專利名稱：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
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從植物中提取分離天然色素的方法，具體涉及應(yīng)用膜分離集成技
術(shù)從紅心蘿卜中生產(chǎn)天然脫味蘿卜紅色素的方法。
背景技術(shù)：
色素與人們的日常生活密切相關(guān)，已被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品及保健品等行業(yè)，尤其是在食品工業(yè)中，酒類、飲料、糖果、糕點(diǎn)、肉類、乳類食品的色澤是食品感官質(zhì)量的一個(gè)重要因素。近代化學(xué)的發(fā)展，使化學(xué)合成色素在一定時(shí)期內(nèi)主宰了色素市場(chǎng)，但隨著毒理學(xué)和分析化學(xué)研究工作的深入，人們逐漸認(rèn)識(shí)到許多合成色素對(duì)人體有著較為嚴(yán)重的毒性和致畸、致癌性，為此各國(guó)都制定了限制合成色素應(yīng)用的法規(guī)和條例，并且隨著人們對(duì)健康、安全的追求，不少國(guó)家進(jìn)一步限制了合成色素的使用，挪威等國(guó)甚至完全禁止使用合成色素。 我國(guó)的色素產(chǎn)業(yè)也隨著科技水平的日益進(jìn)步而不斷發(fā)展壯大，近年來(lái)，國(guó)家根據(jù)食品、日化、醫(yī)藥保健等行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展需求對(duì)色素添加劑提出了 "天然、營(yíng)養(yǎng)、多功能"的發(fā)展方針。人們將關(guān)注的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了天然色素，特別是不少天然色素長(zhǎng)期以來(lái)是人們的飲食成分，且有的還具有一定的營(yíng)養(yǎng)或藥理活性，因而更加增加了人們的興趣，近年來(lái)利用無(wú)毒無(wú)害的天然物質(zhì)提取食用、藥用、化妝品和保健品色素，已成為色素領(lǐng)域新的發(fā)展潮流和研究方向。 紅心蘿卜Rapha皿s sativus var. Chinese red meat為十字花禾斗Cruciferae蘿卜屬R即ha皿s L植物的1個(gè)變種，為中國(guó)原產(chǎn)種，在我國(guó)大部分地區(qū)均有栽培，以四川、湖北等地為多。紅心蘿卜適應(yīng)性強(qiáng)、分布廣、產(chǎn)量高，農(nóng)家雖與普通蘿卜一樣栽種、食用，但它除皮層以外皆為紫紅，所以又被稱為胭脂蘿卜。紅心蘿卜富含蘿卜紅色素，該色素安全無(wú)毒、色澤鮮艷、原料來(lái)源充足、生產(chǎn)成本低，而且具有一定營(yíng)養(yǎng)和藥理活性，是國(guó)家添加劑標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)批準(zhǔn)使用的天然色素之一，在食品、化妝品、酒精飲料及醫(yī)藥等領(lǐng)域具有極大的市場(chǎng)應(yīng)用潛力。 由于紅心蘿卜中含有蘿卜硫苷(蘿卜硫苷為硫代葡萄糖苷，系葡萄糖與1-甲基硫氧、5-異硫氰酸基戊烯-l的硫酸鹽形成的硫苷)，該物質(zhì)本身無(wú)味，但當(dāng)紅心蘿卜的細(xì)胞發(fā)生破壞時(shí)，蘿卜硫苷在有酶和無(wú)酶(如加溫、加壓)的條件下都會(huì)發(fā)生降解反應(yīng)，生成小分子的含硫化合物，如硫氰酸酯、異硫氰酸酯、二氧化硫、硫化氫等臭味物質(zhì)(其降解途徑見(jiàn)蘿卜硫苷降解途徑)，從而使蘿卜紅色素產(chǎn)生特異臭味，不易除去，影響了產(chǎn)品質(zhì)量，限制了該色素的使用范圍，因此如何在制備蘿卜紅色素的生產(chǎn)過(guò)程中成功地實(shí)現(xiàn)蘿卜紅色素與臭味物質(zhì)的有效分離，是蘿卜紅色素產(chǎn)業(yè)能否做大做強(qiáng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
