一种从栀子黄干果中分离不同色调栀子黄的方法

摘要

本发明公开了一种从栀子黄干果中分离不同色调栀子黄的方法，包括以下步骤：（1）破碎：选取栀子黄干果，破碎至1‑3mm后风选去壳；（2）浸提：将去壳后的栀子黄使用温度为30‑50℃的水浸提3‑5次，所述水的加入量为栀子黄干果重量的3‑8倍，每次提取1‑2h，合并每次的浸提液；（3）离心：采用蝶式离心机离心，通量为200‑400L/h，清液使用孔径为0.2µm的陶瓷膜微滤，收集滤液；（4）梯度洗脱；（5）浓缩后即可分别得到栀子黄色素产品A、B、C、D、E、F、G、H；本发明工艺简单，生产成本低，可以分别制得八种色调差异的产品，通过色差仪精准控制，充分满足市场需求，保证批次产品间质量的控制稳定性。

说明书

技术领域

本发明涉及天然色素分离技术领域，具体是一种从栀子黄干果中分离不同色调栀子黄的方法。

背景技术

栀子，又名黄栀子、山栀子、白蟾，是茜草科植物栀子的果实。栀子的果实是传统中药，属卫生部颁布的第l批药食两用资源，具有护肝、利胆、降压、镇静、止血、消肿等作用。在中医临床常用于治疗黄疸型肝炎、扭挫伤 、高血压、糖尿病等症。含番红花色素苷基，可作黄色染料，其提取的色素为栀子黄，别名藏花素，俗称黄栀子，属类胡萝卜素系列，它是栀子中的黄色色素，其黄色色素成分为类胡萝卜类色素的藏花素，与藏红花中的藏花素相同，分子式为C44H64O24，相对分子质量976.97。栀子黄可用于果汁（味）型饮料、配制酒、糕点上彩妆、冰棍、雪糕、膨化食品、果冻、面饼、糖果和栗子罐头。

目前提取栀子黄色素的原料大多都是采用栀子黄干果，少有采用鲜果提取的报道。由于其干果在杀青、干燥的过程中，原料中的色素不同程度的都发生了氧化、褐变、降解，在提取、纯化及后续产品生产的过程中，氧化、褐变、降解等色素一起进入了最终的产品中，虽有较多的专利及文献报道栀子黄的纯化精制方法，但都未对分离过程节点产品的纯度及色调差异做出评判。如中国专利公告号为CN100528970C，公开了一种从栀子中分离纯化高色价栀子黄色素的方法，该方法的步骤为：采用亲水性有机溶剂从栀子黄中提取栀子黄色素，制成浸膏，经大孔吸附树脂富集纯化、制成栀子黄色素粗品，经热的乙酸乙酯萃取除去栀子苷和绿原酸等杂质、制成E_4401cm^1%≥580、A238/A440≤0.25、A325/A440≤0.24的高色价栀子黄色素。该方法中使用大孔吸附树脂难以将栀子黄色素与水溶性杂质完全分离，仍有除栀子苷和绿原酸之外的杂质，且难以被热的乙酸乙酯萃取除去，影响最终产品的色价，且该专利由于工艺复杂，生产成本也相对较高。中国专利公告号为CN102911513B，公开了一种栀子黄色素的提取方法，该提取方法包括：A）对经过剥皮处理的栀子进行粉碎以便得到栀子粉粒，然后向栀子粉粒中加水浸提，提的浸提液；B）对浸提液进行固液分离并得到上清液，再对上清液进行微滤得到第一滤液；C）利用树脂吸附第一滤液中的栀子黄色素，然后对树脂进行洗脱得到洗脱液，D）对洗脱液进行超滤得到第二滤液，对第二滤液进行干燥即可得到栀子黄色素。该专利得到高色价、高纯度、高品质和存储期长的栀子黄色素，但是并没有根据栀子黄色素色调的差异将不同色调的栀子黄分离出来。

目前市场上各厂家的栀子黄产品都存在一个问题：同样色价的产品，色调都纯在差异，在终端栀子黄产品应用过程中会存在色调的差异。作为一种天然着色剂，除纯度外，颜色的差异控制也是对工艺、产品的更高要求，特别是面对国外等对产品一致性要求较高的客户。因此，本发明所提出的对于栀子黄色素分离及色差控制将会是对栀子黄产品及工艺控制的一种很好的补充。

发明内容

本发明的目的就是要解决现行的栀子黄色素存在的上述问题，提供一种从栀子黄干果中分离不同色调栀子黄的方法，该方法工艺简单，生产成本低，利用该方法可以分别制得八种色调差异的产品A、B、C、D、E、F、G、H，通过色差仪精准控制，充分满足市场需求，保证批次产品间质量的控制稳定性。

