專利名稱：用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然紅色素及原花青素制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及從紅心蘿卜中制備蘿 卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法。
背景技術(shù)：
蘿卜紅色素是一種以天竹竺色素為主要成分的天然色素，安全、無毒、資源豐富， 具有一定的營養(yǎng)和藥理作用。并且廣泛應(yīng)用于食品著色、醫(yī)藥、化妝品和保健品等行業(yè)。原花青素是一種有著特殊分子結(jié)構(gòu)的生物類黃酮，多為紅棕色粉末，是目前公認(rèn) 的清除人體內(nèi)自由基最有效的天然抗氧化劑，具有保護(hù)心血管、預(yù)防高血壓、抗腫瘤作用、 抗輻射作用、美容抗皺、改善睡眠、抗過敏、增進(jìn)視力、治療炎癥等功能?，F(xiàn)有制備蘿卜紅色素的方法，如2010年7月14日公布的公開號為 CN101775233A “基于膜分離集成技術(shù)生產(chǎn)脫味蘿卜紅色素的制備方法”的專利，公開的是以 紅心蘿卜為原料，經(jīng)過溶劑提取，分離除雜，超濾和納濾純化、干燥得產(chǎn)品。該方法的主要缺 點(diǎn)是①只能制備蘿卜紅色素一種產(chǎn)品。②未對蘿卜紅色素中的蘿卜紅色素單聚體和蘿卜 原花青素等進(jìn)行分離，制備的蘿卜紅色素產(chǎn)品只能在醇含量高的溶液中溶解及應(yīng)用。③該 方法步驟繁多、工藝復(fù)雜，且未對提取蘿卜紅色素的殘?jiān)椭苽溥^程中產(chǎn)生的廢液等，進(jìn)行 綜合利用或無害化處理，原料利用率低，還造成環(huán)境污染?，F(xiàn)有原花青素的制備方法，如2009年12月9號公布的公開號為CN101597273A的 “一種低聚體葡萄籽原花青素的制備方法”專利，公開的是以葡萄籽為原料，經(jīng)醇溶劑提取， 柱層析分離，石油醚溶劑沉淀而得含量> 95%，收率> 75%的原花青素。該方法的主要缺 點(diǎn)是①只能制備原花青素一種產(chǎn)品。②僅僅采用沉淀或納濾工藝難于除去提取液中的小 分子或大分子雜質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)量差。③僅以某一濃度的洗脫液不能有效分離出低聚或高聚原 花青素，而聚合度低于5的原花青素?fù)碛凶顝?qiáng)的抗氧化能力。因此，該方法獲得的產(chǎn)品抗氧 化能力較低。④該方法均未對制備、分離原花青素過程中產(chǎn)生的殘?jiān)皬U液進(jìn)行綜合利用 或無害化處理，既未充分利用資源，又污染環(huán)境，不利于環(huán)境保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有制備蘿卜紅色素和原花青素方法的不足之處，提供一種 用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素的方法。該方法具有加工工藝、設(shè)備及 操作簡單實(shí)用，分離效果好、提取率高，節(jié)約能源，無有害物質(zhì)排放，資源綜合利用率高等特 點(diǎn)。采用本發(fā)明方法制備出的蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素具有純度高、溶解性好、抗 氧化能力強(qiáng)等特點(diǎn)。本發(fā)明的原理是蘿卜紅色素是一種以天竹竺色素為主要成分的天然色素，由天 竹竺色素(蘿卜紅色素單聚體)和蘿卜原花青素(蘿卜紅色素單聚體低聚體和高聚體)組 成。蘿卜紅色素可溶解于一定濃度的低級醇溶液中，可用低級醇溶液從紅心蘿卜中提?。?蘿卜紅色素分子量接近于300 2000Da，遠(yuǎn)小于蛋白質(zhì)、多糖的分子量，可通過超濾實(shí)現(xiàn)分離，且蛋白質(zhì)可在高溫下變性，成為不溶于水的沉淀，可通過離心與蘿卜紅色素分離；蘿卜 紅色素可吸附于聚丙烯濾芯，而蘿卜硫苷、氨基酸等不能被吸附，將蘿卜紅色素提取液通過 聚丙烯濾器，蘿卜紅色素吸附于聚丙烯濾芯上，再用稀鹽酸溶液進(jìn)行洗脫，實(shí)現(xiàn)了與蘿卜硫 苷、氨基酸等的分離；由于蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素存在分子量、游離羥基量及疏 水性的差別，所以在吸附樹脂上形成的結(jié)合力不同，可用不同濃度的洗脫液進(jìn)行洗脫，從而 實(shí)現(xiàn)蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素的分離。