<formula>formula see original document page 5</formula>酶解或非酶解<formula>formula see original document page 5</formula>
蘿卜硫苷降解途徑 目前制備蘿卜紅色素的常規(guī)方法是以紅心蘿卜為原料，經(jīng)清洗、切片(絲)、壓榨等技術(shù)路線，得壓榨液，壓榨液再經(jīng)濃縮、干燥等工藝流程，得粉末狀蘿卜紅色素產(chǎn)品。這種方法所得的蘿卜紅色素雜質(zhì)多，色價(jià)低，易吸潮結(jié)塊，并且?guī)в袕?qiáng)烈的蘿卜特征異味。為去除或降低蘿卜異味，使蘿卜紅色素與異味物質(zhì)達(dá)至有效分離，已經(jīng)提出的方法有樹(shù)脂層析、滲透精制、水蒸汽蒸餾或加入萃取劑、酶制劑、調(diào)節(jié)劑、抗氧劑等。中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)為CN1226586A的"脫味蘿卜紅色素及其制取方法"、公開(kāi)號(hào)為CN1814671A的"蘿卜紅色素及蘿卜異硫氰酸酯的制備方法"、授權(quán)公告號(hào)CN1069671C的"一種利用紅心蘿卜提取天然食用蘿卜紅色素的方法"，均以紅心蘿卜為原料，經(jīng)清洗、切片(絲)、浸提，用絮凝劑、酶制劑、萃取劑或抗氧劑等處理，并且還經(jīng)過(guò)超濾或樹(shù)脂柱層析吸附和分離，最后濃縮干燥成粉末狀成品。這些方法均從一定程度上降低了蘿卜紅色素異味，提高了目標(biāo)產(chǎn)物的純度，但它們均為間歇式生產(chǎn)，工藝繁瑣，溶劑消耗量大，能耗高，并且使用了烷基磷酸、三烷基膦辛酯、乙醇等有機(jī)溶劑，存在一定安全隱患，同時(shí)也容易造成目標(biāo)物質(zhì)的污染。 膜分離技術(shù)是指以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，依靠膜的選擇性透過(guò)作用進(jìn)行物質(zhì)的分離、純化與濃縮，是根據(jù)濾膜截留物質(zhì)分子量大小的差異，使物質(zhì)透過(guò)或截留，從而達(dá)到物質(zhì)分離的目的，它被視為21世紀(jì)最具發(fā)展前途的高新技術(shù)之一。
紅心蘿卜所含色素成分為花色苷類，是含有多種糖苷配基的天竺葵色素，文獻(xiàn)報(bào)道[凌關(guān)庭.可供開(kāi)發(fā)食品添加劑(VII)脫臭紅蘿卜色素及其抗氧化作用.糧食與油脂，2003， 4 :48-50]經(jīng)HPLC檢測(cè)蘿卜紅色素的色素峰主要有8種，其基本結(jié)構(gòu)為天竺葵色素_3-槐二糖-5-葡萄糖，并可結(jié)合?；陌⑽核?、咖啡酸、對(duì)羥基苯丙酸、丙二酸等有機(jī)酸，結(jié)構(gòu)式具體見(jiàn)蘿卜紅色素結(jié)構(gòu)式。根據(jù)MS分析，得出?；邪⑽核岬奶}卜紅色素分子量為933. 6，?；袑?duì)羥基苯甲酸的蘿卜紅色素分子量為903. 6，?；袑?duì)羥基苯甲酸和丙二酸的蘿卜紅色素分子量為989. 6，?；邪⑽核岷捅岬奶}卜紅色素分子量為1019.6。