本发明的一种从栀子黄干果中分离不同色调栀子黄的方法，包括以下步骤：

（1）破碎：选取栀子黄干果，破碎至1-3mm后风选去壳；

（2）浸提：将去壳后的栀子黄使用温度为30-50℃的水浸提3-5次，所述水的加入量为栀子黄干果重量的3-8倍，每次提取1-2h，浸提完成后，合并每次的浸提液；

（3）离心：将浸提液离心，离心后清液使用孔径为0.2µm的陶瓷膜微滤，收集滤液；

（4）洗脱：将上述滤液以PRP层析树脂吸附，采用梯度洗脱法洗脱，先以质量分数为10%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3-4BV，流速为0.5-1BV，收集洗脱液A；再以质量分数为20%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3-4BV，流速为0.5-1BV，收集洗脱液B；接着以质量分数为30%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3-4BV，流速为0.5-1BV，收集洗脱液C；接着以质量分数为40%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2-3BV，流速为0.5-1BV，收集洗脱液D；接着以质量分数为50%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2-3BV，流速为0.5-1BV，收集洗脱液E；接着以质量分数为60%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2-3BV，流速为0.5-1BV，收集洗脱液F；接着以质量分数为70%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2-3BV，流速为0.5-1BV，收集洗脱液G；接着以质量分数为80%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2BV，流速为0.5-1BV，收集洗脱液H；

（5）浓缩：将上述洗脱液A、B、C、D、E、F、G、H分别减压浓缩至固含量为30-40%的浓缩液，乙醇回收，将浓缩液喷雾干燥后，即可分别得到栀子黄色素产品A、B、C、D、E、F、G、H，所述栀子黄色素产品A的色价大于100，栀子黄色素产品B的色价大于120，栀子黄色素产品C的色价大于340，栀子黄色素产品D的色价大于390，栀子黄色素产品E的色价大于460，栀子黄色素产品F的色价大于480，栀子黄色素产品G的色价大于500，栀子黄色素产品H的色价大于510。

优选地，本发明中所述步骤（1）中的破碎粒径为2mm。

优选地，本发明中所述步骤（2）中水温为40℃。

优选地，本发明中所述步骤（3）中采用蝶式离心机离心，通量为200-400L/min。

优选地，本发明中所述步骤（5）中采用外循环式单效蒸发器进行减压浓缩。

进一步地，本发明中所述步骤（3）中碟式离心机的通量为300L/min。

根据色差仪经验值，当dE*值小于4以内，人肉眼基本感觉不到颜色的色调差异，本发明得到的八种栀子黄色素粉体产品分别经色差仪分析，dE*值差距明显，肉眼观测色调存在明显差异，将八种栀子黄色素粉体分别用纯净水稀释到E440nm=1，色调呈现与粉体一样的差距。本发明对工艺过程、分离纯化的节点进行纯度与色差的分析，为栀子黄产品工艺控制、终产品质量均一性控制、产品应用等方面将有比较好的应用前景，摆脱了栀子黄只以色价为衡量品质的唯一要求。该发明同时可以跟踪整个生产过程产品色差及纯度的对应关系及差异，作为一种天然着色剂，除纯度外，颜色的差异控制也是对工艺、产品的更高要求，特别是面对国外等对产品一致性要求较高的客户，本发明提出的栀子黄分离及色差控制将会是对栀子黄产品及工艺控制的一种很好补充。

本发明分离出来的八种栀子黄色素产品，除了纯度差异外，其色调的差异明显，由于栀子黄主要作为食品添加剂（着色剂），其色调的差异将直接影响终端着色的色差，栀子黄原料在不同采收期、烘干、后处理过程自身存在的不确定性，将会给栀子黄色素产品的色调带来差异，若不进行色差控制，其产品的一致性（色调）很难得到保证，本发明方法分离出八种色调差异的栀子黄色素，能够根据客户需求，精准控制产品色调的一致性，能完全避免终端客户在应用过程中出现色调差异的风险，更好的满足市场需求。

本发明与现行的栀子黄色素的分离方法相比，具有以下几个优点：

（1）采用物理过程将原料破碎后采用纯水浸提，摒弃了乙醇及其他溶剂浸提过程，减少了色素损失，降低溶剂消耗量，环境友好，节能减排；

（2）本发明得到的八种栀子黄色素产品纯度高，通过采取PRP层析树脂联合多梯度洗脱方法，产品纯度可达500色价以上。

（3）得到的八种栀子黄产品品质控制精准，通过色差仪联合产品纯度控制，可将产品的优缺点分析的更透彻，本发明试验过程中表明纯度高并不代表色调鲜艳，这对终端客户的使用来说，具有相当重要的指导意义。