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花 青素的方法以紅心蘿卜為原料，經(jīng)提取、脫蛋白質(zhì)、脫蘿卜硫苷、超濾、純化、濃縮、噴霧干 燥而制得蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素粉末產(chǎn)品。其具體方法步驟如下(1)提取紅色素以市售的紅心蘿卜為原料，先用自來水將紅心蘿卜洗凈，后用粉粹機(jī)粉碎，再按紅 心蘿卜質(zhì)量(g) 4 8°C純凈水的體積(mL)比為1 10 30的比例，將粉碎后的紅心蘿 卜和純凈水泵入提取罐中，在攪拌下用稀鹽酸調(diào)節(jié)PH為2 3，進(jìn)行第一次提取，提取15 30分鐘后泵入螺旋壓榨機(jī)中進(jìn)行第一次榨汁。收集第一次壓榨液，放置于貯藏罐中備用； 再在留有第一次壓榨渣的螺旋壓榨機(jī)中，再次加入4 8°C的純凈水，其第一次壓榨渣的質(zhì) 量(g)純凈水體積(mL)比為1 5 20的比例，在攪拌下再次用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH為2 3，進(jìn)行第二次提取，再次提取15 30分鐘后進(jìn)行第二次榨汁，分別收集第二次壓榨渣和壓 榨液。對于第二次壓榨渣經(jīng)干燥后，與大米渣或米糠等混合均勻，用作牛、羊、兔等動物的飼 料；對于第二次壓榨液放置于貯藏罐中，與第一次壓榨液合并，用于下一步處理。(2)制備脫蛋白質(zhì)提取液第(1)步完成后，先將第(1)步放置于貯藏罐中的壓榨液，泵入瞬時(shí)高溫滅菌器 中，在115 130°C下滅菌處理5 10秒，再通過換熱器降溫到50 80°C，然后放置于管 式離心機(jī)中在6000 10000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行離心分離10 25分鐘，分別收集離心 清液和離心沉淀。對于離心沉淀(即為變性的蛋白質(zhì)沉淀)干燥后，與大米渣或米糠等混 合均勻，用作牛、羊、兔等動物的飼料；收集離心清液就制備出脫蛋白質(zhì)提取液，用于下一步 制備蘿卜硫苷溶液。(3)制備脫蘿卜硫苷溶液第( 步完成后，將第( 步收集的離心清液(即制備出的脫蛋白質(zhì)提取液)放 置于孔徑為0.45 Ι.Ομπι的聚丙烯微孔濾器中，進(jìn)行微濾分離。收集濾過液，進(jìn)行生化處 理，達(dá)標(biāo)后排放。然后再向聚丙烯微孔濾器中泵入體積濃度為0. 1 0. 5%鹽酸洗脫液，對 吸附于聚丙烯濾芯上的紅色素進(jìn)行洗脫，直至洗脫液無色為止，收集鹽酸洗脫液，就制備出 脫蘿卜硫苷溶液。(4)制備超濾液第( 步完成后，將第( 步收集的鹽酸洗脫液(即制備出的脫蘿卜硫苷溶液) 泵人截留分子量為5000 IOOOODa的超濾器中，在0. 1 0. 2Mpa的壓力下，進(jìn)行第一次超 濾，直至截留液的體積減少到原體積1/10時(shí)為止，收集第一次濾過液。然后再向超濾器中 加入純凈水，補(bǔ)充至原體積，在同等條件下，進(jìn)行第二次超濾，直至截留液體積降低至原體 積1/10時(shí)為止，分別收集第二次濾過液和截留液，并將第一、二次收集的濾過液合并。對于 合并的濾過液，用于下一步處理；對于收集的截留液，泵入噴霧干燥器中，在135 160°C下進(jìn)行噴霧干燥，就制得含少量蘿卜紅色素的多糖粉末，用于制作果凍等食品的添加劑。(5)制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素溶液第(4)步完成后，將第(4)步合并后的濾過液泵入吸附樹脂柱(Amberlite XAD7HP 或ADS-17或DM130)中，在過濾液流速為樹脂柱體積的2 6倍/小時(shí)的條件下，進(jìn)行過柱 分離，直至過柱流出液中出現(xiàn)紅色時(shí)為止，收集脫蘿卜紅色素的過柱流出液。對于荷載蘿卜 紅色素的吸附樹脂柱，先用等吸附樹脂柱體積的純凈水洗滌，用于除去夾雜于樹脂間的雜 質(zhì)，收集洗滌液。