<formula>formula see original document page 6</formula>阿魏?；?咖啡?；鶎?duì)羥基苯甲?；?丙二酸 蘿卜紅色素結(jié)構(gòu)式 紅心蘿卜中的水溶性成分主要有蛋白質(zhì)、多糖、有機(jī)酸、維生素、無(wú)機(jī)鹽、蘿卜紅色素、蘿卜硫苷等，其中蛋白質(zhì)、多糖為大分子物質(zhì)，Mw> 5000 ;有機(jī)酸、維生素、無(wú)機(jī)鹽及蘿卜硫苷均為小分子物質(zhì)，Mw < 500 ;蘿卜紅色素類化合物Mw約為900 1100。根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以看出，紅心蘿卜中的主要的雜質(zhì)成分可分為大分子物質(zhì)(Mw> 5000)和小分子物質(zhì)(Mw< 500)兩大類，而目標(biāo)成分一蘿卜紅色素的Mw在900 1100之間，目標(biāo)成分和主要雜質(zhì)成分的分子量界限差異明顯，表明紅心蘿卜中的蘿卜紅色素類成分非常適合于膜分離技術(shù)的提取富集。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種采用膜分離集成技術(shù)從紅心蘿卜中提取富集蘿卜紅色素的方法，以便充分利用紅心蘿卜資源，生產(chǎn)食品用、藥用、日化工業(yè)用及保健品用的天然著色劑。利用該方法制備的蘿卜紅色素純度較高，并且還又能脫去蘿卜中含硫化合物帶來(lái)的異味。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的最大特點(diǎn)是可以通過(guò)有目的地選擇一定截留分子量大小的納濾膜分離系統(tǒng)，該膜分離系統(tǒng)既能截留住蘿卜紅色素，又能使較小分子量的蘿卜硫苷及蘿卜硫苷經(jīng)酶解和/或非酶解反應(yīng)產(chǎn)生的小分子含硫化合物透過(guò)，從而可以成功地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)成分與產(chǎn)生蘿卜異味物質(zhì)的有效分離。 本發(fā)明提出的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，采用的技術(shù)方案是以紅心蘿卜為原料，經(jīng)溶劑提取一微濾除雜一超濾、納濾純化等生產(chǎn)過(guò)程得到高純度的脫味蘿卜紅色素，其具體步驟如下 1、取新鮮的紅心蘿卜，去除蘿卜表面泥土，剔除病蟲(chóng)害質(zhì)變部分，用水清洗干凈，以機(jī)械或人工方法粉碎或切成薄片、細(xì)絲、小塊，加入溶媒提取，過(guò)濾，收集濾液；
2、將步驟1所得的濾液合并，離心、靜置或加入絮凝劑，去除不溶物，上清液通過(guò)微濾膜分離系統(tǒng)除雜，除去亞微粒、微粒、絮狀沉淀和大部分的微生物； 3、將步驟2所得透過(guò)液通過(guò)超濾膜分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，截留料液中的蛋白質(zhì)、多糖等大分子雜質(zhì)； 4、將步驟3所得透過(guò)液通過(guò)納濾膜分離系統(tǒng)純化，膜截留部分為蘿卜紅色素富集物，透過(guò)液為無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸、蘿卜硫苷、蘿卜苷經(jīng)酶解和/或非酶解反應(yīng)產(chǎn)生的小分子含硫化合物等雜質(zhì)； 5、將步驟4所得蘿卜紅色素富集物干燥，即得蘿卜紅色素精制物。 本發(fā)明制備方法步驟1所述的紅心蘿卜R即ha墜sativus var. Chinese red
meat為蘿卜屬的一個(gè)變種，包括分布于不同產(chǎn)地的植物，優(yōu)選成熟適度、肉質(zhì)新鮮肥大、色
