一种制备高纯度栀子红色素的工艺的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明属于植物色素提取技术领域，具体涉及一种制备高纯度栀子红色素的工
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【背景技术】
[0002]栀子红色素是近年来广受关注的一种天然水溶性红色素。它是以茜草科植物一栀子中所含的化学成分京尼平甙为原料制得。目前认为栀子红的形成机制可能是:栀子果提取物中的京尼平甙在碱性条件下发生脂水解，脱去甲氧基，生成栀子苷酸，然后经葡萄糖甙酶水解，脱去侧链上的糖苷结构，生成京尼平酸，此京尼平酸可与含氮化合物反应，生成栀子红色素。通过凝胶过滤法测得栀子红色素的分子量约为四千，推测这种红色化合物可能为多聚体。
[0003]国外研究表明，碱水解反应结束后，用PKl值在3?4之间的二元或三元羧酸酸化反应液比用无机酸或一元羧酸更有利于栀子红色素的形成，用α-氨基酸反应生成的栀子红色素比用β-或γ -氨基酸反应生成的栀子红色素的颜色深，但反应较慢。
[0004]吴拾荆等采用固态发酵法，对栀子红色素转色酶的产生菌进行筛选，发现根酶HW198和黑曲霉HW138为栀子红色素转色酶的高产株。并研究了温度、时间、固液比、起始pH对产酶的影响。结果表明:当采用优化培养基，固液比为1: 1.6，起始pH为5.5，接种后30 °C培养108h，HW198和HW138这两种酶的活力分别可达698和3680单位。在栀子红色素制备中应用这两种酶，Hff 138的色素转化率更高。
[0005]董智对栀子红色素的制备条件和精制方法进行初步研究。研究表明:京尼平苷与水的比例应控制在1:3左右，水量过大则可能因反应物浓度过低而使反应无法进行;栀子红可被非极性大孔树脂良好吸附，用水和醇洗脱杂质后，用稀氨水液洗脱栀子红，洗脱液很易干燥;精制后的样品色价提高10倍，无吸湿性，溶解性能好。
[0006]林英等研究了以栀子黄生产的副产物京尼平苷洗脱液生物转化栀子红的反应过程，研究表明，反应过程伴随着葡萄糖的水解游离，当葡萄糖不再增加，反应即告结束。在1L的发酵罐中进行栀子红的酶转化，工艺条件为:反应温度50°C，灭菌温度100°C ;反应时间18h；搅拌转速80r/min；溶氧控制在低的水平；反应过程伴随栀子红的生成pH由初始的4.50上升到4.eSdOL发酵罐中生成的栀子红用大孔吸附树脂精制，得到色价为62.8的栀子红粉末。
[0007]张庆华等用大孔树脂法对栀子红发酵液进行了精制。结果表明，大孔树脂GDX-201对栀子红色素具有良好的吸附效果。其精制过程为:栀子红发酵液经离心后，上清液上柱至吸附饱和，先用15%乙醇冲洗去杂，再用含0.5%Na2C03的55%乙醇洗脱，回收洗脱液经浓缩干燥后，得到栀子红粉末，得率为88.55%，色价可达96.57，比精制前提高了近10倍。
[0008]福建农林大学的周庆新等以提取栀子黄色素副产废液中的京尼平苷为原料，研究了固定化酶法制备栀子红色素优化工艺条件，和沉淀法纯化浓缩栀子红色素工艺条件，并初步了解了栀子色素的理化性质，为栀子系列色素的综合开发利用提供了基础数据。研究表明，利用固定化纤维素酶连续制备栀子红色素的最佳工艺条件为:反应温度50°C，流速
0.5ml/min，反应时间60h，氨基酸与苷质量比5:10；经酸沉淀法纯化后的栀子红色素，其色价由原来的46提升到197。
[0009]通过上述分析可知，现有的栀子红色素制备工艺具有以下不足:一是反应时间长，制备效率低;二是工艺过程较复杂;三是所得产品的品质不够高。
【发明内容】
[0010]为了克服现有的提取栀子红色素工艺存在的反应时间长，产品品质不高等问题，本发明提供一种制备高纯度栀子红色素的工艺。所述工艺可以大幅缩短栀子红色素的制备周期，提高所得栀子红色素的色价，并且工艺过程简洁易行，便于推广应用。
[0011 ]为实现上述目标，本发明采用以下技术方案:
一种制备高纯度栀子红色素的工艺，所述工艺以栀子甙(从栀子果中提取，经分离、纯化得到)为原料;在碱的作用下或者在脂肪酶/酯酶的作用下进行甲酯键的水解;通过加入柠檬酸或者无机酸调整PH在酸性条件下形成羧基;在适宜的条件下进行β-葡萄糖苷酶的水解;在去氧的条件下加入伯胺类化合物进行呈色反应;再经过精制和干燥得到纯度高的栀子红色素。
[0012]工艺中所用的碱是无机强碱，包括:NaOH、KOH和CaOH。
[0013]所述脂肪酶/酯酶可以是:磷酸酯酶、固醇酶和羧酸酯酶。