對用純凈水洗滌后的吸附樹脂柱，再用乙醇體積濃度為20 40%的乙醇 溶液進(jìn)行第一次洗脫(即洗脫蘿卜紅色素單聚體)，在乙醇洗脫液的流速為吸附樹脂柱體 積的2 6倍/小時(shí)的條件下，直至洗脫液無紅色時(shí)為止，收集第一次洗脫液。然后再用乙 醇體積濃度為50 70%的乙醇溶液進(jìn)行第二次洗脫(即洗脫蘿卜原花青素)，在乙醇洗脫 液流速為樹脂柱體積的2 6倍/小時(shí)的條件下，直至洗脫液無色時(shí)為止，收集第二次洗脫 液。對于收集的第一次和第二次洗脫液分別用于制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素粉 末；對于收集的第二次過柱液和純凈水洗滌吸附樹脂柱后的洗滌液合并后，進(jìn)行生化處理， 達(dá)標(biāo)后排放。(6)制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素粉末第( 步完成后，將第( 步分別收集的第一次和第二次洗脫液，分別泵入反滲 透器中，分別進(jìn)行反滲透濃縮，直至兩濃縮液中蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素的濃度 分別達(dá)到8 15%時(shí)為止，分別收集反滲透透過液和濃縮液。對于分別收集的反滲透透過 液，用于再次分別提取蘿卜紅色素和蘿卜原花青素；對于分別收集的濃縮液，分別放置于真 空濃縮機(jī)中，在真空度為0. 06 0. 09MPa、溫度為75 100°C的條件下，分別進(jìn)行真空濃 縮，直至兩濃縮液中無乙醇味時(shí)為止，分別收集真空冷凝液和真空濃縮液。對于分別收集 的真空濃縮液，分別泵入噴霧干燥機(jī)中，分別在進(jìn)風(fēng)溫度為150 180°C、出風(fēng)溫度為90 110°C，轉(zhuǎn)速為8000 12000轉(zhuǎn)/分的條件下，分別進(jìn)行噴霧干燥，分別收集干燥粉末，就 分別制備出了平均分子量為372Da、純度為90 95%的蘿卜紅色素單聚體和平均分子量 846Da、純度為90 95%的蘿卜原花青素產(chǎn)品。對于分別收集的真空冷凝液，為含乙醇濃度 為30 75%的乙醇溶液，分別用乙醇體積濃度為95%的乙醇溶液調(diào)節(jié)濃度后，用于第(1) 步提取蘿卜紅色素。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案后，主要有以下效果1、本發(fā)明的原料為紅心蘿卜，來源廣泛，且價(jià)廉易得。用紅心蘿卜制備天然紅色素 單聚體和蘿卜原花青素，不但安全、無毒，還有一定的營養(yǎng)和藥理作用，而且還能促進(jìn)農(nóng)業(yè) 發(fā)展，提高紅心蘿卜的利用價(jià)值，提高農(nóng)民的收入。2、本發(fā)明在生產(chǎn)過程中，主要使用離心、超濾設(shè)備，不涉及昂貴的設(shè)備及儀器，因 而生產(chǎn)設(shè)備簡單，操作簡便且易于控制，因此生產(chǎn)安全又降低生產(chǎn)成本、工藝簡單、節(jié)約能 源、原料的利用率高。3、本發(fā)明工藝全過程中，壓榨渣和蛋白質(zhì)沉淀回收利用于動物飼料，多糖粉末回 收用于果凍等食品的添加劑，無廢物排放，全部物料都采用循環(huán)處理，得到了回收利用，這 不但進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本，又不污染環(huán)境，還充分利用了物料資源。4、本發(fā)明在生產(chǎn)過程中，既無副產(chǎn)物生成，也沒有“三廢”產(chǎn)生，所有物料都做到了 循環(huán)回收利用，屬于綠色生物化工產(chǎn)品制備方法，能夠得到廣泛的推廣和應(yīng)用。
5、本發(fā)明生產(chǎn)的蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素純度均高，無蘿卜異味，溶解 性好，著色穩(wěn)定，可廣泛應(yīng)用于食品著色、醫(yī)藥、化妝品和保健品等行業(yè)。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于從紅心蘿卜中制備蘿卜紅色素和蘿卜原花青素產(chǎn)品。采用本 方面方法制備出的產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、醫(yī)藥和保健品等行業(yè)中。