TWI775156B

TWI775156B - 梔子紅色素之製備方法

Info

Publication number: TWI775156B
Application number: TW109133154A
Authority: TW
Inventors: 陳裕文; 謝秋蘭; 謝忠儒; 謝旺熾
Original assignee: 鴻元生技股份有限公司
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2022-08-21
Also published as: TW202212571A

Abstract

本發明係關於一種梔子紅色素之製備方法，包含提供一反應基質、進行一發酵製程和進行一呈色製程。所述反應基質包含梔子苷酸。接著於反應基質中加入麩胺酸鈉和抗氧化物後接種酵母菌，以獲得一發酵起始液。再將發酵起始液進行呈色反應以獲得一反應液，其中反應液包含梔子紅色素。藉此，本發明之梔子紅色素之製備方法可以改善以習知方法所製備的梔子紅色素色相偏紫的問題。

Description

梔子紅色素之製備方法

本發明係關於一種以氮作為環雜原子之雜環碳化合物之製備方法，特別是指一種梔子紅色素之製備方法。

梔子隸屬於茜草科梔子屬，為一常綠灌木植物，其果實可作為食藥兩用之素材。此外，梔子果實亦可提取成分作為天然色素使用，例如梔子果實中的主要成分之一-黃梔子色素 (Crocin)，為自然界中唯一天然水溶性類胡蘿蔔素類色素，可作為天然著色劑，廣泛用於麵製品、糖果、糕點、飲料、藥品和化粧品等。

梔子苷 (Geniposide)為梔子果實中的另一個主要成分，可藉由生物轉化生成梔子藍色素、梔子紅色素和梔子黑色素等。食品業上可利用一系列梔子色素調配出如綠色、棕色、橘色和紫色等不同顏色，來做為天然著色劑使用。另外，梔子系列色素因安全性高、不受pH值和溫度影響的特性，使其研究和開發上具有很高的潛力。

梔子紅色素的製備主要是以梔子苷為原料，通過鹼水解後，經菌種發酵或直接用酵素水解後，跟胺基酸鍵結而得。然目前習知的梔子紅色素之製備方法存在成本過高，梔子紅色素產能和色價限於實驗室規模，且所生產出的梔子紅色素有色相偏紫的問題。

本發明之一態樣是在提供一種梔子紅色素之製備方法，包含提供反應基質、進行發酵製程和進行呈色製程。所述反應基質包含最終濃度為100 mM至300 mM的梔子苷酸。所述發酵製程係於反應基質中加入麩胺酸鈉(monosodium glutamate)和抗氧化物，並調整pH值達pH 4至pH 6後接種酵母菌，以獲得發酵起始液。其中發酵起始液中梔子苷酸和麩胺酸鈉的濃度比為1:2至1:10，梔子苷酸和抗氧化物的濃度比為2:1至10:1，且酵母菌具有β-葡萄糖苷酶活性。呈色製程，係將發酵起始液於40 ^oC至60 ^oC反應2天至9天，以獲得一反應液，其中反應液包含梔子紅色素。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中所述反應基質可由下列步驟所製備而得。提供梔子苷水溶液，其中梔子苷水溶液的濃度為100 mM至300 mM。進行鹼水解步驟，係加入濃度為0.5 N至1 N的氫氧化鈉至梔子苷水溶液中，於50 ^oC至60 ^oC反應1小時至4小時，以得到鹼水解液。進行酸鹼中和步驟，係於鹼水解液中加入一有機酸終止鹼水解反應以得到反應基質。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中所述鹼水解步驟可更包含將加入氫氧化鈉後的梔子苷水溶液以一鹼水解攪拌速度進行攪拌，其中鹼水解攪拌速度為50 rpm至150 rpm。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中發酵製程可更包含發酵攪拌步驟和發酵通氣步驟。所述發酵攪拌步驟係以一發酵攪拌速度攪拌發酵起始液一發酵攪拌時間，其中發酵攪拌速度為50 rpm至150 rpm，發酵攪拌時間為5分鐘至15分鐘。發酵通氣步驟係以一發酵通氣量打氮氣進發酵起始液，並維持一發酵通氣時間，其中發酵通氣量為0.1 L/min至1 L/min，發酵通氣時間為5分鐘至30分鐘。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中所述呈色製程可更包含補充氮氣步驟，係於進行反應的第2天起，每天以一補充通氣量打氮氣進發酵起始液，並維持一補充通氣時間，其中補充通氣量為1 L/min，補充通氣時間為5分鐘至30分鐘。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中所述呈色製程可更包含將發酵起始液以一呈色攪拌速度進行攪拌，其中呈色攪拌速度為50 rpm至150 rpm。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中所述呈色製程可更包含一滅菌步驟，係加熱反應液到80 ^oC至100 ^oC達30分鐘至3小時。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，可更包含萃取製程，其包含一過濾步驟，係以超濾膜過濾反應液，以得到一梔子紅色素粗製液。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中所述萃取製程可更包含一純化步驟，係將梔子紅色素粗製液與75%至95%重量比之乙醇以重量比1：2至1：4之比例混合成一混合物，將混合物靜置一純化時間後，去除混合物中的乙醇，以得到一梔子紅色素精製液。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中所述有機酸可為醋酸或檸檬酸。

