专利名称：一种水溶性的植物黑色素的制造方法
技术领域：
本发明涉及黑色素及其制造方法，具体而言就是指利用乌饭树叶为原料，通过生物酶促反应获得一种高水溶性的植物黑色素的制造方法。
背景技术：
黑色素是广泛存在于生物界中通过吸收紫外线和电离辐射来保护组织的一道天然屏障。有关天然黑色素的研究已逾半个世纪，尽管研究得并不是完全透彻，但基本的合成途径及理化性质已有了较为明确的结论动物和微生物来源的黑色素主要是酪氨酸等经过酪氨酸酶的催化氧化，经多巴、多巴醌、吲哚醌等途径最终合成黑色素；植物黑色素则是儿茶酚等含有邻位酚羟基的多酚经多酚氧化酶氧化成醌及其聚合体而形成。有关其功能因子的研究也没有停下脚步，陆续发现它不仅是一类光保护剂、抗辐射剂、螯合剂、生物抗氧 化剂(Hung Y-C, Sava VM, Makan SY, et al. Antixidant activity of melanins derivedfrom tea !comparison between different oxidative states[J]. Food Chemistry,2002,78 :223-240.),近来还发现其具有抑制艾滋病毒复制的功能(Montefiori DC, ZhouJ. Selection antiuinal activity of synthetic L—tyronsine and L-Dopa malaninsagainst human immunodeficiency virus in vitro[J]. Antiviral Res. , 1991,1 :11-20)。因此，黑色素在医药、化妆品、食品等方面都有着广泛的应用前景以往的植物黑色素的制备方法大致分为两种，其一，如专利CN101012340 A和CN101643589 A介绍的,将含有黑色素的植物组织用0. 5-1. OM碱液(氢氧化钠或氢氧化钾)浸泡提取，然后用酸水解杂质得到黑色素固体；其二，是以植物中的酚类为底物进行酶促合成黑色素的，如CN 1651574 A和CN 101205547A介绍以没食子酸等酚类为底物，以马铃薯、蘑菇等中提取得到的多酚氧化酶系为催化剂合成黑色素的方法。另外，在US 6576268 B2中介绍天然植物黑色素为儿茶酚类等含有邻位酚羟基的酚类物质通过酶促反应生成，其常与蛋白质、多糖、脂类、其他的色素或者以上多种的混合牢固的结合在一起，形成非均质性的三维聚合物，不溶于水和一般溶剂，难以分离和提纯。但上述专利文献中所获得的黑色素均为非水溶性的，用这种黑色素制造的染发剂无法有效附着于头发组织上，制造的膳食补充剂或者医药产品在体内无法吸收代谢，制造的护肤品只能附着于皮肤表面而无法吸收，因而没有真正的商业价值，因此制备水溶性的植物黑色素成为天然黑色素产业化中的一个必须要解决的课题。鉴于如上问题，本发明提供了一种以植物为原料制备高水溶性的天然植物黑色素的方法，具体而言，就是以乌饭树叶为原料，以酶为催化剂，并以大孔吸附树脂为纯化手段，来获得高水溶性的天然植物黑色素。一般方法制得的天然植物黑色素都为非水溶性的，其根本原因在于植物组织中存在的黑色素是一种复杂的三维聚合物，其与蛋白质、脂类、其他的色素或者以上多种的混合牢固的结合在一起，不可能拥有水溶性，而通常的碱液提取法，只是破坏黑色素一部分的三维结构，也无法将黑色素恢复水溶性。因此，参与本发明的人员，为解决上述课题，在潜心研究黑色素的生成过程中，意识到只要在黑色素的生成过程中，尽量避免大分子蛋白质、脂类的存在，就能获得高水溶性的植物黑色素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以乌饭树叶为原料制造水溶性植物黑色素的方法，所述方法包括下列步骤(I)制备黑色素前体取适量新鲜或干燥的乌饭 树叶，捣碎，转移至反应釜中，力口入一定体积的含水有机溶剂，在一定温度下提取，滤除残渣，所得滤液减压、脱除其中所含有的有机溶剂后，补充去离子水至最初滤液的体积，然后经超滤膜过滤除去高分子物质，得到黑色素前体的水溶液；(2)催化氧化将所述黑色素前体的水溶液按GB8313-87测得黑色素前体溶液中总酚质量投入多酚氧化酶，在35 42°C的条件下进行保温反应，并持续通入空气，反应完毕后，反应液经超滤膜过滤，得到黑色素粗品溶液；(3)纯化将所述黑色素粗品溶液经大孔树脂吸附，用去离子水洗去不吸附的杂质，直至流出液变澄清为止，然后用一定浓度的有机溶剂解析出黑色素溶液；和(4)干燥将所述黑色素溶液在< 60°C的温度下减压回收有机溶剂，再经喷雾干燥得到无定形的植物黑色素粉末。优选地，在步骤(I)中，每公斤新鲜乌饭树叶添加含水有机溶剂I 5L ;每公斤干燥乌饭树叶添加含水有机溶剂3 10L。优选地，在步骤(I)中，每公斤新鲜乌饭树叶添加含水有机溶剂2 3L ;每公斤干燥乌饭树叶添加含水有机溶剂5 6L。优选地，所述有机溶剂为极性有机溶剂，所述极性有机溶剂为乙醇或丙酮。优选地，所述含水有机溶剂为含有低于80% (v/v)有机溶剂的水溶液。优选地，所述含水有机溶剂为含有50 60% (v/v)有机溶剂的水溶液。优选地，在步骤(I)中，所述温度为25°C 60°C。优选地，在步骤(I)中，所述温度为40 50°C。优选地，在步骤(I)中，所述超滤膜为能截留分子量在100000以上的聚砜膜。优选地，在步骤(2)中，多酚氧化酶的投入量为黑色素前体溶液中总酚质量的10 IOOwt. %。优选地，在步骤(2)中，按GB8313-87测得黑色素前体溶液中总酚质量投入多酚氧化酶的量为10 30% (m/m)。优选地，在步骤⑵中，保温反应的时间为2 6hr，通入的空气量为5 10L/min。优选地，在步骤⑵中，所述多酚氧化酶的比活为10000单位/g以上。优选地，在步骤(3)中，所述大孔吸附树脂包括AB-8树脂、X-5树脂、HP-20树脂、和XAD-7树脂。优选地，在步骤(3)中，所述含水有机溶剂为含有20 80% (v/v)乙醇的水溶液、或含有20 80% (v/v)丙酮的水溶液。优选地，在步骤(4)中，在0.09MPa、60°C条件下脱除有机溶剂。乌饭树叶中含有大量的以低聚原花青素为代表的植物多酚类物质，原花青素的结构通式(I)，它是以儿茶素为单体聚合而成的直链分子。
