CN104177367B - 一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法 - Google Patents
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Abstract
一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法，属于食品添加剂技术领域，解决了现有制备叶绿素铜钠盐工艺复杂、加工成本高的问题，包括以下顺序步骤：挑选花椰菜鲜叶经打浆后，得到花椰菜滤渣；在花椰菜滤渣中加入浸提剂浸提后，得到叶绿素液；在叶绿素液中加入硫酸铜水溶液和盐酸溶液，得到铜代后色液；将铜代后色液通过阴离子树脂，得到叶绿素铜酸提取液；将叶绿素铜酸提取液采用抽真空回收乙醇后，滤去水相，得到叶绿素铜酸沉淀；在叶绿素铜酸沉淀中滴加NaOH水溶液，得到叶绿素铜钠盐液；将叶绿素铜钠盐液采用超滤膜进行过滤，得到叶绿素铜钠盐滤液；将叶绿素铜钠盐滤液进行干燥后，得到叶绿素铜钠盐。本发明方法生产成本低，产品纯度高。
Description
技术领域
本发明属于食品添加剂技术领域，特别涉及一种以花椰菜叶为原料来制备食品添加剂的方法。
背景技术
现有技术中从苜蓿、蚕沙中提取叶绿素铜钠盐的方法，存在工艺复杂、加工成本高的缺陷，并且在制备过程中要使用有机溶剂如丙酮等进行除杂，因此最终产品中有有毒溶剂残留。
发明内容
为解决现有技术中制备叶绿素铜钠盐的方法，存在工艺复杂、加工成本高的缺陷，并且存在有毒溶剂残留的问题，本发明提供一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法，其技术方案如下：
一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法，包括以下顺序步骤：
步骤1：打浆：
挑选花椰菜鲜叶，用打浆机打浆，然后用离心机离心分离去水分，得到花椰菜滤渣；
步骤2：浸提：
在体积百分比浓度为95%的酒精中添加质量百分比浓度为10%～15%的氢氧化钠水溶液，制备得到pH值为12的浸提剂；
在花椰菜滤渣中加入上述制备的浸提剂，其中花椰菜滤渣与浸提剂的重量比为1：4，经充分搅拌后，浸泡1小时，然后用200目的滤布过滤，得到一次浸提渣，以及一次浸提液；
然后在一次浸提渣中加入上述制备的浸提剂，其中一次浸提渣与浸提剂的重量比为1：4，经充分搅拌后，浸泡1小时，然后用200目的滤布过滤，得到二次浸提液；
将一次浸提液和二次浸提液合并，得到叶绿素液；
步骤3：铜代：
在叶绿素液中边搅拌边加入硫酸铜水溶液，得到混合溶液，其中硫酸铜水溶液的溶剂为水，硫酸铜水溶液中硫酸铜的质量百分比浓度为15%，叶绿素液与硫酸铜水溶液的重量比为10000：8；
在混合溶液中添加质量百分比浓度为31%的盐酸溶液，使混合溶液的pH值达到2.95～3.0；
然后将混合溶液加热至55℃后，搅拌30分钟，再降温到30℃后，用200目滤布过滤，所得滤液为铜代后色液；
步骤4：树脂吸附：
将铜代后色液以250升/小时的流速通过阴离子树脂，从阴离子树脂的出口管道中得到叶绿素铜酸提取液；
步骤5：回收乙醇：
将叶绿素铜酸提取液采用浓缩罐或薄膜蒸发器抽真空回收乙醇后，得到浓缩液，其中抽真空浓缩时，真空度控制在-0.05～-0.08Mpa，控制浓缩温度为60℃；
然后将浓缩液用300目的滤布滤去水相，所得滤渣用水冲洗后，得到叶绿素铜酸沉淀；
步骤6：成盐：
在叶绿素铜酸沉淀中滴加质量百分比浓度为5%的NaOH水溶液，使叶绿素铜酸沉淀完全溶解，得到溶解液；
