CN111484474A - 一种花脸香蘑栽培种中的花青素及其提取方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种花脸香蘑栽培种中的花青素及其提取工艺，包括以下步骤：取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为2～5天；完成发酵的石榴籽渣紫外光照射后加入花脸香蘑栽培种进行酶解，再在高压脉冲电场中提取得到本发明花青素，本发明提取时间短，提取率高，所得花青素纯度高，可广泛用于美容产品中，弥补了目前食用菌中花青素研究利用的空白，为食用菌花青素的开发利用提供了一条新途径，具有可观的经济效益和深远的社会效益。

Description

一种花脸香蘑栽培种中的花青素及其提取方法与应用
技术领域
本发明涉及食用菌天然色素提取技术领域，具体涉及一种从花脸香蘑栽培种的花青素及其提取方法与应用。
背景技术
食用色素可分为天然色素和化工合成色素两大类。合成色素因其廉价、稳定、易着色等特性广泛地应用于现代食品工业中，但许多研究表明其具有致癌、损害人体亚细胞结构、干扰多种活性酶的正常功能等危害。而天然色素具有抗氧化、清除自由基、抗突变、抗癌、抗病毒、降脂等生物活性，在预防心血管疾病、糖尿病及癌症中起关键作用。因此，天然色素的应用与开发越来越受到关注和重视。
天然色素包括胡萝卜素、番茄红素、叶绿素和花青素等主要从动、植物和微生物中进行提取，提取工艺较为成熟。现有的花青素制备工艺主要为用水、稀乙醇或稀丙酮提取，提取液减压浓缩、过滤或离心除去水不溶杂质后得到水溶液，该水溶液因含有大量的水溶性杂质，而花青素在与水不相溶的溶剂中溶解度较低，因此提取率较低，提取周期长，提取液易霉变。因此，如何得到一种通过高效提取得到安全无毒且口感良好的花色素产品，满足人们的需求是一个亟待解决的问题。
为了克服现有技术不足，本发明提供了一种从花脸香蘑栽培种中得到的花青素及其提取方法。花脸香蘑(Lepista sordida(Schumach.)Singer)，又名紫花脸，其菌丝呈紫色，新鲜的子实体为淡紫色，色泽怡人，气味浓香，是一种鲜美、品质优良的珍稀食药用菌，也是开发天然色素的上佳原料，而现有技术中有关食用菌花青素提取的研究较少。因此，利用花脸香蘑提取花青素可以为天然色素的提取提供一种新选择，同时本发明从花脸香蘑栽培种中提取花青素的方法提取率高、提取周期短，且提取所得花青素纯度高口感好，易产业化生产，具有巨大的经济效益和深远的社会效益。
发明内容
本发明旨在提供一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺。
本发明的另一目的旨在提供一种通过上述技术方案得到的花脸香蘑栽培种花青素，以及所述花青素在美容产品中的应用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案即一种从花脸香蘑栽培种中中提取花青素的工艺，包括以下步骤：
(1)取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为2～5天；
(2)将步骤(1)中完成发酵的石榴籽渣紫外光照射后加入花脸香蘑栽培种，粉碎，加入生物复合酶进行酶解，生物酶与酶解液的质量比为1.5：1000，酶解时间为60～72小时，酶解温度为40～50℃；
(3)将步骤(2)所得酶解产物按照料液比1：20～25的量加入含有醋酸0.1％(v/v)的65～75％乙醇溶液(v/v)，高压脉冲电场处理15～30s，回流提取2～3次，每次1～2h，滤出提取液，合并提取液；
(4)将步骤(3)所得合并提取液用微孔过滤膜过滤，滤液旋转蒸发，真空冷冻干燥后得花青素粉末成品。
上述方法的步骤(1)中所述混合菌中的黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌接种量均为5％；
较优选的，上述方法的步骤(1)培养时间为3～4天。
本发明上述方法的步骤(2)中所述紫外光的波长为280～300nm，光照强度为25～30μW/cm2，照射时长为10～20min。
本发明上述方法的步骤(2)中所述生物复合酶包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、蛋白酶和多酚氧化酶中的一种或几种。