依據前述之梔子紅色素之製備方法，其中所述抗氧化物可為維生素C。

藉此，本發明之梔子紅色素之製備方法，以酵母菌在高溫製程下進行紅色素轉化，避免了酵素價格過高和菌體反應不專一和時間過長的問題，且所生產的梔子紅色素色價高且色相為正紅，故可解決梔子紅色素低色價和色相偏紫的問題。

梔子紅色素之製備方法

請參照第1圖，其係依照本發明一實施方式之梔子紅色素之製備方法100的步驟流程圖。第1圖中，梔子紅色素之製備方法100包含步驟110、步驟120和步驟130。

步驟110為提供一反應基質，所述反應基質包含最終濃度為100 mM至300 mM的梔子苷酸；較佳地，反應基質包含最終濃度為200 mM的梔子苷酸。而反應基質的製備步驟包含提供梔子苷水溶液、進行鹼水解步驟和進行酸鹼中和步驟。其中梔子苷水溶液的濃度可為100 mM至300 mM；較佳地，梔子苷水溶液的濃度可為200 mM。鹼水解步驟係加入濃度為0.5 N至1 N的氫氧化鈉至梔子苷水溶液中，於50 ^oC至60 ^oC反應1小時至4小時，以得到鹼水解液。酸鹼中和步驟係於鹼水解液中加入有機酸終止鹼水解反應，以得到將梔子苷完全水解為梔子苷酸的反應基質。所述有機酸可為醋酸或檸檬酸。較佳地，鹼水解步驟可更包含將加入氫氧化鈉後的梔子苷水溶液以一鹼水解攪拌速度進行攪拌，其中鹼水解攪拌速度為50 rpm至150 rpm。

步驟120為進行一發酵製程，係於反應基質中加入麩胺酸鈉(monosodium glutamate)和抗氧化物，並調整pH值達pH 4至pH 6後接種酵母菌，以獲得發酵起始液。其中發酵起始液中梔子苷酸和麩胺酸鈉的濃度比為1:2至1:10，梔子苷酸和抗氧化物的濃度比為2:1至10:1 ，且酵母菌具有β-葡萄糖苷酶活性。所述抗氧化物可為維生素C，所述酵母菌可隸屬於酵母屬( Saccharomyces)、酒香酵母菌屬( Brettanomyces)或耶氏酵母屬( Yarrowia)。較佳地，發酵製程可更包含發酵攪拌步驟和發酵通氣步驟。所述發酵攪拌步驟係以一發酵攪拌速度攪拌發酵起始液一發酵攪拌時間，其中發酵攪拌速度為50 rpm至150 rpm，發酵攪拌時間為5分鐘至15分鐘。發酵通氣步驟係以一發酵通氣量打氮氣進發酵起始液，並維持一發酵通氣時間，其中發酵通氣量為0.1 L/min至1 L/min，發酵通氣時間為5分鐘至30分鐘。