在溶解液中加入纯水进行稀释，得到稀释液，其中叶绿素铜酸沉淀与纯水的重量比为0.2～0.4：1；
然后在稀释液中滴加质量百分比浓度为5%的NaOH水溶液，使溶解液的pH值达到10.5，得到叶绿素铜钠盐液；
步骤7：超滤膜过滤：
将叶绿素铜钠盐液采用超滤膜进行过滤，得到叶绿素铜钠盐滤液；
步骤8：干燥：
将叶绿素铜钠盐滤液进行干燥后，得到固体叶绿素铜钠盐。
本发明方法中的花椰菜又称花菜、菜花或椰菜花，是一种十字花科的蔬菜，为甘蓝的变种。本发明是通过以下步骤实现的：以花椰菜的叶子为原料打浆，离心去水相碱性乙醇提取过滤铜代阴离子树脂除杂回收乙醇成盐超滤膜过滤喷雾干燥包装，得水溶性叶绿素铜钠盐色素。
优选地，所述步骤7中，超滤膜的孔径为0.005μm，超滤膜两侧的操作压力为0.10～0.50Mpa。
优选地，所述步骤4中，铜代后色液与阴离子树脂的配比为15千克/升。
优选地，所述步骤8中，将叶绿素铜钠盐滤液进行干燥的方法为电热烘箱烘干或喷雾干燥；
所述电热烘箱烘干是指将叶绿素铜钠盐滤液放入电热烘箱中，在温度为80℃的条件下烘干，烘干时间不少于38小时；
所述喷雾干燥是指采用喷雾干燥机对叶绿素铜钠盐滤液进行喷雾干燥，控制喷雾干燥机中的喷雾盘的转速为18000转/分钟，控制喷雾干燥机的进口温度为150～250℃，出口温度为70～120℃，喷雾干燥时间不少于4小时。
优选地，所述步骤7中，叶绿素铜钠盐液在用超滤膜进行过滤之前，还需要加入纯水进行稀释，其中叶绿素铜钠盐液与纯水的重量比为1：1.5～2.5；
所述步骤5中，将滤渣用水冲洗的方法是指将滤渣用水冲洗三次，每次冲洗时滤渣与水的重量比为1：3。
本发明方法制备的叶绿素铜钠盐产品，其色素收率在0.2%左右，粉末产品色价最高可达580，且符合食品安全国家标准GB26406-2011《食品添加剂叶绿素铜钠盐》要求。
本发明以廉价的农民种植花菜后的废弃菜叶为原料，大大降低了生产成本，提高了产品的竞争力，增加了经济效益，而且本发明的工艺提取时，除杂效果好，所得产品纯度高、质量稳定。
本发明方法工艺简单，节约加工成本和加工时间，提高了效率。
本发明方法通过使用阴离子树脂和超滤膜分别分离去提取液中的水不溶杂质和水溶性杂质，替代了用有机溶剂如丙酮等进行除杂，从而避免了最终产品中存在有毒溶剂残留物。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步加以说明。
实施例1：
（1）浸提：20kg花椰菜鲜叶用打浆机打浆，打浆机的转速为100转/分，打浆机的滤网为20目，再用离心机以1200转/分的转速离心分离去9.5kg的水分后，得到花椰菜滤渣10.5kg；
每次用pH值为12.05的浓度为95%的酒精40kg浸提，所述酒精pH值是通过加10～15%NaOH的溶液调节得到的，共浸提2次；2次共得浸提液80kg，合并后用200目的滤布过滤，得到叶绿素液79.8kg；
（2）铜代：向叶绿素液中边搅拌边加入质量百分比浓度为15%的硫酸铜溶液至色液变为深绿色，叶绿素液与硫酸铜溶液的重量比为10000：8，并加0.75kg的质量百分比浓度为31%的盐酸调节溶液pH值在2.95，然后加热至55℃，再搅拌反应30分钟，再降温到30℃后，用200目滤布进行过滤，所得滤液为铜代后色液79.3kg；
（3）阴离子树脂除杂：将铜代后色液以250L/h的流速通过5L阴离子树脂，收集得到叶绿素铜酸提取液70.3kg；