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體方式，進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例1用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法，具體步驟如下(1)提取紅色素以市售的紅心蘿卜為原料，先用自來水將紅心蘿卜洗凈，后用粉粹機(jī)粉碎，再按紅 心蘿卜質(zhì)量(g) 4°C純凈水的體積(mL)比為1 10的比例，將粉碎后的紅心蘿卜和純凈 水泵入提取罐中，在攪拌下用稀鹽酸調(diào)節(jié)PH為2，進(jìn)行第一次提取，提取15分鐘后泵入螺旋 壓榨機(jī)中進(jìn)行第一次榨汁。收集第一次壓榨液，放置于貯藏罐中備用；再在留有第一次壓榨 渣的螺旋壓榨機(jī)中，再次加入4°C的純凈水，其第一次壓榨渣的質(zhì)量(g)純凈水體積(mL) 比為1 5的比例，在攪拌下再次用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH為2，進(jìn)行第二次提取，再次提取15分鐘 后進(jìn)行第二次榨汁，分別收集第二次壓榨渣和壓榨液。對于第二次壓榨渣經(jīng)干燥后，與大米 渣或米糠等混合均勻，用作牛、羊、兔等動物的飼料；對于第二次壓榨液放置于貯藏罐中，與 第一次壓榨液合并，用于下一步處理。(2)制備脫蛋白質(zhì)提取液第(1)步完成后，先將第(1)步放置于貯藏罐中的壓榨液，泵入瞬時(shí)高溫滅菌器 中，在115°C下滅菌處理5秒，再通過換熱器降溫到50°C，然后放置于管式離心機(jī)中在6000 轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行離心分離10分鐘，分別收集離心清液和離心沉淀。對于離心沉淀(即 為變性的蛋白質(zhì)沉淀)干燥后，與大米渣或米糠等混合均勻，用作牛、羊、兔等動物的飼料； 收集離心清液就制備出脫蛋白質(zhì)提取液，用于下一步制備蘿卜硫苷溶液。(3)制備脫蘿卜硫苷溶液第( 步完成后，將第( 步收集的離心清液(即制備出的脫蛋白質(zhì)提取液)放 置于孔徑為0. 45 μ m的聚丙烯微孔濾器中，進(jìn)行微濾分離。收集濾過液，進(jìn)行生化處理，達(dá) 標(biāo)后排放。然后再向聚丙烯微孔濾器中泵入體積濃度為0. 鹽酸洗脫液，對吸附于聚丙烯 濾芯上的紅色素進(jìn)行洗脫，直至洗脫液無色為止，收集鹽酸洗脫液，就制備出脫蘿卜硫苷溶 液。(4)制備超濾液第( 步完成后，將第( 步收集的鹽酸洗脫液(即制備出的脫蘿卜硫苷溶液) 泵人截留分子量為5000Da的超濾器中，在0. IMpa的壓力下，進(jìn)行第一次超濾，直至截留液 的體積減少到原體積1/10時(shí)為止，收集第一次濾過液。然后再向超濾器中加入純凈水，補(bǔ) 充至原體積，在同等條件下，進(jìn)行第二次超濾，直至截留液體積降低至原體積1/10時(shí)為止， 分別收集第二次濾過液和截留液，并將第一、二次收集的濾過液合并。對于合并的濾過液， 用于下一步處理；對于收集的截留液，泵入噴霧干燥器中，在135°C下進(jìn)行噴霧干燥，就制 得含少量蘿卜紅色素的多糖粉末，用于制作果凍等食品的添加劑。
(5)制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素溶液第(4)步完成后，將第⑷步合并后的濾過液泵入吸附樹脂柱(Amberlite XAD7HP)中，在過濾液流速為樹脂柱體積的2倍/小時(shí)的條件下，進(jìn)行過柱分離，直至過柱流 出液中出現(xiàn)紅色時(shí)為止，收集脫蘿卜紅色素的過柱流出液。對于荷載蘿卜紅色素的吸附樹 脂杜，先用等吸附樹脂柱體積的純凈水洗滌，用于除去夾雜于樹脂間的雜質(zhì)，收集洗滌液。 對用純凈水洗滌后的吸附樹脂柱，再用乙醇體積濃度為20%的乙醇溶液進(jìn)行第一次洗脫 (即洗脫蘿卜紅色素單聚體)，在乙醇洗脫液的流速為吸附樹脂柱體積的2倍/小時(shí)的條件 下，直至洗脫液無紅色時(shí)為止，收集第一次洗脫液。然后再用乙醇體積濃度為50%的乙醇溶 液進(jìn)行第二次洗脫(即洗脫蘿卜原花青素)，在乙醇洗脫液流速為樹脂柱體積的2倍/小時(shí) 的條件下，直至洗脫液無色時(shí)為止，收集第二次洗脫液。