权利要求
1.一种水溶性的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤 (1)制备黑色素前体取适量新鲜或干燥的乌饭树叶，捣碎，转移至反应釜中，加入一定体积的含水有机溶剂，在一定温度下提取，滤除残渣，所得滤液减压、脱除其中所含有的有机溶剂后，补充去离子水至最初滤液的体积，然后经超滤膜过滤除去高分子物质，得到黑色素前体的水溶液； (2)催化氧化将所述黑色素前体的水溶液按GB8313-87测得黑色素前体溶液中总酚质量投入多酚氧化酶，在35 42°C的条件下进行保温反应，并持续通入空气，反应完毕后，反应液经超滤膜过滤，得到黑色素粗品溶液； (3)纯化将所述黑色素粗品溶液经大孔树脂吸附，用去离子水洗去不吸附的杂质，直至流出液变澄清为止，然后用一定浓度的有机溶剂解析出黑色素溶液；和 (4)干燥将所述黑色素溶液在<60°C的温度下减压回收有机溶剂，再经喷雾干燥得到无定形的植物黑色素粉末。
2.根据权利要求I所述的黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(I)中，每公斤新鲜乌饭树叶添加含水有机溶剂I 5L ;每公斤干燥乌饭树叶添加含水有机溶剂3 10L。
3.根据权利要求2所述的黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(I)中，每公斤新鲜乌饭树叶添加含水有机溶剂2 3L ;每公斤干燥乌饭树叶添加含水有机溶剂5 6L。
4.根据权利要求I 3任一所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述有机溶剂为极性有机溶剂，所述极性有机溶剂为乙醇或丙酮。
5.根据权利要求I 3任一所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述含水有机溶剂为含有低于80% (v/v)有机溶剂的水溶液。
6.根据权利要求5所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述含水有机溶剂为含有50 60% (v/v)有机溶剂的水溶液。
7.根据权利要求I所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(I)中，所述温度为25°C 60°C。
8.根据权利要求7所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(I)中，所述温度为40 50°C。
9.根据权利要求8所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(I)中，所述超滤膜为能截留分子量在100000以上的聚砜膜。
10.根据权利要求I所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，多酚氧化酶的投入量为黑色素前体溶液中总酚质量的10 IOOwt. %。
11.根据权利要求10所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，按GB8313-87测得黑色素前体溶液中总酚质量投入多酚氧化酶的量为10 30% (m/m)。
12.根据权利要求1、10或11所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(2)中，保温反应的时间为2 6hr，通入的空气量为5 10L/min。
13.根据权利要求12所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤⑵中，所述多酚氧化酶的比活为10000单位/g以上。
14.根据权利要求I所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述大孔吸附树脂包括AB-8树脂、X-5树脂、HP-20树脂、和XAD-7树脂。
15.根据权利要求14所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述含水有机溶剂为含有20 80% (v/v)乙醇的水溶液、或含有20 80% (v/v)丙酮的水溶液。
16.根据权利要求I所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步骤(4)中，在0.09MPa、60°C条件下脱除有机溶剂。·
全文摘要
本发明首次公开了一种水溶性的植物黑色素的制造方法。所述制造方法包括以乌饭树叶为原料制造黑色素前体，再经酶催化氧化、大孔树脂纯化和喷雾干燥等工序制造植物黑色素。通过本发明的方法制造的黑色素拥有良好的水溶性，解决了天然黑色素不能溶于水的难题。
文档编号C12P1/00GK102747105SQ201110097948
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者刘云凤, 吕良伟, 虞雷明, 许新德, 邵斌, 魏国华 申请人:浙江医药股份有限公司新昌制药厂