[发明专利]阳离子交换树脂二次纯化紫甘薯花色苷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物化学领域，尤其是一种从紫甘薯花色苷一次精制产品中用阳离子交换树脂进一步纯化紫甘薯花色苷的制备方法。

背景技术

花青素是世界上使用最为广泛的天然食用色素之一，因其安全性高，大多数国家如中国、日本、美国、欧共体等国家都允许其用于食品的着色，美国FDA将其列入无须许可证的着色剂。最早使用花色苷名称的人是Marguart(1835)，他首次从矢车菊花中提取一种蓝色色素，故称此为花青素。

花色苷(anthocyanin)是由花青素与糖以糖苷键结合而成，属于黄酮多酚类化合物。研究表明，天然花色苷的碳骨架结构是C₆C₃C₆，花色苷的苷元——花青素是2-苯基苯骈吡喃盐(2-phenylbenzo-pyryalium)或称黄钅羊盐(flavylium)的多羟基和甲氧基衍生物，见下图花色苷的碳骨架结构式：

大多数花青素在花色苷元的3，5，7-碳位上有取代羟基，由于B环各碳位上取代基——羟基和甲氧基的数量和位置不同，形成了各种各样的花青素，已知天然存在的花色苷有250多种。目前市场上的花青素主要来自资源稀少的紫葡萄皮、黑米、黑豆等，紫甘薯的兴起为花青素的产业化发展提供了重要的原料基础。

紫甘薯原产于日本，20世纪80年代引进我国，紫甘薯花青素含量较高，可达60mg/100g鲜薯。紫甘薯生产的天然食用色素安全、无毒、无异味、色彩鲜艳，且具有一定的营养和药理作用，在食品、饮料、化妆品、医药等方面有着较大的应用潜力。我国在紫甘薯提取色素方面已取得很大进展，提取技术已日趋成熟，加上紫甘薯产量高、适应性广，因此与葡萄皮、黑米等相比，提取紫甘薯中的花色素具有原料来源容易、色素产量高、提取成本低等优势；另外其所具有的酰化基团使它较一般花色苷对光、热、空气等感应较少，性质更为稳定。

紫甘薯花色苷的主要成分是酰基化的矢车菊素和芍药素的衍生物，花色苷抗氧化作用的主要活性基团是分子中的酚羟基，紫甘薯花色苷的结构中有多个酚羟基，其酰基成分也是含有酚羟基的芳香酸类，它们均是羟基供体，同时也是一种自由基清除剂。已有的试验证明从紫甘薯中分离的芍药素显示出与丁基羟基茴香醚(HBA)相当的抗氧化活性，从紫甘薯果肉和果皮中提取的色素的抗氧化能力可与BHA、BHT相媲美。大量的抗氧化活性的体外实验表明，紫甘薯花色苷在模型中表现出相当的还原力、清除羟自由基的能力、抗Fe²⁺引发的卵磷脂脂质体过氧化和抑制由H₂O₂引发的红细胞溶血作用的能力。

通过检索，发现大孔吸附树脂技术是目前纯化天然色素的主要方法。经大孔树脂吸附技术处理后，可有效地去除色素提取液中大量的糖类、无机盐、粘液质等吸潮成分，有利于增强产品的稳定性和溶解度，同时使色素成分高度富集而提高色素品质。尽管如此，纯化后的花色苷仅为百分之十几，色价也不甚理想。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种采用阳离子交换树脂二次纯化紫甘薯花色苷的制备方法，该制备方法可实现工业化进一步纯化制备精制紫甘薯花色苷。

本发明的技术方案是：

一种阳离子交换树脂二次纯化紫甘薯花色苷的制备方法，制备方法的步骤是：

(1).原料制备：将紫甘薯花色苷的一次精制产品溶于水中，过滤得到澄清的清液，稀释该清液使该清液的吸光度值(527nm)为10～100，调节pH值为3～3.5；

(2).吸附：将清液上样，在温度为5～50℃、流速为0.5～3BV/h条件下，缓慢在阳离子交换树脂柱上进行紫甘薯花色苷的吸附；

(3).除杂：吸附结束后，以2～5BV/h的pH为2.5～3.5的蒸馏水洗脱未吸附的残液，至流出液为无色；

(4).洗脱：用洗脱液使用恒流泵控制流速进行解吸，在温度5～50℃、流速为0.5～2BV/h条件下洗脱吸附在阳离子交换树脂上的紫甘薯花色苷，收集该洗脱混合液；

(5).回收洗脱液：将该洗脱混合液采用减压蒸馏方式回收乙醇；

(6).再除杂：将除去乙醇的洗脱混合液上AB-8大孔吸附树脂，蒸馏水洗脱混合液中的盐酸，用洗脱液洗脱大孔吸附树脂上的紫甘薯花色苷，收集该洗脱混合液；

(7).回收洗脱液：将上述洗脱混合液采用减压蒸馏方式回收洗脱液；

(8).冷冻干燥：将除去部分洗脱液的洗脱混合液冷冻干燥至洗脱液殆尽，即可得到紫甘薯花色苷产品。