CN103074640B - 一种直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及红曲黄色素制备方法，具体涉及一种直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法。所述方法以红曲红色素为原料，利用有机电合成法，并按以下步骤进行：红曲红色素溶解在少量乙醇中，然后加入蒸馏水、电解质；另配电解质溶液作为阳极液，电解槽采用隔膜电解槽，采用恒电流法，然后将阳极电解产物旋转蒸发去除乙醇，使红曲黄色素沉淀析出，过滤，去除电解质，干燥，得到红曲黄色素。本发明利用电化学方法使红曲红色素直接改性制得红曲黄色素，过程不采用有毒物质，安全、环保，得到的黄色素性质稳定，且生产成本低，操作简便，具有明显的经济效益和应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及红曲黄色素制备方法，具体涉及一种直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法。
背景技术
红曲色素（Monascus pigment）是红曲霉生长代谢中分泌的次级代谢产物，具有稳定性好和对蛋白质着色性极好等特点，且无毒性和致畸作用，安全性高，同时具有抑菌、调节血脂、预防动脉硬化等生物学活性，因此，红曲色素在食品生产市场受到青睐。从化学组成看，红曲色素主要含有红斑素和红曲红素两种红色素，以及红曲素和红曲黄素两种黄色素，目前在食品生产中主要利用其红色素作为着色剂应用，其黄色组分没有得到充分的利用。而黄色素是当前主要的食用色素品种，通常占需求量的60%，价格是红色素的3倍，目前，有关红曲红色素的研究主要集中在其溶解性的提升，红曲红衍生物的制备，红曲发色和性能改变等方面，而通过红曲红色素衍生得到红曲黄色素的研究则鲜见报道。因此，如果能够能将红曲红色素改性制得红曲黄色素，具有明显的经济效益和应用前景。
将红曲红色素转变为红曲黄色素，现有的专利及研究报道有两例，一是：苏金为教授，在碱性条件下，利用连二亚硫酸钠还原红曲红色素得到红曲黄色素，使色素的最大吸收波长由510nm转变成478nm。二是：陈文坚等采用钨酸盐/过钨酸盐阴极间接电氧化方法合成黄色素，这两种方法都存在致命的缺陷：苏教授使用还原剂连二亚硫酸钠，它是有毒物质，对眼睛、呼吸道黏膜有刺激性；而陈文坚的反应体系中加入丙酮，并且是间接氧化得到的黄色素不稳定，在光照或加热条件下容易分解。
发明内容
本发明的目的在于开发一种“绿色”、无污染的直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法，同时降低红曲黄色素生产成本。
本发明利用有机电合成的原理，根据有机物呈色机理，以电子为试剂，使红曲红色素的环状共轭体系中的双键减少，使化合物的最大吸收波长蓝移，从而得到红曲黄色素。
本发明采取的技术方案如下：
以红曲红色素为原料，利用有机电合成法，并按以下步骤进行：红曲红色素溶解在少量乙醇中，然后加入蒸馏水，配置成质量浓度为1%-50%的红曲红色素水溶液，然后加入电解质，使其在水中的浓度为0.1mol/L-1mol/L，并以此红曲红色素水溶液作为阴极液，开动搅拌；另配电解质溶液作为阳极液，电解槽采用隔膜电解槽，采用恒电流法，还原过程注意控制电流，防止阴极氢气析出，反应直到红色完全变成黄色，然后将阳极电解产物旋转蒸发去除乙醇，使红曲黄色素沉淀析出，过滤，去除电解质，干燥，得到红曲黄色素。
所述的电解质包括氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠和硝酸钾中的一种。
阴阳两极电极为石墨电极、铜电极、钛电极、镍电极、玻碳电极、铂电极或合金电极。
所述隔膜电解槽的隔膜为阳离子隔膜、阴离子隔膜、双极膜、石棉隔膜或陶瓷隔膜。
所述的电流，采用恒电流法，控制电流，以阴极不析出氢气为最大值。
优选地，所述红曲红色素水溶液的质量浓度为10%-30%。
本发明利用电化学方法使红曲红色素直接改性制得红曲黄色素，过程不采用有毒物质，安全、环保，得到的黄色素性质稳定，且生产成本低，操作简便，具有明显的经济效益和应用前景。
附图说明
图1为电还原前后红曲色素对比图，（A）电还原前（B）电还原后。
图2为红曲红色素和黄色素的紫外可见分光光谱，(A)红色素(B)黄色素。
具体实施方式
实施例1
（1） 红色素溶液的配制：将红曲红色素用少量乙醇溶解，加入蒸馏水制得10%红色素溶液10L，加入一定量的NaCl，使NaCl浓度为0.1mol/L。
