水溶性溶剂可重复使用，再将得到的浓缩液用其体积2倍～10倍的去离子水稀释，得到第二色素溶液。

在得到的第二色素溶液中，除含有栀子黄色素和少量的栀子甙外，还含有少量酚类聚合物等杂质。所述酚类聚合物在酸性环境中不稳定，容易形成沉淀，使得栀子黄色素在酸性环境中更为混浊，限制了其应用范围，比如，栀子黄色素在食品尤其是在液体饮料中应用时，常常产生浑浊、沉淀等问题，品质较差，甚至难以符合相关行业的应用标准。

为了解决上述问题，本发明采用离子交换树脂对得到的第二色素溶液进行精制，所述离子交换树脂为含有磺酸基、酰胺基或胺基的离子交换树脂，如D90型和D301型离子交换树脂等，所述离子交换树脂能够去除第二色素溶液中的酚类聚合物，得到栀子黄色素，所述栀子黄色素在酸性环境中不易产生沉淀，扩大了其应用范围。

在本发明中，所述第二色素溶液通过离子交换树脂的流速优选为0.5BV/h～1.0BV/h，更优选为0.5BV/h，收集吸光度A320nm≤0.25的过柱液。将得到的过柱液进行干燥后，制得粉状栀子黄色素，本发明对所述干燥没有特殊限制，可以采用喷雾干燥，喷雾干燥过程中的进风温度为180℃～210℃，出风温度为70℃～110℃，也可以采用本领域常用的其他干燥方法。

为了提高所得栀子黄色素的品质，在进行精制之前，优选将得到的第二色素溶液进行过滤，以除去第二色素溶液中微小的颗粒性杂质。

过滤时，采用的过滤介质优选为聚丙烯滤膜(PP滤膜)、陶瓷膜或砂芯滤棒，更优选为聚丙烯滤膜；所述过滤介质的孔径D优选为0＜D≤1.0μm，更优选为0.1μm≤D≤0.8μm，最优选为0.3μm≤D≤0.5μm。

得到粉状栀子黄色素后，对其进行检测，检测结果显示，所得栀子黄色素的色价较高，可达到500以上，而且其栀子甙的含量较低，酚类聚合物少。

取制备的栀子黄色素配制浓度为1％的栀子黄色素水溶液，对其进行测试，结果显示其透光度T680nm≥98.3％；取制备的栀子黄色素配制浓度为5％的栀子黄色素水溶液，调节其pH＝3.0，该栀子黄色素水溶液于5℃放置60天，无沉淀出现。

上述测试结果表明，本发明将栀子果粉浸提，再用大孔吸附树脂纯化，最后用含有磺酸基、酰胺基或胺基的离子交换树脂精制，得到的栀子黄色素杂质少，其水溶液澄清度高，在酸性环境中不易产生沉淀，具有更为宽广的应用范围。

进一步的，本发明所用的水溶性溶剂和树脂等均可回收重复使用，环保安全，适于工业化生产。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的栀子黄色素的生产方法进行描述。

以下实施例中使用的大孔吸附树脂型号为D101，离子交换树脂型号为D301和D90，均由天津南开树脂厂提供。

实施例1

将干燥的栀子果粉碎至10目，取500kg栀子果粉末放入提取罐中，按固液的质量比为1∶10，加入体积百分数为50％的乙醇水溶液，在30℃浸提120min后用400目的砂芯滤棒进行过滤，收集滤渣和滤液，再将滤渣重复上述操作三次，收集、合并每次过滤后的滤液，得到第一色素溶液；

将得到的第一色素溶液在-0.08MPa的真空度下于60℃进行真空浓缩，然后加入其5倍体积的去离子水进行稀释后，通过D101型大孔吸附树脂进行吸附，吸附饱和后，先用10倍树脂体积的去离子水洗涤树脂，然后用体积百分数为20％的乙醇水溶液洗脱树脂中吸附的栀子甙等杂质，最后用体积百分数为90％的乙醇水溶液洗脱栀子黄色素，将含有栀子黄色素的洗脱液在-0.09MPa的真空度下于70℃进行真空浓缩，再加入其5倍体积的去离子水稀释后，得到第二色素溶液；

将得到的第二色素溶液通过孔径为0.45μm的PP滤膜，过滤除去微小的颗粒性杂质，得到滤液；

将得到的滤液以0.5BV/h的流速通过D301型离子交换树脂，收集吸光度A320nm≤0.25的过柱液，经喷雾干燥机干燥得到粉状的栀子黄色素。

经检测，所得栀子黄色素的色价为513.7，栀子甙的含量为0.39％。

取制备的栀子黄色素配制浓度为1％的栀子黄色素水溶液，对其进行测试，结果显示其透光度T680nm≥98.5％；取制备的栀子黄色素配制浓度为5％的栀子黄色素水溶液，调节其pH＝3.0，该栀子黄色素水溶液于5℃放置60天，无沉淀出现。

