CN104559302B - 一种红花黄色素的提取及精制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提取及精制红花黄色素的方法，该方法以红花注射液生产过程中醇沉步骤析出的沉淀物为原料，通过过滤、超滤、大孔吸附树脂分离、干燥等步骤，制得高品质的红花黄色素。该方法有如下优点：①所用原料成本低廉，②工艺简单，③生产效率高，④能够防止废弃物对环境的污染。

Description

一种红花黄色素的提取及精制方法
技术领域
本发明公开了一种天然色素的提取及精制方法，具体是涉及一种以红花注射液生产过程中醇沉步骤所产生的沉淀物为原料，提取及精制红花黄色素的方法。
背景技术
红花黄色素是以红花为原料，经水提取、精制而成的天然色素。红花为菊科植物红花(Carthamus tinctorius L.)的干燥管状花，既是常用的活血化瘀中药，又是重要的食用色素原料。红花中所含的色素包括黄色素和红色素两种类型，其中黄色素含量约为4%～10%。红花黄色素是多种黄酮类成分组成的混合物，其中主要成分是红花黄素A和红花黄素B，具有抗氧化、保护心肌等治疗和保健作用，被广泛应用于果汁(味)型饮料、糖果、糕点彩装等食品着色，是我国批准使用的天然色素，已列入《食品安全国家标准——食品添加剂使用标准》（GB2760-2011）。食品添加剂红花黄的旧版国家标准为GB5176-1985，新版国家标准已经完成起草，并于2013年12月30日起征求业内意见。红花黄色素为黄色或棕黄色粉末，易溶于水、稀乙醇、稀丙二醇，难溶于高浓度乙醇，不溶于乙醚、石油醚、油脂、氯仿等有机溶剂，能被活性炭吸附，耐光性好，耐热性稍差。红花黄色素的水溶液呈鲜艳黄色，不产生沉淀，毒性极低，着色力强，色调稳定。红花黄素A和红花黄素B结构式如下所示。
发明内容
红花注射液为中药材红花制备成的注射液，功效活血化瘀，用于治疗闭塞性脑血管疾病，冠心病，脉管炎。红花注射液与食品添加剂红花黄所用的原料相同，均是菊科植物红花（Carthamus tinctorius L.）的花瓣。红花注射液标准见国家食品药品监督管理局国家药品标准（标准编号：WS3-B-3825-98-2012）根据该标准，红花注射液制法如下：
取红花500g，加水煎煮三次，第一次1小时，第二次50分钟，第三次30分钟，合并煎液，滤过，滤液浓缩至相对密度为1.16～1.26，加乙醇使含醇量达70％，冷藏，静置48小时，滤过，滤液回收乙醇，并浓缩至相对密度为1.10～1.14，再加乙醇使含醇量达80％，冷藏，静置48小时，滤过，滤液回收乙醇并浓缩至相对密度为1.16～1.20，加10倍量水，冷藏，静置16～24小时，滤过，除钾，滤液浓缩至相对密度为1.02～1.04，用20％氢氧化钠溶液调节pH值7.5～8.0，115℃热处理，冷藏，静置120-600小时；加入活性炭适量，搅匀，滤过，超滤，用20％氢氧化钠溶液调节pH值7.5～8.0，加注射用水使成1000ml，滤过，充氮，灌封，115℃灭菌，即得。
由该制法可知，红花注射液生产过程中有两步醇沉，醇浓度分别高达70%和80%；醇沉的沉淀物不进入下一步工艺，而是作为废弃物处理。红花黄色素在高浓度乙醇溶液中溶解度较小，在醇沉过程中大量析出，所以这些醇沉沉淀中含有大量红花黄色素；如果作为废弃物处理掉，既是资源浪费，又对环境造成很大污染。
目前所知的红花黄色素提取方法，均是以红花为原料直接提取；尚没有专利或文献报道以红花注射液生产过程中产生的沉淀物为原料提取红花黄色素。本发明提供了一种新的红花黄色素提取及精制方法，该方法工艺简单、生产效率高、成本低廉，既能获取符合国家标准的高品质天然色素，又能防止废弃物对环境的污染，应用后能够产生较好的经济效益及社会效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种提取及精制天然色素红花黄的方法，该方法以红花注射液生产过程中醇沉步骤所产生的沉淀物为原料，具体操作步骤如下：
步骤A．将红花注射液生产过程中醇沉步骤析出的沉淀物收集，加入2～40倍质量的水；剧烈搅拌0.5～5小时，使其中的可溶性成分充分溶解；然后过滤，收集滤液，即得到红花黄色素粗提液；
步骤B．应用超滤膜，将步骤A所得红花黄色素粗提液超滤；弃掉不能透过超滤膜的部分，收集透过超滤膜的超滤液，即得到红花黄色素溶液；
步骤C．将步骤B所得红花黄色素溶液干燥，即得到红花黄色素；
