专利名称：天然食用色素红花黄的提取新方法
技术领域：
本发明涉及一种天然食用色素红花黄的提取新方法。
红花为菊科植物红花(Cacthamus tinctorius L.)的干燥花，为中医传统的活血化淤药，具有活血通经、祛瘀止痛的功效，利用红花或含红花的方剂，治疗冠心病、急性脑血栓——塞病、血管性疾病及肝炎等获得较满意的疗效。早年，曾有人对红花进行过某些药理研究，如对子宫的收缩、血压下降作用等。最近几年，围绕着心血管疾患，开展了较多的工作，发现红花具有增加冠脉流量、抑制二磷酸腺苷(ADP)及胶原引起的血小板聚集作用，提高小白鼠耐缺氧的能力等。
红花黄色素(Safflor Yellow,SY)是从红花中提取的有效成份，具有扩冠、降压、抗血栓、耐缺氧、免疫抑制等多种药理学功效；同时作为一种食用天然色素，具有很好的着色力，较好的稳定性等特点，有着良好的开发和应用前景。
70年代以来对红花的化学成份进行了广泛的研究，已分离出了二百多种成份，其中主要有黄酮类、木脂素类、多炔类等，且多数研究证明红花的主要有效成份存在于其水溶部分。红花黄色素是含有多种有效成份的水溶性混合物，主要为查耳酮系化合物，代表性结构如下 分子式为C21H22O11，分子量为450.40红花黄色素的主要呈色物质为红花黄及其氧化物，也可含有原料中存在的糖类、盐类和蛋白质。
红花黄色素用于食品着色剂是理想的天然色素，比食品合成色素有色泽艳丽、耐高热、耐高压、耐低温、耐光、耐酸、耐还原和耐微生物等特点。红花黄色素小鼠灌胃给药的LD50为5.53/Kg，与目前认为安全性高的食用合成色素柠檬黄(Tartrazine)小鼠灌胃给药的LD50为6.09/Kg，相比无显著差异，均可认为安全可靠，亚急性毒性实验，小鼠腹腔注射的LD50为9.41/Kg，长期反复服用小剂量红花黄色素，不会引起蓄积中毒。
迄今为止，有关红花黄色素的生产工艺等有过不少的研究报道，代表性的工艺有如下几种1、室温用水浸提红色，硅藻土助滤，加入适量1,2-丙二醇，减压蒸去水份，浓缩液加入丙酮，得黄色沉淀，真空抽干，得黄色疏松粉末，固形物得率接近20％。
2、65℃用60％乙醇浸提红花8小时，浸提液减压浓缩，浓缩液加95％乙醇使醇含量达85％，低温过夜，滤去沉淀，上清液浓缩干燥即得。
3、用适量水煎煮红花2次，每次沸后煮半小时，煎液过滤，合并滤液，减压浓缩，加3倍量95％乙醇沉淀杂质，滤液回收乙醇，干燥即得。
4、用60％乙醇二次室温提取数小时，浓缩回收乙醇，浓缩液过大孔吸附树脂，一定浓度的乙醇液洗脱，解吸液回收乙醇，浓缩真空干燥。
综合以上工艺路线，存在的主要问题是①生产工艺繁复，不易操作、费时；②生产成本高，产品稳定性不好；③有效成份得率低，干粉色价做不高；④产品流动性差，难以配制。
本发明的目的是提供一种天然食用色素红花黄的提取新方法。
