CN104788989A - 复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法 - Google Patents

Abstract

一种复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法，包括以下步骤：1)将新鲜的红继木花干燥、粉碎、过筛，得到红继木花粉末；2)将所述红继木花粉末放入复合酶溶液中进行酶解，得到红继木花酶解液；3)对所述红继木花酶解液进行干燥，干燥后进行超声提取，得到红继木花脂溶性红色素提取液；4)对所述红继木花脂溶性红色素提取液进行过滤、提纯得到红继木花脂溶性红色素。本发明的提取红继木花脂溶性红色素的方法将水溶性红色素转化为脂溶性红色素，用脂溶性红色素做原料生产的产品其红色更加稳定，质量更加可靠；同时本发明的提取方法提取红继木花脂溶性红色素效率高、提取成本低。

Description

复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法

技术领域

本发明涉及一种提取红继木花脂溶性红色素的方法，尤其涉及一种复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法。

背景技术

色素根据来源的不同，可分为天然色素和合成色素。随着许多研究表明某些合成色素对人体除一般毒性外，还有致突变与致癌性等其它有害作用，鉴于合成色素对人体所存在的危害性，越来越多的人关注天然色素的开发与利用。天然色素不仅安全可靠、色泽自然，而且有的还兼有营养和药理作用，因而倍受人们的青睐，尤其近年来随着人们自我保护意识日趋增强，随着绿色食品及天然化妆品的日益推广和大规模应用，开发和利用天然色素已成为全世界食品行业和化妆品行业的热点，应用安全天然无毒的天然色素代替合成色素已是大势所趋。

红继木，又名红花继木，别名红桎木、红继花，为金缕梅科常绿灌木或小乔木，主要分布于长江中下游以南地区和印度北部。红继木花红、叶红、根红，目前主要做绿化观赏，被园艺界称为全能绿化观赏品种，可观叶、观花、赏形，花盛开时艳丽夺目，一年内能多次开花，适应性、萌发力强，是常见的园艺栽培植物。目前在全国已大规模种植，红继木资源丰富，作为色素提取原料非常易得。红继木花与叶都含有丰富的天然红色素，是很好的天然色素资源，尤其以花中红色素含量最多，红继木的红色素属于花青素类色素，花青素自然状态下多以花色苷的形式存在，水溶性大，水解后则成为脂溶性色素，可用于口红及指甲油等化妆品原料。

文献报道红继木花中含异槲皮苷和红色素，叶中含鞣质、还原糖、苷类、黄酮类、酚类物质及有机酸类，红继木花、根、叶均可做药用，有抗菌消炎、止血活血、解热止痛、抗氧化等多种功效，湘西民间也有红继木药用偏方。目前的研究已表明红继木红色素具有较强的抗菌和抗氧化等作用，除可用于开发抗菌消炎药物外，还可用作食品的抗菌防腐剂和增色剂，指甲油及口红等化妆品的原料及其他产品的添加剂，有文献报道经小白鼠毒性实验表明红继木的红色素无毒性，红继木红色素不仅无毒无诱变作用，而且具有治疗特性，红继木红色素是天然色素的优良原料，有广阔的开发和利用前景，因此合理开发红继木花红色素对保障消费者健康，促进食品工业及化妆品工业的发展，对开发利用天然色素的研究具有重要意义。

天然色素制备方法大致可分为溶剂提取法、酶反应法、发酵法和人工合成化学天然色素法等方法，由于植物材料细胞存在大量纤维素、果胶等成分，细胞内成分常因纤维素、果胶等成分的阻碍屏蔽作用，这些提取方法提取效率普遍较低，提取时间长，综合成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种提取效率高、提取时间短、提取综合成本低的复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法，包括以下步骤：

1)将新鲜的红继木花干燥、粉碎、过筛，得到红继木花粉末；

2)将所述红继木花粉末放入复合酶溶液中进行酶解，得到红继木花酶解液；

3)对所述红继木花酶解液进行干燥，干燥后进行超声提取，得到红继木花脂溶性红色素提取液；

4)对所述红继木花脂溶性红色素提取液进行过滤、提纯得到红继木花脂溶性红色素。

上述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，优选的，所述步骤2)中，复合酶由质量比为1：1：1：1的纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶组成。

上述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，优选的，所述步骤2)中，酶解的条件为：pH为2～7，温度为25～55℃，酶解时间为2～12小时。

上述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，优选的，所述步骤2)中，酶解的条件为：pH为2，温度为35℃，酶解时间为8小时。

上述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，优选的，所述步骤2)中，复合酶溶液中复合酶的质量占红继木花粉末质量的0.5％～3％。

