一種制備不同色調高純度梔子藍色素的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于植物色素提取技術領域，具體涉及一種制備不同色調高純度梔子藍色 素的工藝。
【背景技術】
[0002] 梔子藍色素是近年來廣受關注的一種天然水溶性藍色素。它是以茜草科植物一梔 子中所含的化學成分京尼平甙為原料，利用β-1，4_葡萄糖甙酶水解京尼平甙，脫去其分子 末端的葡萄糖基，得到京尼平，京尼平再與氨基酸發(fā)生一系列的聚合、重排反應，反應完成 后，經干燥即可制得梔子藍色素。
[0003] 當前梔子藍色素的制備主要采用高產β-1，4_葡萄糖甙酶的微生物進行發(fā)酵，而后 一般采用大孔樹脂對發(fā)酵液進行脫鹽、精制和純化。這種工藝存在著培養(yǎng)基與色素分離困 難，樹脂不易再生，純化效率低，產品色價較低等諸多問題，影響色素制品的應用。因此有必 要改進其生產工藝對其進行進一步的分離純化研究。
[0004]超濾是一種新興的生化分離技術，廣泛應用于化工、食品、醫(yī)藥及廢水處理等領 域。超濾不但具有耗能低、單級分離效率高，工藝簡單等優(yōu)點，而且分離純化所得制品的收 率高。
[0005] 福建農林大學的楊志、張芳等人采用纖維素酶水解京尼平甙，利用超濾技術對梔 子藍色素進行分離純化，以HPLC為檢測手段，通過設置單因素實驗和正交實驗確定制備及 純化梔子藍色素的最佳工藝條件。旨在提供一種經濟、簡單和高效的梔子藍色素生產工藝。 他們提供的制備過程是:首先將纖維素酶調制成酶液，然后利用酶液對京尼平甙進行水解， 得到京尼平;第三，利用氨基酸與京尼平發(fā)生聚合反應，得到梔子藍色素溶液;第四，對梔子 藍色素溶液進行超濾(UF);第五，對濾液進行冷凍干燥后得到梔子藍色素粉末。結果表明， 最佳工藝條件為以谷氨酸鈉作為氨基酸來源，液固比(V/W)=8:l，酶解時間12h，纖維素酶與 京尼平甙的質量比為1:8,氨基酸與京尼平甙的質量比為1:2,反應時間96h。最佳超濾純化 工藝為超濾膜截留分子量為5000Da，超濾壓力0.5-0.8MPa，pH=7，超濾溫度為室溫。經HPLC 測定，本工藝制備的梔子藍色素色價E59()nm1。m(l%)2 192，純度2 95%。這種工藝存在反應時 間過長、生產效率低等問題，如:水解時間12h，聚合反應時間96h。
[0006] 申請?zhí)枮镾Q201410354880的專利《一種桅子藍色素的生產方法》公開的方法包括 以下步驟:⑴京尼平甙濃縮液的制備和純化;⑵水解;⑶與氨基酸反應;⑷滅菌、過濾;(5)濃 縮、噴干。用色差計檢測，其產品藍值為25.20，綠值為17.50，平均色價為El%=70-75。此工藝 存在以下不足:直接用梔子粉生產梔子藍色素，浪費了梔子粉中富含的梔子黃色素;制備周 期長，其中水解反應36小時、聚合反應48小時;生產的梔子藍色素品質不高。

【發(fā)明內容】

[0007] 為了克服現(xiàn)有的提取梔子藍色素工藝存在的反應時間長，產品品質不高等問題， 本發(fā)明提供一種制備不同色調高純度梔子藍色素的工藝。所述工藝可以大幅縮短梔子藍的 制備周期，提高所得梔子藍色素的色價，并且能夠制備不同色調的梔子藍，以滿足更廣泛的 需求。
[0008] 為實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用以下技術方案： 梔子藍色素的色調表不方法:本發(fā)明用色素在600nm波長的吸光值與色素在440nm波長 的吸光值的比值作為衡量色素中藍色相對于黃色的比例，記為R1;用色素在600nm波長的吸 光值與色素在530nm波長的吸光值的比值作為衡量色素中藍色相對于紅色的比例，記為R2。 利用R1和R2確定梔子藍色素的色調，一般認為R1越高，色素越藍，R2值越高，色素越亮，偏青 色。
