一種利用陰離子交換樹脂純化紅繼木花紅色素的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用陰離子交換樹脂純化紅繼木花紅色素的方法，包括以下步驟：1)紅繼木花紅色素上柱液的制備：先從紅繼木花粉末中浸提出紅繼木花紅色素提取液，再對紅繼木花紅色素提取液進(jìn)行除雜處理，制備出紅繼木花紅色素上柱液；2)紅繼木花紅色素的純化：以陰離子交換樹脂作為吸附劑，對紅繼木花紅色素上柱液進(jìn)行上柱吸附后，用洗脫劑進(jìn)行洗脫，即得到純化后的紅繼木花紅色素層析液。本發(fā)明采用717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂對紅繼木花紅色素進(jìn)行純化，具有很好的分離純化作用；采用高效飲料澄清劑Ⅰ型可除去色素中鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、膠體等大分子不穩(wěn)定雜質(zhì)成分；采用石油醚和乙酸乙酯萃取紅繼木花紅色素提取液，可除去色素中低極性雜質(zhì)成分。
【專利說明】一種利用陰離子交換樹脂純化紅繼木花紅色素的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種純化色素的方法，尤其涉及一種利用陰離子交換樹脂純化紅繼木 花紅色素的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 色素根據(jù)來源的不同，可分為天然色素和合成色素。隨著許多研究表明某些合成 色素對人體除一般毒性外，還有致突變與致癌性等其它有害作用，鑒于合成色素對人體所 存在的危害性，越來越多的人關(guān)注天然色素的開發(fā)與利用。天然色素不僅安全可靠、色澤自 然，而且有的還兼有營養(yǎng)和藥理作用，因而倍受人們的青睞，尤其近年來隨著綠色食品及天 然化妝品的日益推廣和大規(guī)模應(yīng)用，開發(fā)和利用天然色素已成為全世界食品行業(yè)和化妝品 行業(yè)的熱點，應(yīng)用安全天然無毒的天然色素代替合成色素已是大勢所趨。
[0003] 紅繼木，又名紅花繼木，別名紅桎木、紅繼花，為金縷梅科常綠灌木或小喬木，主要 分布于長江中下游以南地區(qū)和印度北部。紅繼木花紅、葉紅、根紅，目前主要做綠化觀賞， 被園藝界稱為全能綠化觀賞品種，可觀葉、觀花、賞形，花盛開時艷麗奪目，一年內(nèi)能多次開 花，適應(yīng)性、萌發(fā)力強(qiáng)，是常見的園藝栽培植物。紅繼木花與葉都含有豐富的天然紅色素，是 很好的天然色素資源，尤其以花中紅色素含量最多，紅繼木的紅色素屬于花青素類色素，花 青素自然狀態(tài)下多以花色苷的形式存在。
[0004] 文獻(xiàn)報道紅繼枝條中含有鞣質(zhì)，種子中含多種脂肪酸，花中含異槲皮苷和紅色素， 葉中含鞣質(zhì)、還原糖、苷類、黃酮類、酚類物質(zhì)及有機(jī)酸類，紅繼木花、根、葉均可做藥用，有 抗菌消炎、止血活血、解熱止痛、抗氧化等多種功效，湘西民間也有紅繼木藥用偏方。目前 的研究已表明紅繼木紅色素具有較強(qiáng)的抗菌和抗氧化等作用，除可用于開發(fā)抗菌消炎藥物 夕卜，還可用作食品的抗菌防腐劑和增色劑，指甲油及口紅等化妝品的原料及其他產(chǎn)品的添 加劑，有文獻(xiàn)報道經(jīng)小白鼠毒性實驗表明紅繼木的紅色素?zé)o毒性，紅繼木紅色素不僅無毒 無誘變作用，而且具有治療特性，紅繼木紅色素是天然色素的優(yōu)良原料，有廣闊的開發(fā)和利 用前景，因此合理開發(fā)紅繼木花紅色素對保障消費(fèi)者健康，促進(jìn)食品工業(yè)及化妝品工業(yè)的 發(fā)展，對開發(fā)利用天然色素的研究具有重要意義。