上述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，优选的，所述步骤2)中，复合酶溶液中复合酶的质量占红继木花粉末质量的2％～3％。

上述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，优选的，所述步骤3)中，超声提取的溶剂为95％的乙醇；超声提取过程中，pH＝2，超声提取次数为2次，每次超声提取的时间为20min。

上述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，优选的，所述步骤1)中，红继木花干燥的温度为45℃，过筛的目数为100目。

由于红继木花细胞中存在大量纤维素、果胶等成分，通过纤维素酶、果胶酶和β-葡聚酶等酶的水解作用，植物材料细胞存在的纤维素、果胶等成分则被水解或部分水解，细胞则形成很多孔洞或空隙，同时细胞内的某些水溶性大的苷类成分也被水解成葡萄糖和水溶性小而脂溶性大的苷元，而α-葡萄糖苷酶的添加能使与色素以α-1，4-葡聚糖键相连的糖分子水解掉，从而使水溶性红色素转化为脂溶性红色素更彻底更完全。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1)本发明采用复合酶(质量比为1：1：1：1的纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶)提取红继木花脂溶性红色素的方法，将红继木花细胞内的纤维素、果胶被水解或部分水解，同时细胞内水溶性大的苷类成分也被水解成葡萄糖和水溶性小而脂溶性大的苷元，从而使水溶性红色素转化为脂溶性红色素。

2)本发明将酶解后的红继木花酶解液利用超声提取红继木花脂溶性红色素，超声提取时间短，而且是常温提取，对色素破坏作用极小，不会引起提取色素的破坏，因此提取率高，生产综合成本低。

3)本发明超声提取红继木花脂溶性红色素采用了95％乙醇作为提取剂，95％乙醇极性小，能很容易提取脂溶性红色素，因而大大提高了脂溶性红色素的提取率，同时大大降低了脂溶性色素的提取成本。

4)本发明的提取红继木花脂溶性红色素的方法，将水溶性红色素转化为脂溶性红色素，因而其化学稳定性更好；同时由于将红色素以α-1，4-葡聚糖键相连的糖分子水解掉，因而提取的红色素不容易被微生物利用，不易霉变，因此用本发明提取的红色素做原料生产的产品其红色更加稳定，质量更加可靠。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除有特别说明，本发明中用到的各种试剂、原料均为可以从市场上购买的商品或者可以通过公知的方法制得的产品。

实施例1：不同酶量对红继木花脂溶性红色素的提取的影响

一种本发明的复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法，具体包括以下步骤：

将新鲜的红继木花置于真空干燥箱内，45℃恒温干燥后，称取10g干燥的红继木花于粉碎机粉碎，再过100目筛，得到干燥的红继木花粉末。

取6份1g的花粉，分别置于6个三角烧杯中，在分别加入酶量(复合酶的质量占红继木花粉末质量的百分数)为0.5％、1％、1.5％、2％、2.5％和3％的复合酶(纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶的质量比为1:1:1:1)，然后分别加入8ml的蒸馏水，并盖紧瓶塞，于水浴恒温进行酶解，其中水浴温度40℃，pH＝4，酶解4小时后，得到红继木花酶解液。

将红继木花酶解液进行干燥，干燥后均加入质量为10倍干燥的红继木花酶解物质量的乙醇溶液(浓度为95％)，进行超声波提取2次，每次提取20min，提取过程中保持pH＝2，提取完成后得到红继木花脂溶性红色素提取液。

将红继木花脂溶性红色素提取液进行过滤、提纯得到红继木花脂溶性红色素。

测定上述得到的红继木花脂溶性红色素提取液的吸光度，结果如表1所示。

表1酶量对红继木花脂溶性红色素提取的影响

酶量	0.5％	1％	1.5％	2％	2.5％	3％
							吸光度/A	0.153	0.165	0.187	0.198	0.201	0.203

如表1所示，吸光度越高，表明提取效果越好，红继木花脂溶性红色素提取效果随着酶量的增加而增加，当酶量增加到2％以后，红继木花脂溶性红色素提取效果增加不明显。

实施例2：pH对红继木花脂溶性红色素的提取的影响

一种本发明的复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法，具体包括以下步骤：

将新鲜的红继木花置于真空干燥箱内，45℃恒温干燥后，称取10g干燥的红继木花于粉碎机粉碎，再过100目筛，得到干燥的红继木花粉末。

取6份1g的花粉，分别置于6个三角烧杯中，每个三角烧杯中均加入酶量为2％的复合酶(纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶的质量比为1:1:1:1)，然后分别加入8ml的蒸馏水，并盖紧瓶塞，于水浴恒温(水浴温度40℃)进行酶解，控制6个三角烧杯中酶解时的pH分别为2、3、4、5、6和7，酶解4小时后，得到红继木花酶解液。

