CN107488363A - 利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法 - Google Patents

利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，是在富含类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液如枸杞果油、玉米蛋白粉提取液中，加入凹凸棒石吸附剂进行振荡吸附脱色，待植物提取物吸附脱色完成后，离心纯化，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品，湿品经低温真空干燥，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品。本发明具有对色素吸附率高、稳定化作用强等优点，实现了类胡萝卜素类天然色素的稳定使用，拓宽了类胡萝卜素类天然色素的应用范围；同时得到了脱色后的枸杞果油、玉米蛋白粉提取液，其性能指标达到食品药品级安全标准，可广泛的应用于食品与医药行业，显著提高了植物资源的综合开发利用。

Description

利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的 方法
技术领域
本发明涉及一种利用新型吸附剂凹凸棒石从玉米醇溶蛋白溶液（玉米蛋白粉提取液）、枸杞果油等富含类胡萝卜素类色素的提取溶液中吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，属于农副产品深加工技术领域。
背景技术
食用色素是食品、饮料、酒类等产品广泛应用的着色原料，是改善色泽、促进食欲、提高商品价值的一类食品添加剂。食用色素分为天然色素和人工合成色素两种，天然色素主要从植物组织中提取，也包括来自动物和微生物的一些色素。人工合成色素是指用人工化学合成方法所制造的有机色素。合成色素具有对光热稳定、色价高、易调色等优点，但是近年来由于苏丹红、孔雀石绿等事件导致人们对合成色素安全性产生巨大疑虑。随着人们对健康饮食的关注，越来越青睐于天然色素，因此天然色素具有更广阔的市场。
类胡萝卜素(carotenoids) 是主要的食品天然色素之一，广泛存在于自然界各种植物中，如玉米、枸杞、番茄、柑橘、辣椒、胡萝卜等。类胡萝卜素是一类呈黄色、橙红色或红色的多烯类物质，具有抗氧化、防癌症、预防夜盲症、着色力强等特点。自然界中发现的类胡萝卜素种类繁多，大约有600多种。类胡萝卜素按其化学结构和溶解性可分为胡萝卜素类（Carotenes）和叶黄素类（Xanthophylls）两大类，叶黄素类与胡萝卜素类的不同点就是比胡萝卜素类多了氧元素。所有高等植物都含有一定的类胡萝卜素，如β-胡萝卜素、叶黄素与玉米黄质等，但其比例有所不同。类胡萝卜素，除了具有VA活性以外，还具有多种生物活性，特别是它们共有的抗氧化功能，以及番茄红素的抗前列腺癌功能，叶黄素/玉米黄质对眼睛和皮肤的保护功能，隐黄质的抗骨质疏松功能。长期以来β-胡萝卜素和番茄红素两种胡萝卜素成为研究的核心。近年来，叶黄素、玉米黄质、隐黄质等叶黄素类的类胡萝卜素因特殊的生物活性也引起了关注，比如它们的抗氧化、抗癌、抗辐射、抗骨质疏松等生物活性。
目前，类胡萝卜素作为食品添加剂和营养增补剂，已经得到FDA、欧洲共同体、WHO等国际组织的认可。但是β-胡萝卜素、番茄红素和叶黄素类等主要类胡萝卜素均为脂溶性物质，在水中溶解性较差，而且遇氧、遇酸、强光照及高温下稳定性较差，易降解变化或异构化，因而制约了其开发应用；此外，人体对自然结构的粗晶形式的类胡萝卜素类物质吸收困难，生物利用度极低。
凹凸棒石是一种天然的纳米材料，具有不同寻常的胶体和吸附性能。2012年国家卫生部颁布标准将凹凸棒石作为食品添加剂使用（GB29225-2012），拓宽了其在食品、医药领域的应用，是极具发展前途的粘土类矿物质药用辅料。利用凹凸棒的吸附性能和胶体性能，凹凸棒石作为药物载体，将药物做成缓释制剂。另一方面，凹凸棒石具有稳定色素的作用。例如，具有持久稳定性的玛雅蓝染料主要是由凹凸棒石和植物靛蓝色素组成。因此，利用其结构和性能特点，将其负载类胡萝卜素，以提高类胡萝卜素的稳定性和生物利用率。
发明内容
本发明针对β-胡萝卜素、玉米黄质和叶黄素等类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素遇氧、遇酸、强光照及高温下不稳定等问题，旨在提供一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法。
本发明利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，是在富含类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液中加入凹凸棒石吸附剂进行振荡吸附脱色，待植物提取物吸附脱色完成后，离心纯化，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品，湿品经低温真空干燥，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品。
所述类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液为玉米蛋白粉提取液或枸杞果油。类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液中，类胡萝卜素类天然色素的含量为0.1%~5%（质量）。
在类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液中，按料液比1:0.1~1:50kg/L加入凹凸棒石吸附剂。
所述振荡吸附脱色，在温度 40~70℃、转速50~200转/分钟下振荡吸附30~180min。
所述离心纯化是在转速1000rpm~10000 rpm下离心纯化5~30min。
所述低温真空干燥在温度30℃~45℃，真空压力0.02~0.1MPa下进行。
所述凹凸棒石吸附剂为改性凹凸棒石吸附剂或纯化凹凸棒石吸附剂。其中，改性凹凸棒石吸附剂的制备，是将天然凹凸棒石经过对辊处理后，按照固液比1:2~1:15分散到水中，加入凹凸棒石质量1:1~1:10的镁盐或铝盐，0.1%~1%的氯乙酸，搅拌均匀后，再加入氢氧化钠调节pH至9~11，继续反应2~10小时；反应结束后将产物固液分离，固体产物在200~500℃下煅烧2~6小时，粉碎，过100~500目筛，得改性凹凸棒石吸附剂。所述镁盐为氯化镁，硝酸镁，硫酸镁和铬酸镁中的至少一种；所述铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的至少一种。
本发明与现有技术相比具有以下特点：
1、本发明采用凹凸棒石作为天然色素吸附稳定剂，通过振荡吸附，具有对色素吸附率高、稳定化作用强等优点，得到的凹凸棒石固载抗氧化活性天然色素制品，解决了类胡萝卜素类天然色素遇氧、酸、强光照及高温下稳定性差的问题，实现了类胡萝卜素类天然色素的稳定使用，拓宽了类胡萝卜素类天然色素的应用范围；