[0005] 天然色素制備分離純化方法大致可分為溶劑萃取法、大孔樹脂法、離子交換樹脂 法、氧化鋁法和硅膠法等，目前這些技術(shù)方法基本上是用單一的技術(shù)方法或單一吸附固定 相進(jìn)行色素分離純化，因而存在色素產(chǎn)品純度低、成本高、生產(chǎn)周期長等缺點，還需要用其 它技術(shù)方法進(jìn)行進(jìn)一步分離純化，因而工藝復(fù)雜，生產(chǎn)周期長，成本高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種利用陰離子交換樹脂 純化紅繼木花紅色素的方法。
[0007] 本發(fā)明提出的技術(shù)方案為：
[0008] -種利用陰離子交換樹脂純化紅繼木花紅色素的方法，包括以下步驟：
[0009] 1)紅繼木花紅色素上柱液的制備：先從紅繼木花粉末中浸提出紅繼木花紅色素 提取液，再對所述紅繼木花紅色素提取液進(jìn)行除雜處理，即制備出紅繼木花紅色素上柱 液；
[0010] 2)紅繼木花紅色素的純化：以陰離子交換樹脂作為吸附劑，對所述的紅繼木花紅 色素上柱液進(jìn)行上柱吸附后，用洗脫劑進(jìn)行洗脫，即得到純化后的紅繼木花紅色素層析液。
[0011] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，陰離子交換樹脂為717 強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂；陰離子交換樹脂上柱前需進(jìn)行預(yù)處理，所述陰離子交換樹脂的預(yù) 處理的步驟依次包括：(a)用流速為每小時1. 5倍樹脂床體積、用量為3?5倍樹脂床體積 的INNaOH溶液沖洗樹脂，再用水沖洗樹脂直至沖洗出水的PH = 9 ;(b)用步驟（a)同樣流 速和用量的IN鹽酸沖洗樹脂，再用水沖洗樹脂直至沖洗出水的PH = 6 ; (c)重復(fù)步驟（a); (d)用流速為每小時1. 5倍樹脂床體積、用量為3倍樹脂床體積的5% NaCl溶液沖洗樹脂， 將樹脂轉(zhuǎn)化成CL-型，即完成了陰離子交換樹脂的預(yù)處理過程。
[0012] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟1)中，紅繼木花紅色素提取 液除雜處理的具體過程為：先將紅繼木花紅色素提取液加熱到70°C，再加入濃度為0. 1% 的高效飲料澄清劑I型并攪拌均勻，靜置60min后過濾；然后對過濾后的紅繼木花紅色素 提取液進(jìn)行濃縮，再先后用石油醚、乙酸乙酯對濃縮后紅繼木花紅色素提取液分別萃取3 次，即完成紅繼木花紅色素的除雜處理過程。
[0013] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟1)中，高效飲料澄清劑I型 的加入量為紅繼木花紅色素提取液體積的4% ;石油醚和乙酸乙酯的體積均與濃縮后紅繼 木花紅色素提取液的體積相同；濃縮后的紅繼木花紅色素提取液中每毫升提取液含有紅繼 木花粉0. 〇648g。
[0014] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，每克吸附劑吸附紅繼 木花紅色素上柱液的體積為Iml?4ml ;對紅繼木花紅色素上柱液進(jìn)行吸附時的流速為 20 ?80 滴 /min。
[0015] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，每克吸附劑吸附紅繼 木花紅色素上柱液的體積為Iml ;對紅繼木花紅色素上柱液進(jìn)行吸附時的流速為40滴/ min〇
[0016] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，洗脫劑為20%?80% 的乙醇溶液。
[0017] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，洗脫劑洗脫時的流速 為20?80滴/min。
[0018] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟2)中，洗脫劑為40 %的乙醇 溶液；洗脫劑洗脫時的速度為60滴/min ;洗脫劑的體積為4倍樹脂床體積。
[0019] 上述純化紅繼木花紅色素的方法，優(yōu)選的，所述步驟1)中，紅繼木花紅色素提取 液的制備過程為：先稱取紅繼木花粉末，再按紅繼木花粉末與65%乙醇溶液的料液比為 lg: 14ml的量，將紅繼木花粉末浸泡在65%的乙醇溶液中30min，再在30°C下超聲提取3 次，每次提取30min，即制備出紅繼木花紅色素提取液。
[0020] 離子交換樹脂的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由三部分組成：高分子骨架、離子交換基團(tuán)和孔。溶液中 的可交換離子與離子交換基團(tuán)上的可交換離子發(fā)生交換反應(yīng)而被"吸附"在樹脂上。根據(jù) 離子交換基團(tuán)性質(zhì)的不同，離子交換樹脂可分為兩大類：凡與溶液中陽離子進(jìn)行交換反應(yīng) 的樹脂稱為陽離子交換樹脂；凡與溶液中的陰離子進(jìn)行交換反應(yīng)的樹脂稱為陰離子交換樹 月旨。離子交換樹脂同低分子酸堿一樣，根據(jù)它們的電離度不同又可將陽離子交換樹脂分為 強(qiáng)酸性陽樹脂和弱酸性陽樹脂；可將陰離子交換樹脂分為強(qiáng)堿性陰樹脂和弱堿性陰樹脂。
[0021] 717樹脂，是一種苯乙烯系凝膠I型強(qiáng)堿樹脂，其物理機(jī)械性能良好，717強(qiáng)堿性 陰離子交換樹脂是在苯乙烯二乙烯苯交聯(lián)共聚物基體上引入季銨基[-N(CH 3)3OH],使其成 為凝膠型717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂，其堿性相當(dāng)于強(qiáng)堿，在酸性、中性甚至堿性介質(zhì)中顯 示離子交換功能。而紅繼木花紅色素能很好地溶解于酸性溶液并能穩(wěn)定存在，說明其是一 種堿性物質(zhì)，帶有陰離子，因此717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂能對其具有很好的交換吸附。
[0022] 新型飲料澄清劑I型能夠顯著澄清蛋白質(zhì)類物質(zhì)，并對果膠、單寧及其它多酚類 物質(zhì)有較明顯的澄清作用，完全不影響色素和風(fēng)味等，也基本不損失主體營養(yǎng)成分，可澄清 大多數(shù)果蔬汁、果酒、食用菌等飲料。
[0023] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
[0024] 1)本發(fā)明采用717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂對紅繼木花紅色素進(jìn)行純化，具有很好 的分離純化作用；同時該樹脂化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、機(jī)械強(qiáng)度好、耐熱性能高、再生效率高、堿水耗 低、交換容量大、抗有機(jī)物污染及抗氧化能力強(qiáng)、機(jī)械強(qiáng)度好等優(yōu)點；
[0025] 2)本發(fā)明采用高效飲料澄清劑I型可除去色素中鞣質(zhì)、蛋白質(zhì)、膠體等大分子不 穩(wěn)定雜質(zhì)成分，且對有效成分影響不大；采用石油醚和乙酸乙酯萃取紅繼木花紅色素提取 液，可以除去紅繼木花紅色素提取液中低極性雜質(zhì)成分；
[0026] 2)本發(fā)明提供了一種綠色環(huán)保、低成本、高純度的分離純化新技術(shù)，為紅繼木花 紅色素的研究與開發(fā)提供新的分離純化最優(yōu)工藝條件，具有積極的意義。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027] 圖1為本發(fā)明實施例1吸附劑的吸附量對吸附效果的影響比較圖。
[0028] 圖2為本發(fā)明實施例2上柱液流速對吸附效果的影響比較圖。
[0029] 圖3為本發(fā)明實施例3洗脫劑濃度對洗脫效果的影響比較圖。
[0030] 圖4為本發(fā)明實施例4洗脫劑用量對洗脫效果的影響比較圖。
