專利名稱：：毛脈蓼天然黃色素的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及食品添加劑中的天然食用色素，具體地說是一種具有抗氧化活性的毛脈蓼天然可食用黃色素的提取方法。
背景技術(shù)：
：食品安全問題已成為人們關(guān)注的焦點和一個社會性的問題，將會影響到農(nóng)業(yè)和食品加工業(yè)的生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展和社會的穩(wěn)定。食品著色劑(食用色素)包括合成色素和天然色素兩類。雖然化學合成食用色素色澤鮮艷、穩(wěn)定性好，但巳逐漸暴露出對人類健康的負面影響，有些甚至具有致癌性等嚴重的副作用，如近期備受關(guān)注的蘇丹紅事件，再次給人類使用合成色素敲響了瞀鐘。合成食用色素的用量將會越來越少，甚至被禁用。因此，天然色素以其毒副作用小、對人體具有一定的保健食療作用等獨特的優(yōu)勢引起了眾多國家的重視。目前各國都在積極致力于植物天然色素的研發(fā)，世界天然色素市場正在以兩倍于合成色素的速度快速增長。我國天然色素的生產(chǎn)與國外相比，存在成本高、提取率低、色澤不夠、色素品質(zhì)較低的現(xiàn)象，盡管對天然色素研究和探索的較多，但投入生產(chǎn)的比例很小，無論品種還是產(chǎn)量都遠遠不能滿足市場的需要。研發(fā)無毒副作用、高品質(zhì)、色澤鮮艷、穩(wěn)定性好的植物天然色素，尤其是具有一定的營養(yǎng)、藥物療效和保健作用的天然食用功能色素產(chǎn)品，將具有廣闊的市場前景，經(jīng)濟效益和社會效益顯著。毛脈蓼Polygonumcillinerve為蓼科蓼屬藥用植物，其塊根除用作紅藥子RadixPolygoniCiliinerve外，在西北地區(qū)還作朱砂七或朱砂蓮藥用，產(chǎn)陜西秦嶺和大巴山各縣，湖北、四川、貴州也有少量分布，一般均自產(chǎn)自銷。氣微、味苦、微澀、性涼，有清熱解毒、涼血止血、祛風濕、強腰膝等功能，用于胃腸炎、菌痢、扁桃體炎、月經(jīng)不調(diào)、功能性子宮出血等?，F(xiàn)代藥理學研究證實其具有較強的抗菌、抗病毒等方面的活性。至今未見這一資源的研發(fā)報道，尤其是與黃色素提取制備相關(guān)的研究報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種從毛脈藝中提取天然可食用黃色素的方法。本發(fā)明通過如下措施來實現(xiàn)本發(fā)明以毛脈蓼塊根為原料進行的天然黃色素提取，過程就是取干燥毛脈蓼塊根，加熱，粉碎后，加入工業(yè)乙醇在常溫或加熱的狀態(tài)下，超聲提取，過濾，合并提取液，減壓回收乙醇溶液或轉(zhuǎn)溶于水噴霧干燥后即可得到毛脈蓼黃色素產(chǎn)品。一種毛脈蓼天然黃色素的提取方法，其特征在于取干燥毛脈蓼塊根，加熱，粉碎后，加入工業(yè)乙醇在常溫或加熱的狀態(tài)下，超聲提取，過濾，合并提取液，減壓回收乙醇溶液或轉(zhuǎn)溶于水噴霧干燥后即可得到毛脈蓼黃色素。本發(fā)明所用毛脈蓼塊根與工業(yè)乙醇的質(zhì)量比為l:30~100。本發(fā)明在超聲提取過程中，超聲工作頻率為30~50KHz,超聲電功率為200~250W，超聲溫度為0~90匸，提取時間為0.5小時或0.5小時以上。本發(fā)明對所得黃色素產(chǎn)品進行了體外抗氧化活性的藥效學實驗，此種黃色素產(chǎn)品為80%毛脈蓼的乙醇提取物。本發(fā)明黃色素的產(chǎn)率可達到30%以上，與常規(guī)提取法相比，具有安全、提取時間短、耗能低、產(chǎn)率高、重復性好、無需加熱、最大限度保持了物料中原有的各種有效成份、操作簡便等優(yōu)點，可工業(yè)化生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。本發(fā)明所述黃色素為毛脈蓼塊根的醇提取物。所得毛脈蓼黃色素產(chǎn)品色澤艷麗、性能穩(wěn)定、安全可靠，可用于食品、飲料等供人們食用。通過抗氧化實驗證實該黃色素產(chǎn)品具有較好的抗氧化活性，因此在作為黃色素添加劑的同時又可作為具有藥物療效和保健作用的功能化天然食用色素。