專利名稱：：一種用梔子為原料制備梔子黃色素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及從中藥材提取有效成分的方法，尤其涉及一種提取高色價(jià)、低0D值的天然色素-梔子黃色素的方法。
背景技術(shù)：
：我國天然色素原料的種植和天然色素的制備及使用具有悠久的歷史。據(jù)《史記，貨殖傳》記載，公元前221年以前的東周時(shí)期就有"茜梔千畝.亦比千乘之家"之說，足見當(dāng)時(shí)種植茜草和梔子規(guī)模之大。茜草和梔子當(dāng)時(shí)用途之一是制備染色劑的。北宋末年，賈思勰所著《齊民要術(shù)》也專門提到，我國古代人從植物中提取染料，作為染色劑使用的事實(shí)。但自從1856年英國人W.H.Perkins合成出第一個(gè)人工染料苯胺紫以后，人工合成染料如雨后春筍，迅速遍及世界各地。由于人工合成染料特有的色艷、穩(wěn)定性強(qiáng)、易于復(fù)配、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，很快替代了天然色素。此后，化學(xué)合成色素及其生產(chǎn)技術(shù)傳入我國，在食品、飲料中也同樣取代了天然色素，添加在食品里的著色劑90%以上是合成的。20世紀(jì)初，毒理學(xué)的發(fā)展發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)許多用于食品、飲料的化學(xué)合成色素均有不同程度的毒性，甚至有的致癌。各國相繼制定法規(guī)，淘汰了大部分有毒性的化學(xué)合成色素。我國政府對人民健康十分重視，1958年以后就陸續(xù)制定和實(shí)施了一系列法規(guī)限制合成色素在食品中使用。此后，我國高等院校、科研院所廣大科技人員開始進(jìn)行天然色素的研究開發(fā)，梔子色素就是其中之一。梔子色素是一種高度安全的天然色素。據(jù)日本吉積智司等人按照毒理學(xué)評價(jià)程序?qū)d子黃、梔子紅、梔子綠、梔子藍(lán)進(jìn)行急性、亞急性試驗(yàn)的結(jié)果表明，以小鼠作實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，即使每日劑量高達(dá)15克/公斤，在服用后一周觀察期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)任何異常，當(dāng)色素粉末在飼料中添加量為2%時(shí)，對雌雄小鼠都不影響發(fā)育，這個(gè)劑量為按人體(以50公斤計(jì))換算，就相當(dāng)于每人每天攝取200克。因此，在通常的使用濃度下是完全無害的；其次，梔子色素具有呈多樣性的特點(diǎn)，采用相同原料梔子，使用不同的方法可以制備出三種基礎(chǔ)色素，即梔子紅、梔子黃、梔子藍(lán)；再次，梔子色素具有優(yōu)良的理化性質(zhì)，耐熱、耐光、耐金屬離子、耐化學(xué)藥品，色調(diào)變化基本上不受pH的影響，尤其是對于蛋白質(zhì)、淀粉還具有優(yōu)良的染著性，這也是其它天然色素遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及的；最后，這種安全無毒、性狀優(yōu)良的梔子色素還存在著巨大的國際市場，而日本因?yàn)槿狈υ嫌譄o法擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。國內(nèi)市場也將隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高而不斷擴(kuò)大需求。我國是世界上梔子黃色素的出口大國，產(chǎn)品主要出口到日本。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及科研工作者的不斷努力，產(chǎn)品質(zhì)量也在逐步提高。梔子黃色素且目前已廣泛用于食品染色，如在蛋巻、餅干、面粉類、糖果、蜜餞、冰激凌、冰棒、果子露、鮮橘汁、鮮橘水以及果凍等食品上應(yīng)用。