为了达到上述目的，采取下列措施天然食用色素红花黄的提取步骤如下①浸提用红花与水1∶12～18(重量∶体积)，室温浸提4～8小时，纱布过滤去渣，滤液放置0.5～1.5小时后，倾出上层清液；滤渣再用1∶6～8(红花干重∶水体积)室温浸提1～3小时，操作同上得清液，合并两次清液后上柱子；②过滤过滤时采用的滤布孔径不能太小，40～60目即可，以红花与残渣分离为宜，残渣应挤压至干；③上柱柱规格75cm×φ2.5cm即柱长与内经之比为30∶1；树脂用量300ml；上样量2500～3000ml，树脂吸附达到饱和为最佳上样量；上样流速20～25ml/min；弃液体积上样后首先流出液800～1200ml弃去，其余收集；④水洗上样完毕后，用水清洗柱子，流出液收集，可用于红花浸提或再上柱，水洗用体积为上样量的一半，至流出液淡黄色止；⑤醇脱醇脱液浓度为50～60％，醇脱体积2000～2500ml，弃去前150～250ml流出液，洗脱速度约为7～8ml/min，收集流出液1800～2300ml，约需4～6小时；⑥浓缩回收乙醇40～55℃下真空回收流出液中乙醇，得褐色液体；⑦浓缩并干燥40～55℃下继续真空浓缩至原体积的1/8～1/12，移入真空干燥箱中50℃下真空干燥；⑧成品成品应为棕黄色粉末，易吸潮，吸潮时呈褐色，并结成块状，吸潮后的产品不影响使用效果，得率应大于20％，干粉色价P(1cm1%)≥180]]>⑨柱子再生醇脱后的柱子用水冲洗至流出液略带淡黄色或无色止，并无醇气味，然后再上样重复使用。
本发明的优点是①生产工艺简捷、易操作；②生产成本低，产品稳定性好；③有效成份得率高(＞20％)，干粉色价高(P1cm1%>180]]>)；④产品流动性好，极易配制；⑤工厂化推广容易，无环境污染及原料利用率高。
下面结合实施例作详细说明实施例1红花黄色素的提取步骤如下①浸提用红花与水1∶12(重量∶体积)，室温浸提4小时，纱布过滤去渣，滤液放置0.5小时后，倾出上层清液(去沉淀物)；滤渣再用1∶6(红花干重∶水体积)室温浸提1小时以上，操作同上得清液。合并两次清液后上柱子，二次浸提后的残渣可用于其它利用。关键要掌握浸提用水量和浸提时间，否则影响得率。另外，沉淀物应做到去尽，否则影响流速和柱子的寿命，并延长冲洗时间。
②过滤过滤时采用的滤布孔径不能太小，40～60目即可，以红花与残渣分离为宜，残渣应挤压至干。
③上柱柱规格75cm×φ2.5cm即柱长与内径之比为30∶1；树脂用量300ml(树脂使用前严格按照出厂树脂用前处理规范操作)JAD-1型(江苏江都市第三化工厂产，特殊设计，是本专利的关键环节之一)；上样量2500～3000ml，树脂吸附达到饱和为最佳上样量；上样流速20～25ml/min(自然落差，全开放自流为宜)；弃液体积上样后首先流出液800ml弃去(有混蚀)，其余收集。
④水洗上样完毕后，用水清洗柱子，流出液收集，可用于红花浸提或再上柱，水洗用体积为上样量的一半，至流出液淡黄色止(根据流出液色泽可适当弃去最后的一部分)。
⑤醇脱醇脱液浓度为50％，醇脱体积2000ml，弃去前150ml流出液，洗脱速度约为7ml/min，收集流出液1800ml，约需4小时(洗至流出液为淡黄色止)。此段工艺要严格掌握醇浓度。
⑥浓缩回收乙醇40℃下真空回收流出液中乙醇，得褐色液体。
⑦浓缩并干燥40℃下继续真空浓缩至原体积的1/8，移入真空干燥箱中40℃下真空干燥。注意a浓缩不能过度，否则流动性变差，不利操作和影响产品质量；b浓缩与干燥温度应严格低于60℃。
⑧成品成品应为棕黄色粉末，易吸潮，吸潮时呈褐色，并结成块状。吸潮后的产品不影响使用效果，得率应大于20％，干粉色价P(1cm1%)≥180]]>。
⑨柱子再生醇脱后的柱子用水冲洗至流出液略带淡黄色或无色止，并无醇气味，约1000ml，然后再上样重复使用。