步驟130為進行一呈色製程，係將發酵起始液於40 ^oC至60 ^oC反應2天至9天，以獲得一反應液，其中反應液包含梔子紅色素。所述反應溫度為酵母菌酵素活性的最適溫度，超過60 ^oC會失去活性。此外，在前述高溫的環境中進行呈色反應可使酵母菌反應專一，且因絕大部分的細菌和真菌無法在高溫下生長，也可除去雜菌的汙染。較佳地，所述呈色製程可更包含將發酵起始液以一呈色攪拌速度進行攪拌，其中呈色攪拌速度為50 rpm至150 rpm。所述呈色製程可更包含一滅菌步驟，係加熱反應液到80 ^oC至100 ^oC達30分鐘至3小時。此外，所述呈色製程可更包含補充氮氣步驟，係於進行反應的第2天起，每天以一補充通氣量打氮氣進發酵起始液，並維持一補充通氣時間，其中補充通氣量為1 L/min，補充通氣時間為5分鐘至30分鐘。

請參照第2圖，其係依照本發明另一實施方式之梔子紅色素之製備方法200的步驟流程圖。第2圖中，梔子紅色素之製備方法200包含步驟210、步驟220、步驟230和步驟240。

步驟210為提供一反應基質，所述反應基質包含最終濃度為100 mM至300 mM的梔子苷酸。步驟210的其他技術細節與步驟110相同，在此不再贅述。

步驟220為進行一發酵製程，係於反應基質中加入麩胺酸鈉和抗氧化物，並調整pH值達pH 4至pH 6後接種酵母菌，以獲得發酵起始液。其中發酵起始液中梔子苷酸和麩胺酸鈉的濃度比為1:2至1:10，梔子苷酸和抗氧化物的濃度比為2:1至10:1，且酵母菌具有β-葡萄糖苷酶活性。步驟220的其他技術細節與步驟120相同，在此不再贅述。

步驟230為進行一呈色製程，係將發酵起始液於40 ^oC至60 ^oC反應2天至9天，以獲得一反應液，其中反應液包含梔子紅色素。步驟230的其他技術細節與步驟130相同，在此不再贅述。

步驟240為進行一萃取製程，其包含一過濾步驟，係以超濾膜過濾反應液，以得到一梔子紅色素粗製液。較佳地，萃取製程可更包含一純化步驟，係將梔子紅色素粗製液與75%至95%重量比之乙醇以重量比1：2至1：4之比例混合成一混合物，將混合物靜置一純化時間後，去除混合物中的乙醇，以得到一梔子紅色素精製液。所述超濾膜可為UF-4040。

茲以下列具體試驗例進一步示範說明本發明，用以有利於本發明所屬技術領域通常知識者，可在不需過度解讀的情形下完整利用並實踐本發明，而不應將這些試驗例視為對本發明範圍的限制，但用於說明如何實施本發明的材料及方法。

實施例1

實施例1之梔子紅色素之製備方法包含以下步驟。將梔子苷粉溶於純水中以得到濃度為200 mM的梔子苷水溶液，加入0.5 N至0 N的氫氧化鈉將pH值調整到12，在50 ^oC至60 ^oC下進行鹼水解1小時至4小時後以得到鹼水解液，以HPLC檢測鹼水解液中梔子苷是否完全轉化為梔子苷酸。確認水解完成後，於鹼水解液加入檸檬酸中和來中止鹼水解反應，並將pH值調整到5，以得到反應基質。在反應基質中加入麩胺酸鈉和維生素C，並以檸檬酸調整pH值到5後接種具有β-葡萄糖苷酶的酵母菌，以得到發酵起始液。其中發酵起始液中梔子苷酸和麩胺酸鈉的濃度比為1:2，梔子苷酸和抗氧化物的濃度比為4:1，酵母菌吸光值OD ₆₀₀需達30。試驗上另以溶氧度計觀測發酵起始液的溶氧值，需達1%以下，若過高可使用填充氮氣來降低溶氧量。再將發酵起始液於50 ^oC至60 ^oC反應7天至8天，以獲得反應液。

請參照第3圖和第4圖，第3圖為以實施例1所製備之梔子紅色素之反應變化色相圖，第4圖為以實施例1所製備之梔子紅色素之色價成長圖。其中梔子紅色素色價定義: E ^100%=(532 nm吸光值 × 稀釋倍率)/重量(g)。由第3圖和第4圖的結果顯示，以實施例1所製備之梔子紅色素，其色價可從0上升到300，且所得到的梔子紅色素的色相為正紅。當色價上升至300時，梔子紅色素的生成速度已趨緩，因此利用加溫的方式來滅酶，將溫度升高到80°C以上並維持30分鐘至3小時，可破壞反應液中所有的酵母菌。此外，在呈色製程的第3天可將溫度調整至60 ^oC，加速發酵起始液中梔子紅色素和麩胺酸鈉的置換反應，以縮短製程時間。