将红继木花酶解液进行干燥，干燥后均加入质量为10倍干燥的红继木花酶解物质量的乙醇溶液(浓度为95％)，进行超声波提取2次，每次提取20min，提取过程中保持pH＝2，提取完成后得到红继木花脂溶性红色素提取液。

将红继木花脂溶性红色素提取液进行过滤、提纯得到红继木花脂溶性红色素。

测定上述得到的红继木花脂溶性红色素提取液的吸光度，结果如表2所示。

表2 pH对红继木花脂溶性红色素提取的影响

pH	2	3	4	5	6	7
							吸光度/A	0.204	0.214	0.195	0.190	0.184	0.178

如表2所示，在pH＝2～7时，红继木花脂溶性红色素提取效果均较好，其中pH＝2时提取效果最好。

实施例3：酶解时间对红继木花脂溶性红色素的提取的影响

一种本发明的复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法，具体包括以下步骤：

将新鲜的红继木花置于真空干燥箱内，45℃恒温干燥后，称取10g干燥的红继木花于粉碎机粉碎，再过100目筛，得到干燥的红继木花粉末。

取6份1g的花粉，分别置于6个三角烧杯中，每个三角烧杯中均加入酶量为2％的复合酶(纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶的质量比为1:1:1:1)，然后分别加入8ml的蒸馏水，并盖紧瓶塞，于水浴恒温(水浴温度40℃)进行酶解，酶解过程中的pH＝2，6个三角烧杯中的红继木花酶解时间分别为2小时、4小时、6小时、8小时、10小时和12小时后，得到红继木花酶解液。

将红继木花酶解液进行干燥，干燥后均加入质量为10倍干燥的红继木花酶解物质量的乙醇溶液(浓度为95％)，进行超声波提取2次，每次提取20min，提取过程中保持pH＝2，提取完成后得到红继木花脂溶性红色素提取液。

将红继木花脂溶性红色素提取液进行过滤、提纯得到红继木花脂溶性红色素。

测定上述得到的红继木花脂溶性红色素提取液的吸光度，结果如表3所示。

表3酶解时间对红继木花脂溶性红色素提取的影响

酶解时间/h	2	4	6	8	10	12
							吸光度/A	0.081	0.135	0.150	0.139	0.112	0.125

如表3所示，不同的酶解时间对红继木花脂溶性红色素的提取效果不同，其中，酶解时间为6小时，红继木花脂溶性红色素的提取效果最好。

实施例4：酶解的温度对红继木花脂溶性红色素的提取的影响

一种本发明的复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法，具体包括以下步骤：

将新鲜的红继木花置于真空干燥箱内，45℃恒温干燥后，称取10g干燥的红继木花于粉碎机粉碎，再过100目筛，得到干燥的红继木花粉末。

取6份1g的花粉，分别置于6个三角烧杯中，每个三角烧杯中均加入酶量为2％的复合酶(纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶的质量比为1:1:1:1)，然后分别加入8ml的蒸馏水，并盖紧瓶塞，于水浴恒温进行酶解，酶解过程中的pH＝2，酶解时间为2小时，酶解的水浴温度分别为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃和55℃，得到红继木花酶解液。

将红继木花酶解液进行干燥，干燥后均加入质量为10倍干燥的红继木花酶解物质量的乙醇溶液(浓度为95％)，进行超声波提取2次，每次提取20min，提取过程中保持pH＝2，提取完成后得到红继木花脂溶性红色素提取液。

将红继木花脂溶性红色素提取液进行过滤、提纯得到红继木花脂溶性红色素。

测定上述得到的红继木花脂溶性红色素提取液的吸光度，结果如表4所示。

表4酶解温度对红继木花脂溶性红色素提取的影响

酶解温度/℃	25	30	35	40	45	55
							吸光度/A	0.166	0.197	0.205	0.210	0.188	0.177

从表4中可以看出，不同的酶解温度对红继木花脂溶性红色素提取效果不同，其中酶解温度为40℃时，提取效果最好。

根据以上各个单因素的结果，表明不同的酶量、pH值、酶解时间、酶解温度对红继木花脂溶性红色素的提取都有较大的影响。为了确定其最佳的条件，设计了正交试验。其结果如表5。

表5红继木花红色素酶解提取正交结果表

由表5结果可知，4个因素的极差大小为B＞D＞A＞C，极差越大说明该因素对试验影响越大，因此，4个因素的影响次序为：pH＞温度＞酶量＞时间。针对正交试验结果进行分析，可知，复合酶法对红继木花红色素最佳的提取工艺为B1D1A3C3，即pH＝2，温度为35℃,酶量为2.5％，酶解时间为8h。