实施例2色素红花黄提取步骤如下①浸提用红花与水1∶15(重量∶体积)，室温浸提6小时，纱布过滤去渣，滤液放置1小时后，倾出上层清液；滤渣再用1∶7室温浸提2小时以上，操作同上得清液，合并两次清液后上柱子；②过滤过滤时采用的滤布孔径不能太小，40～60目即可，以红花与残渣分离为宜，残渣应挤压至干；③上柱柱规格75cm×φ2.5cm即柱长与内径之比为30∶1；树脂用量300ml；上样量2500～3000ml，树脂吸附达到饱和为最佳上样量；上样流速20～25ml/min；弃液体积上样后首先流出液1000ml弃去，其余收集；④水洗上样完毕后，用水清洗柱子，流出液收集，可用于红花浸提或再上柱，水洗用体积为上样量的一半，至流出液淡黄色止；⑤醇脱醇脱液浓度为55％，醇脱体积2250ml，弃去前200ml流出液，洗脱速度约为7.5ml/min，收集流出液2000ml，约需5小时(洗至流出液为淡黄色止)；⑥浓缩回收乙醇50℃下真空回收流出液中乙醇，得褐色液体；⑦浓缩并干燥50℃下继续真空浓缩至原体积的1/10，移入真空干燥箱中50℃下真空干燥；⑧成品成品应为棕黄色粉末，易吸潮，吸潮时呈褐色，并结成块状。吸潮后的产品不影响使用效果，得率应大于20％，干粉色价P(1cm1%)≥180]]>⑨柱子再生醇脱后的柱子用水冲洗至流出液略带淡黄色或无色止，并无醇气味，约1000ml，然后再上样重复使用。
实施例3红花黄色素的提取步骤如下①浸提用红花与水1∶18(重量∶体积)，室温浸提8小时，纱布过滤去渣，滤液放置1.5小时后，倾出上层清液(去沉淀物)；滤渣再用1∶8(红花干重∶水体积)室温浸提1～3小时，操作同上得清液。合并两次清液后上柱子，二次浸提后的残渣可用于其它利用。关键要掌握浸提用水量和浸提时间，否则影响得率。另外，沉淀物应做到去尽，否则影响流速和柱子的寿命，并延长冲洗时间。
②过滤过滤时采用的滤布孔径不能太小，40～60目即可，以红花与残渣分离为宜，残渣应挤压至干。
③上柱柱规格75cm×φ2.5cm即柱长与内径之比为30∶1；树脂用量300ml(树脂使用前严格按照出厂树脂用前处理规范操作)JAD-I型(江苏江都市第三化工厂产，特殊设计，是本专利的关键环节之一)；上样量2500～3000ml，树脂吸附达到饱和为最佳上样量；上样流速20～25ml/min(自然落差，全开放自流为宜)；弃液体积上样后首先流出液1200ml弃去(有混蚀)，其余收集。
④水洗上样完毕后，用水清洗柱子，流出液收集，可用于红花浸提或再上柱，水洗用体积为上样量的一半，至流出液淡黄色止(根据流出液色泽可适当弃去最后的一部分)。
⑤醇脱醇脱液浓度为60％，醇脱体积2500ml，弃去前250ml流出液，洗脱速度约为8ml/min，收集流出液2300ml，约需6小时(洗至流出液为淡黄色止)。此段工艺要严格掌握醇浓度。
⑥浓缩回收乙醇55℃下真空回收流出液中乙醇，温度不宜超过60℃，得褐色液体。
⑦浓缩并干燥55℃下继续真空浓缩至原体积的1/12，移入真空干燥箱中55℃下真空干燥。注意a浓缩不能过度，否则流动性变差，不利操作和影响产品质量；b浓缩与干燥温度应严格低于60℃。
⑧成品成品应为棕黄色粉末，易吸潮，吸潮时呈褐色，并结成块状。吸潮后的产品不影响使用效果，得率应大于20％，干粉色价P(1cm1%)≥180]]>⑨柱子再生醇脱后的柱子用水冲洗至流出液略带淡黄色或无色止，并无醇气味，约1000ml，然后再上样重复使用。