（4）浓缩：将叶绿素铜酸提取液采用薄膜蒸发器控制温度60℃，真空度-0.05～-0.08Mpa减压回收乙醇，回收完乙醇后，用300目滤布滤去水相，并每次用滤渣3倍量的水冲洗滤渣3次，得到叶绿素铜酸沉淀0.43kg；
（5）成盐：向叶绿素铜酸沉淀中滴加质量百分比浓度为5%的NaOH溶液65ml，同时加入2kg纯水稀释，通过控制质量百分比浓度为5%的NaOH溶液加入量把溶液的pH值调整在10.53，搅拌使叶绿素铜酸沉淀全部溶解，得到叶绿素铜钠盐液；
（6）膜过滤：向叶绿素铜钠盐液中加入5kg纯水稀释后，用超滤膜进行过滤浓缩至剩余2kg，得到叶绿素铜钠盐滤液，其中超滤膜的孔径0.005μm，膜两侧的操作压力差为0.10～0.50Mpa；
（7）干燥：将叶绿素铜钠盐滤液放入电热烘箱中≤80℃烘干耗时16小时，得固体叶绿素铜钠盐成品39.5克。
实施例2：
（1）浸提：200kg花椰菜鲜叶用打浆机打浆，打浆机的转速为100转/分，打浆机的滤网为20目，再用离心机1200转/分的转速离心分离去101kg的水分后，得到花椰菜滤渣99kg；
每次用pH值为12.01的浓度为95%的酒精400kg浸提，所述酒精pH值是通过加10～15%NaOH的溶液调节得到的，共浸提2次；2次共得浸提液800kg，合并后用200目的滤布过滤，得到叶绿素液796kg；
（2）铜代：向叶绿素液中边搅拌边加入质量百分比浓度为15%的硫酸铜溶液至色液变为深绿色，叶绿素液与硫酸铜溶液的重量比为10000：8，并加7.3kg的质量百分比浓度为的31%的盐酸调节溶液pH值在2.97，然后加热至55℃后，再搅拌反应30分钟，然后降温到30℃后，用200目滤布进行过滤去不溶物，所得滤液为铜代后色液785kg；
（3）阴离子树脂除杂：将铜代后色液以250L/h的流速通过50L阴离子树脂，收集得到叶绿素铜酸提取液698kg；
（4）浓缩：将叶绿素铜酸提取液采用浓缩罐控制温度60℃，真空度-0.05～-0.08Mpa减压回收乙醇，回收完乙醇后，用300目滤布滤去水相，并每次用滤渣3倍量的水冲洗滤渣3次，得到叶绿素铜酸沉淀5.2kg；
（5）成盐：向叶绿素铜酸沉淀中滴加质量百分比浓度为5%的NaOH溶液680ml，同时加入20kg纯水稀释，通过控制质量百分比浓度为5%的NaOH溶液加入量把溶液的pH值调整在10.51，搅拌使叶绿素铜酸沉淀全部溶解，得到叶绿素铜钠盐液；
（6）膜过滤：向叶绿素铜钠盐液中加入50kg纯水稀释后，用超滤膜进行过滤浓缩至剩余15kg，得到叶绿素铜钠盐滤液，其中超滤膜的孔径0.005μm，膜两侧的操作压力差为0.10～0.50Mpa；
（7）干燥：将叶绿素铜钠盐滤液放入电热烘箱中≤80℃烘干，耗时38小时，得固体叶绿素铜钠盐成品512克。
实施例3：
（1）浸提：1000kg花椰菜鲜叶用打浆机打浆，打浆机的转速为100转/分，打浆机的滤网为20目，再用离心机1200转/分的转速离心分离去497kg的水分后，得到花椰菜滤渣503kg；
每次用pH值为12.04的浓度为95%的酒精2000kg浸提，所述酒精pH值是通过加10～15%NaOH的溶液调节得到的，共浸提2次，2次共得浸提液4000kg，合并后用200目的滤布过滤，得到叶绿素液3963kg；
（2）铜代：向叶绿素液中边搅拌边加入质量百分比浓度为15%的硫酸铜溶液至色液变为深绿色，叶绿素液与硫酸铜溶液的重量比为10000：8，并加33kg的质量百分比浓度为31%的盐酸调节溶液pH值在3.0，然后加热至55℃后，再搅拌反应30分钟，然后降温到30℃后，用200目滤布进行过滤去不溶物，所得滤液为铜代后色液3892kg；
