专利名称：：毛脉蓼天然黄色素的提取方法
技术领域：
：本发明涉及食品添加剂中的天然食用色素，具体地说是一种具有抗氧化活性的毛脉蓼天然可食用黄色素的提取方法。
背景技术：
：食品安全问题已成为人们关注的焦点和一个社会性的问题，将会影响到农业和食品加工业的生产可持续发展和社会的稳定。食品着色剂(食用色素)包括合成色素和天然色素两类。虽然化学合成食用色素色泽鲜艳、稳定性好，但巳逐渐暴露出对人类健康的负面影响，有些甚至具有致癌性等严重的副作用，如近期备受关注的苏丹红事件，再次给人类使用合成色素敲响了瞀钟。合成食用色素的用量将会越来越少，甚至被禁用。因此，天然色素以其毒副作用小、对人体具有一定的保健食疗作用等独特的优势引起了众多国家的重视。目前各国都在积极致力于植物天然色素的研发，世界天然色素市场正在以两倍于合成色素的速度快速增长。我国天然色素的生产与国外相比，存在成本高、提取率低、色泽不够、色素品质较低的现象，尽管对天然色素研究和探索的较多，但投入生产的比例很小，无论品种还是产量都远远不能满足市场的需要。研发无毒副作用、高品质、色泽鲜艳、稳定性好的植物天然色素，尤其是具有一定的营养、药物疗效和保健作用的天然食用功能色素产品，将具有广阔的市场前景，经济效益和社会效益显著。毛脉蓼Polygonumcillinerve为蓼科蓼属药用植物，其块根除用作红药子RadixPolygoniCiliinerve外，在西北地区还作朱砂七或朱砂莲药用，产陕西秦岭和大巴山各县，湖北、四川、贵州也有少量分布，一般均自产自销。气微、味苦、微涩、性凉，有清热解毒、凉血止血、祛风湿、强腰膝等功能，用于胃肠炎、菌痢、扁桃体炎、月经不调、功能性子宫出血等。现代药理学研究证实其具有较强的抗菌、抗病毒等方面的活性。至今未见这一资源的研发报道，尤其是与黄色素提取制备相关的研究报道。
发明内容本发明的目的在于提供一种从毛脉藝中提取天然可食用黄色素的方法。本发明通过如下措施来实现本发明以毛脉蓼块根为原料进行的天然黄色素提取，过程就是取干燥毛脉蓼块根，加热，粉碎后，加入工业乙醇在常温或加热的状态下，超声提取，过滤，合并提取液，减压回收乙醇溶液或转溶于水喷雾干燥后即可得到毛脉蓼黄色素产品。一种毛脉蓼天然黄色素的提取方法，其特征在于取干燥毛脉蓼块根，加热，粉碎后，加入工业乙醇在常温或加热的状态下，超声提取，过滤，合并提取液，减压回收乙醇溶液或转溶于水喷雾干燥后即可得到毛脉蓼黄色素。本发明所用毛脉蓼块根与工业乙醇的质量比为l:30~100。本发明在超声提取过程中，超声工作频率为30~50KHz,超声电功率为200~250W，超声温度为0~90匸，提取时间为0.5小时或0.5小时以上。本发明对所得黄色素产品进行了体外抗氧化活性的药效学实验，此种黄色素产品为80%毛脉蓼的乙醇提取物。本发明黄色素的产率可达到30%以上，与常规提取法相比，具有安全、提取时间短、耗能低、产率高、重复性好、无需加热、最大限度保持了物料中原有的各种有效成份、操作简便等优点，可工业化生产，具有良好的经济效益和社会效益。本发明所述黄色素为毛脉蓼块根的醇提取物。所得毛脉蓼黄色素产品色泽艳丽、性能稳定、安全可靠，可用于食品、饮料等供人们食用。通过抗氧化实验证实该黄色素产品具有较好的抗氧化活性，因此在作为黄色素添加剂的同时又可作为具有药物疗效和保健作用的功能化天然食用色素。具体实施例方式实施例l:毛脉蓼黄色素超声提取工艺试验1仪器与试药ShimadzuUV-240紫外-可见分光光度计(闩本)；KQ-250B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)工作频率40KHZ;DK-98-I型电子恒温水浴锅(天津市泰斯特仪器有限公司)BP221SSARTORIUSAG天平(德国)；RE-52c旋转蒸发器(巩义市英峪予华仪器厂)所用试剂均为分析纯。干燥粉碎后的毛脉蓼块根，在提取剂浓度、超声时间、料液比、提取次数的平行实验的基础上，选取各个因素的三个水平，按照"(34)表排列进行正交实验。表l因素水平<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2正交试验设计表及结果<table>complextableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由水平和均值K可知最佳实验点为AsBsdDa,艮P:80%的乙醇，料液比为1:100，每次超声提取时间为15min,提取3次。由极差R和离差S分析可知各个因素影响程度大小为A>D>B>C。由同一因素的效应和a,+a2+a3为零，说明实验点的安排是均匀科学的。在正交分析的基础上，考察超声提取2次和提取3次的得率，对工艺进行进一步优化。称取一定量的样品，用80%的乙醇400ml超声提取15min,过滤后对药渣进行第2次提取，合并2次提取的溶液，回收溶剂，称定所得浸裔量，对药渣进行第3次提取，回收溶剂，称定所得浸膏量。重复2次计算平均得浸膏量，实验结果见表8。表3最佳工艺的确定及最佳工艺条件下毛脉麥黄色素的得率<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</table>由表3可知，第3次提取所得产物量很少(仅占总量的6%)，从经济的角度考虑，选择提取2次较好。故超声提取的最佳工艺条件为80%的乙醇，料液比为1:100，每次超声提取时间为15min,提取2次。