红花黄色素质量分析(1)灼烧残渣(即灰分)取试样3g(准确称至0.0002g)，置于已在700～800℃下恒重的瓷坩埚中，先低温炭化(300℃)，再高温灰化(约500℃)，移入蒙孚炉(高温电炉)中在700～800℃下灼烧至恒重。本工艺条件下的产品灰分≤14％。
(2)重金属(以铅计)①试样液的制备取试样5g(称准至0.01g)放于凯氏烧瓶中，加玻璃珠三粒和硝酸10ml，然后小心地缓缓加入硫酸5ml。待反应缓和后，小心加热至瓶中液体开始变棕色时，逐次滴加硝酸至有机物分解完全，再升高温度，至发生三氧化硫白烟为止，此时溶液应无色或微带黄绿色。如温度升高后溶液变棕色，应再加硝酸破环有机质。放冷，小心加水10ml，煮沸，赶走残余的硝酸，至瓶内发生三氧化硫白烟。如果需要，则可重复数次以除去残余的硝酸，直至液体变成无色透明止。放冷，小心将溶液用少量水稀释，转入50ml容量瓶中，用不洗涤凯氏烧瓶数次，洗液并入容量瓶中，冷却，加水至刻度，摇匀。
②氰化钾-氨水混合液的制备取10％氰化钾溶液20ml，置于150ml烧杯中，加入氨水75ml，用水稀释至100ml。
③标准曲线的绘制在6只分液漏斗中，各加1％硝酸溶液20ml，氰化钾-氨水混合液4ml，分别用5mg/100ml双硫腙-三氯甲烷液提取一次，弃去三氯甲烷层，用少量三氯甲烷洗去列残留的双硫腙，直至三氯甲烷液层为无色，然后顺序加入铅标准液(1μl/ml)0.0、1.0、3.0、5.0、7.0、9.0ml于6个分液漏斗中，分别用1mg/100ml双硫腙一三氯甲烷液10ml抽提一次，振摇1min，分出三氯甲烷液层置于2cm比色皿中，用分光光度计于510nm波长处测其吸光度，以试剂空白为零点，绘制标准曲线。
④测定手续准确吸取上述试样液10ml，置于125ml分液漏斗中，加入20％柠檬酸氢二铵溶液15ml、20％盐酸羟胺溶液1ml及0.1％百里酚蓝试液(TS-247)2-4滴，再加氨水至溶液为蓝绿色，加10％氰化钾溶液5ml，再用10％盐酸溶液调节成为草绿色(此时pH约为9)，以5mg/100ml双硫腙-三氯甲烷液2-3ml抽提数次，直到最后一次抽提液仍为绿色为止。合并抽提液，用15ml水振摇洗涤，分出三氯甲烷液层于第二个分液漏斗内，洗涤水用5mf/100ml双疏腙-三氯甲烷液2-3ml抽提一次，分出三氯甲烷液层并入第二个分液漏斗内，用1％硝酸溶液20ml，每次10ml，筛取二次，弃去三氯甲烷液层，合并硝酸提取液于另一个分液漏斗内，用少量三氯甲烷3-5ml洗涤酸溶液，至三氯甲烷液层为无色，以除去残留三氯甲烷液，则转动漏斗让其沉于底部后分去，然后加入氰化钾-氨水混合液4ml、1mg/100ml双硫腙-三氯甲烷液10ml，振摇1min，静置分层，用脱脂棉擦净漏斗出口处，分出三氯甲烷液层经干燥脱脂棉过滤，弃去初滤液，收集滤液于2cm比色皿中，用分光光度计于510nm波长处测其吸光度，将测定结果与铅标准曲线对照，查得铅含量，同时吸取与试样同样处理的试剂空白液10ml与试样同时操作，并在试样结果中减去空白中所测铅含量。
此外，亦可用原子吸收分光光度计法测试，具体步骤可参阅有关文献。本工艺下的产品重金属含量≤50ppm。
(3)砷①标准曲线的绘制准确吸取砷标准液(1μl/ml；参见TS-34)0.0、0.5、1.0、2.0、3.0ml，分别置于砷化氢发生器中，各加水使其总体积为40ml，加入1∶1硫酸溶液10ml，15％碘化钾溶液1ml,40％氯化亚锡溶液2ml，混匀，加入无砷金属锌3g，迅速塞上装有乙酸铅棉花的导气管，并将导气管的管嘴插入盛有5ml银盐溶液的量筒中，待气体发生20min后摇动砷化氢发生器，再过20分钟取出导气管，如量筒中溶液不足5ml，应用银盐溶液补足，将此液移入1cm比色皿中，用分光光度计于540nm波长处测其吸光度。以试剂空白为零点，绘制标准曲线。
②测定步骤准确吸取上述铅试验中的试样液10ml于砷化氢发生器中，然后控制备标准曲线中所述从“加水至40ml”起，同样用分光光度计于540nm波长处测其吸光度，将测定结果与砷标准曲线对照，查得砷含量，同时吸取与试样同时处理的试剂空白液10ml，与试样同时操作，并在结果中减去空白中所测得的砷含量。本工艺条件下的产品砷含量≤2ppm。
(4)卫生指标以60色价红花黄色素为材料(含15％乙醇)，按卫生指标的测定方法，得本工艺的产品卫生指标如下①细菌总数≤1000U/g
②霉菌数≤100U/g③大肠杆菌没有检出到(5)色价准确称取试样0.10g(干粉)或液体为约0.20～0.30g，移入100ml容量瓶中，用蒸馏水定容。取该5ml移入至100ml容量瓶中，用蒸馏水定容，用1cm比色杯在403nm下测定吸光度A，以蒸馏水为空白，按以下公式计算色价P 如吸光度A不在0.2～0.7范围内，应重新调整试样量。本工艺条件下产品的色价干粉色价P(1cm1%)≥180]]>左右。
(6)吸光度比用上述比色液分别在波长360nm、400nm下测定吸光度A算出A400/A360值即可。本工艺条件下的产品吸光度比值在1.30左右。
(7)pH值用pH计测得上述比色用样液的pH值为4.0～6.0。
(8)溶解性准确称取0.15g试样，用蒸馏水溶解并定容至50ml，用1cm比色杯在波长650nm测定比色液的透光率大于85％。
(9)得率按60色价计，得率＞20％。
(10)产品的紫外可见光谱用上述比色用样液，在Beckman DU-640型紫外可见扫描仪扫描(范围250～550nm)得光谱，403nm与360nm左右均有吸收峰出现。
(11)干粉的水分(干燥失重)105℃恒重法测得小于等于3％。
(12)产品特性熔点230℃，耐光性好，在pH值5～7范围内色调稳定；对热稳定。对淀粉的染色性优良，对蛋白质的染色性较差，铁离子可使其发黑，Ca2+、Sn2+、Mg2+、Cu2+、Al3+等离子几乎无影响。易溶于水(碱性或酸性)、热水、稀乙醇、稀丙二醇，几乎不溶于无水乙醇，不溶于乙醚、石油醚、油脂和丙酮等。
原料检测方法称取10g干燥红花，加水150ml，室温浸提3小时，过滤，离心(10000rpm,10min)去渣，取上清液1ml，用水稀释至100ml，用1cm比色杯在403nm下测得红花浸提液的吸光度A，按以下公式计算色价P 原料按此法测得的P值应大于等于7.5。
权利要求