對于收集的第一次和第二次洗脫液 分別用于制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素粉末；對于收集的第二次過柱液和純凈水 洗滌吸附樹脂柱后的洗滌液合并后，進(jìn)行生化處理，達(dá)標(biāo)后排放。 (6)制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素粉末第( 步完成后，將第( 步分別收集的第一次和第二次洗脫液，分別泵入反滲透 器中，分別進(jìn)行反滲透濃縮，直至兩濃縮液中蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素的濃度分 別達(dá)到8%時(shí)為止，分別收集反滲透透過液和濃縮液。對于分別收集的反滲透透過液，用于 再次分別提取蘿卜紅色素和蘿卜原花青素；對于分別收集的濃縮液，分別放置于真空濃縮 機(jī)中，在真空度為0. 06MPa、溫度為75V的條件下，分別進(jìn)行真空濃縮，直至兩濃縮液中無 乙醇味時(shí)為止，分別收集真空冷凝液和真空濃縮液。對于分別收集的真空濃縮液，分別泵入 噴霧干燥機(jī)中，分別在進(jìn)風(fēng)溫度為150°C、出風(fēng)溫度為90°C，轉(zhuǎn)速為8000轉(zhuǎn)/分的條件下， 分別進(jìn)行噴霧干燥，分別收集干燥粉末，就分別獲得了平均分子量為372Da、純度為90%的 蘿卜紅色素單聚體和平均分子量846Da、純度為90%的蘿卜原花青素產(chǎn)品。對于收集的真 空冷凝液，為含乙醇濃度為30%的乙醇溶液，分別用體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇調(diào)節(jié)濃度后， 用于提取第(1)步蘿卜紅色素。實(shí)施例2一種用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法，同實(shí)施例1，其 中第(1)步中，紅心蘿卜質(zhì)量6°C純凈水的體積比為Ig 20mL的比例，調(diào)節(jié)pH為 2. 5，提取20分鐘；加入6°C的純凈水，第一次壓榨渣的質(zhì)量純凈水體積比為Ig 15mL, 調(diào)節(jié)PH為2. 5，提取20分鐘；第(2)步中，在125°C下滅菌處理8秒，降溫到65°C，管式離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為在8000 轉(zhuǎn)/分下，離心15分鐘；第(3)步中，聚丙烯微孔濾器的孔徑為0.65μπι;鹽酸洗脫液的體積濃度為0.3%;第(4)步中，超濾器的截留分子量為5000Da，進(jìn)行噴霧干燥壓力為0. IMpa，溫度為 135 0C ；第(5)步中，泵入ADS-17吸附樹脂柱中，過濾液流速為樹脂柱體積的4倍/小時(shí)， 第一次洗脫液為乙醇體積濃度為30%的乙醇溶液，洗脫液的流速為吸附樹脂柱體積的4倍 /小時(shí)；第二次洗脫液的乙醇體積濃度為60%的乙醇溶液，洗脫液流速為樹脂柱體積的4倍 /小時(shí)；
第(6)步中，分別進(jìn)行反滲透濃縮的兩濃縮液中蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青 素的濃度分別達(dá)到12%時(shí)為止；真空濃縮機(jī)的真空度為0. 07MPa、溫度為85°C;噴霧干燥機(jī) 的進(jìn)風(fēng)溫度為165°C、出風(fēng)溫度為100°C，轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分，分別制備出了平均分子量為 372Da、純度為92%的蘿卜紅色素單聚體和平均分子量846Da、純度為92%的蘿卜原花青素 產(chǎn)品。對于收集的真空冷凝液，為含乙醇濃度為50%的乙醇溶液實(shí)施例3一種用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法，同實(shí)施例1，其 中第(1)步中，紅心蘿卜質(zhì)量8°C純凈水的體積比為Ig 30mL的比例，調(diào)節(jié)pH為 3，提取30分鐘；加入8°C的純凈水，第一次壓榨渣的質(zhì)量純凈水體積比為Ig 20mL，調(diào) 節(jié)PH為3，提取30分鐘；第⑵步中，在130°C下滅菌處理10秒，降溫到80°C，管式離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為10000 轉(zhuǎn)/分，離心25分鐘；第(3)步中，聚丙烯微孔濾器的孔徑為Ι.