CN102344692A

CN102344692A - 一种从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法

Info

Publication number: CN102344692A
Application number: CN2011102288715A
Authority: CN
Inventors: 朱兴一; 苏为科; 王平; 李峰; 汪菊娟; 谢捷
Original assignee: ZHEJIANG SUICHANG LIMIN PHARMACEUTICAL CO Ltd; Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: ZHEJIANG SUICHANG LIMIN PHARMACEUTICAL CO Ltd; Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2011-08-10
Filing date: 2011-08-10
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2031-08-10
Also published as: CN102344692B

Abstract

本发明公开了一种从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法：将水栀子果实粉末与固相试剂都投入球磨机中球磨至均匀，取出球磨粉末，向所述球磨粉末中加入水，搅拌充分混匀，过滤，取上清液，上大孔树脂层析柱，用60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，过大孔树脂层析柱，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素。本发明基于利用机械化学反应的提取技术，所用的固相试剂能选择性结合栀子黄色素。与传统提取技术相比，产品提取率和纯度可提高10～20个百分点。

Description

一种从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法

(一)技术领域

本发明涉及一种栀子黄色素的提取方法。

(二)背景技术

天然食用色素是一种重要的食品添加剂，具有安全性好、无毒副作用，并具有一定的生理活性，在食用色素中占有重要地位。近年来，天然食用色素在国际市场上销售额的增长率保持在10％以上，市场前景看好。栀子黄色素是茜草科植物水栀子的主要成分之一，为目前应用较广泛的一种天然水溶性色素，其主要着色成分为藏花素(Crocin)和藏花酸(Crocetin)，另外还含有少量环烯醚萜苷、黄酮、绿原酸等成分。栀子黄色素无毒、安全性高，有一定的营养价值和保健功能，同时还具有水溶性好、着色力强、稳定性好等特点，因此广泛用于饮料、糕点、面制品、糖果、酒类、乳制品等食品着色，也可用于丝绸、棉布染色，还可用于化妆品、药品着色和药物原料、饲料原料(中国中药杂志，1996，21(2)，67)。

栀子黄色素的主要成分藏花素的结构式为：

目前栀子黄色素的提取主要采用有机溶剂加热回流提取法。该方法依据的是相似相溶原理，采用大量有机溶剂将提取物萃取出，再经过纯化处理而得到产品。该方法需消耗大量的有机溶剂，易对环境造成污染，而且易造成产物中有机溶剂的残留。同时，由于溶剂提取需要高温且长时间回流，许多有效成份易发生变化，而且极性相似的杂质也一道被提取出来，最终导致产品纯度不高。其它的提取方法有微波辅助提取法、超声辅助提取法、超临界CO₂分离法等，这些方法具有一定的优点，但目前难以实现工业化生产。

机械力辅助提取技术是一门新型的无溶剂提取技术，是将机械化学反应的原理和方法引入到动植物有效成分的提取中而形成的一门技术。机械力辅助提取的过程大致是，将生物组织和固相试剂混合，在机械力诱发下，特定成分与固相试剂发生化学反应或吸附，形成某种易溶或不溶于某种溶剂的物质，从而使特定成分得到分离或去除，从而获得目标有效成分。与传统的提取方法相比，机械力辅助提取具有选择性好、提取率高、工艺简单、操作方便、环境友好等优点。机械力辅助提取技术有望彻底取代传统的提取技术，目前还未见采用该技术提取栀子黄色素的报道。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服现有栀子黄色素提取工艺中存在的问题和不足，提供一种选择性好、提取率高、工艺简单、操作方便、环境友好、易于实现工业化生产的栀子黄色素的提取方法。

本发明采用机械力辅助提取技术从水栀子果实中提取栀子黄色素。其基本原理是：在高能机械力的作用下，水栀子果实的细胞壁破裂，栀子黄色素和其他活性物质释放出来，极性较大的多糖等杂质与固相试剂形成特定的复合物而被除去，经分离纯化，得到高色价和低OD值(光密度optical density，缩略词为OD)的栀子黄色素。