具體實施例方式實施例l:毛脈蓼黃色素超聲提取工藝試驗1儀器與試藥ShimadzuUV-240紫外-可見分光光度計(閂本)；KQ-250B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)工作頻率40KHZ;DK-98-I型電子恒溫水浴鍋(天津市泰斯特儀器有限公司)BP221SSARTORIUSAG天平(德國)；RE-52c旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(鞏義市英峪予華儀器廠)所用試劑均為分析純。干燥粉碎后的毛脈蓼塊根，在提取劑濃度、超聲時間、料液比、提取次數(shù)的平行實驗的基礎(chǔ)上，選取各個因素的三個水平，按照"(34)表排列進行正交實驗。表l因素水平<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2正交試驗設(shè)計表及結(jié)果<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由水平和均值K可知最佳實驗點為AsBsdDa,艮P:80%的乙醇，料液比為1:100，每次超聲提取時間為15min,提取3次。由極差R和離差S分析可知各個因素影響程度大小為A>D>B>C。由同一因素的效應(yīng)和a,+a2+a3為零，說明實驗點的安排是均勻科學的。在正交分析的基礎(chǔ)上，考察超聲提取2次和提取3次的得率，對工藝進行進一步優(yōu)化。稱取一定量的樣品，用80%的乙醇400ml超聲提取15min,過濾后對藥渣進行第2次提取，合并2次提取的溶液，回收溶劑，稱定所得浸裔量，對藥渣進行第3次提取，回收溶劑，稱定所得浸膏量。重復2次計算平均得浸膏量，實驗結(jié)果見表8。表3最佳工藝的確定及最佳工藝條件下毛脈麥黃色素的得率<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</table>由表3可知，第3次提取所得產(chǎn)物量很少(僅占總量的6%)，從經(jīng)濟的角度考慮，選擇提取2次較好。故超聲提取的最佳工藝條件為80%的乙醇，料液比為1:100，每次超聲提取時間為15min,提取2次。在此工藝條件下的毛脈蓼黃色素平均得率為35%。2冷浸、熱回流、索氏提取和超聲提取的比較2.1冷浸稱取0.1g樣品，用80n/n的乙醇30ml浸泡24h。取提取液lml，用60%的乙醇稀釋至10ml，測A435鵬值，重復3次。2.2熱回流稱取0.1g樣品，用80n/。的乙醇30ml，回流提取45min。取提取液lml，用60。/o的乙醇稀釋至10ml，測A435mn值，重復3次。2.3索氏提取稱取O.lg樣品，用80。/。的乙醇100ml索氏提取2h。取提取液lml,用60%的乙醇稀釋至3ml，測A43Snm值，重復3次。2.4超聲提取稱取O.lg樣品，用80n/。的乙醇10ml，超聲提取15min，提取3次，合并提取的溶液，取提取液lml，用60。/。的乙醇稀釋至10ml，測~35肺值，重復3次。_表4提取方法對比_<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</table>0<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>30.725表4表明在提取劑濃度和用量相同的條件下，超聲提取與冷浸、熱回流、索氏提取相比，具有提取時間短，提取效果好，操作方便等優(yōu)點。實施例2:毛脈蓼黃色素穩(wěn)定性試驗用重蒸水溶解毛脈蓼黃色素，過濾得到的水溶液供以下穩(wěn)定性實驗研究。1pH對毛脈蓼黃色素的影響取毛脈蓼黃色素水溶液7份，分別用氫氧化鉀溶液和鹽酸調(diào)pH為1、3、5、6、7、9、11，測定200700nm之間的吸收曲線以及A428nm值(毛脈蓼黃色素水溶液在可見光區(qū)的最大吸光度為428nm)。表5pH對毛脈蕖黃色素的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表5可知在酸性條件下，色素的吸收光譜未發(fā)生變化。在中性、堿性條件下，可見光區(qū)的最大吸收波長發(fā)生紅移，目視溶液顏色變紅，不能穩(wěn)定存在。2毛脈蓼黃色素的熱穩(wěn)定性取毛脈蓼黃色素水溶液5份，分別在2(TC、40'C、6(TC、80'C、86'C的水浴中加熱lh。測定20(K700nm之間的吸收曲線以及A42tam值。