另請參照第5圖，為以實施例1所製備之梔子紅色素之GPSA消耗曲線。第5圖的結果可證明在實施例1的條件下，原料可被完全轉換成梔子紅色素。

此外，實施例1之梔子紅色素之製備方法可更包含萃取製程，係將反應液滅菌後以超濾膜去除酵母菌得到以梔子紅色素粗製液。所述超濾膜可為UF-4040，其可完全分離酵母菌和生成的梔子紅色素。UF-4040超濾膜分劃的分子量為50000，平均孔洞大小為0.05微米(Å)，以加壓過濾器的方式可快速除去反應液中的酵母菌。試驗上將所得到的梔子紅色素粗製液進行全波長分析。

請再參照第6圖，為以實施例1所製備之梔子紅色素之全波長分析圖。國際認證的梔子紅色素波長範圍應落在532 nm至528 nm，由第6圖的結果顯示，以實施例1所製備之梔子紅色素符合國際認證標準。

由於梔子紅色素粗製液仍含有一定量的胺基酸和葡萄糖，這些物質殘留會影響梔子紅色素的穩定性，且造成固型物含量過高無法濃縮成高色價的梔子紅色素，最後造成乾燥、造粒和成粉上的困難。業界在純化色素的處理上都會使用大孔樹脂來精製色素，例如:LX-1、GDX-201或HPD-100等。其做法為稀釋一定量的色素後，入樹脂塔進行色素吸附，並利用乙醇或水去掉液體中的雜質，再利用高濃度的乙醇來進行洗脫的動作，得到精製梔子紅液。大孔樹脂精製的方式受限於樹脂本身的性質，在實際使用上的效率不佳，在量化製程上所需的時間和成本往往很高，目前業界在處理大量色素純化時，通常是增加樹脂塔的數量來解決問題。

因此本發明之梔子紅色素之製備方法更包含一純化步驟，用以去除雜質、降低固型物的比例並提高梔子紅色素的色價。其係將梔子紅色素粗製液與75%至95%重量比之乙醇以重量比1：3之比例混合，攪拌均勻後得到一混合物，將混合物於室溫靜置隔夜，因梔子紅色素會沉降在容器底部，可直接以傾倒的方式分離乙醇和梔子紅色素，以得到一梔子紅色素精製液，所得到的梔子紅色素精製液的色價可高達2000。

請參照下表一至表三，表一為不同入料量的固形物比例，表二為使用不同乙醇濃度的固形物比例，表三為本發明之梔子紅色素之製備方法中純化步驟與習知利用大孔樹脂純化法的比較表，其中大孔樹脂純化法所使用的大孔樹脂為HPD-100。

表一

乙醇濃度	95%	75%	50%	25%
2000E ^100%固形物	68.6%	55.8%	-	-

表二

入料色價 (E ^100%)	800	700	600	500	400
2000 E ^100%固形物	87.06%	85%	78.4%	66.19%	56%

表三

	大孔樹脂純化法	本發明之純化步驟
純化後色價(E ^100%)	2346	2120
純化後得重(g)	1000	1000
得率(%)	98	89
乙醇使用量(L)	60	15
時間(天)	24	1
濃縮	需要	不需要

表一的結果顯示，在同樣得到色價為2000的梔子紅色素的情況下，以75%重量比之乙醇進行純化，固形物比例可以降低至55.8%。此外，由表二的結果顯示，在同樣得到色價為2000的梔子紅色素的情況下，當梔子紅色素粗製液的入料色價為400，可以將固形物比例可以降低至56%。

而表三的結果顯示，本發明之梔子紅色素之製備方法中純化步驟可以得到與習知大孔樹脂純化法相近的高色價和相同的得重。雖然在得率上不及大孔樹脂純化法，但本發明之純化步驟大幅降低乙醇使用量和純化時間，且不需要再進一步濃縮，是以在量化的工業製程上可有效地達成色素品質的目標，以及降低大量成本和時間，是一種適合大量色素純化的方式。