本发明采用的技术方案是：

一种从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，所述方法为：将水栀子果实与固相试剂都投入球磨机中球磨至均匀，取出球磨粉末，向所述球磨粉末中加入水，搅拌充分混匀，过滤，取上清液，上大孔树脂层析柱，用60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素；所述的水栀子果实为含水率不大于10％的干燥果实；所述固相试剂为氢氧化钠、氢氧化铝、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钙、氢氧化钾、氧化钙、磷酸氢二钠中的一种或两种以上的任意组合；所述的水栀子果实与固相试剂质量比为1∶0.1～3；所述的球磨粉末与所加入的水的质量比为1∶5～40。

进一步，本发明推荐所述球磨机的转速为1290～2220rpm，优选为1920rpm；球磨时间为5～60min，优选为15～45min。

本发明优选的水栀子果实与固相试剂质量比为1∶0.1～1∶1。

本发明优选的固相试剂为碳酸钠、碳酸氢钾、氧化钙中的一种或两种以上的任意组合。

本发明推荐所述的球磨粉末中加入水后，搅拌时间为5～60min，优选为20～50min。

本发明所述球磨粉末中加入水，优选在控制温度为5～90℃条件下搅拌混合，最优为20～50℃。

本发明优选所述大孔树脂为HPD-100、HPD-450、HPD-600、D-101、AB-8中的一种，特别优选的大孔树脂为HPD-100、D-101、AB-8中的一种。

本发明所述60wt％乙醇水溶液用量为2～10倍柱体积，优选为4～8倍柱体积。

本发明所述的水栀子果实为含水率不大于10％的干燥果实，可以通过将水栀子果实经烘干或晒干至含水率不大于10％制得。

本发明的优选方案为：

所述提取方法按照如下步骤进行：将含水率不大于10％的干燥水栀子果实与固相试剂按质量比为1∶0.1～1∶1一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨15～45min；取出球磨粉末，向所述的球磨粉末中加入质量为所述球磨粉末质量10～30倍的水，在20～50℃下搅拌20～50min；过滤，取上清液，上HPD-100、D-101或AB-8大孔树脂层析柱，用4～8倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素；所述的固相试剂为碳酸钠、碳酸氢钾、氧化钙中的一种或两种以上的任意组合。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明所采用的是基于机械化学反应的提取技术，所用的固相试剂能选择性结合栀子黄色素。与传统提取技术相比，产品提取率和纯度可提高10～20个百分点。

(2)本发明提取过程所用的溶剂主要是水，降低了生产成本。提取过程不使用有机溶剂，无废气产生，故整个生产工艺不会对环境造成污染，是一种绿色的提取工艺。

(3)本发明操作简单，工艺路线短，缩短了生产周期。

(4)本发明固体废弃物主要是水栀子果实中一些不溶于水的物质，如脂质、果胶、植物色素、蛋白质及脂溶性维生素等，可做饲料和肥料。

综上所述，本发明具有成本低、环境友好、产品纯度好、生产周期短等优点，是一种具有广阔应用前景的栀子黄色素提取方法。

(四)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

以下实施例中所述产品得率计算方式为：

产品得率(％)＝产品质量/水栀子果实质量*100

所述栀子黄色素色价＝(A₄₄₀×稀释倍数)/粉末质量；所述OD值＝A₂₃₈/A₄₄₀。

A₄₄₀为栀子黄色素在440nm处的吸光值，A₂₃₈为栀子苷在238nm处的吸光值。

实施例1

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与1.0g碳酸钠一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨5min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入110g水，在50℃下搅拌60min；过滤，取上清液，过HPD-100大孔树脂层析柱，用2倍柱体积的80wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.50g，产品得率为5％，色价为370，OD值为0.36。

实施例2

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与20g碳酸氢钠一起投入球磨机中，以2220rpm的转速球磨60min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入300g水，在30℃下搅拌5min；过滤，取上清液，上HPD-450大孔树脂层析柱，用10倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.46g，产品得率为4.6％，色价为395，OD值为0.31。

实施例3

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与5g碳酸氢钾一起投入球磨机中，以2220rpm的转速球磨15min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入75g水，在45℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上HPD-600大孔树脂层析柱，用8倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.53g，产品得率为5.3％，色价为356，OD值为0.41。

实施例4

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与30g碳酸钾一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入600g水，在5℃下搅拌20min；过滤，取上清液，上D-101大孔树脂层析柱，用4倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.48g，产品得率为4.8％，色价为381，OD值为0.33。