2、本发明在实现抗氧化活性天然色素分离、纯化、固载的同时，得到了脱色后的枸杞果油、白色玉米醇溶蛋白溶液（玉米蛋白粉提取液）等产品，其性能指标达到食品药品级安全标准，可广泛的应用于食品与医药行业，显著提高了植物资源的综合开发利用；
3、本发明具有脱色工艺简单、高效、环保、安全、成本低等特点，适合大规模生产。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明凹凸棒石固载抗氧化活性天然色素制品的制备及产品性能作进一步说明。
实施例1
（1）改性凹凸棒石吸附剂的制备：将天然凹凸棒石经过对辊处理后，按照固液质量比1:8分散到水中，向其中加入凹凸棒石质量1:1的硫酸铝，凹凸棒石质量0.2%的氯乙酸，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH至10，反应4小时，然后将产物固液分离，固体产物在500℃下煅烧6小时，粉碎，过200目筛，得改性凹凸棒石吸附剂。
（2）凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品的制备：在玉米蛋白粉提取液（类胡萝卜素类色素含量为0.8%）中，按料液比1:2kg/L加入上述改性凹凸棒石吸附剂，在温度 40℃、转速100转/分钟下振荡吸附脱色120 min；吸附脱色完成后，在转速5000rpm条件下离心纯化30min，得到固体产物为凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品，液相产物为脱色的白色玉米蛋白粉提取液。
将凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品在35℃，真空压力0.08MPa下进行低温真空干燥，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品，其类胡萝卜素类天然色素吸附率为87.58%。
实施例2
（1）改性凹凸棒石吸附剂的制备：将天然凹凸棒石原土经过对辊处理后，按照固液质量比1:10分散到水中，向其中加入凹凸棒石质量1:2的氯化镁，凹凸棒石质量0.5%的氯乙酸，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH至10，继续反应6小时，然后将产物固液分离，固体产物在400℃下煅烧5小时，粉碎，过300目筛，得改性凹凸棒石吸附剂。
（2）凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品的制备：在玉米蛋白粉提取液（类胡萝卜素类色素含量为1%）中，按料液比1:5kg/L加入上述改性凹凸棒石吸附剂，在温度45℃、转速200转/分钟下振荡吸附脱色90 min；吸附脱色完成后，在转速8000rpm条件下离心纯化25min，得到固体产物为凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品，液相产物为脱色的白色玉米蛋白粉提取液。
将凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品在40℃，真空压力0.05MPa下进行低温真空干燥，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品，其类胡萝卜素类天然色素吸附率为86.40%。
实施例3
凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品的制备：在玉米蛋白粉提取液（类胡萝卜素类色素含量为0.5%）中，按料液比1:10kg/L加入纯化凹凸棒石（未改性）吸附剂，在温度 50℃、转速150转/分钟下振荡吸附脱色180 min；吸附脱色完成后，在转速10000rpm条件下离心纯化10min，得到固体产物为凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品，液相产物为脱色的白色玉米蛋白粉提取液。
将凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品在45℃，真空压力0.02MPa下进行低温真空干燥，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品，其类胡萝卜素类天然色素吸附率为75.11%。
实施例4
（1）改性凹凸棒石吸附剂的制备：将天然凹凸棒石经过对辊处理后，按照固液质量比1:2分散到水中，向其中加入凹凸棒石质量1:8的氯化镁，凹凸棒石质量0.6%的氯乙酸，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH至10，反应8小时，然后将产物固液分离，固体产物在350℃下煅烧6小时，粉碎，过200目筛，得改性凹凸棒石吸附剂；
（2）凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品的制备：按料液比1:0.1kg/L在枸杞果油（类胡萝卜素类色素含量为2.6%）中加入改性凹凸棒土，在温度 60℃、转速150转/分钟下振荡吸附脱色30 min；吸附脱色完成后，在转速8000rpm条件下离心纯化10min，得到固体产物为凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品，液相产物为脱色的枸杞果油产品。
将凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品在35℃，真空压力0.1MPa下进行低温真空干燥，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品，其类胡萝卜素类天然色素吸附率为89.95%。
实施例5
（1）改性凹凸棒石吸附剂的制备：将天然凹凸棒石经过对辊处理后，按照固液质量比1:15分散到水中，向其中加入凹凸棒石质量1:6的氯化铝，凹凸棒石质量0.3%的氯乙酸，搅拌均匀后加入氢氧化钠调节pH至10，反应10小时，然后将产物固液分离，固体产物在450℃下煅烧5小时，粉碎，过200目筛，得改性凹凸棒石吸附剂；
（2）凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品的制备：按料液比1:0.1kg/L在枸杞果油（类胡萝卜素类色素含量为3.7%）中加入改性凹凸棒土，在温度 40℃、转速150转/分钟下振荡吸附脱色180 min；吸附脱色完成后，在转速5000rpm条件下离心纯化30min，得到固体产物为凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品，液相产物为脱色的枸杞果油产品。
将凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品在40℃，真空压力0.05MPa下进行低温真空干燥，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品，其类胡萝卜素类天然色素吸附率为90.62%。

