CN108165048B - 一种天然食用色素盐藻黄及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种天然食用色素盐藻黄及其制备方法和应用，属于色素领域，其制备包括以下步骤：首先接种盐藻于养殖水体中并培养至稳定期，调整养殖水体的盐度、延长光照时间，加入铵离子，提高色素含量；再依次加酰胺和番茄红素‑β‑环化酶诱导黄色素转化和积累；过滤除杂，沉淀、洗涤、离心并收集盐藻；高压破碎，水浴处理、静止浸泡，收集上层液体和沉淀；将沉淀进一步高压破碎，加乙醇抽提，得抽提液；将上层液体和抽提液混合，喷雾干燥，得天然色素盐藻黄。该方法制备的色素纯度较高、性质稳定、适用范围广，对环境安全、无毒副残留，成本低，天然、绿色，是一种环境友好型工艺。

Description

一种天然食用色素盐藻黄及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于色素领域，具体涉及一种天然食用色素，更具体地，涉及一种天然食用色素盐藻黄及其制备方法和应用。

背景技术

盐藻是生活在咸水中的一种单细胞真核藻类，其自身具有诸多特殊的优点：包括其本身富含β-胡萝卜素、维生素和蛋白质等70多种矿物质和微量元素成份，具有极高的营养价值；同时盐藻本身具提高机体免疫力和抵抗力的作用，可直接作为天然保健品得以应用；另外盐藻培养经济廉价，可直接采用开放式培养，且无季节性生长限制，生产成本低。由于盐藻具备如此多的优点，且其营养元素含量比例与人体的体液、细胞浆液相吻合，非常有利于调节人体机能的平衡状态，被生物医学界誉为“细胞动力源”、“生命的保护剂”。盐藻不尽营养丰富，而且具有防辐射、延缓机体衰老及防癌、抗癌等功效作用，近年来在食品、药品、保健品等方面得到了广泛的应用。

食用色素分为天然色素和人工合成色素两种，天然色素相对于人工合成色素而言，其安全性高，无毒害作用，且具有一定的营养和保健作用。当前，随着人类健康意识的增强，开发绿色天然的色素资源越来越受到人们的重视。因此，利用盐藻的独特性进行食用色素的制备，该产品不仅能够作为色素在各类食品、化妆品和保健品领域得以应用，而且该色素具有很好的营养保健作用，能够作为营养强化剂应用食品和各类保健品领域。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种天然食用色素盐藻黄及其制备方法，目的二在于提供该种色素的应用。

一种天然食用色素盐藻黄的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、盐藻的养殖和色素的诱导积累：采用开放式工厂化天然海水养殖，培养盐藻生长至稳定期；向养殖水体中加入天然海盐使盐度增加一倍，光照时间延长6-8h/d，光照强度为2000LX；再加入氨水，使养殖水体中铵离子的浓度为50-150ppm，静止培养3-5天；然后加入碳氮源素，流水培养1天；随后加入番茄红素-β-环化酶诱导，流水培养4-6h，然后静止培养3-5天；

步骤二、盐藻的过滤与洗涤：将盐藻培养至细胞呈现鲜亮的黄褐色，逐级过滤除杂；自然沉淀、洗涤、离心并收集盐藻，备用；

步骤三、盐藻的破碎与水抽提：向收集的盐藻中加水调整细胞湿重，80-120MPa高压破碎，破碎后于75-85℃水浴4-6h，之后静止浸泡6-8h，分别收集上层液体和下层沉淀；

步骤四、乙醇抽提：将收集的下层沉淀重复高压破碎一次，加入体积分数为85-95%的乙醇水溶液进行溶解，搅拌2-4h，得混合液Ⅰ；加入与混合液Ⅰ等体积的水混匀，置于75-85℃的水浴锅中水浴4-6h，敞口蒸发6-8h；低速离心，收集上清，得抽提液；