價(jià)高的紅心蘿卜作為原料； 本發(fā)明制備方法步驟1所述的溶媒為水、酸性水溶液、水-低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇等碳原子數(shù)為1 5)體系，或水-低碳酮(丙酮、甲乙酮、二乙酮等碳原子數(shù)為3 6)體系，優(yōu)選酸性水溶液作為提取溶媒； 本發(fā)明制備方法步驟1所述的酸性水溶液，是以鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸等無(wú)機(jī)酸，或蘋(píng)果酸、醋酸、檸檬酸等有機(jī)酸來(lái)調(diào)節(jié)pH，對(duì)加入的無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸的量沒(méi)有特別限制，只要pH在上述范圍內(nèi)即可，優(yōu)選pH = 1 4的酸性水溶液； 本發(fā)明制備方法步驟1所述提取溶媒的用量為料材量的1 16倍(重量比)，提取次數(shù)為1 5次，優(yōu)選提取3次，所用溶媒的的用量分別為料材量的5倍、3倍、3倍；
本發(fā)明制備方法步驟1所述的提取方法為煎煮、回流提取、滲漉提取、浸漬提取或超聲提取，工業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)選浸漬提取和超聲提?。?本發(fā)明制備方法步驟2所述的離心(500 20000轉(zhuǎn)/分離心0. 1 2小時(shí)，優(yōu)選15000轉(zhuǎn)/分離心0. 5小時(shí))、靜置(室溫或低溫放置1 24小時(shí)，優(yōu)選低溫放置12小時(shí))或加入絮凝劑操作均是為了除去不溶物； 本發(fā)明制備方法步驟2所述的絮凝劑為甲殼素、殼聚糖、海藻酸鈉等天然無(wú)毒絮凝劑中的一種或幾種； 本發(fā)明制備方法步驟2所述的微濾膜分離系統(tǒng)為過(guò)濾孔徑O. 1 lym，膜材質(zhì)為無(wú)機(jī)陶瓷或有機(jī)復(fù)合膜，操作壓力0. 01 0. 5MPa，料液溫度20 80°C ，優(yōu)選濾膜孔徑為0. 1 0. 5 ii m的無(wú)機(jī)陶瓷膜，操作壓力0. 1 0. 5MPa，料液溫度30 50°C ;
本發(fā)明制備方法步驟3所述的超濾膜分離系統(tǒng)為過(guò)濾孔徑0. 01 0. 2 i！ m，膜材質(zhì)為無(wú)機(jī)陶瓷或有機(jī)復(fù)合膜，操作壓力0. 2 2MPa，料液溫度20 8(TC，優(yōu)選截留分子量大于5000的超濾膜，操作壓力1 2MPa，料液溫度30 50°C ; 本發(fā)明制備方法步驟4所述的納濾膜分離系統(tǒng)為過(guò)濾孔徑1 10nm，膜材質(zhì)為無(wú)機(jī)陶瓷或有機(jī)復(fù)合膜，操作壓力2 4MPa，料液溫度20 80°C ，優(yōu)選截留分子量為800 1100的納濾膜，操作壓力3MPa，藥液溫度30 50°C ; 步驟5所述的干燥方法為噴霧干燥、冷凍干燥、微波真空低溫干燥或抽真空減壓干燥，優(yōu)選微波真空低溫干燥。 應(yīng)用本發(fā)明方法制備紅心蘿卜中蘿卜紅色素具有以下優(yōu)越性 1、本發(fā)明的生產(chǎn)過(guò)程主要采用膜分離集成技術(shù)完成，提高了目標(biāo)成分蘿卜紅色素
的保留率，去除了大部分無(wú)效成分，尤其是有效降低了由含硫化合物所致的產(chǎn)品異味； 2、本發(fā)明的微濾膜分離系統(tǒng)替代了柱層析工藝，節(jié)約了大量的乙醇，降低了因使
用乙醇所導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)成本的增高，同時(shí)還能減少乙醇回收所需的能耗，縮短了