本发明上述方法的步骤(3)中所述高压脉冲电场处理中电场强度为20～30kV/cm，脉冲数为8～10。
本发明上述方法的步骤步骤(4)所述微孔过滤膜过滤时，微孔过滤膜为0.1～1μm的孔径，膜压力为0.2～0.5MPa，过滤温度为50～60℃；较优选的，微孔过滤膜的孔径为0.45μm，膜压力为0.3～0.4MPa；旋转蒸发过程中，旋转蒸发温度为40～60℃，真空度为0.05～0.15MPa。
进一步的，本发明较优选的技术方案，即一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，包括以下步骤：
(1)取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为2～5天；
(2)将步骤(1)中完成发酵的石榴籽渣紫外光照射15分钟后加入花脸香蘑栽培种，粉碎，加入由纤维素酶、蛋白酶和多酚氧化酶混合组成的生物复合酶进行酶解，生物酶与酶解液的质量比为1.5：1000，酶解时间为65小时，酶解温度为45℃；其中紫外光的波长为280～300nm，光照强度为25～30μW/cm2；
(3)将步骤(2)所得酶解产物按照料液比1：25的量加入含有醋酸0.1％(v/v)的70％乙醇溶液(v/v)，高压脉冲电场处理25s，回流提取3次，每次1.5h，滤出提取液，合并提取液；
(4)将步骤(3)所得合并提取液用0.45μm孔径微孔过滤膜过滤，膜压力为0.3MPa，过滤温度为55℃；滤液旋转蒸发，旋转蒸发的温度为50℃，真空冷冻干燥，真空度为0.1MPa，即得花青素粉末成品。
根据本发明上述技术方案提取花青素，至少具有以下有效效果：
1、石榴果汁加工企业会产生大量石榴籽渣，多被废弃，造成资源浪费，本发明对石榴籽渣进行资源再利用，节约经济成本，有利于废弃资源形成良性的循环利用；
2、石榴籽渣含有红石榴多酚，红石榴多酚本身作为辅色剂和稳定剂对花青素具有保护作用，且经发酵处理后不仅有助于提高花脸香蘑栽培种中花青素的提取率，还能增强花青素的稳定性，故对花青素的提取具有协同促进作用；
3、本发明采用酶解工序，可使花青素在提取过程中更快浸出，提取时间大幅缩短，能耗更少更环保；
4、本发明使用高压脉冲电场处理过程中不产生热量且时间极短，可更好地避免常规技术中的高温等环境对色素结构的破坏，对花青素结构和色泽几乎无影响。
其次，本发明提供一种花青素，所述花青素由上述花脸香蘑栽培种中提取得到。
另外，本发明还提供一种通过本发明技术方案得到的花青素在美容产品中的应用：即将上述花脸香蘑栽培种中提取得到花青素按重量计为0.5～5％的量加入美容产品中的应用。
本发明所得花青素在美容产品中的应用，具有以下有益效果：
本发明花脸香蘑的抗氧化作用比普通培养基所得更强，故所得花青素具有补充皮肤营养、消除体内有害自由基的作用更强，且所述花青素取材天然，具有花脸香蘑的天然浓香、安全无刺激的特点，可广泛用于美容产品中，不仅使得美容产品具有天然的色泽和淡雅的清香味，而且无须额外添加人造色素和香精，提升了产品的安全性和品质，作为新的美容产品开发有广阔的市场前景，弥补了目前食用菌中花青素研究利用的空白，为食用菌花青素的开发利用提供了一条新途径，具有可观的经济效益和深远的社会效益。
为了更进一步详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
具体实施方式
实施例1
一种从花脸香蘑中提取花青素的工艺，包括以下步骤：取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌，混合菌的接种量均为5％；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为5天；用波长为280nm、光照强度为25μW/cm2的紫外光照射完成发酵后的石榴籽渣20min，再加入花脸香蘑栽培种，粉碎，加入由纤维素酶、蛋白酶和多酚氧化酶组成的生物复合酶进行酶解，酶与酶解液的质量比为1.5：1000，酶解70小时，酶解的温度为45℃；所得酶解产物按照料液比1：25的量加入含有醋酸0.1％(v/v)的70％乙醇溶液(v/v)，高压脉冲电场处理25s，电场强度为30kV/cm，脉冲数为10；回流提取3次，每次1.5h，滤出提取液，合并提取液；所得合并提取液用0.45μm孔径微孔过滤膜过滤，膜压力为0.3MPa，过滤温度为55℃；滤液旋转蒸发，旋转蒸发的温度为50℃，真空度为0.1MPa，真空冷冻干燥后即得本发明提取物花青素。