（3）阴离子树脂除杂：将铜代后色液以250L/h的流速通过250L阴离子树脂，收集得到叶绿素铜酸提取液3775kg；
（4）浓缩：将叶绿素铜酸提取液采用浓缩罐控制温度60℃，真空度-0.05～-0.08Mpa减压回收乙醇，回收完乙醇后，用300目滤布滤去水相，并每次用滤渣3倍量的水冲洗滤渣3次，得到叶绿素铜酸沉淀39.2kg；
（5）成盐：向到叶绿素铜酸沉淀中滴加质量百分比浓度为5%的NaOH溶液3.2L，同时加入100kg纯水稀释，通过控制质量百分比浓度为5%的NaOH溶液加入量把溶液的pH值调整在10.52，搅拌使叶绿素铜酸沉淀全部溶解，得到叶绿素铜钠盐液；
（6）膜过滤：向叶绿素铜钠盐液中加入250kg纯水稀释后，用超滤膜进行过滤浓缩至剩余50kg，得到叶绿素铜钠盐滤液，其中超滤膜的孔径0.005μm，膜两侧的操作压力差为0.10～0.50Mpa；
（7）喷雾干燥：采用喷雾干燥机对叶绿素铜钠盐滤液进行喷雾干燥，控制进口温度：150～250℃，出口温度：70～120℃，喷雾盘转速：18000转/分钟，耗时4小时，得固体叶绿素铜钠盐成品2034克。
上述三个实施例中所用到的机器设备,其厂家、型号见下表所示
| 名 称 | 型 号 | 生产厂家 |
| 离心机 | SS600-N 3kw | 张家港华大离心机制造有限公司 |
| 薄膜蒸发器 | R205 | 上海申胜生物技术有限公司 |
| 浓缩罐 | ZN100 | 国营常熟制药机械厂 |
| 阴离子树脂 | 201×7 | 昆明洁明水处理 |
| 超滤膜 | FZ-8 | 无锡耀天超滤设备有限公司 |
| 冷热缸 | RPL-G | 温州市宏达食品机械有限公司 |
| 电热鼓风干燥箱 | 101B-2 | 南京实验仪器厂 |
| 喷雾干燥机 | QZR-25 | 江苏锡山喷雾干燥机厂 |
上述三个实施例中制备的叶绿素铜钠盐的理化指标测定见下表
| 项 目 | 标准（GB 26406-2011） | 例1实测值 | 例2实测值 | 例3实测值 |
| pH | 9.5～11.0 | 10.62 | 10.53 | 10.47 |
| 吸光度E（1%、1cm、405nm±3nm）≥ | 568 | 572 | 578 | 580.2 |
| 吸光度比值 | 3.2～4.0 | 3.63 | 3.59 | 3.52 |
| 总铜（Cu），w/% ≤ | 8.0 | 6.23 | 5.51 | 5.02 |
| 游离铜（Cu），w/% ≤ | 0.025 | 0.0172 | 0.0164 | 0.0145 |
| 干燥减量，w/% ≤ | 5.0 | 4.20 | 3.71 | 3.85 |
| 总砷（以As计）/(mg/kg) ≤ | 2 | ＜2 | ＜2 | ＜2 |
| 铅（Pb）/(mg/kg) ≤ | 5 | ＜5 | ＜5 | ＜5 |
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下，技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形及改型，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围。
Claims (5)
1.一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法，其特征在于，包括以下顺序步骤：
步骤1：打浆：
挑选花椰菜鲜叶，用打浆机打浆，然后用离心机离心分离去水分，得到花椰菜滤渣；
步骤2：浸提：