生產(chǎn)周期； 3、本發(fā)明的納濾膜分離系統(tǒng)在截留目標(biāo)物質(zhì)的同時(shí)，也是一個(gè)低溫?zé)o相變的濃縮過(guò)程，減少了濃縮干燥時(shí)間，降低了能耗； 4、本發(fā)明的納濾膜分離系統(tǒng)能有效地使蘿卜中產(chǎn)生異味的蘿卜硫苷及蘿卜硫苷經(jīng)酶解和/或非酶解反應(yīng)產(chǎn)生的小分子含硫化合物透過(guò)納濾膜，而截留住目標(biāo)物質(zhì)，從而成功實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)成分與產(chǎn)生蘿卜異味成分的分離； 5、本發(fā)明對(duì)分離的目標(biāo)成分具有較高的選擇性，可根據(jù)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品的要求，改變?yōu)V膜的規(guī)格和操作條件，從而可方便地控制目標(biāo)物質(zhì)純度。 6、本發(fā)明對(duì)所得蘿卜紅色素富集物的干燥方式優(yōu)選微波真空低溫干燥，該技術(shù)是在對(duì)干燥過(guò)程中物質(zhì)的物理變化、內(nèi)外熱質(zhì)交換以及真空條件下水分遷移過(guò)程的深入研究基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，屬于微波加熱范疇。微波與物料直接發(fā)生作用，使其里外同時(shí)被加熱，無(wú)須通過(guò)對(duì)流或傳導(dǎo)來(lái)傳遞熱量，具有加熱速度快、干燥效率高、干燥質(zhì)量好、不破壞熱敏物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)由于微波輻射還可以殺滅細(xì)菌繁殖體、真菌、病毒和細(xì)菌芽胞病原物等，因此起到了干燥和滅菌的雙重作用。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不以此限制本發(fā)明。
實(shí)施例1 1、取除去雜質(zhì)、已用清水洗凈的新鮮紅心蘿卜，切成細(xì)絲塊，作為加工原料；
2、以用鹽酸調(diào)pH = 3的酸性水溶液作為提取溶媒，將加工原料放入5倍重量提取溶媒中，室溫下浸提3小時(shí)，壓榨過(guò)濾，濾渣再用先加入3倍重量提取溶媒浸提2次，每次2小時(shí)，壓榨過(guò)濾； 3、合并上述提取液，置入離心機(jī)中，在5000轉(zhuǎn)/分下離心處理15分鐘，收集上清液； 4、將步驟3所得的上清液通過(guò)孔徑0. 25 ii m的微濾氧化鋁陶瓷膜過(guò)濾，操作壓力0. 3MPa、溫度25°C，除去亞微粒、微粒、絮狀沉淀和大部分的微生物； 5、將步驟4所得的透過(guò)液通過(guò)截留分子量5000的超濾氧化鋁陶瓷膜過(guò)濾，操作壓力2. OMPa、室溫，去除大分子雜質(zhì)； 6、將步驟5所得的透過(guò)液通過(guò)濾孔徑截留分子量為800的納濾聚砜類有機(jī)復(fù)合膜處理，操作壓力3MPa、室溫，所得膜截留部分即為蘿卜紅色素提純富集物，納濾膜透過(guò)部分為產(chǎn)生蘿卜異味的蘿卜硫苷及蘿卜硫苷經(jīng)酶解和/或非酶解反應(yīng)產(chǎn)生的小分子含硫化合物等雜質(zhì)； 7、將步驟6所得截留物噴霧干燥至含水量低于5%。
實(shí)施例2 1、取除去雜質(zhì)、已用清水洗凈的新鮮紅心蘿卜，切成細(xì)絲塊，作為加工原料；
2、以濃度為30%的乙醇水溶液作為提取溶媒，將加工原料放入3倍重量提取溶媒中，在超聲頻率為20KHz下超聲提取30分鐘，傾出上清液作為提取液，然后用2倍重量溶媒再重復(fù)超聲提取20分鐘； 3、將步驟2所得的超聲提取液合并，置離心機(jī)中3000轉(zhuǎn)/分，離心處理20分鐘，收集上清液； 4、取步驟3所得的上清液通過(guò)孔徑0. 3 ii m的微濾氧化鋁陶瓷膜過(guò)濾，操作壓力0. 2MPa，溫度30°C ; 5、取步驟4所得透過(guò)液，通過(guò)截留分子量10000的超濾氧化鋁陶瓷膜過(guò)濾，操作壓力1. 2MPa，溫度3(TC，去除大分子雜質(zhì)； 6、將步驟5所得透過(guò)液通過(guò)濾孔徑截留分子量為500的納濾聚砜類有機(jī)復(fù)合膜，操作壓力5MPa，溫度3(TC，所得膜截留部分即為蘿卜紅色素提純富集物，納濾膜透過(guò)部分為產(chǎn)生蘿卜異味的蘿卜硫苷及蘿卜硫苷經(jīng)酶解和/或非酶解反應(yīng)產(chǎn)生的小分子含硫化合物等雜質(zhì)； 7、將步驟6所得截留物在壓力0. 04Mpa下，用頻率350MHz微波真空低溫干燥至水
分含量低于6%。 實(shí)施例3 : 1、取除去雜質(zhì)、已用清水洗凈的新鮮紅心蘿卜，粉碎機(jī)將其打成漿狀，作為加工原料； 2、以用硫酸調(diào)pH = 2的酸性水溶液作為提取溶媒，將加工原料放入3倍重量提取溶媒中，在超聲頻率為120KHz下超聲提取15分鐘，用150iim篩過(guò)濾，取透過(guò)液得濾液，重復(fù)上述步驟3次，每次加入2倍重量提取溶媒；
3、將步驟2所得濾液靜置過(guò)夜，除去不溶物，得上清液； 4、將步驟3所得上清液用孔徑0. 6 ii m的微濾膜，操作壓力0. 3MPa，溫度5(TC下過(guò)濾，得微濾膜透過(guò)液； 5、將步驟4所得透過(guò)液通過(guò)截留分子量6000的超濾膜，操作壓力為2MPa，溶液溫度為5(TC下過(guò)濾，去除大分子雜質(zhì)； 6、將上述步驟5所得透過(guò)液通過(guò)截留分子量600的納濾膜，操作壓力3. 5MPa，溶液溫度5(TC過(guò)濾，所得膜截留部分即為蘿卜紅色素提純富集物，納濾膜透過(guò)部分為產(chǎn)生蘿卜異味的蘿卜硫苷及蘿卜硫苷經(jīng)酶解和/或非酶解反應(yīng)產(chǎn)生的小分子含硫化合物等雜質(zhì)；
7、步驟6所得截留物在室溫下，通過(guò)頻率450MHz微波干燥至水分含量低于3% 。
實(shí)施例4 : 1、取除去雜質(zhì)、已用清水洗凈的新鮮紅心蘿卜，粉碎機(jī)將其打成漿狀，作為加工原料； 2、以用硝酸調(diào)pH = 2. 5的酸性水溶液作為提取溶媒，并以紅心蘿卜加工原料6倍重量取溶媒在頻率lOOKHz超聲波條件下處理20分鐘，用lmm篩過(guò)濾，收集透過(guò)液；重復(fù)上述步驟4次，每次按加工原料3倍重量加入溶媒； 3、將步驟2所得濾液合并，加入相當(dāng)于濾液重量0.05倍的甲殼素，攪拌均勻，靜置2小時(shí)，得上清液； 4、將步驟3所得上清液用孔徑1 P m的微濾膜，操作壓力0. lMPa，溫度25。C下過(guò)濾； 5、將步驟4所得透過(guò)液通過(guò)截留分子量為8000的超濾膜，操作壓力為lMPa，溶液溫度為45。C下過(guò)濾； 6、將上述步驟5所得透過(guò)液通過(guò)截留分子量為500的納濾膜，在操作壓力4MPa，溶
液溫度45t:下過(guò)濾，得截留物； 7、步驟6所得截留物抽真空減壓干燥至水份低于5%。
實(shí)施例5 : 1、取除去雜質(zhì)、已用清水洗凈的新鮮紅心蘿卜，切成薄片，作為加工原料； 2、以用鹽酸調(diào)pH = 4. 5的酸水溶液為提取溶媒，室溫下加工原料8倍重量水浸提
5小時(shí)，減壓過(guò)濾，濾渣再加入4倍重量提取溶媒浸提3小時(shí)，減壓過(guò)濾； 3、將步驟2所得濾液合并，加入相當(dāng)于濾液重量0. 2倍的海藻酸鈉，攪拌均勻，靜
