CN108774407B - 一种高色价栀子黄色素的提取方法 - Google Patents

一种高色价栀子黄色素的提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高色价栀子黄色素的提取方法，属于色素提取技术领域。该方法通过以下步骤实现：原料预处理，以50%乙醇作为溶液，提取1h后，降至室温，然后加入干冰颗粒，待重新恢复至室温后，继续升温提取，过滤，得栀子提取液，然后进行浓缩，萃取，进行柱层析后超滤即可。本发明提供的提取方法，产品纯度高，得率高，且提高了色素的色价，提取过程中，通过特定的工艺步骤，提取的产品稳定性好，不易褪色、绿变等。

Description

一种高色价栀子黄色素的提取方法
技术领域
本发明涉及一种高色价栀子黄色素的提取方法，属于色素提取技术领域。
背景技术
桅子 (Gardenia jasminoides Ellis) 是茜草科 (Rubiaeeae)桅子属植物，果黄色，卵状至长椭圆状，生长地区广泛。桅子的药理作用主要表现在清热解毒作用、镇静止血作用、抗微生物作用、对消化系统的作用等方面，是一味临床常用的传统中药，在我国应用于临床治疗已有1600多年历史。《本草纲目》也有详细记载。目前桅子已经属于卫生部颁布的首批食药两用资源。
桅子黄色素是从桅子果实中提取的一种天然水溶性食用黄色素，含有的藏红花素和藏红花酸是罕见的水溶性类胡萝卜素，由于它的分子中含有多个共轭双键，使藏红花素呈现黄色的同时稳定性也相对较强。栀子黄色素是一种集着色、营养和保健等功能为一体的天然色素，由于其具有耐还原性和耐微生物性，并且pH值在4-11的范围内时颜色的变化极小，所以其稳定性、着色能力强，广泛用于面食、糖果、冰淇淋和蜜饯等食品的着色。是国内外市场需求量占第二位的天然色素，尤其在美、日等发达国家颇受欢迎，日本年需要量约400 t，在日本天然色素市场中位居第3位。
但是，现有提取工艺经浓缩而得到的天然色素产品在应用过程中存在易褪色和绿变、灰变的缺点，原因是粗制的桅子黄中存在桅子苷和绿原酸。实践证明，若能把粗制桅子黄色素的色价提高到230以上即可有效防止绿变的发生。由于栀子色素纯化工艺的相对落后导致目前国内市场上高色价栀子黄色素产品较少，且价格高昂，严重阻滞了栀子产业的发展。中国专利（CN102311660B）提供了一种栀子黄色素的制作方法，该方法提及了利用超滤装置进行纯化，但其所用的为截留分子量2万道尔顿-10万道尔超滤膜，过程繁琐，且超滤膜价格较贵，成本较高。中国专利（CN103740130A）提供了一种利用酶解方式制作栀子黄色素的方法，但是该方法中所用复合酶对温度、PH值等条件要求较高，不易控制，工业化难度较大。且现有技术中制备的栀子黄色素稳定性差，品质仍有待提高。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种高色价栀子黄色素的提取方法。
本发明采取的技术方案为：
本发明提供了一种高色价栀子黄色素的提取方法，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将栀子果实粉碎后过40目筛，将粉末浸泡于预处理溶液中，浸泡40-50 min，然后过滤，将粉末烘干，干燥条件下保存备用；
所述预处理溶液是由聚乙二醇、丁香粉及阿魏酸酯酶复合发酵而成；
（2）以50%乙醇作为溶液，提取温度70 ℃，按照料液比1:8对粉末进行浸提，提取1h后，降至室温，然后加入干冰颗粒，待重新恢复至室温后，继续升温至70 ℃，提取0.5 h，过滤，得栀子提取液；
（3）采用孔径为200 nm的陶瓷膜，在温度30士2 ℃，压力为0.2 MPa的条件下对栀子提取液进行澄清；将所得的澄清液减压浓缩至无醇味溶液备用；
（4）分别利用石油醚、乙酸乙酯及正丁醇对上述无醇味溶液进行萃取，回收正丁醇萃取部分；
（5）将正丁醇萃取部分用蒸馏水溶解、稀释，配成浓度为10 mg/mL的水溶液，选用HP2MGL型大孔树脂进行柱层析，以浓度为10-100%的乙醇溶液作为洗脱剂，收集20%-70%乙醇洗脱液；
（6）超滤：选用3000 Da的超滤膜，压力在0.4 MPa室温的条件下对柱层析获得的栀子黄色素溶液进行精制纯化，得桅子黄色素溶液。