步骤五、喷雾干燥：将步骤三收集的上层液体和步骤四的抽提液进行混合，得混合液Ⅱ；喷雾干燥方法干燥混合液Ⅱ，收集干燥粉末，即为天然色素盐藻黄。

进一步的，步骤一所述加入的碳氮源素为酰胺，加入后使养殖水体中的酰胺浓度为50-150ppm。

进一步的，步骤一所述加入番茄红素-β-环化酶后使养殖水体中番茄红素-β-环化酶的浓度为1-10ppm。

进一步的，步骤三向收集的盐藻中加水调整细胞湿重为100-200g/L。

进一步的，步骤五所述喷雾干燥的雾化方式为离心式，进风温度为120℃，排风温度为60℃。

本发明还保护利用上述制备方法制备的天然食用色素盐藻黄。

本发明进一步保护所述天然食用色素盐藻黄在食品中的应用。

本发明进一步保护所述天然食用色素盐藻黄在化妆品中的应用。

本发明进一步保护所述天然食用色素盐藻黄在在色彩染料领域中的应用。

本发明进一步保护所述天然食用色素盐藻黄在油漆装饰等领域中的应用。

有益效果：本发明所述盐藻黄的制备方法中，将盐藻培养至稳定期后，调整盐度，同时延长光照时间，以增加盐藻细胞内黄色色素的累积，然后加入氨水，培养后可使色素含量大幅度提高，进一步加碳氮源素，再用番茄红素-β-环化酶进一步诱导，促进其它色素向黄色色素转化，进一步增加黄色色素的含量。高压破碎后或抽提过程中，用温水处理以达到增加浸出率和提供产量的目的。制备的盐藻黄色素吸潮性小、耐光性好、色调稳定性强、适合的酸碱度广，不仅可以作为一种新型的人工食用色素，而且可以作为一种绿色保健的营养增强剂应用于面点、糕点、饮料、果酱、糖果、酒类、保健品和功能性食品等诸多领域。另外，整个制备过程只添加乙醇进行抽提，敞口过夜后乙醇蒸发，不添加任何酸碱，对环境安全、环保、无毒副残留，低碳、节能、成本低，制备的盐藻黄色素天然、绿色，是一种环境友好型工艺。

附图说明

图1为盐藻黄色素的高效液相色谱检测结果；

图2为盐藻黄色素的耐光性试验结果；

图3为盐藻黄色素酸碱度的稳定性试验结果。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明做进一步的解释说明。

实施例1 盐藻黄色素在饮料领域中的应用

采用2%的接种量进行初级海水养殖池的盐藻接种培养，培养7天后以10%的接种量进行二级培养池的接种，直至盐藻细胞生长至稳定期，细胞饱满呈现黄绿色，细胞游动性变差。向养殖水体中加入天然海盐调整水体盐度增加一倍，同时养殖水体中加入氨水，使铵离子的浓度为50ppm，水体混匀后停止搅拌器，以增加盐藻抵抗恶劣水体环境的能力，盐藻进而由绿色转变为黄色。于此同时，每天延长人工光照长度8小时，光照强度2000Lx，静止培养盐藻3天，以促进盐藻黄色素的快速积累。然后加入酰胺，使养殖水体中酰胺的浓度为150ppm，流水培养1天后加入番茄红素-β-环化酶于养殖水体中，使养殖水体中番茄红素-β-环化酶的浓度为1ppm，搅拌器推动水体流动6小时，然后静止培养盐藻3天，促使盐藻其它色素向黄色素的转变，最终大幅度提高色素的产量。将盐藻培养至细胞呈现鲜亮的黄褐色，然后逐级过滤去除杂质和其它生物，再利用自然沉淀法沉淀盐藻，淡水洗涤两次，离心收集盐藻，备用。所述淡水是首先利用微米级滤膜过滤养殖水体，除去杂质和水体生物，再利用270目滤膜进一步过滤，获得的较为纯净的盐藻养殖水体。

向收集的盐藻中加入淡水调整细胞湿重为200g/L，采用压力压力120MPa的高压破碎法破碎盐藻细胞。破碎后将盐藻于85℃的水浴锅中水浴5h，水浴过程中不断搅拌，然后静止放置8小时，最后分别收集上层液体和下层沉淀。采用高压破碎法重新破碎收集的下层沉淀，压力为80-120MPa，得破碎液；向破碎液中加入其2倍体积的90%的乙醇溶解，持续搅拌2-4h，得混合液Ⅰ；然后加入与混合液Ⅰ等体积的淡水混匀，置于75-85℃的水浴锅中水浴4-6h，敞口蒸发过夜，低速离心，收集上清，得抽提液。将抽提液和收集的上层液体混合，采用喷雾干燥法进行干燥（进风温度120摄氏度，排风温度60摄氏度），干燥后的粉末即为盐藻黄色素产品。