Ομπι;鹽酸洗脫液的體積濃度為0.5% ；第(4)步中，超濾器的截留分子量為lOOOODa，噴霧干燥機(jī)壓力為0. 2Mpa ；溫度為 160 0C ；第(5)步中，泵入DM130吸附樹脂柱中，過濾液流速為樹脂柱體積的6倍/小時(shí)； 第一次洗脫液為乙醇體積濃度為40%的乙醇溶液，洗脫液的流速為吸附樹脂柱體積的6倍 /小時(shí)；第二次洗脫液為乙醇體積濃度為70%的乙醇溶液洗脫，洗脫液流速為樹脂柱體積 的6倍/小時(shí)；第(6)步中，分別進(jìn)行反滲透濃縮的兩濃縮液中蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青 素的濃度分別達(dá)到15%時(shí)為止；真空濃縮機(jī)的真空度為0. 09MPa、溫度為100°C ；噴霧干燥 機(jī)的進(jìn)風(fēng)溫度為180°C、出風(fēng)溫度為110°C，轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分，就分別制備出了平均分子 量為372Da、純度為95%的蘿卜紅色素單聚體和平均分子量846Da、純度為95%的蘿卜原花 青素產(chǎn)品。對于收集的真空冷凝液，為含乙醇濃度為75%的乙醇溶液。
權(quán)利要求
1. 一種用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法，其特征在于具體方 法步驟如下(1)提取紅色素以市售的紅心蘿卜為原料，先用自來水將紅心蘿卜洗凈，后用粉粹機(jī)粉碎，再按紅心蘿 卜質(zhì)量4 8°C純凈水的體積比為Ig 10 30mL的比例，將粉碎后的紅心蘿卜和純凈 水泵入提取罐中，在攪拌下用稀鹽酸調(diào)節(jié)PH為2 3，提取15 30分鐘后泵入螺旋壓榨機(jī) 中進(jìn)行第一次榨汁；收集第一次壓榨液，放置于貯藏罐中；再在留有第一次壓榨渣的螺旋 壓榨機(jī)中，再次加入4 8°C的純凈水，其第一次壓榨渣的質(zhì)量純凈水體積比為Ig 5 20mL的比例，在攪拌下再次用稀鹽酸調(diào)節(jié)pH為2 3，再次提取15 30分鐘后進(jìn)行第二 次榨汁，分別收集第二次壓榨渣和壓榨液，將收集的第二次壓榨液放置于貯藏罐中；(2)制備脫蛋白質(zhì)提取液第(1)步完成后，先將第(1)步放置于貯藏罐中的壓榨液，泵入瞬時(shí)高溫滅菌器中，在 115 130°C下滅菌處理5 10秒，再通過換熱器降溫到50 80°C，然后放置于管式離心 機(jī)中在6000 10000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行離心分離10 25分鐘，分別收集離心清液和 離心沉淀；(3)制備脫蘿卜硫苷溶液第(2)步完成后，將第(2)步收集的離心清液放置于孔徑為0. 45 1.0 μ m的聚丙烯微 孔濾器中，進(jìn)行微濾分離，收集濾過液，然后再向聚丙烯微孔濾器中泵入體積濃度為0. 1 0. 5%鹽酸洗脫液，直至洗脫液無色為止；收集鹽酸洗脫液；(4)制備超濾液第(3)步完成后，將第C3)步收集的鹽酸洗脫液泵人截留分子量為5000 IOOOODa的 超濾器中，在0. 1 0. 2Mpa的壓力下，直至截留液的體積減少到原體積1/10時(shí)為止，收集 第一次濾過液；然后再向超濾器中加入純凈水，補(bǔ)充至原體積，在同等條件下，進(jìn)行第二次 超濾，直至截留液體積降低至原體積1/10時(shí)為止，分別收集第二次濾過液和截留液，并將 第一、二次收集的濾過液合并；對于收集的截留液，泵入噴霧干燥器中，在135 160°C下進(jìn) 行噴霧干燥；(5)制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素溶液第(4)步完成后，將第(4)步合并后的濾過液泵入Amberlite XAD7HP或ADS-17或 DM130的吸附樹脂柱中，在過濾液流速為樹脂柱體積的2 6倍/小時(shí)的條件下，直至過柱 流出液中出現(xiàn)紅色時(shí)為止，收集脫蘿卜紅色素的過柱流出液；對于荷載蘿卜紅色素的吸附 樹脂柱，先用等吸附樹脂柱體積的純凈水洗滌，收集洗滌液；對用純凈水洗滌后的吸附樹脂 柱，再用乙醇體積濃度為20 40%的乙醇溶液進(jìn)行第一次洗脫，在乙醇洗脫液的流速為吸 附樹脂柱體積的2 