实施例2
一种从花脸香蘑中提取花青素的工艺，包括以下步骤：取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌，混合菌的接种量均为5％；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为2天；用波长为300nm、光照强度为30μW/cm2的紫外光照射完成发酵后的石榴籽渣15min，再加入花脸香蘑栽培种，粉碎，加入由纤维素酶、蛋白酶和多酚氧化酶组成的生物复合酶进行酶解，酶与酶解液的质量比为1.5：1000，酶解60小时，酶解的温度为50℃；所得酶解产物按照料液比1：25的量加入含有醋酸0.1％(v/v)的65％乙醇溶液(v/v)，高压脉冲电场处理30s，电场强度为30kV/cm，脉冲数为10；回流提取2次，每次2h，滤出提取液，合并提取液；所得合并提取液用0.1μm孔径微孔过滤膜过滤，膜压力为0.5MPa，过滤温度为40℃；滤液旋转蒸发，旋转蒸发的温度为60℃，真空度为0.15MPa，真空冷冻干燥后即得本发明提取物花青素。
实施例3
一种从花脸香蘑中提取花青素的工艺，包括以下步骤：取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌，混合菌的接种量均为5％；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为3天；用波长为280nm、光照强度为30μW/cm2的紫外光照射完成发酵后的石榴籽渣20min，再加入花脸香蘑栽培种，粉碎，加入由纤维素酶和多酚氧化酶组成的生物复合酶进行酶解，酶与酶解液的质量比为1.5：1000，酶解72小时，酶解的温度为45℃；所得酶解产物按照料液比1：25的量加入含有醋酸0.1％(v/v)的75％乙醇溶液(v/v)，高压脉冲电场处理15s，电场强度为20kV/cm，脉冲数为8；回流提取2次，每次2h，滤出提取液，合并提取液；所得合并提取液用0.1μm孔径微孔过滤膜过滤，膜压力为0.5MPa，过滤温度为60℃；滤液旋转蒸发，旋转蒸发的温度为50℃，真空度为0.15MPa，真空冷冻干燥后即得本发明提取物花青素。
实施例4
一种从花脸香蘑中提取花青素的工艺，包括以下步骤：取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌，混合菌的接种量均为5％；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为3天；用波长为290nm、光照强度为30μW/cm2的紫外光照射完成发酵后的石榴籽渣15min，再加入花脸香蘑栽培种，粉碎，加入由纤维素酶、蛋白酶和多酚氧化酶混合组成的生物复合酶进行酶解，生物酶与酶解液的质量比为1.5：1000，酶解时间为65小时，酶解温度为45℃；所得酶解产物按照料液比1：25的量加入含有醋酸0.1％(v/v)的70％乙醇溶液(v/v)，高压脉冲电场处理25s，回流提取3次，每次1.5h，滤出提取液，合并提取液；所得合并提取液用0.45μm孔径微孔过滤膜过滤，膜压力为0.3MPa，过滤温度为55℃；滤液旋转蒸发，旋转蒸发的温度为50℃，真空冷冻干燥，真空度为0.1MPa，真空冷冻干燥后即得本发明提取物花青素。
实施例5
本实施例提供一种消除自由基的保湿水，以保湿水的总质量计，其配方为：黄原胶0.6％、甘油8.0％、丙二醇1.5％、山嵛醇2.0％、氢化卵磷脂0.1％、天然角鲨烷7.0％、鲸蜡醇2.0％、霍霍巴油2％、玻尿酸1％、另外加入上述实施例所得花青素，花青素加入量为按总质量计1.5％，去离子水补齐至100％。其制备方法为将上述各组分按配方量混合均匀，加水时边加边搅拌至完全溶解后直至混合乳化均匀即得。
实施例6
本实施例提供一种消除自由基的保湿水，以保湿水的总质量计，其配方为：黄原胶0.6％、甘油8.0％、丙二醇1.5％、山嵛醇2.0％、氢化卵磷脂0.1％、天然角鲨烷7.0％、鲸蜡醇2.0％、霍霍巴油2％、玻尿酸1％、另外加入上述实施例所得花青素，花青素加入量为按总质量计5％，去离子水补齐至100％。其制备方法为将上述各组分按配方量混合均匀，加水时边加边搅拌至完全溶解后直至混合乳化均匀即得。

