[发明专利]一种利用固定化酵母细胞制备栀子蓝色素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然色素的制备方法，具体地讲，是指利用固定化酵母细胞制备栀子蓝色素的方法。

背景技术

目前，世界各国的天然色素开发品种已达百种，我国已批准使用的达40多种，但大多数属红、黄色，我国天然蓝色素的产量也不高。栀子蓝色素是以茜草科植物山栀的果实为原料，采用生物工程技术制得的一种安全无毒的食用天然色素，它耐热、耐光、耐酸碱，pH适用范围广，易溶解于水和低醇，可替代化学合成蓝色素单独使用，也可以与红、黄类色素调配成绿、紫、棕等色调混合使用，在国外被广泛应用于食品、制药及化妆品等产品的着色。我国于1999年在制定新增食品添加剂的使用卫生标准时将其列入，用于蛋白质、糖和淀粉等食品着色。目前国内对栀子蓝色素的分离提纯工艺研究较少。我国是世界上食品需求量最大的国家，作为食品添加剂等重要组成部分的天然食用色素的需求量与日俱增。同时，我国也是栀子产量最多的国家之一，以栀子为发酵工业原料，通过微生物的生物转化生产天然蓝色素，不仅能充分该利用资源，而且符合我国天然色素开发的趋势和需要。

现有技术中生产栀子蓝的方法主要采用栀子苷、氨基酸和产β-葡萄糖苷酶的酵母菌，将产β-葡萄糖苷酶的酵母菌的酵母直接投入到栀子苷溶液和氨基酸溶液中，栀子苷经β-葡萄糖苷酶水解后生成的栀子甙元与谷氨酸反应生成栀子蓝色素溶液，由于酵母中不仅存在β-葡萄糖苷酶，还存在其他物质，将其直接与栀子苷溶液和氨基酸溶液中，会引入杂质，而且酵母与产品难分离；另一方面酶离开了酵母细胞直接裸露在液体中，降低了酶的活性，因此，采用该方法得到的栀子蓝的质量和纯度均不理想。 

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供一种能够提高栀子蓝的质量和纯度的        利用固定化酵母细胞制备栀子蓝色素的方法。

本发明的技术方案如下：

一种利用固定化酵母细胞制备栀子蓝色素的方法，包括如下步骤：

a） 将产β-葡萄糖苷酶的酵母菌株按总重量3%-7%接种于培养基上发酵得到菌液，菌液经离心后，取下层菌液用海藻酸钠溶液进行包埋，形成海藻酸钠-酵母菌悬液，将海藻酸钠-酵母菌悬液逐滴滴入到氯化钙溶液中形成固定化酵母细胞;

b）将栀子苷溶液、氨基酸溶液以及固定化酵母细胞搅拌混合，得到栀子蓝溶液；

c） 将栀子蓝溶液加入到由大孔弱碱性苯乙烯系阴离子交换树脂组成的柱中，用乙醇溶液洗脱，收集洗脱液，将洗脱液浓缩，浓缩液经喷雾干燥得到栀子蓝粉末。

作为改进，步骤a）中将海藻酸钠-酵母菌悬液逐滴滴入到1 -4mol/L氯化钙溶液中固化，形成直径为1-2mm的固定化小球，固化温度为20—37℃，固化时间为10-18h；将固定化小球置于0.01-0.1mol/L的氯化钙溶液中硬化形成固定化酵母细胞，硬化时间为1-5h。

作为改进，b)步骤中加入醋酸缓冲液调节PH至3-6，反应温度为40-50℃，搅拌速度为100-200r/min，搅拌时间为3-8h。

作为改进，b)步骤中栀子苷溶液与氨基酸溶液等体积混合后，取混合液与固定化酵母细胞以质量比4:1的比例搅拌混合。

作为改进，步骤a）中的培养基为YPDL液体培养基，发酵温度为28℃、发酵时间为72小时。

作为改进，b)步骤中栀子苷溶液的质量浓度为5%-10%、氨基酸溶液的质量浓度为3%-7% 。

作为改进，步骤b)中栀子苷溶液所采用的栀子苷的制备方法如下：

a）取栀子粉末，加入其质量10-50倍的水溶解，制备成栀子溶液；

b）将栀子溶液过滤后，将滤液加入到由聚苯乙烯型非极性大孔吸附树脂组成的柱中，用体积浓度为20—30%的乙醇洗脱，将洗脱液浓缩、冷冻干燥后得到栀子苷制品。

作为改进，上述海藻酸钠溶液的质量浓度为2%-6% 。       

作为改进，步骤c）中的乙醇溶液的体积浓度为50%-70%。

作为改进，上述氨基酸选自甘氨酸、精氨酸、谷氨酸钠、苯丙氨酸、苏氨酸、亮氨酸、谷氨酸钠中的一种。

本发明采用的固定化酵母细胞方法，将产β-葡萄糖苷酶的酵母菌株不经处理直接固定化，将固化后的产β-葡萄糖苷酶的酵母菌株加入溶液中，使用完后直接将固化后的产β-葡萄糖苷酶的酵母菌株过滤，克服了传统的以流离酵母发酵导致的酵母与产品难分离，易流失等问题，保持了酶在细胞内的原始状况，增加了酶的稳定性，且具有生长周期短、抗污染能力强等优势，节约了成本，提高了栀子蓝的质量和纯度。

具体实施方式