在体积百分比浓度为95%的酒精中添加质量百分比浓度为10%～15%的氢氧化钠水溶液，制备得到pH值为12的浸提剂；
在花椰菜滤渣中加入上述制备的浸提剂，其中花椰菜滤渣与浸提剂的重量比为1：4，经充分搅拌后，浸泡1小时，然后用200目的滤布过滤，得到一次浸提渣，以及一次浸提液；
然后在一次浸提渣中加入上述制备的浸提剂，其中一次浸提渣与浸提剂的重量比为1：4，经充分搅拌后，浸泡1小时，然后用200目的滤布过滤，得到二次浸提液；
将一次浸提液和二次浸提液合并，得到叶绿素液；
步骤3：铜代：
在叶绿素液中边搅拌边加入硫酸铜水溶液，得到混合溶液，其中硫酸铜水溶液的溶剂为水，硫酸铜水溶液中硫酸铜的质量百分比浓度为15%，叶绿素液与硫酸铜水溶液的重量比为10000：8；
在混合溶液中添加质量百分比浓度为31%的盐酸溶液，使混合溶液的pH值达到2.95～3.0；
然后将混合溶液加热至55℃后，搅拌30分钟，再降温到30℃后，用200目滤布过滤，所得滤液为铜代后色液；
步骤4：树脂吸附：
将铜代后色液以250升/小时的流速通过阴离子树脂，从阴离子树脂的出口管道中得到叶绿素铜酸提取液；
步骤5：回收乙醇：
将叶绿素铜酸提取液采用浓缩罐或薄膜蒸发器抽真空回收乙醇后，得到浓缩液，其中抽真空浓缩时，真空度控制在-0.05～-0.08Mpa，控制浓缩温度为60℃；
然后将浓缩液用300目的滤布滤去水相，所得滤渣用水冲洗后，得到叶绿素铜酸沉淀；
步骤6：成盐：
在叶绿素铜酸沉淀中滴加质量百分比浓度为5%的NaOH水溶液，使叶绿素铜酸沉淀完全溶解，得到溶解液；
在溶解液中加入纯水进行稀释，得到稀释液，其中叶绿素铜酸沉淀与纯水的重量比为0.2～0.4：1；
然后在稀释液中滴加质量百分比浓度为5%的NaOH水溶液，使溶解液的pH值达到10.5，得到叶绿素铜钠盐液；
步骤7：超滤膜过滤：
将叶绿素铜钠盐液采用超滤膜进行过滤，得到叶绿素铜钠盐滤液；
步骤8：干燥：
将叶绿素铜钠盐滤液进行干燥后，得到固体叶绿素铜钠盐。
2.根据权利要求1所述的一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法，其特征在于：
所述步骤7中，超滤膜的孔径为0.005μm，超滤膜两侧的操作压力为0.10～0.50Mpa。
3.根据权利要求2所述的一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法，其特征在于：
所述步骤4中，铜代后色液与阴离子树脂的配比为15千克/升。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法，其特征在于：
所述步骤8中，将叶绿素铜钠盐滤液进行干燥的方法为电热烘箱烘干或喷雾干燥；
所述电热烘箱烘干是指将叶绿素铜钠盐滤液放入电热烘箱中，在温度为80℃的条件下烘干，烘干时间不少于38小时；
所述喷雾干燥是指采用喷雾干燥机对叶绿素铜钠盐滤液进行喷雾干燥，控制喷雾干燥机中的喷雾盘的转速为18000转/分钟，控制喷雾干燥机的进口温度为150～250℃，出口温度为70～120℃，喷雾干燥时间不少于4小时。
5.根据权利要求4所述的一种以花椰菜叶为原料来制备叶绿素铜钠盐的方法，其特征在于：
所述步骤7中，叶绿素铜钠盐液在用超滤膜进行过滤之前，还需要加入纯水进行稀释，其中叶绿素铜钠盐液与纯水的重量比为1：1.5～2.5；
所述步骤5中，将滤渣用水冲洗的方法是指将滤渣用水冲洗三次，每次冲洗时滤渣与水的重量比为1：3。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |