專利名稱：一種水溶性胭脂紅酸色淀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種胭脂紅酸，具體涉及一種水溶性胭脂紅酸色淀。
背景技術(shù)：
胭脂紅酸是一種蒽醌類天然色素，它主要存在于雌性胭脂蟲(Dactylopius coccus costa)(又名"Coccus cacti L.")體內(nèi)，它以胭脂仙人掌(Nopalea coccinellifera)、梨果仙人掌(Opuntia fidus indica)以及其它的仙人掌類植物為 生，而這些仙人掌一般種植在如墨西哥和中美南美洲的沙漠地區(qū)。依據(jù)pH值 的不同，胭脂紅酸著色劑的顏色范圍可以從橙黃到紅色再到紫色， 一般通常將 胭脂紅酸色素及其衍生物統(tǒng)稱為胭脂蟲紅，該色素被廣泛應(yīng)用于食品和藥品領(lǐng) 域中。
胭脂蟲干體中色素的提取一般通過水或酒精進(jìn)行萃取而獲得。但是在萃取 胭脂紅酸的過程中，昆蟲體內(nèi)的蛋白質(zhì)和其他可溶于水或酒精的物質(zhì)也被帶 出，從而存在于萃取液中。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，胭脂蟲紅中含有變應(yīng)原的雜質(zhì)蛋白 質(zhì)并且本身是變態(tài)反應(yīng)病中的發(fā)病因子Ann Allergy Asthma, 84巻(5)， 549-552， 2000，也就是說胭脂蟲蛋白會(huì)引發(fā)部分人群過敏。
為了解決該過敏性問題，日本三榮源有限公司申請(qǐng)的一系列專利，例如CN 1388821A， EP1318178A1, US2002/0058016公開了一種采用蛋白酶水解并利 用大孔樹脂或大孔樹脂與膜分離相結(jié)合的方法來提純胭脂紅酸并去除胭脂蟲 蛋白質(zhì)。但是由于胭脂紅酸產(chǎn)品在不同的pH值條件下其顏色的最大波長波動(dòng) 范圍較廣，因此極大的限制了胭脂紅酸的應(yīng)用領(lǐng)域。
胭脂紅酸色淀是一種由胭脂紅酸與鋁離子和鈣離子相結(jié)合的螯合類色淀化 合物，該色淀是在水相條件下胭脂紅酸與鋁和鈣離子反應(yīng)而得的產(chǎn)物。專利 CN 101061185A公開了一種采用40°/。~80%胭脂紅酸和10%~30%非胭脂蟲昆蟲蛋白為原料與鋁、鈣離子反應(yīng)而生成非水溶性胭脂紅酸色淀的方法。該文獻(xiàn)除 了提出制備非水溶性胭脂紅酸色淀的反應(yīng)條件外，并沒有提供其他關(guān)于采用胭 脂蟲萃取液經(jīng)簡單處理后直接生成水溶性胭脂紅酸色淀的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)方案是提供一種水溶性胭脂紅酸色淀，不含有潛在
的過敏源胭脂蟲蛋白，安全無毒害。
為了達(dá)到以上技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種水溶性胭脂紅酸色淀，分子式為C44H43032MA1,其結(jié)構(gòu)式如下
議鄰,
所述結(jié)構(gòu)式中的M為Ca2、 2Na+、 2K+或2NH/中的一種。 所述水溶性胭脂紅酸色淀不含有分子量高于6000Da的潛在過敏原蛋白。 所述水溶性胭脂紅酸色淀在食品產(chǎn)物、糖果、飲料、藥品和化妝品中的應(yīng)用。
本發(fā)明的水溶性胭脂紅酸色淀采用以下步驟來進(jìn)行制備
(1) 胭脂蟲色酸母液的制備
在胭脂蟲干體中加入pH為8.5~9的堿液，萃取胭脂蟲干體中的胭脂紅酸， 然后加入水解蛋白酶進(jìn)行蛋白質(zhì)水解，調(diào)節(jié)pH至1-2.5后過濾，然后將濾液 通過超濾膜去除分子量大于6000Da的胭脂蟲蛋白質(zhì)；
(2) 色淀化將上述胭脂蟲色酸母液濃縮到胭脂紅酸濃度為2wt。/。 5wtW時(shí)，升溫至 60。C-10(TC ，加入明礬溶液和氯化鈣溶液，保溫反應(yīng)2-4小時(shí)后調(diào)節(jié)pH至1-3， 使色淀沉淀并過濾；
(3)水溶性色淀的生成 將上述得到的胭脂紅酸色淀濾餅投入溫度為20°C-80°C的熱水中，調(diào)節(jié)pH 至7-10，保溫?cái)嚢?.5-2小時(shí)，過濾后，干燥。
所述步驟(1)中的堿液為碳酸鈉、碳酸氫鈉或甘氨酸和氫氧化鈉的緩沖 溶液，由于提取過程是一種胭脂紅酸轉(zhuǎn)化為鈉鹽的緩步釋放過程，采用pH在 8.5~9的范圍可以加快胭脂紅酸的釋放速率，減少提取時(shí)間；同時(shí)又可以使胭
脂紅酸在堿性條件分解的情況處于可接受狀態(tài)，其分解率小于1.5%。
所述步驟(1)中的蛋白酶為中性蛋白酶或動(dòng)物蛋白水解酶，其pHS9，蛋