Claims (10)

1.一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，是在富含类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液中加入凹凸棒石吸附剂进行振荡吸附脱色，待植物提取物吸附脱色完成后，离心纯化，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类湿品，湿品经低温真空干燥，得到凹凸棒石固载的类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素制品。
2.如权利要求1所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：所述富含类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液为玉米蛋白粉提取液或枸杞果油。
3.如权利要求1或2所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：所述类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液中，类胡萝卜素类天然色素的含量为0.1%~5%。
4.如权利要求1或2所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：是在类胡萝卜素类天然色素的提取物溶液中，按料液比1:0.1~1:50kg/L加入凹凸棒石吸附剂。
5.如权利要求1或2所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：所述振荡吸附脱色，是在温度 40~70℃、转速50~200转/分钟下振荡吸附30~180min。
6.如权利要求1或2所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：所述离心纯化是在转速1000rpm~10000 rpm下离心纯化5~30min。
7.如权利要求1或2所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：所述低温真空干燥在温度30℃~45℃，真空压力0.02~0.1MPa下进行。
8.如权利要求1或2所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：凹凸棒石吸附剂为改性凹凸棒石吸附剂或纯化凹凸棒石吸附剂。
9.如权利要求8所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：改性凹凸棒石吸附剂的制备，是将天然凹凸棒石经过对辊处理后，按照固液比1:2~1:15分散到水中，加入凹凸棒石质量1:1~1:10的镁盐或铝盐，0.1%~1%的氯乙酸，搅拌均匀后，再加入氢氧化钠调节pH至9~11，继续反应2~10小时；反应结束后将产物固液分离，固体产物在200~500℃下煅烧2~6小时，粉碎，过100~500目筛，得改性凹凸棒石吸附剂。
10.如权利要求9所述一种利用凹凸棒石吸附稳定类胡萝卜素类抗氧化活性天然色素的方法，其特征在于：所述镁盐为氯化镁，硝酸镁，硫酸镁和铬酸镁中的至少一种；所述铝盐为氯化铝、硫酸铝、硝酸铝中的至少一种。
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