（2） 电解槽的组装：电解槽采用隔膜电解槽，中间用Nafion117 阳离子膜（美国杜邦公司）将阴阳极室隔开，阳极室溶液为1mol/L的Na2SO4，阴极室为上述红曲色素溶液，阴极室配备搅拌器，搅拌速度为1000r/min，阴阳两极均采用石墨电极，直流电源。
（3） 电催化还原过程：采用恒电流方式进行电解，电流为10-50mA，还原过程注意控制电流，防止产生氢气，反应直到红色（电还原前红曲红色素溶液的颜色）完全变成黄色（电还原后生成红曲黄色素，溶液颜色由红色变成黄色）（图1），反应时间为12h。
（4） 紫外可见分光光度法监测反应物的特征吸收峰变化为：原料的最大吸收波长为：490nm，反应结束后，产物的最大吸收波长为：475nm（图2）。
（5） 浓缩干燥，去除NaCl：用旋转蒸发器去除乙醇，使红曲黄色素沉淀析出，过滤，在60℃下风干，得到红曲黄色素，其产率为85%，纯度为95%。
实施例2
（1） 红色素溶液的配制：将红曲红色素用少量乙醇溶解，加入蒸馏水制得30%红色素溶液10L，加入一定量的NaCl，使NaCl浓度为1mol/L。
（2） 电解槽的组装：电解槽采用隔膜电解槽，中间用双极膜将阴阳极室隔开，阳极室溶液为1mol/L的NaCl，阴极室为上述红曲色素溶液，阴极室配备搅拌器，搅拌速度为1000r/min，阴极采用铜电极，阳极采用不锈钢电极，直流电源。
（3） 电催化还原过程：采用恒电流方式进行电解，电流为10-50mA，还原过程注意控制电流，防止产生氢气，反应直到红色完全变成黄色，反应时间为24h。
（4） 紫外可见分光光度法监测反应物的特征吸收峰变化为：原料的最大吸收波长为：490nm，反应结束后，产物的最大吸收波长为：475nm。
（5） 浓缩干燥，去除NaCl：用旋转蒸发器去除乙醇，使红曲黄色素沉淀析出，过滤，在60℃下风干，得到红曲黄色素，其产率为80%，纯度为93%。
Claims (6)
1.一种直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法，其特征在于：
以红曲红色素为原料，利用有机电合成法，并按以下步骤进行：红曲红色素溶解在少量乙醇中，然后加入蒸馏水，配置成质量浓度为1%-50%的红曲红色素水溶液，然后加入电解质，使其在水中的浓度为0.1mol/L-1mol/L，并以此红曲红色素水溶液作为阴极液，开动搅拌；另配电解质溶液作为阳极液，电解槽采用隔膜电解槽，采用恒电流法，还原过程注意控制电流，防止阴极氢气析出，反应直到红色完全变成黄色，然后将阴极电解产物旋转蒸发去除乙醇，使红曲黄色素沉淀析出，过滤，去除电解质，干燥，得到红曲黄色素。
2.根据权利要求1所述的直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法，其特征在于：所述的电解质包括氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠和硝酸钾中的一种。
3.根据权利要求1所述的直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法，其特征在于：阴阳两极电极为石墨电极、铜电极、钛电极、镍电极、玻碳电极、铂电极或合金电极。
4.根据权利要求1所述的直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法，其特征在于：所述隔膜电解槽的隔膜为阳离子隔膜、阴离子隔膜、双极膜、石棉隔膜或陶瓷隔膜。
5.根据权利要求1所述的直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法，其特征在于：所述的电流，采用恒电流法，控制电流，以阴极不析出氢气为最大值。
6.根据权利要求1所述的直接电还原红曲红色素合成红曲黄色素的方法，其特征在于：所述红曲红色素水溶液的质量浓度为10%-30%。
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| 水溶性红曲黄色素的表征及其稳定性;苏金为 等;《天然产物研究与开发》;19991231;第11卷(第4期);第57-61页 * |
| 钨酸盐/过钨酸盐体系阴极间接电氧化合成红曲黄色素;陈文坚 等;《电化学》;20090830;第15卷(第3期);第293-297页 * |
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