表6毛脈麥黃色素的熱穩(wěn)定性<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表6可知，色素水溶液在2(K86"C的范圍內(nèi)加熱lh,其吸收光譜未發(fā)生變化，目視溶液仍為黃色，無沉淀產(chǎn)生。同時隨著溫度的升高，在428nm處的吸光度值增大，說明有增色作用，毛脈蓼黃色素的熱穩(wěn)定性較好。3毛脈蓼黃色素的光穩(wěn)定性將索氏提取得到的乙醇溶液稀釋后在自然光下(無直接照射)放置1個月，定期測A428nm值。表7光對毛脈嬰黃色素的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表7可知在自然光下放置l個月，溶液的吸光度值幾乎沒有變化，說明色素的光穩(wěn)定性較好。4庶糖對毛脈蓼黃色素的影響取20ml毛脈蓼黃色素水溶液5份，分別加入0.2g、0.4g、lg、2g、3g蔗糖,震蕩使其完全溶解，測定2Q0700nm之間的吸收曲線以及A42加m值。表8蔗糖對毛脈蓼黃色素的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表8可知毛脈蓼黃色素在不同濃度的蔗糖溶液中吸收光譜未發(fā)生變化，說明蔗糖的添加對毛脈蓼黃色素幾乎無影響。5氯化鈉對毛脈蓼黃色素的影響取20ml毛脈蓼黃色素水溶液5份，分別加入(Ug、0.4g、lg、2g、3g氯化鈉，震蕩使其完全溶解，測定200700nm之間的吸收曲線以及A4加m值。表9氯化鈉對毛脈紫黃色素的影響<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表9可知毛脈蓼黃色素在不同濃度的氯化鈉溶液中吸收光譜未發(fā)生變化，說明氯化鈉的添加對毛脈蘿黃色素幾乎無影響。6檸橡酸對毛脈蓼黃色素的影響取20ml毛脈蓼黃色素水溶液5份，分別加入0,2g、0.4g、lg、2g、3g梓檬酸，震蕩使其完全溶解，測定200700nm之間的吸收曲線以及A428肺值。表10擰橡酸對毛脈蘿黃色素的影響檸棣酸濃度(％)0124.89.113A42g0.993o.訴o0.9670.9680.9430.964由表IO可知毛脈蓼黃色素在不同濃度的檸樣酸溶液中吸收光譜未發(fā)生變化，說明檸樣酸的添加對毛脈蓼黃色素幾乎無影響。7金屬離子對毛脈蘿黃色素的影響取20ml毛脈蓼黃色素水溶液5份，分別加入重蒸水、氯化鉀、硫酸鋁、硫酸鋅、氯化鈣的水溶液各5ml，搖勻。測定200~700nm之間的吸收曲線以及A428nm值。表ll金屬離子對毛脈蓼黃色素的影響金屬離子空白K+Al3+Zn2'Ca2+八42g0.7900.8000.7950.7900.809由表ll可知毛脈蓼黃色素在K+、Al3+、Zn2+、C^+溶液中吸收光譜幾乎未發(fā)生變化，說明K+、Al3+、Zn2+、Ca^對毛脈蘿黃色素幾乎無影響。8雙氧水對毛脈蓼黃色素的影響取10ml毛脈蓼色素水溶液7份，分別加入蒸餾水、濃度依次為1%、2%、5%、10°/。、20%、30%的雙氧水各10ml。靜置90min后測定200~700nm之間的吸收曲線以及A428mn值。表12雙氧水對毛脈蘿黃色素的影響雙氧水濃度(％)00.512.551015^4280.5250.5060.5000.5250.4930.5100.503由表12可知毛脈蓼黃色素在不同濃度的雙氧水溶液中放置90min,其吸收光譜幾乎未發(fā)生變化，表明毛脈蓼黃色素的抗氧化性較好。9亞硫酸鈉對毛脈寥黃色素的影響取40ml毛脈蓼色素水溶液5份，分別加入0.2g、0.4g、lg、2g、4g亞硫酸鈉，震蕩使其完全溶解，靜置90min后測定20(^700nm之間的吸收曲線。表13亞硫酸鈉對毛脈紫黃色素的影響亞硫酸鈉濃度(％〉00.51,02.44.89.1八428o鄰o0.7930.7930.8170.8400.817加入亞硫酸鈉后，溶液顏色立即變成紅色，可見光區(qū)最大吸收峰的位置發(fā)生紅移，說明亞硫酸鈉對毛脈蓼黃色素有破壞作用。穩(wěn)定性實驗結(jié)果表明，毛脈蓼黃色素在酸性條件下(PH<6)性質(zhì)穩(wěn)定，在中性、堿性條件下不能穩(wěn)定存在光穩(wěn)定性較好(在自然光下放置1個月不會發(fā)生性質(zhì)的變化);熱穩(wěn)定性較好(在2(K8(TC范圍內(nèi)加熱lh不會發(fā)生性質(zhì)的變化)，并且在--定的溫度范圍內(nèi)加熱能夠起到增色作用；常見的食品添加劑蔗糖、諷化鈉、檸檬酸對毛脈蓼黃色素的穩(wěn)定性幾乎無影響；同樣，常見的金屬離子鉀、鋁、鈣、鋅對毛脈蓼黃色素幾乎無影響；另外，毛脈蓼黃色素的抗氧化性較好(在系列濃度的雙氧水溶液中放置卯min不會發(fā)生性質(zhì)的變化)；還原劑亞硫酸鈉對毛脈蓼黃色素有破壞作用。