（7）冷冻干燥：对栀子黄色素溶液浓缩至无醇味后进行冷冻干燥即得高色价栀子黄色素。
本发明所使用的预处理溶液采用以下方法制备而成：将聚乙二醇、丁香粉及阿魏酸酯酶混合均匀后，升温至35-38 ℃，保温40-50 min，然后过滤，得滤液。
上述每100 mL聚乙二醇中加入丁香粉3-5 g；所述阿魏酸酯酶的加入量占丁香粉的5%。
进一步的，所述烘干的温度为55 ℃。
进一步的，所述干冰颗粒的投入量为浸提体系质量的0.5-0.8%。
上述干冰颗粒的粒径为3 mm。
进一步的，所述冷冻干燥的温度为-50 ℃以下。
本发明对提取后的栀子粗提液首先利用陶瓷膜及设备进行澄清，然后利用不同极性有机溶剂进行分步萃取，然后使用特定的大孔树脂作为填料采用柱层析方法对大极性萃取液进行分离纯化，接着采用超滤的方式对纯化液做进一步处理，最后采用冷冻干燥技术对得到的样品进行制备。本发明方法合理、操作简便、加工时间短，所得栀子黄色素色价高、性质稳定。
本发明的有益效果为：本发明提供的提取方法，产品纯度高，得率高，且提高了色素的色价，提取过程中，通过特定的工艺步骤，提取的产品稳定性好，不易褪色、绿变等。
具体实施方式
下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
实施例1
（1）原料预处理：将栀子果实粉碎后过40目筛，将粉末浸泡于预处理溶液中，粉末和预处理溶液的料液比为1 g：10 mL，浸泡50 min，然后过滤，将粉末55 ℃下烘干，干燥条件下保存备用；
所述预处理溶液采用以下方法制备而成：将100 mL聚乙二醇、3g丁香粉及0.15g阿魏酸酯酶混合均匀后，升温至35-38℃，保温50 min，然后过滤，得滤液即可；
（2）以50%乙醇作为溶液，提取温度70 ℃，按照料液比1:8对粉末进行浸提，提取1h后，降至室温，然后投入占浸提体系质量的0.5%的粒径为3 mm的干冰颗粒，待重新恢复至室温后，继续升温至70℃，提取0.5 h，过滤，得栀子提取液；
（3）采用孔径为200 nm的陶瓷膜，在温度30士2 ℃，压力为0.2 MPa的条件下对栀子提取液进行澄清；将所得的澄清液减压浓缩至无醇味溶液备用；
（4）取无醇味溶液500 mL分别利用1.5 L的石油醚、乙酸乙酯及正丁醇对上述无醇味溶液进行萃取，回收正丁醇萃取部分；
（5）将正丁醇萃取部分用蒸馏水溶解、稀释，配成浓度为10 mg/mL的水溶液，选用HP2MGL型大孔树脂进行柱层析，以浓度为10-100%的乙醇溶液作为洗脱剂，收集20%-70%乙醇洗脱液；
（6）超滤：选用3000 Da的超滤膜，压力在0.4 MPa室温的条件下对柱层析获得的栀子黄色素溶液进行精制纯化，得桅子黄色素溶液；
（7）冷冻干燥：对栀子黄色素溶液浓缩至无醇味后50℃以下进行冷冻干燥即得高色价栀子黄色素。
实施例2
（1）原料预处理：将栀子果实粉碎后过40目筛，将粉末浸泡于预处理溶液中，粉末和预处理溶液的料液比为1g：10mL，浸泡40min，然后过滤，将粉末55℃下烘干，干燥条件下保存备用；
所述预处理溶液采用以下方法制备而成：将100mL聚乙二醇、5g丁香粉及0.25g阿魏酸酯酶混合均匀后，升温至35-38℃，保温40min，然后过滤，得滤液即可；
（2）以50%乙醇作为溶液，提取温度70 ℃，按照料液比1:8对粉末进行浸提，提取1h后，降至室温，然后投入占浸提体系质量的0.8%的粒径为3mm的干冰颗粒，待重新恢复至室温后，继续升温至70℃，提取0.5h，过滤，得栀子提取液；
（3）采用孔径为200 nm的陶瓷膜，在温度30士2 ℃，压力为0.2 MPa的条件下对栀子提取液进行澄清；将所得的澄清液减压浓缩至无醇味溶液备用；
（4）取无醇味溶液500mL分别利用1.5L的石油醚、乙酸乙酯及正丁醇对上述无醇味溶液进行萃取，回收正丁醇萃取部分；
（5）将正丁醇萃取部分用蒸馏水溶解、稀释，配成浓度为10 mg/mL的水溶液，选用HP2MGL型大孔树脂进行柱层析，以浓度为10-100%的乙醇溶液作为洗脱剂，收集20%-70%乙醇洗脱液；
（6）超滤：选用3000 Da的超滤膜，压力在0.4 MPa室温的条件下对柱层析获得的栀子黄色素溶液进行精制纯化，得桅子黄色素溶液；