具体实施方式

实施例1

本实施例的一种从栀子黄干果中分离不同色调栀子黄的方法，包括以下步骤：

（1）破碎：称取栀子黄干果100kg，破碎至2mm后风选去壳；

（2）浸提：将去壳后的栀子黄使用温度为42℃的水浸提3次，所述浸提过程料液比分别为1:8、1:5、1:3，每次提取1.5h，浸提完成后，合并每次的浸提液；

（3）离心：将浸提液采用蝶式离心机离心，通量为320L/h，离心后清液使用孔径为0.2µm的陶瓷膜微滤，收集滤液；

（4）洗脱：将滤液以PRP层析树脂吸附，采用梯度洗脱法洗脱，先以质量分数为10%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为4BV，流速为1BV，收集洗脱液A；再以质量分数为20%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为4BV，流速为1BV，收集洗脱液B；接着以质量分数为30%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3BV，流速为0.5BV，收集洗脱液C；接着以质量分数为40%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3BV，流速为1BV，收集洗脱液D；接着以质量分数为50%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3BV，流速为1BV，收集洗脱液E；接着以质量分数为60%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2BV，流速为0.5BV，收集洗脱液F；接着以质量分数为70%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2BV，流速为0.5BV，收集洗脱液G；接着以质量分数为80%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2BV，流速为0.5BV，收集洗脱液H；

（5）浓缩：将上述洗脱液A、B、C、D、E、F、G、H分别采用外循环式单效蒸发器减压浓缩至固含量为38%的浓缩液，乙醇回收，将浓缩液喷雾干燥后，即可分别得到栀子黄色素产品A、B、C、D、E、F、G、H，所述栀子黄色素产品A的色价为102.8，栀子黄色素产品B的色价为131.5，栀子黄色素产品C的色价为357.2，栀子黄色素产品D的色价为398.8，栀子黄色素产品E的色价为471.6，栀子黄色素产品F的色价为483.4，栀子黄色素产品G的色价为515.3，栀子黄色素产品H的色价为524.8。

本实施例得到的八种栀子黄色素产品A、B、C、D、E、F、G、H收率分别为7.3%、10.6%、21.4%、25.8%、14.6%、6.2%、7.4%、4.1%，总收率为97.4%。

本实施例得到的八种栀子黄色素产品粉体色调差异明显，见下表1。

表1 栀子黄色素产品粉体色差

名称L*a*b*dL*da*db*dE*Y Transmission产品A57.4255.4497.5457.4255.4497.5425.36产品B64.7745.22109.027.35-10.2111.4817.0333.76产品C66.5442.70111.879.11-12.7314.3221.2236.02产品D59.1533.6297.401.73-21.82-0.1521.8927.20产品E68.0440.54113.9910.62-14.9016.4424.6038.03产品F69.2038.98115.8411.78-16.5518.3027.3439.63产品G73.6532.55122.3816.23-22.8824.8337.4646.16产品H77.0227.22127.3019.59-28.2229.7645.4551.56

通常情况下，dE*值之间的差异小于4可判定为无色调差异，表1中的dE*均是以产品A为对照的色差值，产品相互之间的色差值是以表1中两种产品的dE*值的差值来判断。从上表1中dE*的差值可以看出，八种产品相互之间均存在差异，dE*值的差异范围在0.67—28.42之间。将八种产品的粉体统一用纯净水稀释到E440nm=1，水溶液的色调同样存在差异，dE*值的差异范围在0.47—61.13之间，各产品的水溶液色差见下表2。

表2 栀子黄色素产品水溶液色差

名称L*a*b*dL*da*Db*dE*Y Transmission产品A95.77-8.8023.8295.77-8.8023.8289.44产品B95.71-8.9925.03-0.06-0.191.211.2389.30产品C94.57-12.7942.22-1.19-3.9918.4018.8686.61产品D93.47-11.4342.83-2.29-2.6419.0119.3384.05产品E90.12-11.3068.43-5.64-2.5044.6145.0376.57产品F92.54-14.5572.69-3.23-5.7548.8749.3181.92产品G86.98-7.7981.76-8.791.0157.9458.6269.96产品H90.93-12.2585.90-4.84-3.4562.0862.3678.32