白質(zhì)水解條件根據(jù)選擇的酶的不同而發(fā)生變化。
所述步驟(1)中的超濾膜必須能夠截留分子量大于6000Da的物質(zhì)。 所述步驟(2)中的胭脂蟲色酸母液包括胭脂紅色酸干基5wt%-20wt%;
和胭脂蟲水解蛋白干基5wt%-20wt%。
所述步驟(2)中的胭脂蟲色酸與明礬的摩爾比為1: 0.5-5，胭脂蟲色酸
與氯化鈣的摩爾比為1: 0.5-9。
所述步驟(3)中的胭脂紅酸色淀濾餅與水的重量比為1: 1-15。 所述步驟(3)中的pH優(yōu)選為8-9。
由于胭脂紅酸屬于羥基蒽醌衍生物，根據(jù)其分子結(jié)構(gòu)，屬于茜草型羥基蒽 醌衍生物，能溶于水、稀酸、稀堿、乙醇、丙二醇，不溶于乙醚或食用油，因
此一般采用堿提、醇提、超臨界C02萃取三種方式將胭脂蟲中的胭脂紅酸提取 出來。其中超臨界C02萃取近幾年才提出，相關(guān)報(bào)道比較少，而且需要特定的 實(shí)驗(yàn)儀器，因此難以廣泛應(yīng)用。本發(fā)明通過一系列的堿提、醇提實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比 之后，發(fā)現(xiàn)堿提效果優(yōu)于醇提效果，同時(shí)考慮到后續(xù)色淀化工序，因此確定采 用堿液提取方法來制取本發(fā)明的水溶性胭脂紅酸色淀。
但是對(duì)于胭脂紅酸的提取，其影響因素可能還有溫度、pH、提取時(shí)間，本發(fā)明對(duì)此進(jìn)行了正交實(shí)驗(yàn)以確定提取工藝的最佳條件。圖2為胭脂紅酸的pH 與胭脂紅酸分解率的關(guān)系圖，從圖中可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH大于10后，胭脂紅酸的分 解速率明顯增加。
同時(shí)本發(fā)明還采用膜分子截留量分別為6000Da、 3000Da、 1000Da的膜裝
置對(duì)胭脂蟲酸提取液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)直接采用膜分離技術(shù)也可以有效的除去分 子量大于6000Da的潛在過敏蛋白質(zhì)；同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)還說明在pH酸性和中性 條件下通過膜分離的效果較好，而在堿性條件下由于存在胭脂紅酸的分解，因 此產(chǎn)品的收率較低(部分分解)，因此說明最佳的使用環(huán)境應(yīng)在中性或弱酸性 條件下進(jìn)行；而且實(shí)驗(yàn)所采用的三種膜均能去除分子量大于6000Da的潛在過 敏蛋白質(zhì)。
與專利CN1388821A相比，本發(fā)明的胭脂蟲色酸母液的制備過程，跳過了 吸附處理過程，簡化了制備工藝，極大的提高了不含潛在致敏蛋白質(zhì)的胭脂紅 酸產(chǎn)品單位產(chǎn)出率；所制得的產(chǎn)品為含有較多分子量低于6000Da的蛋白質(zhì)和 其他雜質(zhì)的胭脂紅酸母液，其中色酸含量為5%~20%，蛋白質(zhì)含量為5%~20%。 且本發(fā)明的色淀化采用的是利用胭脂紅酸提取液直接經(jīng)超濾膜處理的低含量 胭脂紅酸母液，而專利CN101061185A色淀化采用的是提取液經(jīng)吸附處理和離 子交換處理/膜處理/酸處理后的高含量胭脂紅酸母液。本發(fā)明采用色酸含量值 較低的胭脂紅酸母液進(jìn)行色淀化反應(yīng)，降低了對(duì)胭脂紅酸母液的原料要求，從 而減少了源頭胭脂紅酸母液所造成的提純成本上升和環(huán)境污染，同時(shí)隨著工藝 路線的簡化，提高了胭脂紅酸色淀產(chǎn)品的單位產(chǎn)出。
與專利CN101061185A相比，本發(fā)明采用控制色淀反應(yīng)物濃度(胭脂紅酸 色淀濾餅與水的重量比為1: 1-15); pH值范圍7 10，優(yōu)選為8 9;堿液為碳 酸鈉、碳酸氫鈉、甘氨酸和氫氧化鈉的緩沖溶液。優(yōu)選為甘氨酸和氫氧化鈉的 緩沖溶液(pH為8.6 9.0)來進(jìn)行水溶性胭脂紅酸色淀的生產(chǎn)。而該專利僅在 實(shí)施例的說明中有"得到的胭脂紅色料其可用于制作胭脂紅溶液以及水溶性的 胭脂紅粉末"的表述，其中的具體實(shí)驗(yàn)條件如水溶性色淀生成的pH范圍和反應(yīng)物濃度等都未有提及。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
來進(jìn)一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的分子結(jié)構(gòu)式。