实施例2

将干燥的栀子果粉碎至10目，取500kg栀子果粉末放入提取罐中，按固液的质量比为1∶8，加入体积百分数为60％的乙醇水溶液，在30℃浸提120min后用400目的尼龙滤网进行过滤，收集滤渣和滤液，再将滤渣重复上述操作三次，收集、合并每次过滤后的滤液，得到第一色素溶液；

将得到的第一色素溶液在-0.1MPa的真空度下于80℃进行真空浓缩，然后加入其6倍体积的去离子水进行稀释后，通过D101型大孔吸附树脂进行吸附，吸附饱和后，先用12倍树脂体积的去离子水洗涤树脂，然后用体积百分数为25％的乙醇水溶液洗脱树脂中吸附的栀子甙等杂质，最后用体积百分数为85％的乙醇水溶液洗脱栀子黄色素，将含有栀子黄色素的洗脱液在-0.09MPa的真空度下于70℃进行真空浓缩，再加入其5倍体积的去离子水稀释后，得到第二色素溶液；

将得到的第二色素溶液通过孔径为0.8μm的PP滤膜，过滤除去微小的颗粒性杂质，得到滤液；

将得到的滤液以0.5BV/h的流速通过D90型离子交换树脂，收集吸光度A320nm≤0.25的过柱液，经喷雾干燥机干燥得到粉状栀子黄色素。

经检测，所得栀子黄色素的色价为518.6，栀子甙的含量为0.38％。

取制备的栀子黄色素配制浓度为1％的栀子黄色素水溶液，对其进行测试，结果显示其透光度T680nm≥98.7％，取制备的栀子黄色素配制浓度为5％的栀子黄色素水溶液，调节其pH＝3.0，该栀子黄色素水溶液于5℃放置60天，无沉淀出现。

比较例1

将得到的第一色素溶液在-0.08MPa的真空度下于60℃进行真空浓缩，然后加入其5倍体积的去离子水进行稀释后，通过D101型大孔吸附树脂进行吸附，吸附饱和后，先用10倍树脂体积的去离子水洗涤树脂，然后用体积百分数为20％的乙醇水溶液洗脱树脂中吸附的栀子甙等杂质，最后用体积百分数为90％的乙醇水溶液洗脱栀子黄色素，将含有栀子黄色素的洗脱液在-0.09MPa的真空度下于70℃进行真空浓缩，经喷雾干燥机干燥得到粉状的栀子黄色素。

经检测，所得栀子黄色素的色价为503.6，栀子甙的含量为0.40％。

取制备的栀子黄色素配制浓度为1％的栀子黄色素水溶液，对其进行测试，结果显示其透光度T680nm≥92.8％；取制备的栀子黄色素配制浓度为5％的栀子黄色素水溶液，调节其pH＝3.0，该栀子黄色素水溶液于5℃放置60天，出现大量沉淀。

比较例2

将得到的第二色素溶液通过孔径为0.8μm的PP滤膜，过滤除去微小的颗粒性杂质，得到滤液，经真空浓缩、喷雾干燥机干燥后，得到粉状栀子黄色素。

经检测，所得栀子黄色素的色价为517.6，栀子甙的含量为0.39％。

取制备的栀子黄色素配制浓度为1％的栀子黄色素水溶液，对其进行测试，结果显示其透光度T680nm≥91.8％，取制备的栀子黄色素配制浓度为5％的栀子黄色素水溶液，调节其pH＝3.0，该栀子黄色素水溶液于5℃放置60天，出现大量沉淀。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种栀子黄色素的生产方法，包括以下步骤：

a）将栀子果粉采用水或体积百分数为1%～90%的乙醇水溶液，在温度为10℃～40℃下浸提1次～5次，每次浸提的时间为30min～120min，过滤后得到第一色素溶液；

所述过滤以不锈钢滤网、尼龙滤网、砂芯滤棒或陶瓷过滤板为过滤介质，所述过滤介质的目数M为：0＜M≤400目；

b）将所述第一色素溶液用大孔吸附树脂进行吸附，依次用去离子水、体积百分数为10%～30%的第一水溶性溶剂的水溶液和体积百分数为40%～90%的第二水溶性溶剂的水溶液进行洗脱，得到第二色素溶液；

所述第一水溶性溶剂为乙醇、甲醇、丙酮和正丁醇中的一种或多种，所述第二水溶性溶剂为乙醇、甲醇、丙酮和正丁醇中的一种或多种；

c）将所述第二色素溶液以0.5BV/h～1.0BV/h的流速通过离子交换树脂，收集过柱液，得到栀子黄色素，所述离子交换树脂为含有磺酸基、酰胺基或胺基的离子交换树脂；

在所述步骤c）之前还包括：

将所述步骤b）得到的第二色素溶液用过滤介质进行过滤，所述过滤介质的孔径D为：0＜D≤1.0μm，所述过滤介质为聚丙烯滤膜、陶瓷膜或砂芯滤棒。