[发明专利]一种制备不同色调高纯度栀子蓝色素的工艺

说明书

本发明公开了一种制备不同色调高纯度栀子蓝色素的工艺。所述工艺以栀子甙为原料，通过β‑葡萄糖苷酶水解栀子甙得到京尼平，在氧化剂的作用下让京尼平和氨基酸（伯胺化合物）进行聚合反应生成具有颜色的产物，再通过分离纯化得到纯度高的栀子蓝色素。所述工艺包括以下步骤：水解反应、聚合反应、分离纯化、干燥成型、检测验证。所述工艺可以把栀子蓝的制备周期缩短到2.5～5小时，制作的栀子蓝色素最大吸收波长达到600nm，并可以按需调控栀子蓝色素的色调。

技术领域

本发明属于植物色素提取技术领域，具体涉及一种制备不同色调高纯度栀子蓝色素的工艺。

背景技术

栀子蓝色素是近年来广受关注的一种天然水溶性蓝色素。它是以茜草科植物—栀子中所含的化学成分京尼平甙为原料，利用β-1,4-葡萄糖甙酶水解京尼平甙，脱去其分子末端的葡萄糖基，得到京尼平，京尼平再与氨基酸发生一系列的聚合、重排反应，反应完成后，经干燥即可制得栀子蓝色素。

当前栀子蓝色素的制备主要采用高产β-1,4-葡萄糖甙酶的微生物进行发酵，而后一般采用大孔树脂对发酵液进行脱盐、精制和纯化。这种工艺存在着培养基与色素分离困难，树脂不易再生，纯化效率低，产品色价较低等诸多问题，影响色素制品的应用。因此有必要改进其生产工艺对其进行进一步的分离纯化研究。

超滤是一种新兴的生化分离技术，广泛应用于化工、食品、医药及废水处理等领域。超滤不但具有耗能低、单级分离效率高，工艺简单等优点，而且分离纯化所得制品的收率高。

福建农林大学的杨志、张芳等人采用纤维素酶水解京尼平甙，利用超滤技术对栀子蓝色素进行分离纯化，以HPLC为检测手段，通过设置单因素实验和正交实验确定制备及纯化栀子蓝色素的最佳工艺条件。旨在提供一种经济、简单和高效的栀子蓝色素生产工艺。他们提供的制备过程是：首先将纤维素酶调制成酶液，然后利用酶液对京尼平甙进行水解，得到京尼平；第三，利用氨基酸与京尼平发生聚合反应，得到栀子蓝色素溶液；第四，对栀子蓝色素溶液进行超滤（UF）；第五，对滤液进行冷冻干燥后得到栀子蓝色素粉末。结果表明，最佳工艺条件为以谷氨酸钠作为氨基酸来源，液固比（V/W）=8:1，酶解时间12h，纤维素酶与京尼平甙的质量比为1：8，氨基酸与京尼平甙的质量比为1:2，反应时间96h。最佳超滤纯化工艺为超滤膜截留分子量为5000Da，超滤压力0.5-0.8MPa，pH=7，超滤温度为室温。经HPLC测定，本工艺制备的栀子蓝色素色价E^590nm_1cm（1％）≥192，纯度≥95％。这种工艺存在反应时间过长、生产效率低等问题，如：水解时间12h，聚合反应时间96h。

申请号为SQ201410354880的专利《一种桅子蓝色素的生产方法》公开的方法包括以下步骤：⑴京尼平甙浓缩液的制备和纯化；⑵水解；⑶与氨基酸反应；⑷灭菌、过滤；⑸浓缩、喷干。用色差计检测，其产品蓝值为25.20，绿值为17.50，平均色价为E1%=70-75。此工艺存在以下不足：直接用栀子粉生产栀子蓝色素，浪费了栀子粉中富含的栀子黄色素；制备周期长，其中水解反应36小时、聚合反应48小时；生产的栀子蓝色素品质不高。

发明内容

为了克服现有的提取栀子蓝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不同色调高纯度栀子蓝色素的工艺。所述工艺可以大幅缩短栀子蓝的制备周期，提高所得栀子蓝色素的色价，并且能够制备不同色调的栀子蓝，以满足更广泛的需求。

为实现上述目标，本发明采用以下技术方案：

栀子蓝色素的色调表示方法：本发明用色素在600nm波长的吸光值与色素在440nm波长的吸光值的比值作为衡量色素中蓝色相对于黄色的比例，记为R1；用色素在600nm波长的吸光值与色素在530nm波长的吸光值的比值作为衡量色素中蓝色相对于红色的比例，记为R2。利用R1和R2确定栀子蓝色素的色调，一般认为R1越高，色素越蓝，R2值越高，色素越亮，偏青色。