實施例2

實施例2之梔子紅色素之製備方法包含以下步驟。將梔子苷粉溶於純水中以得到濃度為200 mM的梔子苷水溶液，加入1N的氫氧化鈉，置於50 ^oC的水浴槽中約1小時以得到鹼水解液。再於鹼水解液中加入醋酸終止反應，以得到反應基質。在反應基質中以梔子苷酸濃度1:10的比例加入麩胺酸鈉，以及以濃度10:1的比例加入抗氧化物，充分溶解後，用醋酸調整pH值到5，再加入1%的酵母菌後密封，以得到發酵起始液。將發酵起始液靜置於50 ^oC下反應2天後，以得到反應液，並將提高溫度到80 ^oC約2小時滅菌。所得到的反應液再測定梔子紅色素色價和梔子紅色素品質，其中梔子紅色素的色價定義和實施例1相同，梔子紅色素品質定義: CF=532 nm吸光值/595 nm吸光值。

請參照第7圖，為以實施例2所製備之梔子紅色素之色相圖。第7圖的結果顯示，以實施例2所製備之梔子紅色素的色相為正紅，梔子紅色素色價為8，CF值為3.4。

實施例3

實施例3之梔子紅色素之製備方法包含以下步驟。將梔子苷粉溶於純水中以得到濃度為200 mM的梔子苷水溶液，加入1N的氫氧化鈉，置於50 ^oC的水浴槽中約1小時以得到鹼水解液。再於鹼水解液中加入醋酸終止反應，以得到反應基質。在反應基質中以梔子苷酸濃度1:10的比例加入麩胺酸鈉，以及以濃度10:1的比例加入抗氧化物，充分溶解後，用醋酸調整pH值到5，再加入1%的酵母菌，攪拌10分鐘後關閉攪拌，以1 L/min的發酵通氣量打氮氣進發酵槽，5分鐘後關氮氣並密封，以得到發酵起始液。將發酵起始液靜置於50 ^oC下反應4天後，以得到反應液。再將反應液滅菌處理，並測定梔子紅色素色價和梔子紅色素品質。

請參照第8圖，為以實施例3所製備之梔子紅色素之色相圖。第8圖的結果顯示，以實施例3所製備之梔子紅色素的色相為正紅，梔子紅色素色價為7.3，CF值為3.2。

實施例4

實施例4之梔子紅色素之製備方法包含以下步驟。將梔子苷粉溶於純水中以得到濃度為200 mM的梔子苷水溶液，加入1N的氫氧化鈉，置於50 ^oC的水浴槽中約1小時以得到鹼水解液。再於鹼水解液中加入醋酸終止反應，以得到反應基質。在反應基質中以梔子苷酸濃度1:10的比例加入麩胺酸鈉，以及以濃度10:1的比例加入抗氧化物，充分溶解後，用醋酸調整pH值到5，再加入1%的酵母菌後密封，以50 rpm的發酵攪拌速度持續攪拌，並以1 L/min的發酵通氣量打氮氣進發酵槽，5分鐘後關氮氣並密封，以得到發酵起始液。將發酵起始液以50 rpm的呈色攪拌速度於50 ^oC的條件下反應60小時後，以得到反應液，其中每天取樣並以1 L/min的補充通氣量補充氮氣5分鐘一次。再將反應液滅菌處理，並測定梔子紅色素色價和梔子紅色素品質。

請參照第9圖，為以實施例4所製備之梔子紅色素之色相圖。第9圖的結果顯示，以實施例4所製備之梔子紅色素的色相為正紅，梔子紅色素色價，CF值為3.7。

實施例5

實施例5之梔子紅色素之製備方法包含以下步驟。將梔子苷粉溶於純水中以得到濃度為200 mM的梔子苷水溶液，加入1N的氫氧化鈉，置於50 ^oC的水浴槽中約1小時以得到鹼水解液。再於鹼水解液中加入檸檬酸終止反應，以得到反應基質。在反應基質中以梔子苷酸濃度1:2比例加入麩胺酸鈉，以及以濃度2:1比例加入抗氧化物，充分溶解後，用檸檬酸調整pH值到5，再加入酵母菌，以100 rpm的發酵攪拌速度持續攪拌，以0.1 L/min的發酵通氣量打氮氣進發酵槽，10分鐘後關氮氣並密封，以得到發酵起始液。將發酵起始液以100 rpm的呈色攪拌速度於50 ^oC下反應8天後，以得到反應液，其中每天取樣並以1 L/min的補充通氣量補充氮氣5分鐘一次。再將反應液滅菌處理，並測定梔子紅色素色價和梔子紅色素品質。