实施例2

本实施例的一种从栀子黄干果中分离不同色调栀子黄的方法，包括以下步骤：

（1）破碎：称取栀子黄干果100kg，破碎至1mm后风选去壳；

（2）浸提：将去壳后的栀子黄使用温度为30℃的水浸提3次，所述浸提过程料液比分别为1:8、1:5、1:3，每次提取2h，浸提完成后，合并每次的浸提液；

（3）离心：将浸提液采用蝶式离心机离心，通量为400L/h，离心后清液使用孔径为0.2µm的陶瓷膜微滤，收集滤液；

（4）洗脱：将滤液以PRP层析树脂吸附，采用梯度洗脱法洗脱，先以质量分数为10%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3BV，流速为0.5BV，收集洗脱液A；再以质量分数为20%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3BV，流速为0.5BV，收集洗脱液B；接着以质量分数为30%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为4BV，流速为1BV，收集洗脱液C；接着以质量分数为40%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2BV，流速为0.5BV，收集洗脱液D；接着以质量分数为50%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2BV，流速为0.5BV，收集洗脱液E；接着以质量分数为60%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3BV，流速为1BV，收集洗脱液F；接着以质量分数为70%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3BV，流速为1BV，收集洗脱液G；接着以质量分数为80%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2BV，流速为0.7BV，收集洗脱液H；

（5）浓缩：将上述洗脱液A、B、C、D、E、F、G、H分别采用外循环式单效蒸发器减压浓缩至固含量为39%的浓缩液，乙醇回收，将浓缩液喷雾干燥后，即可分别得到栀子黄色素产品A、B、C、D、E、F、G、H，所述栀子黄色素产品A的色价为103.6，栀子黄色素产品B的色价为130.9，栀子黄色素产品C的色价为355.6，栀子黄色素产品D的色价为391.5，栀子黄色素产品E的色价为470.1，栀子黄色素产品F的色价为480.4，栀子黄色素产品G的色价为512.8，栀子黄色素产品H的色价为520.7。

本实施例得到的八种栀子黄色素产品A、B、C、D、E、F、G、H收率分别为7.1%、10.2%、21.2%、25.3%、14.3%、6.4%、7.1%、4.5%，总收率为96.1%，八种栀子黄色素产品粉体色调差异明显，将粉体统一用纯净水稀释到E440nm=1，色调呈现与粉体一样的差异化趋势。

实施例3

本实施例的一种从栀子黄干果中分离不同色调栀子黄的方法，包括以下步骤：

（1）破碎：称取栀子黄干果100kg，破碎至3mm后风选去壳；

（2）浸提：将去壳后的栀子黄使用温度为50℃的水浸提3次，所述浸提过程料液比分别为1:8、1:5、1:3，每次提取1h，浸提完成后，合并每次的浸提液；

（3）离心：将浸提液采用蝶式离心机离心，通量为200L/h，离心后清液使用孔径为0.2µm的陶瓷膜微滤，收集滤液；

（4）洗脱：将滤液以PRP层析树脂吸附，采用梯度洗脱法洗脱，先以质量分数为10%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3.5BV，流速为0.7BV，收集洗脱液A；再以质量分数为20%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3.5BV，流速为0.8BV，收集洗脱液B；接着以质量分数为30%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为3.5BV，流速为0.7BV，收集洗脱液C；接着以质量分数为40%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2.6BV，流速为0.7BV，收集洗脱液D；接着以质量分数为50%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2.5BV，流速为0.7BV，收集洗脱液E；接着以质量分数为60%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2.5BV，流速为0.8BV，收集洗脱液F；接着以质量分数为70%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2.6BV，流速为0.8BV，收集洗脱液G；接着以质量分数为80%的乙醇水溶液洗脱，洗脱体积为2BV，流速为1.0BV，收集洗脱液H；

（5）浓缩：将上述洗脱液A、B、C、D、E、F、G、H分别采用外循环式单效蒸发器减压浓缩至固含量为40%的浓缩液，乙醇回收，将浓缩液喷雾干燥后，即可分别得到栀子黄色素产品A、B、C、D、E、F、G、H，所述栀子黄色素产品A的色价为101.9，栀子黄色素产品B的色价为126.6，栀子黄色素产品C的色价为351.7，栀子黄色素产品D的色价为396.4，栀子黄色素产品E的色价为468.2，栀子黄色素产品F的色价为487.5，栀子黄色素产品G的色价为509.9，栀子黄色素产品H的色价为518.6。

本实施例得到的八种栀子黄色素产品A、B、C、D、E、F、G、H收率分别为7.2%、10.8%、20.9%、26.1%、13.7%、5.9%、6.8%、4.1%，总收率为95.5%，八种栀子黄色素产品粉体色调差异明显，将粉体统一用纯净水稀释到E440nm=1，色调呈现与粉体一样的差异化趋势。