验证正交实验：

称取3份1g的红继木花粉末样品，依据正交实验结果分析所得的最佳提取工艺条件进行红继木花红色素酶的提取，实验结果如表6。

由表6可知，三个验证性实验所得色素的酶解提取液的平均吸光度值0.226A，高于正交实验结果中的最大吸光度值0.209A，因此，此最佳工艺条件是正确的。

表6最佳提取工艺组合的验证性实验

提取序号	吸光度/A
		1	0.225
2	0.226

3

0.227

对比例：酶的种类对红继木花脂溶性红色素的提取的影响

复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法，具体包括以下步骤：

将新鲜的红继木花置于真空干燥箱内，45℃恒温干燥后，称取10g干燥的红继木花于粉碎机粉碎，再过100目筛，得到干燥的红继木花粉末。

取6份1g的花粉，分别置于6个三角烧杯中，其中3个三角烧杯中加入酶量(酶的质量占红继木花粉末质量百分数)为2％复合酶(纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶的质量比为1:1:1:1)，另外3个三角烧杯中加入酶量为2％的纤维素酶、果胶酶和β-葡聚糖酶混合酶(纤维素酶、果胶酶和β-葡聚糖酶的质量比为1:1:1)，然后分别加入8ml的蒸馏水，水浴恒温进行酶解，其中水浴温度为40℃，pH值4，酶解4小时后，得到红继木花酶解液。

将红继木花酶解液进行干燥，干燥后均加入质量为10倍干燥的红继木花酶解物质量的乙醇溶液(浓度为95％)，进行超声波提取2次，每次提取20min，提取过程中保持pH＝2，提取完成后得到红继木花脂溶性红色素提取液。

将红继木花脂溶性红色素提取液进行过滤、提纯得到红继木花脂溶性红色素。

测定上述6个实验得到的红继木花脂溶性红色素提取液的吸光度，结果如表7所示。

表7酶的种类对红继木花脂溶性红色素提取的影响

实验	酶的种类	吸光度/A
			1	复合酶	0.198
2	复合酶	0.196
			3	复合酶	0.200
4	纤维素酶、果胶酶和β-葡聚糖酶	0.170
			5	纤维素酶、果胶酶和β-葡聚糖酶	0.180
6	纤维素酶、果胶酶和β-葡聚糖酶	0.177

从表7可知，使用复合酶(纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶的质量比为1:1:1:1)提取红继木花脂溶性红色素，测得三次实验平均吸光度为0.198A，而使用纤维素酶、果胶酶和β-葡聚糖提取红继木花脂溶性红色素，测得三次实验平均吸光度为0.176A，由此可见，使用添加了α-葡萄糖苷酶的复合酶提取红继木花脂溶性红色素效果较好。

Claims (8)

1.一种复合酶解法提取红继木花脂溶性红色素的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将新鲜的红继木花干燥、粉碎、过筛，得到红继木花粉末；

2)将所述红继木花粉末放入复合酶溶液中进行酶解，得到红继木花酶解液；

3)对所述红继木花酶解液进行干燥，干燥后进行超声提取，得到红继木花脂溶性红色素提取液；

4)对所述红继木花脂溶性红色素提取液进行过滤、提纯得到红继木花脂溶性红色素。

2.如权利要求1所述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，其特征在于，所述步骤2)中，复合酶由质量比为1∶1∶1∶1的纤维素酶、果胶酶、β-葡聚糖酶和α-葡萄糖苷酶组成。

3.如权利要求1或2所述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，其特征在于，所述步骤2)中，酶解的条件为：pH为2～7，温度为25～55℃，酶解时间为2～12小时。

4.如权利要求3所述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，其特征在于，所述步骤2)中，酶解的条件为：pH为2，温度为35℃，酶解时间为8小时。

5.如权利要求1或2所述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，其特征在于，所述步骤2)中，复合酶溶液中复合酶的质量占红继木花粉末质量的0.5％～3％。

6.如权利要求5所述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，其特征在于，所述步骤2)中，复合酶溶液中复合酶的质量占红继木花粉末质量的2％～3％。

7.如权利要求1或2所述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，其特征在于，所述步骤3)中，超声提取的溶剂为95％的乙醇；超声提取过程中，pH＝2，超声提取次数为2次，每次超声提取的时间为20min。

8.如权利要求1或2所述的提取红继木花脂溶性红色素的方法，其特征在于，所述步骤1)中，红继木花干燥的温度为45℃，过筛的目数为100目。