实施例5

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与10g碳酸氢钾一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入600g水，在70℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用5倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.52g，产品得率为5.2％，色价为366，OD值为0.42。

实施例6

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与2g碳酸氢钾一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入480g水，在90℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.52g，产品得率为5.2％，色价为371，OD值为0.36。

实施例7

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与5g碳酸氢钾一起投入球磨机中，以1290rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入300g水，在50℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.54g，产品得率为5.4％，色价为363，OD值为0.43。

实施例8

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与5g氢氧化钠一起投入球磨机中，以2000rpm的转速球磨30min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入300g水，在40℃下搅拌40min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.52g，产品得率为5.2％，色价为372，OD值为0.41。

实施例9

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与15g氧化钙一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入500g水，在50℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.53g，产品得率为5.3％，色价为367，OD值为0.41。

实施例10

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与5g氯化钙一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入300g水，在50℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.55g，产品得率为5.5％，色价为347，OD值为0.44。

实施例11

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与5g氢氧化钾一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入300g水，在50℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.53g，产品得率为5.3％，色价为376，OD值为0.34。

实施例12

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与5g氢氧化铝一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨30min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入450g水，在20℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素产品0.47g，产品得率为4.7％，色价为364，OD值为0.38。

实施例13

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与8g磷酸氢二钠一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨45min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入360g水，在50℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.51g，产品得率为5.1％，色价为372，OD值为0.35。

实施例14

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与5g碳酸氢钾一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入300g水，在50℃下搅拌30min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素0.54g，产品得率为5.4％，色价为369，OD值为0.36。

实施例15

将10g含水率9％的干燥水栀子果实与5g氧化钙的混合物一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨20min；取出球磨粉末，向所得球磨粉末中加入300g水，在50℃下搅拌50min；过滤，取上清液，上AB-8大孔树脂层析柱，用6倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素产品0.51g，产品得率为5.1％，色价为367，OD值为0.38。

Claims

1.一种从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，所述方法为：将水栀子果实与固相试剂都投入球磨机中球磨至均匀，取出球磨粉末，向所述球磨粉末中加入水，搅拌充分混匀，过滤，取上清液，上大孔树脂层析柱，用60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素；所述的水栀子果实为含水率不大于10％的干燥果实；所述固相试剂为氢氧化钠、氢氧化铝、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氯化钙、氢氧化钾、氧化钙、磷酸氢二钠中的一种或两种以上的任意组合；所述的水栀子果实与固相试剂质量比为1∶0.1～3；所述的球磨粉末与所加入的水的质量比为1∶5～40。

2.如权利要求1所述的从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于所述球磨机的转速为1290～2220rpm，球磨时间为5～60min。

3.如权利要求1所述的从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于所述的水栀子果实与固相试剂质量比为1∶0.1～1∶1。

4.如权利要求1所述的从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于所述固相试剂为碳酸钠、碳酸氢钾、氧化钙中的一种或两种以上的任意组合。

5.如权利要求1所述的一种从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于所述球磨粉末中加入水后，搅拌时间为5～60min。

6.如权利要求1所述的从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于所述球磨粉末中加入水，控制温度为5～90℃条件下搅拌混合。

7.如权利要求1所述的从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于所述的大孔树脂为HPD-100、HPD-450、HPD-600、D-101、AB-8中的一种。

8.如权利要求1所述的从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于，所述60wt％乙醇水溶液用量为2～10倍柱体积。

9.如权利要求1所述的从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于所述球磨粉末中加入水后，搅拌时间为20～50min，控制温度为20～50℃条件下搅拌混合。

10.如权利要求1所述的从水栀子果实中提取栀子黄色素的方法，其特征在于所述方法按照如下步骤进行：将含水率不大于10％的干燥水栀子果实与固相试剂按质量比为1∶0.1～1∶1一起投入球磨机中，以1920rpm的转速球磨15～45min；取出球磨粉末，向所述的球磨粉末中加入质量为所述球磨粉末质量10～30倍的水，在20～50℃下搅拌20～50min；过滤，取上清液，上HPD-100、D-101或AB-8大孔树脂层析柱，用4～8倍柱体积的60wt％乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液，浓缩蒸去溶剂，干燥，得到栀子黄色素；所述的固相试剂为碳酸钠、碳酸氢钾、氧化钙中的一种或两种以上的任意组合。