請參照第10圖，為以實施例5所製備之梔子紅色素之色相圖。第10圖的結果顯示，以實施例5所製備之梔子紅色素的色相為正紅，梔子紅色素色價為273，CF值為5.8。

實施例6

實施例6之梔子紅色素之製備方法包含以下步驟。將梔子苷粉溶於純水中以得到濃度為200 mM的梔子苷水溶液，並加入1N的氫氧化鈉，於30L發酵槽以100 rpm的鹼水解攪拌速度進行攪拌並於60 ^oC維持3小時，以得到鹼水解液。在鹼水解液中加入檸檬酸終止反應，以得到反應基質。在反應基質中以梔子苷酸濃度1:2比例加入麩胺酸鈉，以及以濃度2:1比例加入抗氧化物，充分溶解後，用檸檬酸調整pH值到5，再加入酵母菌，以100 rpm的發酵攪拌速度持續攪拌，以0.1 L/min的發酵通氣量打氮氣進發酵槽，30分鐘後關氮氣並密封，以得到發酵起始液。將發酵起始液以100 rpm的呈色攪拌速度於50 ^oC下反應8天後，以得到反應液，其中每天取樣並以1 L/min的補充通氣量補充氮氣30分鐘一次。再將反應液滅菌處理，並測定梔子紅色素色價和梔子紅色素品質。

請參照第11圖，為以實施例6所製備之梔子紅色素之色相圖。第11圖的結果顯示，以實施例6所製備之梔子紅色素的色相為正紅，梔子紅色素色價為390，CF值為6.1。

比較例

由前述實施例1至6可見，本發明之梔子紅色素之製備方法可製備出高色價且色相為正紅的梔子紅色素。為進一步驗證本發明之梔子紅色素之製備方法確實可以改善習知方法中所製得的梔子紅色素色相偏紫的問題，本試驗例中另製備比較例與本案的實施例2相比，其中比較例與實施例2的差別如表四所示，其餘試驗條件相同。

表四

試驗條件	比較例	實施例2
酵素提供物	β-葡萄糖苷酶	酵母菌
發酵溫度	40 ^oC	50 ^oC
胺基酸	甘胺酸	麩胺酸鈉
抗氧化劑	無	有
氮氣填充	無	有
發酵天數	2天	7天
梔子紅色素色價	小於100	300-350
減壓濃縮	有	無
純化方式	大孔樹脂	乙醇沉降
相同產量純化天數	至少1星期	1天
純化廢水	多	少

請參照第12圖，為以實施例2所製備之梔子紅色素與以比較例所製備之梔子紅色素之色相比較圖，其係以相同色價的梔子紅色素進行比較。由第12圖的結果顯示，以相同色價的梔子紅色素進行比較，比較例所製備之梔子紅色素的色相偏紫，而以本發明之實施例2所製備之梔子紅色素的色相為正紅。此外，由表四的結果可見，本發明之可以提高所製得的梔子紅色素的色價，且因所使用的純化方式為乙醇沉降，其可大幅降低生產成本，並可縮短純化的時間。

綜上所述，本發明之梔子紅色素之製備方法為一種以低成本方式來量產高色價梔子紅色素的製備方法，係以梔子苷為原料，在鹼性的作用下水解，利用有機酸中和並調整pH值至酸性的環境下進行生物轉化，之後以酵母菌在高溫的環境下，加入麩胺酸鈉和抗氧化劑來進行呈色反應。並進一步在高溫滅菌和過濾後，利用乙醇進行純化，得到高色價的梔子紅色素。本發明之製程簡易且好操作，酵母菌在高溫含有抗氧化劑的環境下相對穩定。且使用乙醇來代替管柱純化可使精製所需要的時間和成本大幅度降低和解決製程大量廢水的問題，而更有效率的生產高色價梔子紅色素。此外，所製得的梔子紅色素的色相為正紅，能改善習知方法中所生產的梔子紅色素的色相偏紫的問題。