步骤D．将步骤A所得红花黄色素粗提液或者步骤B所得红花黄色素溶液减压浓缩，得到浓缩液；将浓缩液上大孔吸附树脂柱，先用一个柱体积的水洗脱，然后用八个柱体积的乙醇溶液洗脱；收集乙醇洗脱液，减压浓缩除去乙醇，得到精制红花黄色素溶液；
步骤E．将步骤D所得精制红花黄色素溶液干燥，即得到精制的红花黄色素。
本方法所用红花注射液生产过程中醇沉步骤析出的沉淀物，包括第一次醇沉产生的沉淀物和第二次醇沉产生的沉淀物。
本方法步骤A中所用水为蒸馏水或去离子水。
本方法步骤A中过滤所用方法为离心过滤、抽滤或压滤，所用滤过介质为滤纸、虑棉、滤布或砂滤棒等粗滤介质。
本方法步骤B中所用超滤膜材质为纤维素酯类，或聚砜类，或聚烯烃类，或聚氯乙烯，或氟材料等有机高分子材料；优选的超滤膜材质为纤维素酯类。
本方法步骤B中所用超滤膜孔径为1KD～1000KD；优选的超滤膜孔径为10KD。
本方法步骤C中所用干燥方法为加热干燥，或冷冻干燥，或喷雾干燥；优选的干燥方法为喷雾干燥。
本方法步骤D中所用大孔吸附树脂的型号为D101、D201、AB-8等型号；优选的大孔树脂型号为D101。
本方法步骤D中所用乙醇溶液浓度为10%～70%；优选的溶液乙醇浓度为30%。
本方法步骤E中所用干燥方法为加热干燥，或冷冻干燥，或喷雾干燥；优选的干燥方法为喷雾干燥。
附图说明
附图为本发明的工艺流程框图
具体实施方式
本发明所述的一种以红花注射液生产过程中醇沉步骤所产生的沉淀物为原料提取及精制红花黄色素的方法，包括以下实施例；下面的实施例可以进一步说明本发明，但不以任何方式限定本发明。
本发明所得红花黄色素的色价，根据食品安全国家标准《食品添加剂红花黄（征求意见稿）》（2013年12月30日起征求意见）所述的方法测定。具体测定方法如下：
试剂配制：柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液（pH 5.0）：称取21 g柠檬酸（H3C6H5O7·H2O），溶于1000 mL水中（溶液A）。称取71.6 g磷酸氢二钠（Na2HPO4·12H2O），溶于1000mL水中（溶液B）。将溶液A与溶液B混合（97+103）。如果混合液pH不为5.0，则用酸或碱调整pH至5.0。
分析步骤：称取试样约0.1 g，精确至0.0002 g，用柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液（pH 5.0）溶解，定容至1000 mL，摇匀，必要时过滤。取此试样液置于1 cm比色皿中，以柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液（pH 5.0）为空白对照，用分光光度计在（400～408）nm内的最大吸收波长处测定其吸光度。（吸光度应控制在0.2～0.8之间，否则应调整试样液浓度，再重新测定吸光度。）
结果计算：色价以被测试样液浓度为1%、用1cm 比色皿、在（400～408）nm范围内最大吸收波长处测得的吸光度计，按以下公式计算：
式中A为实测试样液的吸光度；c为被测试样液的浓度，单位为克每毫升（g/mL）。
实验结果以平行测定结果的算术平均值为准。在重复性条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值与算术平均值的比值不大于5 %。
实施例1
取红花注射液生产过程中醇沉步骤的沉淀物200克，加入纯化水10升，剧烈搅拌使可溶性成分充分溶解，静置2小时。将溶液通过滤纸抽滤，弃去滤渣，抽滤液即为红花黄色素粗提液。将红花黄色素粗提液通过孔径为10KD的聚醚砜材质超滤膜超滤，所得超滤液为红花黄色素溶液。将该红花黄色素溶液减压浓缩至5升，上D101型大孔吸附树脂柱分离纯化。柱高1.5米，直径0.2米，填装树脂6公斤。先用纯化水冲洗一倍柱体积，弃掉冲洗液；然后用30%乙醇溶液冲洗八倍柱体积，收集这八倍柱体积的乙醇溶液，减压旋蒸除去乙醇，得到精制的红花黄色素溶液。将该精制的红花黄色素溶液喷雾干燥得到精制的红花黄色素68克。根据相关国家标准对所得红花黄色素样品做检验，所得结果如下：
由以上检验结果可知，所得红花黄色素各项指标均符合国家标准，尤其是色价远高于国家标准。
实施例2
取红花注射液生产过程中醇沉步骤的沉淀物200克，加入纯化水10升，剧烈搅拌使可溶性成分充分溶解，静置2小时。将溶液通过滤纸抽滤，弃去滤渣，抽滤液即为红花黄色素粗提液。将红花黄色素粗提液通过孔径为10KD的聚醚砜材质超滤膜超滤，所得超滤液为红花黄色素溶液。将该红花黄色素溶液减压浓缩至5升，上D101型大孔吸附树脂柱分离纯化。柱高1.5米，直径0.2米，填装树脂6公斤。先用纯化水冲洗一倍柱体积，弃掉冲洗液；然后用30%乙醇溶液冲洗八倍柱体积，收集这八倍柱体积的乙醇溶液，减压旋蒸除去乙醇，得到精制的红花黄色素溶液。将该精制的红花黄色素溶液减压浓缩，然后冷冻干燥，得到精制的红花黄色素71克，测其色价为149。