Claims (10)

1.一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤：
(1)取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为2～5天；
(2)将步骤(1)中完成发酵的石榴籽渣紫外光照射后加入花脸香蘑栽培种，粉碎，加入生物复合酶进行酶解，生物酶与酶解液的质量比为1.5：1000，酶解时间为60～72小时，酶解温度为40～50℃；
(3)将步骤(2)所得酶解产物按照料液比1：20～25的量加入含有醋酸0.1％(v/v)的65～75％乙醇溶液(v/v)，高压脉冲电场处理15～30s，回流提取2～3次，每次1～2h，滤出提取液，合并提取液；
(4)将步骤(3)所得合并提取液用微孔过滤膜过滤，滤液旋转蒸发，真空冷冻干燥后得花青素粉末成品。
2.根据权利要求1所述的一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，其特征在于步骤(1)所述混合菌中的黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌各菌种的接种量为5％。
3.根据权利要求1所述的一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，其特征在于步骤(2)所述紫外光的波长为280～300nm，光照强度为25～30μW/cm2，照射时长为10～20min。
4.根据权利要求1所述的一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，其特征在于步骤(2)所述生物复合酶包括纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶、蛋白酶和多酚氧化酶中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，其特征在于步骤(3)所述高压脉冲电场处理中电场强度为20～30kV/cm，脉冲数为8～10。
6.根据权利要求1所述的一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，其特征在于步骤(4)所述微孔过滤膜过滤时，微孔过滤膜为0.1～1μm的孔径，膜压力为0.2～0.5MPa，过滤温度为50～60℃；较优选的，微孔过滤膜的孔径为0.45μm，膜压力为0.3～0.4MPa。
7.根据权利要求1所述的一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，其特征在于步骤(4)的旋转蒸发过程中，旋转蒸发温度为40～60℃，真空度为0.05～0.15MPa。
8.根据权利要求1所述的一种从花脸香蘑栽培种中提取花青素的工艺，其特征在于所述工艺包括以下步骤：
(1)取含水量50％的石榴籽渣在无菌条件下接种由黑曲霉、米曲霉及枯草芽孢杆菌组成的液体混合菌；对接种后的石榴籽渣进行发酵培养，培养时间为3天；
(2)将步骤(1)中完成发酵的石榴籽渣用紫外光照射15min后加入花脸香蘑栽培种，粉碎，加入由纤维素酶、蛋白酶和多酚氧化酶混合组成的生物复合酶进行酶解，生物酶与酶解液的质量比为1.5：1000，酶解时间为65小时，酶解温度为45℃；其中紫外光的波长为280～300nm，光照强度为25～30μW/cm2；
(3)将步骤(2)所得酶解产物按照料液比1：25的量加入含有醋酸0.1％(v/v)的70％乙醇溶液(v/v)，高压脉冲电场处理25s，回流提取3次，每次1.5h，滤出提取液，合并提取液；
(4)将步骤(3)所得合并提取液用0.45μm孔径微孔过滤膜过滤，膜压力为0.3MPa，过滤温度为55℃；滤液旋转蒸发，旋转蒸发的温度为50℃，真空冷冻干燥，真空度为0.1MPa，即得花青素粉末成品。
9.一种花青素，其特征在于所述花青素如权利要求1至7任一项所述的提取方法得到。
10.权利要求8所述花青素在美容产品中的应用。
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