中國專利申請?zhí)朇N95112567.2公開了一種梔子黃色素的生產(chǎn)方法，但其公開的技術(shù)方案中未公布梔子黃色素質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，未能充分利用梔子原藥材資源，且該工藝過程繁瑣，影響工業(yè)化生產(chǎn)成本。中國專利申請?zhí)朇N200310111038.8公開了一種梔子提取物的制備方法，但其將梔子苷做為主要產(chǎn)物，未涉及梔子黃色素的制備工藝，未充分利用梔子藥材資源。中國專利申請?zhí)朇N200510017378.3公開了梔子的綜合利用的一種方法，其中涉及到梔子黃色素和梔子苷的分離以及梔子中多種成分的萃取，充分利用了梔子資源，但其未精制梔子黃色素和梔子苷。目前，已知雖有多種新型技術(shù)可精制得到梔子黃色素，但并不適合應(yīng)用到工業(yè)化生產(chǎn)?，F(xiàn)行梔子黃色素的國家標(biāo)準(zhǔn)為GB7912-87，其中涉及用色價(jià)評定控制質(zhì)量。同時(shí)市面上大部份在售梔子黃色素均以色價(jià)E(1%、lcm、440nm)評定劃分產(chǎn)品等級，如汕頭市明德食品添加劑有限公司色價(jià)在1060、云南通海楊氏天然產(chǎn)物有限公司500色價(jià)、400色價(jià)、300色價(jià)、60色價(jià)；陜西龍孚生物化工有限責(zé)任公司色價(jià)在50300;珠海靖浩商貿(mào)有限公司色價(jià)在60550;青島綠源生物工程有限公司色價(jià)在100500;天津天康源生物技術(shù)有限公司色價(jià)在10500等，色價(jià)E(1%、lcm、440nm)只能體現(xiàn)梔子黃色素的含量，并沒有體現(xiàn)產(chǎn)品中梔子苷含量，而這樣沒有控制梔子苷的含量的產(chǎn)品，如梔子苷的含量過高產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生綠變，導(dǎo)致產(chǎn)品保質(zhì)期縮短量。本發(fā)明中用色素溶液OD評定控制質(zhì)量，0D當(dāng)小于0.8時(shí)可以大大減小綠變幾率，小于0.4時(shí)，可以避免綠變現(xiàn)象發(fā)生，且本發(fā)明可以簡單有效的分離梔子黃色素，方法操作簡單明了，能得到OD在0.3左右，色價(jià)在400500之間的梔子黃色素，且本發(fā)明操作簡單，涉及試劑均能循環(huán)利用，生產(chǎn)成本低廉，實(shí)用于工業(yè)化生產(chǎn)推廣。從20世紀(jì)60年代開始研究梔子有效成分的利用，至今僅僅形成一定的生產(chǎn)梔子黃色素的工業(yè)規(guī)模。而近年來，天然食用色素在國際市場上銷售額的年增長率一直保持在10%以上。天然食用色素市場巨大，需求量逐年上升，各國競相開發(fā)生產(chǎn)。同時(shí)在國內(nèi)隨著現(xiàn)代生活水平和生活質(zhì)量的不斷提高，"天然產(chǎn)物"倍受青睞，人們越來越重視天然食品添加劑。因此，應(yīng)該大力開展梔子提取物的綜合利用研究，加大梔子產(chǎn)品在食品等方面的應(yīng)用開發(fā)力度；梔子提取物的生產(chǎn)要形成產(chǎn)業(yè)化、規(guī)?；d子產(chǎn)品生產(chǎn)基地；優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本；開拓國際市場，建立跨國公司?？傊?，探索開發(fā)梔子系列產(chǎn)品前景廣闊。