[发明专利]一种光诱导高效制备黑色素的方法

说明书

本发明公开了一种光诱导高效制备黑色素的方法，分别以L‑酪氨酸、L‑苯丙氨酸、L‑色氨酸、3,4‑二羟苯丙氨酸、L‑精氨酸和L‑丙氨酸中任意一种或多种为反应前体，以过渡金属配合物/过硫酸盐、硫杂蒽酮类或染料/叔胺中任意一种为光引发体系，在光诱导下实现黑色素的高效制备。将光引发体系和氨基酸反应前体混合，置于特定波长光下辐照反应一定时间得到反应产物。进一步将产物经离心、过滤、干燥等处理后，除去残余光引发剂和未反应的氨基酸等，最终得到黑色素产物。与现有技术相比，本发明制备工艺简单，操作方便，效率较高，成本较低。

技术领域

本发明属于黑色素的制备领域，更具体地说，涉及一种光诱导高效制备黑色素的方法。

背景技术

作为一种高分子蛋白质类生物色素，黑色素通常以聚合形式存在于动物皮肤或毛发，以及植物与原生生物体内。其含量与分布直接影响皮肤、头发和眼睛的颜色。黑色素主要由2种醌式构型的聚合物构成，即黑色素和褐黑素。其中黑色素表观颜色为棕色或黑色；褐黑素表观颜色为黄色或微红棕色。黑色素可有效保护我们免受紫外辐射、病毒及有毒金属离子的损伤。黑色素在医药、农业、食品、化妆品等行业均有广泛的应用和经济价值，因此研究和开发合成黑色素有着重要的意义。

黑色素的生物合成研究表明，在动物和植物中氨基酸是合成黑色素的最初底物。其合成路径以氨基酸的复杂氧化过程为主，包括在生物酶作用下，特定氨基酸被氧化为多巴醌，多巴醌经自动氧化生产多巴和多巴色素等。此外，一些微生物，如细菌、固氮菌、霉菌、放线菌等也可生产黑色素，其合成黑色素主要分为胞内和胞外两种方式，具有不受地域、季节限制，易于工业化等优势。

工业化制备黑色素主要以植物(如乌饭树叶、黑糯玉米穗等)和细菌(如出芽短梗酶菌等)为原料，采用化学提取法和氧化合成法对黑素色进行提取。CN200510104210.6公开了一种从乌饭树叶中提取天然黑色素的方法，该方法以天然植物乌饭树叶为主要原料，采用酶制剂结合溶剂提取天然黑色素，该提取方法的效率较常规的醇提取法高30～40％，但工艺较为繁琐，耗时较长。CN201110425750.X公开了一种生产天然黑色素的新方法，该方法通过对出芽短梗霉菌活化4～8小时，然后摇瓶培养12～36小时得到种子液，按发酵培养基体积的1～10％接种于发酵培养基，进行液态发酵。发酵得到的发酵液在5000r/min的条件下离心5min，所得上清液先以盐酸酸解，后用甲醇进行沉淀，得到黑色素粗品。与其他发酵培养基相比，采用该发明的培养基，黑色素产量由2.47g/L提高到10.74g/L，发酵周期由7天缩短为3天，使培养基底物得到充分利用，提高了原料的利用率，降低了生产成本。但该方法仍存在工艺繁琐、耗时较长等问题。

由于现有黑色素生产技术均存在工艺繁琐，耗时较长、提纯难度大等不足，因此开发一种简便、高效的黑色素制备方法对其工业化生产及其在生物、医药、食品等领域的应用具有重要价值。

发明内容

本发明的目的在于提供从，解决当前黑色素生产工艺繁琐，耗时较长、提纯难度大等问题。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案一种光诱导高效制备黑色素的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)取氨基酸作为原料；

(2)配制光引发体系；

(3)将光引发剂体系和氨基酸按质量比为1:10～1：100投入到去离子水中，超声至澄清透明后，置于特定波长光下辐照5～30min得到反应混合物；

(4)对上述反应混合物进行离心处理，离心温度20℃，转速10000r/min，时间20min；移除离心上清液，并用特定溶剂对离心固体沉淀物进行3次重复洗涤过滤；60℃下对过滤产物进行烘干，即可得到黑色素产物。

优选后，所述的氨基酸为L-酪氨酸、L-色氨酸、L-苯丙氨酸、3,4-二羟苯丙氨酸、L-精氨酸和L-丙氨酸中任意一种或多种，在选用多种氨基酸混合时，不同氨基酸间的质量比任意。