一种紫甘蓝色素提取方法

摘要

一种紫甘蓝色素提取方法，以紫甘蓝为原料，以水为溶剂，提取紫甘蓝色素；采用复合果胶酶处理色素液，提高色素提取液澄清度及纯度，并确定了复合果胶酶最佳添加量，酶解时间，酶解温度及酶解pH；采用分子筛技术富集并进一步纯化紫甘蓝色素，筛选出最佳大孔吸附树脂，最佳上柱温度及流速，并确定洗脱液浓度及解吸流速；采用本专利工艺提取的紫甘蓝色素，不仅色价高，色值稳定，同时提高了紫甘蓝色素生物活性，该工艺为利用紫甘蓝提取天然色素提供了新的方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种色素分离纯化方法，具体涉及一种以水为溶剂的紫甘蓝色素提取方法。

背景技术

近年来医学毒理学研究发现用于食品、饮料的化学合成色素均有不同程度毒性，有的甚至具有致畸、致癌作用。随着科技发展，人们生活水平的提高和健康意识日益增强，许多人工合成色素逐渐为天然植物色素所取代。植物源色素是重要天然功能性食品添加剂，广泛应用于饮料、糖果、糕点、酒类及休闲食品等行业，而且也可用于医疗保健品及儿童食品等特殊食品的生产。天然植物色素的研究与开发方兴未艾，其中天然色素功能成分分离、纯化及其生物学活性研究已成为功能食品研究重要领域。

紫甘蓝(Brassinca Oleracea Var.capitata F.Rubra)属十字花科(cruciferae)芸薹属，又名紫卷心菜、紫包菜、回子包菜等，原产欧洲地中海地区。紫甘蓝作为一种食用性蔬菜，在我国已有一百多年的种植历史，大部分省区均有栽培，产量仅次于白包菜。由于紫甘蓝具有耐寒，来源丰富，价格低廉，色素含量高等优点，因此，以紫甘蓝为原料分离、纯化色素具有重要经济价值和良好的产业化前景。

从化学结构上讲，紫甘蓝色素属于花色苷类物质，具有重要的生理活性功能。科学研究发现，花色苷类物质可以清除体内自由基，具有抗氧化、抗衰老、改善视力、抑制肿瘤等功能。紫甘蓝色素易溶于水，安全无毒，是一种新型天然色素，可以作为重要功能性食品添加剂开发。然而，目前国内外紫甘蓝色素仅限于采用有机溶剂提取，色素的纯度低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种能够获得高纯度紫甘蓝色素的紫甘蓝色素提取方法。

针对上述技术问题，本发明提出了如下的技术方案：

1)将成熟紫甘蓝经清洗泥沙、去除根部、去除病虫害及残次包叶后切碎，将切碎的紫甘蓝与水按1∶5的质量比混合并置于打浆机中打成浆液，浆液用震动筛粗滤并收集滤液，调节滤液的pH值为3.0-4.5；

2)按100g紫甘蓝∶0.002-0.003ml的比例向滤液中加入复合果胶酶进行酶解澄清，将酶解澄清后的滤液以4000转/分离心20分钟，离心后所得上清液即色素清液；

3)将色素清液上大孔吸附树脂柱进行色素吸附，吸附完成后用乙醇溶液解吸色素得洗脱液，将洗脱液真空浓缩并回收乙醇，浓缩后的洗脱液经冷冻干燥即制得高纯度紫甘蓝色素。

所说的步骤1)调节滤液的pH值采用的是6mol/L的HCl。

所说的步骤2)的酶解温度为45-50℃，酶解时间为60分钟。

所说的步骤3)的大孔吸附树脂的型号为LSA-21，色素清液上柱流速为1.0倍柱体积/小时，上柱温度为20-50℃。

所说的步骤3)的吸附完成后用体积浓度为85％的乙醇进行解吸，且乙醇溶液上柱流速为1.5倍柱体积/小时，解吸温度为20℃。

所说的步骤3)的真空浓缩的压力为0.090～0.095MPa，温度为40～45℃，冷冻温度为-40℃～-50℃，压力为20～40Pa，加热板温度：65～110℃，冻干时间为16～22小时。

本发明所提取的紫甘蓝色素不仅纯度高、色价高，色值稳定，同时提高了紫甘蓝色素的生物活性，采用本发明紫甘蓝纯度达90％以上，且与乙醇有机溶剂提取的色素相比，色价提高12.6倍。

样品紫甘蓝纯度测定：

样品色价测定：

称取0.1000g色素粉末，以pH3.0磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液溶解，稀释定容至100mL，测定吸光度A₅₃₀值，按下式计算色价。

$E_{1\mathrm{cm}}^{1\%}=\frac{A}{\mathrm{CL}}$

A--530nm处吸光度值；

C-色素溶液质量百分数(％)；

L-比色皿厚度(lcm)

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：1)将成熟紫甘蓝经清洗泥沙、去除根部、去除病虫害及残次包叶后切碎，将切碎的紫甘蓝与水按1∶5的质量比混合并置于打浆机中打成浆液，浆液用震动筛粗滤并收集滤液，采用6mol/L的HCl调节滤液的pH值为3.0；