置3小時(shí)，得上清液； 4、將步驟3所得透過(guò)液通過(guò)為孔徑0. 2 ii m的微濾氧化銻陶瓷膜過(guò)濾，操作壓力0. 3MPa ; 5、將步驟4所得的透過(guò)液通過(guò)截留分子量4000的超濾氧化銻陶瓷膜過(guò)濾，操作壓力1.5Mpa，溶液溫度35°C ; 6、將步驟5所得的透過(guò)液通過(guò)濾孔徑截留分子量為700的納濾聚砜類有機(jī)復(fù)合膜
處理，操作壓力3. OMPa，溶液溫度35t:，得截留物； 7、將步驟6所得截留物低溫真空干燥至含水量低于6% 。 實(shí)施例6 : 1、取除去雜質(zhì)、已用清水洗凈的新鮮紅心蘿卜，切成細(xì)絲塊，作為加工原料；
2、以步驟1所述紅心蘿卜10倍重量的水作為溶媒，在溫度IO(TC下煎煮提取1小時(shí)，用840 ii m孔徑篩過(guò)濾，收集濾液，對(duì)濾渣再加入6倍重量的水再煎煮30分鐘，用840 y m孔徑篩過(guò)濾并收集濾液； 3、將步驟2所得濾液合，置離心機(jī)中8000轉(zhuǎn)/分，離心處理10分鐘，收集上清液；
4、將步驟3所得上清液用微濾膜分離系統(tǒng)分離取透過(guò)液，所述的微濾膜分離系統(tǒng)為孔徑0. 15 ii m的微濾膜，操作壓力0. 4MPa，溫度50°C ; 5、將步驟4所得透過(guò)液通過(guò)超濾膜分離系統(tǒng)分離取透過(guò)液，所述的超濾膜分離系統(tǒng)為截留分子量為8000的超濾膜，操作壓力1. 2MPa，溶液溫度50°C ; 6、將述步驟5所得透過(guò)液通過(guò)納濾膜分離系統(tǒng)進(jìn)行納濾純化過(guò)程取截留物，所述的納濾膜分離系統(tǒng)為截留分子量為850的納濾膜，操作壓力為2. 5MPa，溶液溫度50°C ;
7、步驟6所得截留物0. 08Mpa壓力下通過(guò)500MHz頻率微波脫水干燥至水份小于4%。
權(quán)利要求
一種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，包含下列步驟(1)取新鮮的紅心蘿卜，去除蘿卜表面泥土，剔除病蟲(chóng)害質(zhì)變部分，用水清洗干凈，以機(jī)械或人工方法粉碎或切成薄片、細(xì)絲、小塊，加入溶媒提取，過(guò)濾，收集濾液；(2)將步驟1所得的濾液合并，離心、靜置或加入絮凝劑，去除不溶物，上清液通過(guò)微濾膜分離系統(tǒng)除雜，除去亞微粒、微粒、絮狀沉淀和大部分的微生物；(3)將步驟2所得透過(guò)液通過(guò)超濾膜分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，截留料液中的多糖、蛋白質(zhì)等大分子雜質(zhì)；(4)將步驟3所得透過(guò)液通過(guò)納濾膜分離系統(tǒng)純化，膜截留部分為蘿卜紅色素富集物，透過(guò)液為無(wú)機(jī)鹽、有機(jī)酸、蘿卜硫苷、蘿卜苷經(jīng)酶解和/或非酶解反應(yīng)產(chǎn)生的小分子含硫化合物等雜質(zhì)；(5)將步驟4所得蘿卜紅色素富集物干燥，即得脫味蘿卜紅色素精制物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于，步驟l所述的紅心蘿卜Rapha皿s sativus var. Chinese red meat為蘿卜屬的一個(gè)變種，包括分布于不同產(chǎn)地的植物，所述的提取溶媒為水、酸性水溶液、水-低碳醇(甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇等碳原子數(shù)為1 5)體系，或水-低碳酮(丙酮、甲乙酮、二乙酮等碳原子數(shù)為3 6)體系；
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的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，其特征在于所述的酸性水溶液，是以鹽酸、硝酸、硫酸、磷酸等無(wú)機(jī)酸，或蘋(píng)果酸、醋酸、檸檬酸等有機(jī)酸來(lái)調(diào)節(jié)PH，對(duì)加入的無(wú)機(jī)酸或有機(jī)酸的量無(wú)特別限制，只要pH在上述范圍內(nèi)即可；