1．一种天然食用色素红花黄的提取新方法，其特征在于它的提取步骤如下①浸提用红花与水1∶12～18(重量∶体积)，室温浸提4～8小时，纱布过滤去渣，滤液放置0.5～1.5小时后，倾出上层清液；滤渣再用1∶6～8(红花干重∶水体积)室温浸提1～3小时以上，操作同上得清液，合并两次清液后上柱子；②过滤过滤时采用的滤布孔径不能太小，40～60目即可，以红花与残渣分离为宜，残渣应挤压至干；③上柱柱规格75cm×φ2.5cm即柱长与内径之比为30∶1；树脂用量300ml；上样量2500～3000ml，树脂吸附达到饱和为最佳上样量；上样流速20～25ml/min；弃液体积上样后首先流出液800～1200ml弃去，其余收集；④水洗上样完毕后，用水清洗柱子，流出液收集，可用于红花浸提或再上柱，水洗用体积为上样量的一半，至流出液淡黄色止；⑤醇脱醇脱液浓度为50～60％，醇脱体积2000～2500ml，弃去前150～250ml流出液，洗脱速度约为7～8ml/min，收集流出液1800～2300ml，约需4～6小时；⑥浓缩回收乙醇40～55℃下真空回收流出液中乙醇，得褐色液体；⑦浓缩并干燥40～55℃下继续真空浓缩至原体积的1/8～1/12，移入真空干燥箱中40～55℃下真空干燥；⑧成品成品应为棕黄色粉末，易吸潮，吸潮时呈褐色，并结成块状，吸潮后的产品不影响使用效果，得率应大于20％，干粉色价P(1cm1%)≥180]]>⑨柱子再生醇脱后的柱子用水冲洗至流出液略带淡黄色或无色止，并无醇气味，然后再上样重复使用。
2．根据权利要求1所述的一种天然食用色素红花黄的提取新方法，其特征在于它的提取步骤如下①浸提用红花与水1∶15(重量∶体积)，室温浸提6小时，纱布过滤去渣，滤液放置1小时后，倾出上层清液；滤渣再用1∶7(红花干重∶水体积)室温浸提2小时以上，操作同上得清液，合并两次清液后上柱子；②过滤过滤时采用的滤布孔径不能太小，40～60目即可，以红花与残渣分离为宜，残渣应挤压至干；③上柱柱规格75cm×φ2.5cm即柱长与内径之比为30∶1；树脂用量300ml；上样量2500～3000ml，树脂吸附达到饱和为最佳上样量；上样流速20～25ml/min；弃液体积上样后首先流出液1000ml弃去，其余收集；④水洗上样完毕后，用水清洗柱子，流出液收集，可用于红花浸提或再上柱，水洗用体积为上样量的一半，至流出液淡黄色止；⑤醇脱醇脱液浓度为55％，醇脱体积2250ml，弃去前200ml流出液，洗脱速度约为7.5ml/min，收集流出液2000ml，约需5小时(洗至流出液为淡黄色止)；⑥浓缩回收乙醇50℃下真空回收流出液中乙醇，得褐色液体；⑦浓缩并干燥50℃下继续真空浓缩至原体积的1/10，移入真空干燥箱中50℃下真空干燥；⑧成品成品应为棕黄色粉末，易吸潮，吸潮时呈褐色，并结成块状。吸潮后的产品不影响使用效果，得率应大于20％，干粉色价P(1cm1%)≥180]]>；⑨柱子再生醇脱后的柱子用水冲洗至流出液略带淡黄色或无色止，并无醇气味，然后再上样重复使用。
全文摘要
本发明公开了一种天然食用色素红花黄的提取新方法。它的提取步骤为:①浸提,②过滤,③上柱,④水洗,⑤醇脱,⑥浓缩回收乙醇,⑦浓缩并干燥,⑧成品,⑨柱子再生。本发明的优点是:①生产工艺简捷、易操作;②生产成本低,产品稳定性好;③有效成份得率高(>20%),干粉色价高(P
文档编号C09B61/00GK1307076SQ0010146
公开日2001年8月8日 申请日期2000年1月21日 优先权日2000年1月21日
发明者沈生荣, 徐月荣 申请人:浙江大学