6倍/小時(shí)的條件下，直至洗脫液無紅色時(shí)為止，收集第一次洗脫液； 然后再用乙醇體積濃度為50 70%的乙醇溶液進(jìn)行第二次洗脫，在乙醇洗脫液流速為樹 脂柱體積的2 6倍/小時(shí)的條件下，直至洗脫液無色時(shí)為止，收集第二次洗脫液；(6)制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素粉末第( 步完成后，將第( 步分別收集的第一次和第二次洗脫液，分別泵入反滲透器 中，分別進(jìn)行反滲透濃縮，直至兩濃縮液中蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素的濃度分別 達(dá)到8 15%時(shí)為止，分別收集反滲透透過液和濃縮液；對于分別收集的濃縮液，分別放置于真空濃縮機(jī)中，在真空度為0. 06 0. 09MPa、溫度為75 100°C的條件下，直至兩濃 縮液中無乙醇味時(shí)為止，分別收集真空冷凝液和真空濃縮液；對于分別收集的真空濃縮液， 分別泵入噴霧干燥機(jī)中，分別在進(jìn)風(fēng)溫度為150 180°C、出風(fēng)溫度為90 110°C，轉(zhuǎn)速為 8000 12000轉(zhuǎn)/分的條件下，分別進(jìn)行噴霧干燥，分別收集干燥粉末，就分別制備出了 平均分子量為372Da、純度為90 95%的蘿卜紅色素單聚體和平均分子量846Da、純度為 90 95%的蘿卜原花青素產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求1所述的用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法， 其特征在于第(1)步中，紅心蘿卜質(zhì)量4°C純凈水的體積比為Ig IOmL的比例，調(diào)節(jié)pH為2， 提取15分鐘；加入4°C的純凈水，第一次壓榨渣的質(zhì)量純凈水體積比為Ig 5mL，調(diào)節(jié)pH 為2，提取15分鐘；第(2)步中，在115°C下滅菌處理5秒，降溫到50°C，管式離心機(jī)的轉(zhuǎn)速在6000轉(zhuǎn)/分， 離心10分鐘；第C3)步中，聚丙烯微孔濾器的孔徑為0. 45 μ m;鹽酸洗脫液的體積濃度為0.1%;第(4)步中，超濾器的截留分子量為5000Da，進(jìn)行噴霧干燥壓力為0. IMpa，溫度為 135 0C ；第(5)步中，泵入ADS-17吸附樹脂柱中，過濾液流速為樹脂柱體積的2倍/小時(shí)；第一 次洗脫液為乙醇體積濃度為20%的乙醇溶液，洗脫液的流速為吸附樹脂柱體積的2倍/小 時(shí)；第二次洗脫液為乙醇體積濃度為50%的乙醇溶液，洗脫液流速為樹脂柱體積的2倍/ 小時(shí)；第(6)步中，分別進(jìn)行反滲透濃縮液的兩濃縮液中蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素 的濃度分別達(dá)到8%時(shí)為止；真空濃縮機(jī)的真空度為0. 06MPa、溫度為75V，；噴霧干燥機(jī) 的進(jìn)風(fēng)溫度為150°C、出風(fēng)溫度為90°C，轉(zhuǎn)速為8000轉(zhuǎn)/分，分別制備出了平均分子量為 372Da、純度為90%的蘿卜紅色素單聚體和平均分子量846Da、純度為90%的蘿卜原花青素產(chǎn)品 ο
3.按照權(quán)利要求1所述的用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法， 其特征在于第(1)步中，紅心蘿卜質(zhì)量6°C純凈水的體積比為Ig 20mL的比例，調(diào)節(jié)pH為2. 5， 提取20分鐘；加入6°C的純凈水，第一次壓榨渣的質(zhì)量純凈水體積比為Ig 15mL，調(diào)節(jié) PH為2. 5，提取20分鐘；第⑵步中，在125°C下滅菌處理8秒，降溫到65°C，管式離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為在8000轉(zhuǎn)/ 分下，離心15分鐘；第( 步中，聚丙烯微孔濾器的孔徑為0. 