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用梔子為原料制備梔子黃色素的方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種用梔子為原料制備梔子黃色素的方法，包括以下步驟-(1)梔子原藥材經(jīng)切片或粉碎成粗粉，加入810倍體積的體積百分比為60%含水乙醇提取23次，每次1.52小時(shí)；(2)合并提取后液，離心過濾，濾液減壓濃縮回收乙醇至藥液相對密度為1.05;(3)將濃縮后的藥液用去離子水稀釋至上樣藥液A440達(dá)到60后，上HPD—100型大孔樹脂柱，控制上樣速度在每小時(shí)56倍的上柱大孔樹脂體積，上樣量與上柱大孔樹脂體積比為1:1;收集上柱后藥液，藥液洗脫一倍上柱大孔樹脂體積的去離子水后，用體積百分比為25%的含水乙醇洗脫至洗脫液A238小于0.8，收集洗脫液，然后用體積百分比為70%的含水乙醇洗脫洗脫液，分段收集0D值低于0.8的梔子黃色素溶液；(4)將得到的0D值低于0.8的梔子黃色素溶液減壓濃縮回收乙醇后，經(jīng)噴霧干燥得梔子黃色素。本發(fā)明得有益效果是本發(fā)明整個(gè)工藝過程僅使用水和乙醇為提取溶劑，生產(chǎn)過程沒有廢水、廢氣產(chǎn)生，所用HPD-100型大孔樹脂和乙醇試劑均可回收再次利用，適合工業(yè)化生產(chǎn)，是一種環(huán)保型新技術(shù)，同時(shí)得到色價(jià)高、0D值低不易產(chǎn)生綠變的天然梔子黃色素。具體實(shí)施例方式本發(fā)明用梔子為原料制備梔子黃色素的方法，包括以下步驟一、梔子原藥材經(jīng)切片或粉碎成粗粉，加入810倍體積(體積百分比為60%)的含水乙醇提取23次，每次1.52小時(shí)。二、合并提取后液，經(jīng)離心過濾，濾液經(jīng)減壓濃縮回收乙醇至藥液相對密度為1.05。三、將濃縮后的藥液用去離子水稀釋至上樣藥液A440達(dá)到60左右后，上HPD—IOO型大孔樹脂柱，控制上樣速度在每小時(shí)56倍的上柱大孔樹脂體積，以使大孔樹脂充分吸附梔子黃色素。上樣量(以濃縮藥液體積計(jì))與上柱大孔樹脂體積比為1:1，收集上柱后藥液，上樣完畢后先洗脫一倍上柱大孔樹脂體積的去離子水，以去除水溶性成分。洗脫速度可調(diào)節(jié)增大。去離子水洗脫收集完畢后，利用HPD—100大孔樹脂吸附梔子提取液中各成分能力的相對大小，用體積百分比為25%的含水乙醇洗脫除梔子黃色素外的其他成分，以洗脫液A238小于0.8時(shí)為洗脫終點(diǎn)(洗脫過程時(shí)刻觀察洗脫液顏色，以控制速度和判定洗脫終點(diǎn))，洗脫梔子苷較完全后用體積百分比為70%的含水乙醇洗脫梔子黃色素，洗脫速度可調(diào)節(jié)增大，分段收集以O(shè)D值(在梔子苷的最大吸收波長238nm處的吸光度值(A238咖)與藏花素的最大吸收波長440nm處的吸光度值(A44G咖)的比值)低于0.8的梔子黃色素溶液。四、最后將所得梔子黃色素溶液減壓濃縮回收乙醇后經(jīng)噴霧干燥得梔子黃色素。實(shí)施例l:溶媒的選擇<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>綜合上表，考慮到提取成本及含固量等因素，60%的含水乙醇提取是最佳濃度。實(shí)施例3:提取時(shí)間的選擇取三份100g梔子藥材，用60%的含水乙醇提取，提取兩次，對提取1小時(shí)、2小時(shí)、3小時(shí)進(jìn)行比較。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>以上實(shí)驗(yàn)表明用60%的含水乙醇提取，提取兩次，提取2小時(shí)，基本上能將藥材中梔子黃色素提取完全，提取3小時(shí)得率基本上沒有大的變化，而0D值有所升高。實(shí)施例3:提取次數(shù)的選擇取三份100g梔子藥材，用60%的含水乙醇提取，每次提取時(shí)間為2小時(shí)，對提取1次、2次、3次進(jìn)行比較，結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>從上表可以看出，提取兩次就可以使桅子果實(shí)中的大部分桅子黃色素提取出來，但綜合得失依據(jù)實(shí)際情況，本發(fā)明采用提取次數(shù)為二次到三次。