（7）冷冻干燥：对栀子黄色素溶液浓缩至无醇味后50℃以下进行冷冻干燥即得高色价栀子黄色素。
实施例3
（1）原料预处理：将栀子果实粉碎后过40目筛，将粉末浸泡于预处理溶液中，粉末和预处理溶液的料液比为1g：10mL，浸泡50min，然后过滤，将粉末55℃下烘干，干燥条件下保存备用；
所述预处理溶液采用以下方法制备而成：将100mL聚乙二醇、4g丁香粉及0.2g阿魏酸酯酶混合均匀后，升温至35-38℃，保温45min，然后过滤，得滤液即可；
（2）以50%乙醇作为溶液，提取温度70 ℃，按照料液比1:8对粉末进行浸提，提取1h后，降至室温，然后投入占浸提体系质量的0.65%的粒径为3mm的干冰颗粒，待重新恢复至室温后，继续升温至70℃，提取0.5h，过滤，得栀子提取液；
（3）采用孔径为200 nm的陶瓷膜，在温度30士2 ℃，压力为0.2 MPa的条件下对栀子提取液进行澄清；将所得的澄清液减压浓缩至无醇味溶液备用；
（4）取无醇味溶液500 mL分别利用1.5 L的石油醚、乙酸乙酯及正丁醇对上述无醇味溶液进行萃取，回收正丁醇萃取部分；
（5）将正丁醇萃取部分用蒸馏水溶解、稀释，配成浓度为10 mg/mL的水溶液，选用HP2MGL型大孔树脂进行柱层析，以浓度为10-100%的乙醇溶液作为洗脱剂，收集20%-70%乙醇洗脱液；
（6）超滤：选用3000 Da的超滤膜，压力在0.4 MPa室温的条件下对柱层析获得的栀子黄色素溶液进行精制纯化，得桅子黄色素溶液。
（7）冷冻干燥：对栀子黄色素溶液浓缩至无醇味后50℃以下进行冷冻干燥即得高色价栀子黄色素。
对比例1
（1）原料预处理：将栀子果实粉碎后过40目筛，将粉末55℃下烘干，干燥条件下保存备用；
（2）以50%乙醇作为溶液，提取温度70 ℃，按照料液比1:8对粉末进行浸提，提取1h后，降至室温，然后投入占浸提体系质量的0.5%的粒径为3mm的干冰颗粒，待重新恢复至室温后，继续升温至70℃，提取0.5h，过滤，得栀子提取液；
（3）采用孔径为200 nm的陶瓷膜，在温度30士2 ℃，压力为0.2 MPa的条件下对栀子提取液进行澄清；将所得的澄清液减压浓缩至无醇味溶液备用；
（4）取无醇味溶液500mL分别利用1.5L的石油醚、乙酸乙酯及正丁醇对上述无醇味溶液进行萃取，回收正丁醇萃取部分；
（5）将正丁醇萃取部分用蒸馏水溶解、稀释，配成浓度为10 mg/mL的水溶液，选用HP2MGL型大孔树脂进行柱层析，以浓度为10-100%的乙醇溶液作为洗脱剂，收集20%-70%乙醇洗脱液；
（6）超滤：选用3000 Da的超滤膜，压力在0.4 MPa室温的条件下对柱层析获得的栀子黄色素溶液进行精制纯化，得桅子黄色素溶液。
（7）冷冻干燥：对栀子黄色素溶液浓缩至无醇味后50℃以下进行冷冻干燥即得高色价栀子黄色素。
对比例2
（1）原料预处理：将栀子果实粉碎后过40目筛，将粉末浸泡于预处理溶液中，粉末和预处理溶液的料液比为1g：10mL，浸泡50min，然后过滤，将粉末55℃下烘干，干燥条件下保存备用；
所述预处理溶液采用以下方法制备而成：将100mL聚乙二醇、3g丁香粉及0.15g阿魏酸酯酶混合均匀后，升温至35-38℃，保温50min，然后过滤，得滤液即可；
（2）以50%乙醇作为溶液，提取温度70 ℃，按照料液比1:8对粉末进行浸提，提取3h后，过滤，得栀子提取液；
（3）采用孔径为200 nm的陶瓷膜，在温度30士2 ℃，压力为0.2 MPa的条件下对栀子提取液进行澄清；将所得的澄清液减压浓缩至无醇味溶液备用；
（4）取无醇味溶液500 mL分别利用1.5 L的石油醚、乙酸乙酯及正丁醇对上述无醇味溶液进行萃取，回收正丁醇萃取部分；
（5）将正丁醇萃取部分用蒸馏水溶解、稀释，配成浓度为10 mg/mL的水溶液，选用HP2MGL型大孔树脂进行柱层析，以浓度为10-100%的乙醇溶液作为洗脱剂，收集20%-70%乙醇洗脱液；
（6）超滤：选用3000 Da的超滤膜，压力在0.4 MPa室温的条件下对柱层析获得的栀子黄色素溶液进行精制纯化，得桅子黄色素溶液；
（7）冷冻干燥：对栀子黄色素溶液浓缩至无醇味后50℃以下进行冷冻干燥即得高色价栀子黄色素。
对比例3