65 μ m;鹽酸洗脫液的體積濃度為0.3% ；第(4)步中，超濾器的截留分子量為5000Da，進(jìn)行噴霧干燥壓力為0. IMpa，溫度為 135 0C ；第(5)步中，泵入ADS-17吸附樹脂柱中，過濾液流速為樹脂柱體積的4倍/小時(shí)，第一 次洗脫液為乙醇體積濃度為30%的乙醇溶液，洗脫液的流速為吸附樹脂柱體積的4倍/小 時(shí)；第二次洗脫液的乙醇體積濃度為60%的乙醇溶液，洗脫液流速為樹脂柱體積的4倍/ 小時(shí)；第(6)步中，分別進(jìn)行反滲透濃縮的兩濃縮液中蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素的 濃度分別達(dá)到12%時(shí)為止；真空濃縮機(jī)的真空度為0. 07MPa、溫度為85°C ；噴霧干燥機(jī)的 進(jìn)風(fēng)溫度為165°C、出風(fēng)溫度為100°C，轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/分，分別制備出了平均分子量為 372Da、純度為92%的蘿卜紅色素單聚體和平均分子量846Da、純度為92%的蘿卜原花青素產(chǎn)品。
4.按照權(quán)利要求1所述的用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法， 其特征在于第(1)步中，紅心蘿卜質(zhì)量8°C純凈水的體積比為Ig 30mL的比例，調(diào)節(jié)pH為3， 提取30分鐘；加入8°C的純凈水，第一次壓榨渣的質(zhì)量純凈水體積比為Ig 20mL，調(diào)節(jié) PH為3，提取30分鐘；第( 步中，在130°C下滅菌處理10秒，降溫到80°C，管式離心機(jī)的轉(zhuǎn)速為10000轉(zhuǎn)/ 分，離心W分鐘；第(3)步中，聚丙烯微孔濾器的孔徑為Ι.Ομπι;鹽酸洗脫液的體積濃度為0.5% ； 第⑷步中，超濾器的截留分子量為lOOOODa，噴霧干燥機(jī)壓力為0.2Mpa;溫度為 160 0C ；第(5)步中，泵入DM130吸附樹脂柱中，過濾液流速為樹脂柱體積的6倍/小時(shí)；第一 次洗脫液為乙醇體積濃度為40%的乙醇溶液，洗脫液的流速為吸附樹脂柱體積的6倍/小 時(shí)；第二次洗脫液為乙醇體積濃度為70%的乙醇溶液洗脫，洗脫液流速為樹脂柱體積的6 倍/小時(shí)；第(6)步中，分別進(jìn)行反滲透濃縮的兩濃縮液中蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素的 濃度分別達(dá)到15%時(shí)為止；真空濃縮機(jī)的真空度為0. 09MPa、溫度為100°C ；噴霧干燥機(jī)的 進(jìn)風(fēng)溫度為180°C、出風(fēng)溫度為110°C，轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分，就分別制備出了平均分子量為 372Da、純度為95%的蘿卜紅色素單聚體和平均分子量846Da、純度為95%的蘿卜原花青素產(chǎn)品。
全文摘要
一種用紅心蘿卜制備蘿卜紅色素單聚體及蘿卜原花青素的方法，屬于天然紅色素及原花青素制備技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明以紅心蘿卜為原料，經(jīng)提取、脫蛋白質(zhì)、脫蘿卜硫苷、超濾純化、濃縮、噴霧干燥而制得蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素產(chǎn)品。本發(fā)明具有方法簡便，工藝簡單，原料來源廣泛，價(jià)廉易得；在生產(chǎn)過程中的物料均能回收利用，充分利用物料資源，無廢物排放，節(jié)約能源，生產(chǎn)成本低；生產(chǎn)出的產(chǎn)品純度高、無蘿卜異味、溶解性好等。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于用紅心蘿卜中制備蘿卜紅色素單聚體和蘿卜原花青素。采用本發(fā)明方法制備出的產(chǎn)品可廣泛用作食品、醫(yī)藥、保健品、化妝品、染料等行業(yè)中。
文檔編號C07D311/62GK102093748SQ20111000912
公開日2011年6月15日 申請日期2011年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月17日
發(fā)明者劉慶海, 周小華, 王永紅, 蘇昱 申請人:重慶大學(xué), 重慶海巨農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司