[0031] 圖5為本發(fā)明實施例5洗脫劑流速對洗脫效果的影響比較圖。

【具體實施方式】
[0032] 為了便于理解本發(fā)明，下文將結(jié)合說明書附圖和較佳的實施例對本發(fā)明作更全 面、細(xì)致地描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于以下具體的實施例。
[0033] 除非另有定義，下文中所使用的所有專業(yè)術(shù)語與本領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的含義 相同。本文中所使用的專業(yè)術(shù)語只是為了描述具體實施例的目的，并不是旨在限制本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0034] 實施例1 :
[0035] -種本發(fā)明的利用陰離子交換樹脂純化紅繼木花紅色素的方法，包括以下步驟：
[0036] 先稱取紅繼木花粉末，浸泡在65%乙醇溶液中30min (紅繼木花粉末與65%乙醇 溶液的料液比為lg: 14ml)，再在30°C下超聲提取3次，每次超聲提取30min，即制備出紅繼 木花紅色素提取液。
[0037] 將制備出的紅繼木花紅色素提取液加熱到70°C，再加入濃度為0. 1 %的高效飲料 澄清劑I型（加入量為紅繼木花紅色素提取液體積的4% )并攪拌均勻，靜置60min后過 濾；然后采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀對過濾后的紅繼木花紅色素提取液進(jìn)行濃縮，使?jié)饪s后的紅繼木 花紅色素提取液中每毫升提取液含有紅繼木花粉〇.〇648g。再先后用石油醚、乙酸乙脂對濃 縮后紅繼木花紅色素提取液分別萃取3次（石油醚和乙酸乙脂的體積均與濃縮后紅繼木花 紅色素提取液體積相同），即獲得紅繼木花紅色素上柱液。
[0038] 對717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂進(jìn)行預(yù)處理，具體步驟包括：(a)用流速為每小時 1. 5倍樹脂床體積、用量為3倍樹脂床體積的IN NaOH溶液沖洗樹脂后，再用水沖洗樹脂直 至沖洗出水的PH = 9 ;(b)用步驟（a)同樣流速和用量的IN鹽酸沖洗樹脂后，再用水沖洗 樹脂直至沖洗出水的PH = 6 ; (c)重復(fù)步驟（a) ; (d)用流速為每小時1. 5倍樹脂床體積、用 量為3倍樹脂床體積的5 % NaCl溶液沖洗樹脂后，樹脂轉(zhuǎn)化成CL-型，完成了 717強(qiáng)堿性陰 離子交換樹脂的預(yù)處理過程。
[0039] 取四根層析柱，每根層析柱分別加入預(yù)處理后的5g 717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂。 分別取紅繼木花紅色素上柱液5ml、10ml、15ml和20ml上柱吸附，以40滴/min的流速反復(fù) 動態(tài)吸附3次后，再分別用20ml、40%的乙醇溶液以60滴/min的流速進(jìn)行洗脫，即得到純 化后的紅繼木花紅色素層析液。
[0040] 取上柱液以40滴/min流速反復(fù)動態(tài)吸附3次后的流出液，測定每根層析柱的流 出液在波長為520nm下的吸光度，其結(jié)果如圖1及表1所示（下表中的"吸附量"是指：lg 吸附劑吸附紅繼木花紅色素上柱液的體積）。
[0041] 表1吸附量對流出液吸光度的影響 [00421

【權(quán)利要求】
1. 一種利用陰離子交換樹脂純化紅繼木花紅色素的方法，包括以下步驟： 1) 紅繼木花紅色素上柱液的制備：先從紅繼木花粉末中浸提出紅繼木花紅色素提取 液，再對所述紅繼木花紅色素提取液進(jìn)行除雜處理，即制備出紅繼木花紅色素上柱液； 2) 紅繼木花紅色素的純化：以陰離子交換樹脂作為吸附劑，對所述的紅繼木花紅色素 上柱液進(jìn)行上柱吸附后，用洗脫劑進(jìn)行洗脫，即得到純化后的紅繼木花紅色素層析液。