然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100,200:梔子紅色素之製備方法 110,120,130,210,220,230,240:步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示本發明一實施方式之梔子紅色素之製備方法之步驟流程圖；第2圖繪示本發明另一實施方式之梔子紅色素之製備方法之步驟流程圖；第3圖為以實施例1所製備之梔子紅色素之反應變化色相圖；第4圖為以實施例1所製備之梔子紅色素之色價成長圖；第5圖為以實施例1所製備之梔子紅色素之GPSA消耗曲線；第6圖為以實施例1所製備之梔子紅色素之全波長分析圖；第7圖為以實施例2所製備之梔子紅色素之色相圖；第8圖為以實施例3所製備之梔子紅色素之色相圖；第9圖為以實施例4所製備之梔子紅色素之色相圖；第10圖為以實施例5所製備之梔子紅色素之色相圖；第11圖為以實施例6所製備之梔子紅色素之色相圖；以及第12圖為以實施例2所製備之梔子紅色素與以比較例所製備之梔子紅色素之色相比較圖。

100:梔子紅色素之製備方法

110,120,130:步驟

Claims

一種梔子紅色素之製備方法，包含：提供一反應基質，其中該反應基質包含最終濃度為100mM至300mM的梔子苷酸；進行一發酵製程，係於該反應基質中加入一麩胺酸鈉(monosodium glutamate)和一抗氧化物，並調整pH值達pH 4至pH 6後接種一酵母菌，以獲得一發酵起始液，其中該發酵起始液中該梔子苷酸和該麩胺酸鈉的濃度比為1：2至1：10，該梔子苷酸和該抗氧化物的濃度比為2：1至10：1，該酵母菌具有β-葡萄糖苷酶活性，且該酵母菌隸屬於酵母屬(Saccharomyces)、酒香酵母菌屬(Brettanomyces)或耶氏酵母屬(Yarrowia)；進行一呈色製程，係將該發酵起始液於40℃至60℃反應2天至9天，以獲得一反應液，其中該反應液包含該梔子紅色素；以及一萃取製程，該萃取製程包含：一過濾步驟，係以一超濾膜過濾該反應液，以得到一梔子紅色素粗製液；及一純化步驟，係將該梔子紅色素粗製液與75%至95%重量比之乙醇以重量比1：2至1：4之比例混合成一混合物，將該混合物靜置一純化時間後，去除該混合物中的乙醇，以得到一梔子紅色素精製液。
如請求項1所述之梔子紅色素之製備方法，其中該反應基質係由下列步驟所製備而得：提供一梔子苷水溶液，其中該梔子苷水溶液的濃度為100mM至300mM；進行一鹼水解步驟，係加入濃度為0.5N至1N的氫氧化鈉至該梔子苷水溶液中，於50℃至60℃反應1小時至4小時，以得到一鹼水解液；以及進行一酸鹼中和步驟，係於該鹼水解液中加入一有機酸終止鹼水解反應以得到該反應基質。
如請求項2所述之梔子紅色素之製備方法，其中該鹼水解步驟更包含將加入氫氧化鈉後的該梔子苷水溶液以一鹼水解攪拌速度進行攪拌，其中該鹼水解攪拌速度為50rpm至150rpm。
如請求項1所述之梔子紅色素之製備方法，其中該發酵製程更包含：一發酵攪拌步驟，係以一發酵攪拌速度攪拌該發酵起始液一發酵攪拌時間，其中該發酵攪拌速度為50rpm至150rpm，該發酵攪拌時間為5分鐘至15分鐘；以及一發酵通氣步驟，係以一發酵通氣量打氮氣進該發酵起始液，並維持一發酵通氣時間，其中該發酵通氣量為0.1L/min至1L/min，該發酵通氣時間為5分鐘至30分鐘。
如請求項4所述之梔子紅色素之製備方法，其中該呈色製程更包含一補充氮氣步驟，係於進行反應的第2天起，每天以一補充通氣量打氮氣進該發酵起始液，並維持一補充通氣時間，其中該補充通氣量為1L/min，該補充通氣時間為5分鐘至30分鐘。
如請求項1所述之梔子紅色素之製備方法，其中該呈色製程更包含將該發酵起始液以一呈色攪拌速度進行攪拌，其中該呈色攪拌速度為50rpm至150rpm。
如請求項1所述之梔子紅色素之製備方法，其中該呈色製程更包含一滅菌步驟，係加熱該反應液到80℃至100℃達30分鐘至3小時。
如請求項2所述之梔子紅色素之製備方法，其中該有機酸為醋酸或檸檬酸。
如請求項1所述之梔子紅色素之製備方法，其中該抗氧化物為維生素C。