[0009] -種制備不同色調高純度梔子藍色素的工藝，所述工藝以梔子甙(從梔子果中提 取，經分離、純化得到)為原料，通過葡萄糖苷酶水解梔子甙得到京尼平，在氧化劑的作用 下讓京尼平和氨基酸(伯胺化合物)進行聚合反應生成具有顏色的產物，再通過分離純化得 到純度高的梔子藍色素。
[0010] 所述氨基酸（伯胺化合物)包括:谷氨酸鈉、谷氨酸、色氨酸、天冬氨酸、組氨酸、甘 氨酸和苯丙氨酸，優(yōu)選地選用谷氨酸鈉作為參與水解反應的氨基酸。
[0011]所述氧化劑包括壓縮空氣、純氧、η2〇2及其它可以用于食品的氧化劑，優(yōu)選地選用 壓縮空氣作為氧化劑。
[0012] -種制備不同色調高純度梔子藍色素的工藝，包括以下步驟： 1) 水解反應。首先，取X克梔子甙投入反應釜，按照梔子甙:水=1:2~1:11的質量比加入 水，攪拌使梔子甙完全溶解于水，用稀鹽酸調ρΗ=4.5，在攪拌的條件下，用50°C水浴加熱溶 液至50°C;然后按照β-葡萄糖苷酶：梔子甙=1:35~1:40的質量比加入β-葡萄糖苷酶，反應 4~6小時，通過加入NaOH調整pH至8~8.3; 2) 聚合反應。向反應釜中通入氧化劑，流量為50~200L/min;提高水浴溫度至70 °C，同 時按照氨基酸：梔子甙=1:8~1:11的質量比加入氨基酸，進行呈色反應，反應過程中進行 適度補水，反應2~5小時后，停止通氣； 3) 分離純化(精制）:采用大孔吸附樹脂對反應液進行分離純化； 4) 干燥成型。
[0013] -種制備不同色調高純度梔子藍色素的工藝，其中酶解液(京尼平)在氧化劑作用 下和氨基酸發(fā)生的聚合反應，即呈色反應，是整個工藝的關鍵，決定了梔子藍的產量和品質 (色調）。本發(fā)明的發(fā)明者通過試驗驗證，在聚合反應過程中，氧化劑是決定反應時間和產品 質量的關鍵點。這是本發(fā)明的創(chuàng)新性貢獻之一，因為目前國內專利、文獻中尚未公開此類信 息，美國專利中也未見說明。
[0014] 本發(fā)明主要使用壓縮空氣作為氧化劑，實質是利用其中的氧氣作氧化劑，也可以 采用純氧或者其它可以用于食品的氧化劑。氧化劑的供應量按以下原則把握：以通氣流量 計，在呈色反應前期，通氣量越大越好，利于藍色素的生成，此階段R1會緩慢升高，同時R2值 也較高;在呈色反應后期，通氣量需要減小，目的是減少藍色素被氧化成紅色素或其它物質 的可能性，此階段R2會出現(xiàn)明顯下降。
[0015] 所述聚合反應的反應溫度為65~75°C，以利于反應的快速進行，縮短反應時間。
[0016] -種制備不同色調高純度梔子藍色素的工藝，其特征在于:所述工藝的另一個關 鍵點是關于梔子藍的精制過程。因為在呈色反應過程中，存在多種影響梔子藍色素質量的 因素，主要包括:鑛由于京尼平同氨基酸的聚合程度不同，能同時生成紅、黃、藍顏色的物 質;Φ因為京尼平的聚合過程很快，氧化劑不一定能夠充分地參與成鍵，導致反應不夠徹 底Γ:|)原料中存在黃色素雜質，還有未參與反應的梔子甙。所以，為了得到較好色調、較高色 價的梔子藍色素，精制工藝就成了本工藝的關鍵點。
[0017] 本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果為:通過本發(fā)明所述的一種制備不同色調高純度梔子藍 色素的工藝，可以把制備梔子藍的反應時間縮短到2.5~5小時(大多數(shù)專利和文獻顯示的 反應時間在20小時以上）；得到的藍色素的最大吸收波長在600nm左右，而通過國內外目前 公開的工藝制備的藍色素的最大吸收波長普遍在590nm左右，即通過本發(fā)明所述工藝制備 的藍色素更藍;通過讓京尼平和不同的伯胺化合物或者伯胺類混合物聚合，可以做出R1在 2.0~4.8、R2在1.5~3.2范圍內的不同色調的梔子藍，以滿足更廣泛的需求。
【附圖說明】