2. 如權(quán)利要求1所述的純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟2)中，陰 離子交換樹脂為717強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂；陰離子交換樹脂上柱前需進(jìn)行預(yù)處理，所述 陰離子交換樹脂的預(yù)處理的步驟依次包括：(a)用流速為每小時1. 5倍樹脂床體積、用量為 3?5倍樹脂床體積的IN NaOH溶液沖洗樹脂，再用水沖洗樹脂直至沖洗出水的PH = 9 ; (b)用步驟（a)同樣流速和用量的1N鹽酸沖洗樹脂，再用水沖洗樹脂直至沖洗出水的PH = 6 ; (c)重復(fù)步驟（a) ; (d)用流速為每小時1. 5倍樹脂床體積、用量為3倍樹脂床體積的5% NaCl溶液沖洗樹脂，將樹脂轉(zhuǎn)化成CL-型，即完成了陰離子交換樹脂的預(yù)處理過程。
3. 如權(quán)利要求2所述的純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟1)中，紅繼 木花紅色素提取液除雜處理的具體過程為：先將紅繼木花紅色素提取液加熱到70°C，再加 入濃度為〇. 1 %的高效飲料澄清劑I型并攪拌均勻，靜置60min后過濾；然后對過濾后的紅 繼木花紅色素提取液進(jìn)行濃縮，再先后用石油醚、乙酸乙酯對濃縮后紅繼木花紅色素提取 液分別萃取3次，即完成紅繼木花紅色素的除雜處理過程。
4. 如權(quán)利要求3所述的純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟1)中，高效 飲料澄清劑I型的加入量為紅繼木花紅色素提取液體積的4% ;石油醚和乙酸乙酯的體積 均與濃縮后紅繼木花紅色素提取液的體積相同；濃縮后的紅繼木花紅色素提取液中每毫升 提取液含有紅繼木花粉〇. 〇648g。
5. 如權(quán)利要求4所述的純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟2)中，每克 吸附劑吸附紅繼木花紅色素上柱液的體積為lml?4ml ;對紅繼木花紅色素上柱液進(jìn)行吸 附時的流速為20?80滴/min。
6. 如權(quán)利要求5所述的純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟2)中，每克 吸附劑吸附紅繼木花紅色素上柱液的體積為lml ;對紅繼木花紅色素上柱液進(jìn)行吸附時的 流速為40滴/min。
7. 如權(quán)利要求6所述的純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟2)中，洗脫 劑為20%?80%的乙醇溶液。
8. 如權(quán)利要求7所述的純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟2)中，洗脫 劑洗脫時的流速為20?80滴/min。
9. 如權(quán)利要求8所述的純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟2)中，洗 脫劑為40 %的乙醇溶液；洗脫劑洗脫時的速度為60滴/min ;洗脫劑的體積為4倍樹脂床體 積。
10. 如權(quán)利要求1?9任一項所述純化紅繼木花紅色素的方法，其特征在于，所述步驟 1)中，紅繼木花紅色素提取液的制備過程為：先稱取紅繼木花粉末，再按紅繼木花粉末與 65%乙醇溶液的料液比為lg: 14ml的量，將紅繼木花粉末浸泡在65%的乙醇溶液中30min， 再在30°C下超聲提取3次，每次提取30min，即制備出紅繼木花紅色素提取液。
【文檔編號】C09B67/54GK104479399SQ201410802916
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】舒孝順, 張豪, 肖華清 申請人:長沙理工大學(xué)