2)在50℃下按100g紫甘蓝∶0.002ml的比例向滤液中加入复合果胶酶在45℃酶解60分钟并澄清，将酶解澄清后的滤液以4000转/分离心20分钟，离心后所得上清液即色素清液；

3)将色素清液上LSA-21大孔吸附树脂柱进行色素吸附，色素清液上柱流速为1.0倍柱体积/小时，上柱温度为40℃，吸附完成后用体积浓度为85％的乙醇解吸色素得洗脱液，乙醇溶液上柱流速为1.5倍柱体积/小时，解吸温度为20℃，将洗脱液真空浓缩并回收乙醇，真空浓缩的真空度为0.095MPa，温度为40℃，浓缩后的洗脱液经冷冻干燥即制得高纯度紫甘蓝色素，冷冻温度为-40℃，压力为20Pa，加热板的温度：110℃(7h)→100℃(1h)→95℃(1.5h)→85℃(3h)→75℃(至结束)，冻干时间为16小时。

实施例2：1)将成熟紫甘蓝经清洗泥沙、去除根部、去除病虫害及残次包叶后切碎，将切碎的紫甘蓝与水按1∶5的质量比混合并置于打浆机中打成浆液，浆液用震动筛粗滤并收集滤液，采用6mol/L的HCl调节滤液的pH值为3.5；

2)在45℃下按100g紫甘蓝∶0.002ml的比例向滤液中加入复合果胶酶在50℃酶解60分钟并澄清，将酶解澄清后的滤液以4000转/分离心20分钟，离心后所得上清液即色素清液；

3)将色素清液上LSA-21大孔吸附树脂柱进行色素吸附，色素清液上柱流速为1.0倍柱体积/小时，上柱温度为20℃，吸附完成后用体积浓度为85％的乙醇解吸色素得洗脱液，乙醇溶液上柱流速为1.5倍柱体积/小时，解吸温度为20℃，将洗脱液真空浓缩并回收乙醇，真空浓缩的真空度为0.092MPa，温度为43℃，浓缩后的洗脱液经冷冻干燥即制得高纯度紫甘蓝色素，冷冻温度为-40℃，压力30Pa，加入板温度：105℃(7h)→95℃(1h)→85℃(1h)→75℃(3h)→65℃(至结束)，冻干时间为18小时。

实施例3：1)将成熟紫甘蓝经清洗泥沙、去除根部、去除病虫害及残次包叶后切碎，将切碎的紫甘蓝与水按1∶5的质量比混合并置于打浆机中打成浆液，浆液用震动筛粗滤并收集滤液，采用6mol/L的HCl调节滤液的pH值为4.0；

2)在45℃下按100g紫甘蓝∶0.003ml的比例向滤液中加入复合果胶酶在48℃酶解60分钟并澄清，将酶解澄清后的滤液以4000转/分离心20分钟，离心后所得上清液即色素清液；

3)将色素清液上LSA-21大孔吸附树脂柱进行色素吸附，色素清液上柱流速为1.0倍柱体积/小时，上柱温度为50℃，吸附完成后用体积浓度为85％的乙醇解吸色素得洗脱液，乙醇溶液上柱流速为1.5倍柱体积/小时，解吸温度为20℃，将洗脱液真空浓缩并回收乙醇，真空浓缩的真空度为0.090MPa，温度为45℃，浓缩后的洗脱液经冷冻干燥即制得高纯度紫甘蓝色素，冷冻温度为-50℃，压力为40Pa，加热板的温度100℃(7h)→90℃(1h)→80℃(2h)→70℃(3h)→65℃(至结束)，冻干时间为20小时。

实施例4：1)将成熟紫甘蓝经清洗泥沙、去除根部、去除病虫害及残次包叶后切碎，将切碎的紫甘蓝与水按1∶5的质量比混合并置于打浆机中打成浆液，浆液用震动筛粗滤并收集滤液，采用6mol/L的HCl调节滤液的pH值为4.5；

2)在50℃下按100g紫甘蓝∶0.003ml的比例向滤液中加入复合果胶酶在46℃酶解60分钟并澄清，将酶解澄清后的滤液以4000转/分离心20分钟，离心后所得上清液即色素清液；

3)将色素清液上LSA-21大孔吸附树脂柱进行色素吸附，色素清液上柱流速为1.0倍柱体积/小时，上柱温度为30℃，吸附完成后用体积浓度为85％的乙醇解吸色素得洗脱液，乙醇溶液上柱流速为1.5倍柱体积/小时，解吸温度为20℃，将洗脱液真空浓缩并回收乙醇，真空浓缩的真空度为0.095MPa，温度为40℃，浓缩后的洗脱液经冷冻干燥即制得高纯度紫甘蓝色素，冷冻温度为-45℃，压力为30Pa，加热板的温度90℃(7h)→80℃(1h)→70℃(1h)→65℃(至结束)，冻干时间22小时。