[0014]所述适宜的条件是指:在温度为50?55°C、常压的条件下。
[0015]所述氨基酸(伯胺化合物)包括:谷氨酸钠、谷氨酸、色氨酸、天冬氨酸、组氨酸，优选地选用谷氨酸钠作为参与聚合反应的氨基酸。
[0016]—种制备高纯度栀子红色素的工艺，包括以下步骤:
1)甲酯键的水解反应。首先，取X克栀子甙投入反应釜，按照栀子甙:水=1:10的质量比加入去离子水，搅拌使栀子甙完全溶解于水;然后，按照碱性溶液:栀子甙=1: 3?1:4的质量比加入碱性溶液，或者按照脂肪酶/酯酶:栀子甙=1:10的质量比加入脂肪酶/酯酶，在温度为50?60°C的条件下，搅拌反应2?4小时；
2)调节pH至酸性环境。用柠檬酸或者无机酸调节pH=4.3?4.5;
3)β_葡萄糖苷酶的水解反应。在温度为50?55°C的条件下，按照β-葡萄糖苷酶:栀子式=1:8?1:7的质量比加入β-葡萄糖苷酶，在搅拌的条件下，反应4?6小时；
4)呈色反应。在去氧和温度适宜的条件下，按照伯胺类化合物:栀子甙=1:3?1: 2的质量比加入伯胺类化合物，进行呈色反应，反应时间为15?20小时；
5)分离纯化(精制):采用大孔吸附树脂对反应液进行分离纯化；
6)干燥成型。
[0017]—种制备高纯度栀子红色素的工艺，其中栀子甙分子中甲酯键的水解，是整个工艺的一个关键点，要使用无机强碱或者使用脂肪酶进行水解。
[0018]—种制备高纯度栀子红色素的工艺，其中酶解液(京尼平)和氨基酸发生的聚合反应，即呈色反应，是整个工艺的另一个关键点，反应过程中，加入不同的氨基酸得到反应液的色调也不同；酶解液需要进行物理除氧，在反应初期通过抽真空、通入惰性气体(氮气、氩气)保证反应环境无氧;反应中后期通入空气或纯氧，得到具有红色调的反应液。
[0019]所述聚合反应前半程的反应温度为50?60°C，后半程的反应温度为80?90°C。
[0020]本发明的优点和有益效果为:通过本发明所述的一种制备高纯度栀子红色素的工艺，可以大幅缩短制备栀子红的反应时间；得到的栀子红色素色调高，得率高，且稳定性较好;工艺过程简洁易行，便于推广应用。
【附图说明】
[0021]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0022]图1为本发明所述一种制备高纯度栀子红色素的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0023]实施例1
参见图1，工艺过程如下:
1)甲酯键的水解反应:取20g栀子甙粉末(含量80%)投入反应釜，加入200g去离子水，，搅拌使栀子甙完全溶解于水，加入2.5mol/L NaOH溶液6g，在60°C，搅拌反应2小时；
2)调节pH至酸性环境:加入5g梓檬酸，调节pH至4.5;
3)β_葡萄糖苷酶的水解反应:降温至50°C，加入2.5gi3-葡萄糖苷酶，搅拌反应5小时；
4)呈色反应:加入谷氨酸钠7.5g ；抽真空至-0.08MPa，然后通入氩气至常压;于50°C条件下反应18小时后，提高反应温度至85°C，并通入空气，流量为5L/min，反应2小时后，得到砖红色的化合物；
5)分离纯化(精制):采用大孔吸附树脂对反应液进行分离纯化；
6)干燥成型。
[0024]实施例2
参见图1，工艺过程如下:
1)甲酯键的水解反应。取20g栀子甙粉末(含量80%)投入反应釜，加入200g去离子水，搅拌使栀子甙完全溶解于水，调整pH=7.0，加入脂肪酶2.0g，在50°C，搅拌反应4小时；
2)调节pH至酸性环境。加入柠檬酸，调节pH至4.5;
其它步骤同实施例1。
[0025]实施例3
参见图1，工艺过程如下:
1)甲酯键的水解反应。取20g栀子甙粉末(含量80%)投入反应釜，加入200g去离子水，搅拌使栀子甙完全溶解于水，加入2.5mol/L NaOH溶液6g，在60°C，搅拌反应2小时；
2)调节pH至酸性环境:加入5g梓檬酸，调节pH至4.5;
3)β_葡萄糖苷酶的水解反应:降温至50°C，加入2.5gi3-葡萄糖苷酶，搅拌反应5小时；
4)呈色反应:加入谷氨酸钠7.5g ；抽真空至-0.08MPa，然后通入氮气至压力为1.0Mpa ；于50°C条件下反应15小时后，调整反应压力为常压，提高反应温度至90°C，并通入空气，流量为5L/min，反应2小时后，得到砖红色的化合物；
5)分离纯化(精制):采用大孔吸附树脂对反应液进行分离纯化；
6)干燥成型。
[0026]实施例4 参见图1，工艺过程如下:
1)甲酯键的水解反应。取20g栀子甙粉末(含量80%)投入反应釜，加入200g去离子水，搅拌使栀子甙完全溶解于水，加入2.5mol/L NaOH溶液6g，在60°C，搅拌反应2小时；
2)调节pH至酸性环境。加入5g梓檬酸，调节pH至4.5;
3)β_葡萄糖苷酶的水解反应。降温至50°C，加入2.8gi3-葡萄糖苷酶；
4)呈色反应。同时加入谷氨酸钠7.5g，搅拌，转速20r/min，搅拌反应15小时后;提高反应温度至85°C，并通入纯氧，流量为lL/min，反应2小时后，得到红色的化合物；
5)分离纯化(精制):采用大孔吸附树脂对反应液进行分离纯化；
6)干燥成型。
[0027]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
【主权项】
1.一种制备高纯度栀子红色素的工艺，其特征在于:所述工艺以栀子甙为原料;在碱的作用下或者在脂肪酶/酯酶的作用下进行甲酯键的水解;通过加入柠檬酸或者无机酸调整PH在酸性条件下形成羧基;在适宜的条件下进行β-葡萄糖苷酶的水解;在去氧的条件下加入伯胺类化合物进行呈色反应;再经过精制和干燥得到纯度高的栀子红色素。2.如权利要求1所述的一种制备高纯度栀子红色素的工艺，其特征在于:工艺中所用的碱是无机强碱，包括:NaOH、KOH和CaOH;所述脂肪酶/酯酶可以是:磷酸酯酶、固醇酶和羧酸酷酶。3.如权利要求1所述的一种制备高纯度栀子红色素的工艺，其特征在于:所述适宜的条件是指:在温度为50?55°C、常压的条件下。4.如权利要求1所述的一种制备高纯度栀子红色素的工艺，其特征在于:所述伯胺类化合物包括:谷氨酸钠、谷氨酸、色氨酸、天冬氨酸、组氨酸;优选地选用谷氨酸钠作为参与聚合反应的氨基酸。5.如权利要求1所述的一种制备高纯度栀子红色素的工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤: 1)甲酯键的水解反应:首先，取X克栀子甙投入反应釜，按照栀子甙:水=1:10的质量比加入去离子水，搅拌使栀子甙完全溶解于水;然后，按照碱性溶液:栀子甙=1: 3?1:4的质量比加入碱性溶液，或者按照脂肪酶/酯酶:栀子甙=1:10的质量比加入脂肪酶/酯酶，在温度为50?60°C的条件下，搅拌反应2?4小时； 2)调节pH至酸性环境:用柠檬酸或者无机酸调节pH=4.3?4.5; 3)β_葡萄糖苷酶的水解反应:在温度为50?55V的条件下，按照β_葡萄糖苷酶:栀子式=1:8?1:7的质量比加入β-葡萄糖苷酶，在搅拌的条件下，反应4?6小时； 4)呈色反应:在去氧和温度适宜的条件下，按照伯胺类化合物:栀子甙=1:3?1:2的质量比加入伯胺类化合物，进行呈色反应，反应时间为15?20小时； 5 )分离纯化:采用大孔吸附树脂对反应液进行分离纯化； 6)干燥成型。6.如权利要求1或5所述的一种制备高纯度栀子红色素的工艺，其特征在于:栀子甙分子中甲酯键的水解，是整个工艺的一个关键点，要使用无机强碱或者使用脂肪酶进行水解。7.如权利要求1或5所述的一种制备高纯度栀子红色素的工艺，其特征在于:酶解液和氨基酸发生的聚合反应，即呈色反应，是整个工艺的另一个关键点，反应过程中，加入不同的氨基酸得到反应液的色调也不同；酶解液需要进行物理除氧，在反应初期通过抽真空、通入惰性气体保证反应环境无氧;反应中后期通入空气或纯氧，得到具有红色调的反应液。8.如权利要求1或5所述的一种制备高纯度栀子红色素的工艺，其特征在于:所述聚合反应前半程的反应温度为50?60°C，后半程的反应温度为80?90°C。
【专利摘要】本发明公开了一种制备高纯度栀子红色素的工艺。所述工艺以栀子甙为原料；在碱的作用下或者在脂肪酶/酯酶的作用下进行甲酯键的水解；通过加入柠檬酸或者无机酸调整pH在酸性条件下形成羧基；在适宜的条件下进行β?葡萄糖苷酶的水解；在去氧的条件下加入伯胺类化合物进行呈色反应；再经过精制和干燥得到纯度高的栀子红色素。所述工艺包括以下步骤：甲酯键的水解反应、调节pH至酸性环境、β?葡萄糖苷酶的水解反应、呈色反应、分离纯化、干燥成型、检测验证。所述工艺可以大幅缩短制备栀子红的反应时间；得到的栀子红色素色调高，得率高，且稳定性较好；工艺过程简洁易行，便于推广应用。
【IPC分类】C12P17/12, C09B61/00
【公开号】CN105713940
【申请号】CN201610133859
【发明人】田 浩, 潘天义, 文雁君, 李林正, 章文晋, 刘益红
【申请人】河南中大恒源生物科技股份有限公司