实施例3
取红花注射液生产过程中醇沉步骤的沉淀物200克，加入纯化水10升，剧烈搅拌使可溶性成分充分溶解，静置2小时。将溶液通过滤纸抽滤，弃去滤渣，抽滤液即为红花黄色素粗提液。将红花黄色素粗提液通过孔径为10KD的聚醚砜材质超滤膜超滤，所得超滤液为红花黄色素溶液。将该红花黄色素溶液减压浓缩至5升，上AB-8型大孔吸附树脂柱分离纯化。柱高1.5米，直径0.2米，填装树脂6.5公斤。先用纯化水冲洗一倍柱体积，弃掉冲洗液；然后用30%乙醇溶液冲洗八倍柱体积，收集这八倍柱体积的乙醇溶液，减压旋蒸除去乙醇，得到精制的红花黄色素溶液。将该精制的红花黄色素溶液喷雾干燥得到精制的红花黄色素65克，测其色价为145。
实施例4
取红花注射液生产过程中醇沉步骤的沉淀物200克，加入纯化水10升，剧烈搅拌使可溶性成分充分溶解，静置2小时。将溶液通过滤纸抽滤，弃去滤渣，抽滤液即为红花黄色素粗提液。将红花黄色素粗提液通过孔径为10KD的聚醚砜材质超滤膜超滤，所得超滤液为红花黄色素溶液。将该红花黄色素溶液喷雾干燥得到红花黄色素176克，测其色价为65。
实施例5
取红花注射液生产过程中醇沉步骤的沉淀物200克，加入纯化水10升，剧烈搅拌使可溶性成分充分溶解，静置2小时。将溶液离心过滤，弃去滤渣，抽滤液即为红花黄色素粗提液。将红花黄色素粗提液通过孔径为100KD的聚醚砜材质超滤膜超滤，所得超滤液为红花黄色素溶液。将该红花黄色素溶液喷雾干燥得到红花黄色素181克，测其色价为63。
实施例6
取红花注射液生产过程中醇沉步骤的沉淀物200克，加入纯化水10升，剧烈搅拌使可溶性成分充分溶解，静置2小时。将溶液通过滤纸抽滤，弃去滤渣，抽滤液即为红花黄色素粗提液。将红花黄色素粗提液通过孔径为10KD的纤维素酯材质超滤膜超滤，所得超滤液为红花黄色素溶液。将该红花黄色素溶液喷雾干燥得到红花黄色素178克，测其色价为66。

Claims (7)

1.一种红花黄色素的精制方法，其特征在于，以红花注射液生产过程中醇沉步骤析出的沉淀物为原料，具体步骤如下：
步骤A．将红花注射液生产过程中醇沉步骤析出的沉淀物收集，加入10～500倍质量的水；剧烈搅拌0.5～5小时，使其中的可溶性成分充分溶解；然后过滤，收集滤液，即得到红花黄色素粗提液；
步骤B．应用超滤膜，将步骤A所得红花黄色素粗提液超滤；弃掉不能透过超滤膜的部分，收集透过超滤膜的超滤液，即得到红花黄色素溶液；
步骤C．将步骤A所得红花黄色素粗提液或者步骤B所得红花黄色素溶液减压浓缩，得到浓缩液；将浓缩液上D101或D201型大孔吸附树脂柱，先用一个柱体积的水洗脱，然后用八个柱体积的乙醇溶液洗脱，所述乙醇溶液的浓度为10%~30%；收集乙醇洗脱液，减压浓缩除去乙醇，得到精制红花黄色素溶液；
步骤D．将步骤C所得精制红花黄色素溶液干燥，即得到精制的红花黄色素。
2.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，所用红花注射液生产过程中醇沉步骤析出的沉淀物，包括第一次醇沉产生的沉淀物和第二次醇沉产生的沉淀物。
3.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，步骤A中所用水为蒸馏水或去离子水。
4.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，步骤A中过滤所用方法为离心过滤、抽滤或压滤，所用滤过介质为滤纸、虑棉、滤布或砂滤棒粗滤介质。
5.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，步骤B中所用超滤膜材质为纤维素酯类，或聚砜类，或聚烯烃类，或聚氯乙烯，或氟材料有机高分子材料。
6.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，步骤B中所用超滤膜孔径为1KD～1000KD。
7.根据权利要求1所述的精制方法，其特征在于，步骤D中所用干燥方法为加热干燥，或冷冻干燥，或喷雾干燥。
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