圖2為本發(fā)明的胭脂紅酸的pH與胭脂紅酸分解率的關(guān)系圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解， 下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
實(shí)施例1
稱取胭脂蟲干體粉末200g，加入3000mL pH=8.5的碳酸鈉溶液，升溫至 95°C，保溫1小時(shí)，冷卻后過100目篩網(wǎng)，并調(diào)節(jié)pH至6.7，加入中性蛋白酶 12g,在67'C保溫6小時(shí)后，冷卻并調(diào)節(jié)pH-1.9。過濾并將萃取液通過AFC 超濾膜。過膜溶液減壓濃縮至1000mL，調(diào)節(jié)pH至5.6并升溫至85。C后加入 5M明礬溶液100g，保溫?cái)嚢?小時(shí)后加入5n/。氯化鈣溶液40g，繼續(xù)保溫l小 時(shí)后，冷卻。調(diào)節(jié)pH至2.4，使色淀沉淀。過濾后，將濾餅投入250mL水中， 升溫至6(TC，然后調(diào)節(jié)pH至9.4，保溫l小時(shí)，過濾和減壓干燥后得到含量 為53%，蛋白質(zhì)含量為12%，收率為89.58%的水溶性胭脂紅酸鋁色淀，并采 用SDS-PAGE分析方法對(duì)其進(jìn)行蛋白質(zhì)檢測(cè)，未有發(fā)現(xiàn)含有潛在過敏原蛋白 (分子量高于6000Da)。
實(shí)施例2
稱取胭脂蟲干體粉末200g，加入3000mL pH=8.6的甘氨酸和氫氧化鈉的緩 沖溶液溶液，升溫至100°C，保溫1小時(shí)，冷卻后過100目篩網(wǎng)，并調(diào)節(jié)pH 至7.9，加入動(dòng)物蛋白水解酶10g,在56匸保溫6小時(shí)后，冷卻并調(diào)節(jié)pl^2.2。過濾并將萃取液通過AFC超濾膜。過膜溶液減壓濃縮至1000mL，調(diào)節(jié)pH至 5.2并升溫至IO(TC后加入5%明礬溶液120g，保溫?cái)嚢?小時(shí)后加入5%氯化 鈣溶液35g，繼續(xù)保溫l小時(shí)后，冷卻。調(diào)節(jié)pH至2.1，使色淀沉淀。過濾后， 將濾餅投入250mL水中，升溫至80'C，然后調(diào)節(jié)pH至8.6，保溫1小時(shí)，過 濾和減壓干燥后得到含量為59%，蛋白質(zhì)含量為16%，收率為95.37%的水溶 性胭脂紅酸鋁色淀，并采用SDS-PAGE分析方法對(duì)其進(jìn)行蛋白質(zhì)檢測(cè)，未有發(fā) 現(xiàn)含有潛在過敏原蛋白(分子量高于6000Da)。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè) 的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中 描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明 還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本 發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1. 一種水溶性胭脂紅酸色淀，分子式為C44H43O32MAl，其結(jié)構(gòu)式如下其特征在于所述結(jié)構(gòu)式中的M為Ca2+、2Na+、2K+或2NH4+中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水溶性胭脂紅酸色淀，其特征在于所述水溶性 胭脂紅酸色淀不含有分子量高于6000Da的潛在過敏原蛋白。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水溶性胭脂紅酸色淀，分子式為C₄₄H₄₃O₃₂MAl，其中M為Ca²⁺、2Na⁺、2K⁺或2NH₄⁺中的一種。采用SDS-PAGE分析方法對(duì)所述水溶性胭脂紅酸色淀進(jìn)行蛋白質(zhì)檢測(cè)，不含有分子量高于6000Da的潛在過敏原蛋白。本發(fā)明的水溶性胭脂紅酸色淀廣泛應(yīng)用于食品產(chǎn)物、糖果、飲料、藥品和化妝品中。
文檔編號(hào)C09B61/00GK101475756SQ200910044870
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2009年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月5日
發(fā)明者李婧菲, 岐 汪, 艷 秦, 民 顧 申請(qǐng)人:上海染料研究所有限公司