（1）原料预处理：将栀子果实粉碎后过40目筛，将粉末浸泡于聚乙二醇，粉末和聚乙二醇的料液比为1 g：10 mL，浸泡50 min，然后过滤，将粉末55 ℃下烘干，干燥条件下保存备用；
（2）以50%乙醇作为溶液，提取温度70 ℃，按照料液比1:8对粉末进行浸提，提取1.5 h后，过滤，得栀子提取液；
（3）采用孔径为200 nm的陶瓷膜，在温度30士2 ℃，压力为0.2 MPa的条件下对栀子提取液进行澄清；将所得的澄清液减压浓缩至无醇味溶液备用；
（4）取无醇味溶液500mL分别利用1.5L的石油醚、乙酸乙酯及正丁醇对上述无醇味溶液进行萃取，回收正丁醇萃取部分；
（5）将正丁醇萃取部分用蒸馏水溶解、稀释，配成浓度为10 mg/mL的水溶液，选用HP2MGL型大孔树脂进行柱层析，以浓度为10-100%的乙醇溶液作为洗脱剂，收集20%-70%乙醇洗脱液；
（6）超滤：选用3000 Da的超滤膜，压力在0.4 MPa室温的条件下对柱层析获得的栀子黄色素溶液进行精制纯化，得桅子黄色素溶液；
（7）冷冻干燥：对栀子黄色素溶液浓缩至无醇味后50℃以下进行冷冻干燥即得高色价栀子黄色素。
效果实施例
（一）将实施例1-3及对比例1-3提取的栀子黄色素进行提取率、栀子黄色价以及OD比值，具体结果见表1。
表1
（二）将实施例1-3及对比例1-3制备的栀子黄色素进行稳定性试验：日光照射取制备的色素进行稀释，然后放入试管中，分别放置在室外日光下，测定440 nm处吸光值，统计色素残存率；耐氧化还原性试验：分别配置含过氧化氢、亚硫酸钠溶液的色素稀释液，过氧化氢浓度为750 mg/kg，Na2SO3在溶液中的浓度为0.01 mg/kg，放置24 h后，检测吸光度，计算色素残存率，初始吸光度值为0.5，具体结果见表2。
表2

Claims (7)

1.一种高色价栀子黄色素的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将栀子果实粉碎后过40目筛，将粉末浸泡于预处理溶液中，浸泡40-50min，然后过滤，将粉末烘干，干燥条件下保存备用；
所述预处理溶液是由聚乙二醇、丁香粉及阿魏酸酯酶复合发酵而成；
（2）以50%乙醇作为溶液，提取温度70 ℃，按照料液比1:8对粉末进行浸提，提取1h后，降至室温，然后加入干冰颗粒，待重新恢复至室温后，继续升温至70℃，提取0.5h，过滤，得栀子提取液；
（3）采用孔径为200 nm的陶瓷膜，在温度30士2 ℃，压力为0.2 MPa的条件下对栀子提取液进行澄清；将所得的澄清液减压浓缩至无醇味溶液备用；
（4）分别利用石油醚、乙酸乙酯及正丁醇对上述无醇味溶液进行萃取，回收正丁醇萃取部分；
（5）将正丁醇萃取部分用蒸馏水溶解、稀释，配成浓度为10 mg/mL的水溶液，选用HP2MGL型大孔树脂进行柱层析，以浓度为10-100%的乙醇溶液作为洗脱剂，收集20%-70%乙醇洗脱液；
（6）超滤：选用3000 Da的超滤膜，压力在0.4 MPa室温的条件下对柱层析获得的栀子黄色素溶液进行精制纯化，得桅子黄色素溶液。
（7）冷冻干燥：对栀子黄色素溶液浓缩至无醇味后进行冷冻干燥即得高色价栀子黄色素。
2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述预处理溶液采用以下方法制备而成：将聚乙二醇、丁香粉及阿魏酸酯酶混合均匀后，升温至35-38℃，保温40-50min，然后过滤，得滤液。
3.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述每100mL聚乙二醇中加入丁香粉3-5g；所述阿魏酸酯酶的加入量占丁香粉的5%。
4.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述烘干的温度为55℃。
5.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述干冰颗粒的投入量为浸提体系质量的0.5-0.8%。
6.根据权利要求1或4所述的提取方法，其特征在于，所述干冰颗粒的粒径为3mm。
7.根据权利要求2所述的提取方法，其特征在于，所述冷冻干燥的温度为-50℃以下。
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