将此粉末作为天然色素加入到各种饮料配方中，添加量为0.5g/kg，起到调整饮料颜色和增强营养的作用。

实施例2 盐藻黄色素在面点食品领域中的应用

采用10%的接种量进行盐藻海水养殖池的接种培养，培养14天后盐藻生长至对稳定期，细胞饱满呈现黄绿色，细胞游动性变差。向养殖水体中加入天然海盐调整水体盐度增加一倍，同时养殖水体中加入氨水，使铵离子的浓度为100ppm，水体混匀后停止搅拌器，以增加盐藻抵抗恶劣水体环境的能力，盐藻进而由绿色转变为黄色。于此同时，每天延长人工光照长度7小时，光照强度2000Lx，静止培养盐藻4天，以促进盐藻黄色素的快速积累。然后加入酰胺，使养殖水体中酰胺的浓度为50ppm，流水培养1天后加入番茄红素-β-环化酶于养殖水体中，使养殖水体中番茄红素-β-环化酶的浓度为5ppm，搅拌器推动水体流动5小时，然后静止培养盐藻4天，促使盐藻其它色素向黄色素的转变，最终大幅度提高色素的产量。将盐藻培养至细胞呈现鲜亮的黄褐色，然后逐级过滤去除杂质和其它生物，再利用自然沉淀法沉淀盐藻，淡水洗涤两次，离心收集盐藻，备用。所述淡水是首先利用微米级滤膜过滤养殖水体，除去杂质和水体生物，再利用270目滤膜进一步过滤，获得的较为纯净的盐藻养殖水体。

向收集的盐藻中加入淡水调整细胞湿重为150g/L，采用压力压力100MPa的高压破碎法破碎盐藻细胞。破碎后将盐藻于75℃的水浴锅中水浴6h，水浴过程中不断搅拌，然后静止放置6小时，最后分别收集上层液体和下层沉淀。采用高压破碎法重新破碎收集的下层沉淀，压力为120MPa，得破碎液；向破碎液中加入其2倍体积的95%的乙醇溶解，持续搅拌2h，得混合液Ⅰ；然后加入与混合液Ⅰ等体积的淡水混匀，置于75℃的水浴锅中水浴6h，敞口蒸发过夜，低速离心，收集上清，得抽提液。将抽提液和收集的上层液体混合，加入糊精等辅助物制备呈膏状物，得盐藻黄色素产品。

将此膏状物的盐藻黄色素产品作为天然色素加入到各种糕点配方中，添加量为10g/kg，起到调整糕点颜色和增强营养的作用。

实施例3 盐藻黄色素在化妆品领域中的应用

采用5%的接种量进行盐藻海水养殖池的接种培养，培养20天后盐藻生长至对稳定期，细胞饱满呈现黄绿色，细胞游动性变差。向养殖水体中加入天然海盐调整水体盐度增加一倍，同时养殖水体中加入氨水，使铵离子的浓度为150ppm，水体混匀后停止搅拌器，以增加盐藻抵抗恶劣水体环境的能力，盐藻进而由绿色转变为黄色。于此同时，每天延长人工光照长度6小时，光照强度2000Lx，静止培养盐藻5天，以促进盐藻黄色素的快速积累。然后加入酰胺，使养殖水体中酰胺的浓度为100ppm，流水培养1天后加入番茄红素-β-环化酶于养殖水体中，使养殖水体中番茄红素-β-环化酶的浓度为10ppm，搅拌器推动水体流动4小时，然后静止培养盐藻5天，促使盐藻其它色素向黄色素的转变，最终大幅度提高色素的产量。将盐藻培养至细胞呈现鲜亮的黄褐色，然后逐级过滤去除杂质和其它生物，再利用自然沉淀法沉淀盐藻，淡水洗涤两次，离心收集盐藻，备用。所述淡水是首先利用微米级滤膜过滤养殖水体，除去杂质和水体生物，再利用270目滤膜进一步过滤，获得的较为纯净的盐藻养殖水体。