實驗結(jié)果證實毛脈蓼黃色素是一種可廣泛用于食品、飲料、醫(yī)藥等行業(yè)的天然植物色素。實施例3:毛脈蓼黃色素的抗氧化功能試驗試劑與儀器還原性輔酶I(NADH)，酚嗪二甲基硫酸鹽(PMS),四氮唑藍(NBT),1，1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH)為Sigma產(chǎn)品，三氯乙酸(TCA)，硫酸亞鐵(FeS04),鐵氰化鉀[K3Fe(CN)d，磷酸二氫鈉(PBS)，三氯化鐵，VitaminE(VE)為國產(chǎn)分析純。UV-7504紫外可見分光光度計，上海分析儀器總廠。1對DPPH自由基的清除作用取2.5mLDPPH甲醇溶液(2xl04mol/L)加入到2.5mL—定濃度的樣品溶液中(甲醇配制)，混勻，室溫下靜置30min后測定其在517nm處吸光度，計算不同樣品對DPPH的清除率。實驗結(jié)果見Tablel4毛脈蓼的80%乙醇提取物能顯著地清除DPPH自由基，且呈量效關(guān)系，其清除DPPH自由基的能力隨濃度的增加而增大。表14毛脈蓼的80%乙醉提取物對DPPH自由基的清除作用SampleConcn/jigTnl/'A5"MeanInhibitionrate%80%乙醇提取物Control0.訴2，0.訴60鄰4一3.1250.940,0.9380.93910.訴<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>2還原力實驗取1.0ml不同濃度的樣品溶液(6.25~400jig/ml)加入2.5ml(0.2M,pH7.0)磷酸緩沖溶液和2，5ml鐵氰化鉀[K3Fe(CN)6](iy。)，混合溶液置于50。C的水浴30min,之后加入2.5ml的TCA(10%)終止反應(yīng)，離心(3000rpm)10min。取上清液2.5ml加入2.5ml的雙蒸水和0.5mlFeCl3(0.1%),在700nm處測吸光度值A(chǔ)，吸光度的增加值(AA)即表示還原能力。實驗結(jié)果見Tablel5，毛脈蓼的80%乙醇提取物具有較好的還原能力，且呈量效關(guān)系，其還原能力隨濃度的增加而增大。表13毛脈蘿的80%乙酵提取物的還原能力<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>權(quán)利要求1、一種毛脈蓼天然黃色素的提取方法，其特征在于取干燥毛脈蓼塊根，加熱，粉碎后，加入工業(yè)乙醇在常溫或加熱的狀態(tài)下，超聲提取，過濾，合并提取液，減壓回收乙醇溶液或轉(zhuǎn)溶于水噴霧干燥后即可得到毛脈蓼黃色素。2、如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于毛脈蓼塊根與工業(yè)乙醇的質(zhì)量比為1:30~100。3、如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在超聲提取過程中，超聲工作頻率為3050KHz，超聲電功率為200250W，超聲溫度為0卯'C，提取時間為0.5小時或0.5小時以上。全文摘要本發(fā)明涉及一種具有抗氧化活性的毛脈蓼天然黃色素的提取方法。首次以毛脈蓼塊根為原料進行的天然黃色素提取工藝包括原料的粉碎、干燥、以工業(yè)乙醇超聲提取，減壓回收溶劑干燥或轉(zhuǎn)溶于水噴霧干燥得到產(chǎn)品，此工藝條件下黃色素產(chǎn)品的得率為在30％以上。本發(fā)明以中草藥毛脈蓼為原料生產(chǎn)的天然黃色素的提取工藝科學合理，簡單易行，操作方便、安全、重復性好，可工業(yè)化生產(chǎn)。所得產(chǎn)品性能穩(wěn)定，安全可靠，除可用于食品、飲料等供人們食用外，還具有抗氧化的保健功能，因此本發(fā)明為食品工業(yè)發(fā)展開辟了一種新的天然黃色素資源。文檔編號C09B61/00GK101195712SQ20061010530公開日2008年6月11日申請日期2006年12月9日優(yōu)先權(quán)日2006年12月9日發(fā)明者師彥平,戚歡陽申請人:中國科學院蘭州化學物理研究所