實(shí)施例4:藥液離心試驗(yàn)試驗(yàn)研究取100g梔子藥材按以上工藝進(jìn)行提取，提取后的藥液經(jīng)高速離心后，比較離心前后的0D值，見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>經(jīng)藥液離心前后比較，離心能除去藥液中的部分雜質(zhì)，降低OD值實(shí)施例5:樹脂型號的選擇試驗(yàn)研究根據(jù)梔子黃色素及梔子苷的性質(zhì)選擇HPD-100、HPD-80、HPD-400、D-101、X-5型號的大孔樹脂進(jìn)行比較各取10g經(jīng)預(yù)處理的樹脂加入100ml燒杯中，加入藥液中(A238二178.3、A440=50.9、OD=3.5)80ml，靜止吸附。3小時(shí)后檢測藥液參數(shù)。結(jié)果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>分析X-5對梔子黃色素的吸附力最強(qiáng)，但是同時(shí)對其他成分的吸附力同樣是較大的，選擇性不高。因此綜合比較選擇HPD-IOO做后續(xù)實(shí)驗(yàn)。實(shí)施例6:上樣梔子藥液稀釋溶劑的選擇試驗(yàn)研究采用不同溶劑稀釋藥液，取10g樹脂浸泡于相同量的藥液，進(jìn)行靜置吸附比較，結(jié)果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>用低濃度的醇溶液稀釋后，樹脂的吸附量無明顯的變大，所以直接用水稀釋上柱既可。實(shí)施例7:上樣液濃度的選擇試驗(yàn)研究樹脂的吸附是一個(gè)選擇吸附的過程，過高的濃度必然影響色素的吸附，而濃度過低必然會(huì)使吸附時(shí)間延長，從而降低效率。本實(shí)驗(yàn)通過流動(dòng)上樣的方法，使用不同濃度的藥液上柱(20ml樹脂裝入30W.6cm柱)。通過檢測，以流出液A440二2為上樣終點(diǎn)。考察A440在40-80濃度范圍內(nèi)的吸附變化。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>注；總上樣量以八440*上樣體積計(jì)上表分析可得，上樣液濃度A440應(yīng)選擇在50-70之間。結(jié)合各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)綜合得失，選擇藥液稀釋至A440二60上柱。實(shí)施例8:洗脫液的選擇試驗(yàn)研究以A440為60的水溶液上柱(20ml樹脂裝入30*1.6cm柱)，計(jì)算總上樣色素量。分別以500ml不同濃度的乙醇洗脫。計(jì)算各洗脫液的色素含量及0D。各上樣250ml稀釋后藥液，色素量404.4mg，0D=2.58，水及不同濃度乙醇洗脫液大量平行試驗(yàn)，結(jié)果見下表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>水、10%、20%、25%、30%乙醇對提取液其它成分的選擇性大于梔子黃色素，35%乙醇對兩者的選擇性較差，而70%、90%、100%的乙醇對兩者幾乎無選擇性。因此選擇先用大量水洗脫水溶性成分，接著用25%乙醇洗脫剩余有效成分之后再用高濃度的70%乙醇洗脫梔子黃色素，從而達(dá)到精制梔子黃色素的目的。實(shí)施例9:洗脫方法的選擇試驗(yàn)研究<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>1500mlHPD-100大孔樹脂，(走樣藥液體積約60000ml)，上樣完畢后，先用去離子水洗脫樹脂吸附水溶性成分，再用25%乙醇(以體積計(jì))沖洗樹脂吸附的除梔子黃色素外的剩余成分至洗脫液A238小于0.8，收集水洗脫液及醇洗脫液，接著用70%的乙醇洗脫色素，分段收集合格品(OD小于0.8，合格品藥液中含色素108974.25mg，得率在86.6%。25%乙醇洗脫液中含色素4425mg占色素總含量得3.5%)分別經(jīng)噴霧干燥后得100g左右梔子黃色素和44.8g其他有效成分。本發(fā)明產(chǎn)物梔子黃色素是一種天然食用色素，一般為橙黃色粉末或深黃色液體，其主要成分為藏紅花素和藏紅花酸，是一種罕見的水溶性類胡蘿卜素，水溶液為檸檬黃色。其具有以下特點(diǎn)-1.