向收集的盐藻中加入淡水调整细胞湿重为100g/L，采用压力压力80MPa的高压破碎法破碎盐藻细胞。破碎后将盐藻于80℃的水浴锅中水浴4h，水浴过程中不断搅拌，然后静止放置7小时，最后分别收集上层液体和下层沉淀。采用高压破碎法重新破碎收集的下层沉淀，压力为100MPa，得破碎液；向破碎液中加入其2倍体积的85%的乙醇溶解，持续搅拌2h，得混合液Ⅰ；然后加入与混合液Ⅰ等体积的淡水混匀，置于80℃的水浴锅中水浴4h，敞口蒸发过夜，低速离心，收集上清，得抽提液。将抽提液和收集的上层液体混合，浓缩后加入黄原胶等固体成份制备为半固体的膏状，得盐藻黄色素产品。

将此膏状物质的盐藻黄色素产品加入到各种化妆品配方中，添加量为1-10g/kg，起到调整化妆品颜色和营养皮肤的作用。

对实施例1-3制备的盐藻绿色素产品从纯度、耐光性和稳定性三个方面进行理化分析，如图1-3，结果显示：经液相色谱分析后证实，其在620-660nm出现高峰值，纯度高；耐光性好，光照时间在1-30d变色不明显，说明性能稳定；同时，该色素适合的酸碱度广，pH5-10之间没有明显变色发生，色调稳定性强。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制本发明的保护范围，在不偏离所附权利要求书所限定的精神和范围的前提下，在形式和细节上对本发明所做的任何改变，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种天然食用色素盐藻黄的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、盐藻的养殖和色素的诱导积累：采用开放式工厂化天然海水养殖，培养盐藻生长至稳定期；向养殖水体中加入天然海盐使盐度增加一倍，光照时间延长6-8h/d，光照强度为2000LX；再加入氨水，使养殖水体中铵离子的浓度为50-150ppm，静止培养3-5天；然后加入碳氮源素，流水培养1天；随后加入番茄红素-β-环化酶诱导，流水培养4-6h，然后静止培养3-5天；

步骤二、盐藻的过滤与洗涤：将盐藻培养至细胞呈现鲜亮的黄褐色，逐级过滤除杂；自然沉淀、洗涤、离心并收集盐藻，备用；

步骤三、盐藻的破碎与水抽提：向收集的盐藻中加水调整细胞湿重，80-120MPa高压破碎，破碎后于75-85℃水浴4-6h，之后静止浸泡6-8h，分别收集上层液体和下层沉淀；

步骤四、乙醇抽提：将收集的下层沉淀重复高压破碎一次，加入体积分数为85-95%的乙醇水溶液进行溶解，搅拌2-4h，得混合液Ⅰ；加入与混合液Ⅰ等体积的水混匀，置于75-85℃的水浴锅中水浴4-6h，敞口蒸发6-8h；低速离心，收集上清，得抽提液；

步骤五、色素回收：将步骤三收集的上层液体和步骤四的抽提液进行混合，得混合液Ⅱ；将混合液Ⅱ进行喷雾干燥制成固体粉末状，或浓缩制成半固体或液体形式，即为天然色素盐藻黄。

2.如权利要求1所述的一种天然食用色素盐藻黄的制备方法，其特征在于：步骤一所述加入的碳氮源素为酰胺，加入后使养殖水体中的酰胺浓度为50-150ppm。

3.如权利要求1所述的一种天然食用色素盐藻黄的制备方法，其特征在于：步骤一所述加入番茄红素-β-环化酶后使养殖水体中番茄红素-β-环化酶的浓度为1-10ppm。

4.如权利要求1所述的一种天然食用色素盐藻黄的制备方法，其特征在于：步骤三向收集的盐藻中加水调整细胞湿重为100-200g/L。

5.如权利要求1所述的一种天然食用色素盐藻黄的制备方法，其特征在于：步骤五所述喷雾干燥的雾化方式为离心式，进风温度为120℃，排风温度为60℃。

Images