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于，步驟1所述的提取溶媒用量為料材量的1 16倍(重量比)，提取次數(shù)為1 5次；
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于，步驟1所述的提取方法為煎煮、回流提取、滲漉提取、浸漬提取或超聲提取，工業(yè)化生產(chǎn)優(yōu)選浸漬提取和超聲提??；
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于，步驟2所述的離心為500 20000轉(zhuǎn)/分，離心0. 1 2小時(shí)，靜置為室溫或低溫放置1 24小時(shí)，所述的絮凝劑為甲殼素、殼聚糖、海藻酸鈉等天然無(wú)毒絮凝劑中的一種或幾種；
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于，步驟2所述的微濾膜分離系統(tǒng)為過(guò)濾孔徑O. 1 lym，膜材質(zhì)為無(wú)機(jī)陶瓷或有機(jī)復(fù)合膜，操作壓力0. 01 0. 5MPa，料液溫度20 80°C ;
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于，步驟3所述的超濾膜分離系統(tǒng)為過(guò)濾孔徑0. 01 0. 2 ii m，膜材質(zhì)為無(wú)機(jī)陶瓷或有機(jī)復(fù)合膜，操作壓力0. 2 2MPa，料液溫度20 80°C ;
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于，步驟4所述的納濾膜分離系統(tǒng)為過(guò)濾孔徑1 10nm，膜材質(zhì)為無(wú)機(jī)陶瓷或有機(jī)復(fù)合膜，操作壓力2 4MPa，料液溫度20 80°C ;
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的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，其特征在于，步驟5所述的干燥方法為噴霧干燥、冷凍干燥、微波真空低溫干燥或抽真空減壓
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從植物中提取分離天然色素的方法，具體涉及應(yīng)用膜分離集成技術(shù)從紅心蘿卜中生產(chǎn)天然脫味蘿卜紅色素的方法。該方法是以紅心蘿卜為原料，經(jīng)過(guò)溶劑提取，微濾膜系統(tǒng)除去微粒、亞微粒、絮狀沉淀和大部分的微生物，超濾膜系統(tǒng)截留多糖、蛋白質(zhì)等大分子雜質(zhì)，納濾膜系統(tǒng)截留蘿卜紅色素的同時(shí)又使較小分子量的蘿卜硫苷及蘿卜硫苷經(jīng)酶解和/或非酶解反應(yīng)產(chǎn)生的小分子含硫化合物透過(guò)。本發(fā)明方法生產(chǎn)成本低，高效，節(jié)能環(huán)保，無(wú)二次污染，適于規(guī)?；⒆詣?dòng)化生產(chǎn)。利用此技術(shù)制備的蘿卜紅色素純度高，并且還能脫去蘿卜中含硫化合物帶來(lái)的異味。
文檔編號(hào)C09B61/00GK101775233SQ20091017364
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者楊建華, 熱娜·卡斯木, 胡君萍 申請(qǐng)人:新疆醫(yī)科大學(xué)