穩(wěn)定性好、著色力強(qiáng)梔子黃色素耐還原性、耐微生物性好，耐光、耐熱，在pH值4一ll范圍內(nèi)顏色基本不變，對金屬離子穩(wěn)定；對淀粉、蛋白質(zhì)染著效果好。2.安全性好梔子在我國有上千年的應(yīng)用歷史，民間用梔子泡茶飲用，并與麥芽、山楂、菊花一起煎湯作防暑飲料。1998年衛(wèi)生部公布既是食品又是藥品的品種名單，梔子為第一批。中日食用著色劑標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)前不久在北京召開。此次會(huì)議的內(nèi)容是中日雙方討論統(tǒng)一紅曲、梔子黃色素的標(biāo)準(zhǔn)，然后共同向聯(lián)合國糧農(nóng)組織與世界衛(wèi)生組織聯(lián)合食品添加劑專家委員會(huì)(JECFA)申報(bào)，經(jīng)該組織評價(jià)后，形成國際性的產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這樣就可以使梔子黃在全世界范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。3.具有較高營養(yǎng)梔子黃色素的主要成分為藏紅花素和藏紅花酸，是一種罕見的水溶性類胡蘿卜素，極易被人體吸收，在人體內(nèi)可以轉(zhuǎn)化為維生素A?？梢匝a(bǔ)充人體維生素的不足，是一種營養(yǎng)型著色劑。4.有保健作用梔子是常用中藥，梔子黃有類似梔子的作用，有清熱祛火，涼血利膽，降低膽固醇的作用，具有一定的保健功能，是一種集著色、營養(yǎng)、保健多功能為一體的天然植物色素。權(quán)利要求1.一種用梔子為原料制備梔子黃色素的方法，其特征在于，包括以下步驟(1)梔子原藥材經(jīng)切片或粉碎成粗粉，加入8～10倍體積的含水乙醇提取2～3次，每次1.5～2小時(shí)；(2)合并提取后液，離心過濾，濾液減壓濃縮回收乙醇至藥液相對密度為1.05(3)將濃縮后的藥液用去離子水稀釋至上樣藥液A440達(dá)到60后，上HPD—100型大孔樹脂柱，控制上樣速度在每小時(shí)5～6倍的上柱大孔樹脂體積，上樣量與上柱大孔樹脂體積比為1:1；收集上柱后藥液，藥液洗脫一倍上柱大孔樹脂體積的去離子水后，用體積百分比為25％的含水乙醇洗脫至洗脫液A238小于0.8，收集洗脫液，然后用體積百分比為70％的含水乙醇洗脫洗脫液，分段收集OD值低于0.8的梔子黃色素溶液；(4)將收集的梔子黃色素溶液減壓濃縮回收乙醇后，經(jīng)噴霧干燥得梔子黃色素。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用梔子為原料制備梔子黃色素的方法，其特征在于，所述步驟(1)中，含水乙醇中乙醇的體積百分比為60%。全文摘要本發(fā)明公開了一種用梔子為原料制備梔子黃色素的方法，它利用HPD-100型大孔樹脂吸附梔子提取液中各成分能力的強(qiáng)弱不同，用特定的速度上樣，以不同濃度的乙醇溶液、以不同洗脫速度進(jìn)行洗沖洗并分段收集沖洗液，先后用去離子水、25％乙醇洗脫，收集洗脫液，以吸光度A238小于0.8為洗脫終點(diǎn)，然后用70％乙醇洗脫梔子黃色素，分段收集以O(shè)D低于0.8的梔子黃色素溶液，將梔子黃色素溶液經(jīng)噴霧干燥制得梔子黃色素成品。提取后梔子藥渣可以用作飼料添加劑或肥料。整個(gè)工藝涉及技術(shù)沒有產(chǎn)生固體廢渣，沒有產(chǎn)生工藝廢水，是一種環(huán)保型工藝，適合企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用，產(chǎn)品質(zhì)量好，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。文檔編號A23L1/275GK101411466SQ20081016240公開日2009年4月22日申請日期2008年11月24日優(yōu)先權(quán)日2008年11月24日發(fā)明者琪余,周丹英,琪朱,楊蘇蓓,錢東偉申請人:浙江省中藥研究所有限公司