在此工艺条件下的毛脉蓼黄色素平均得率为35%。2冷浸、热回流、索氏提取和超声提取的比较2.1冷浸称取0.1g样品，用80n/n的乙醇30ml浸泡24h。取提取液lml，用60%的乙醇稀释至10ml，测A435鹏值，重复3次。2.2热回流称取0.1g样品，用80n/。的乙醇30ml，回流提取45min。取提取液lml，用60。/o的乙醇稀释至10ml，测A435mn值，重复3次。2.3索氏提取称取O.lg样品，用80。/。的乙醇100ml索氏提取2h。取提取液lml,用60%的乙醇稀释至3ml，测A43Snm值，重复3次。2.4超声提取称取O.lg样品，用80n/。的乙醇10ml，超声提取15min，提取3次，合并提取的溶液，取提取液lml，用60。/。的乙醇稀释至10ml，测~35肺值，重复3次。_表4提取方法对比_<table>complextableseeoriginaldocumentpage4</table>0<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>30.725表4表明在提取剂浓度和用量相同的条件下，超声提取与冷浸、热回流、索氏提取相比，具有提取时间短，提取效果好，操作方便等优点。实施例2:毛脉蓼黄色素稳定性试验用重蒸水溶解毛脉蓼黄色素，过滤得到的水溶液供以下稳定性实验研究。1pH对毛脉蓼黄色素的影响取毛脉蓼黄色素水溶液7份，分别用氢氧化钾溶液和盐酸调pH为1、3、5、6、7、9、11，测定200700nm之间的吸收曲线以及A428nm值(毛脉蓼黄色素水溶液在可见光区的最大吸光度为428nm)。表5pH对毛脉蕖黄色素的影响<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表5可知在酸性条件下，色素的吸收光谱未发生变化。在中性、碱性条件下，可见光区的最大吸收波长发生红移，目视溶液颜色变红，不能稳定存在。2毛脉蓼黄色素的热稳定性取毛脉蓼黄色素水溶液5份，分别在2(TC、40'C、6(TC、80'C、86'C的水浴中加热lh。测定20(K700nm之间的吸收曲线以及A42tam值。表6毛脉麥黄色素的热稳定性<table>complextableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>由表6可知，色素水溶液在2(K86"C的范围内加热lh,其吸收光谱未发生变化，目视溶液仍为黄色，无沉淀产生。同时随着温度的升高，在428nm处的吸光度值增大，说明有增色作用，毛脉蓼黄色素的热稳定性较好。3毛脉蓼黄色素的光稳定性将索氏提取得到的乙醇溶液稀释后在自然光下(无直接照射)放置1个月，定期测A428nm值。表7光对毛脉嬰黄色素的影响<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表7可知在自然光下放置l个月，溶液的吸光度值几乎没有变化，说明色素的光稳定性较好。4庶糖对毛脉蓼黄色素的影响取20ml毛脉蓼黄色素水溶液5份，分别加入0.2g、0.4g、lg、2g、3g蔗糖,震荡使其完全溶解，测定2Q0700nm之间的吸收曲线以及A42加m值。表8蔗糖对毛脉蓼黄色素的影响<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表8可知毛脉蓼黄色素在不同浓度的蔗糖溶液中吸收光谱未发生变化，说明蔗糖的添加对毛脉蓼黄色素几乎无影响。5氯化钠对毛脉蓼黄色素的影响取20ml毛脉蓼黄色素水溶液5份，分别加入(Ug、0.4g、lg、2g、3g氯化钠，震荡使其完全溶解，测定200700nm之间的吸收曲线以及A4加m值。表9氯化钠对毛脉紫黄色素的影响<table>complextableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>由表9可知毛脉蓼黄色素在不同浓度的氯化钠溶液中吸收光谱未发生变化，说明氯化钠的添加对毛脉萝黄色素几乎无影响。6柠橡酸对毛脉蓼黄色素的影响取20ml毛脉蓼黄色素水溶液5份，分别加入0,2g、0.4g、lg、2g、3g梓檬酸，震荡使其完全溶解，测定200700nm之间的吸收曲线以及A428肺值。表10拧橡酸对毛脉萝黄色素的影响柠棣酸浓度(％)0124.89.113A42g0.993o.诉o0.9670.9680.9430.964由表IO可知毛脉蓼黄色素在不同浓度的柠樣酸溶液中吸收光谱未发生变化，说明柠樣酸的添加对毛脉蓼黄色素几乎无影响。7金属离子对毛脉萝黄色素的影响取20ml毛脉蓼黄色素水溶液5份，分别加入重蒸水、氯化钾、硫酸铝、硫酸锌、氯化钙的水溶液各5ml，摇匀。测定200~700nm之间的吸收曲线以及A428nm值。表ll金属离子对毛脉蓼黄色素的影响金属离子空白K+Al3+Zn2'Ca2+八42g0.7900.8000.7950.7900.809由表ll可知毛脉蓼黄色素在K+、Al3+、Zn2+、C^+溶液中吸收光谱几乎未发生变化，说明K+、Al3+、Zn2+、Ca^对毛脉萝黄色素几乎无影响。8双氧水对毛脉蓼黄色素的影响取10ml毛脉蓼色素水溶液7份，分别加入蒸馏水、浓度依次为1%、2%、5%、10°/。、20%、30%的双氧水各10ml。静置90min后测定200~700nm之间的吸收曲线以及A428mn值。表12双氧水对毛脉萝黄色素的影响双氧水浓度(％)00.512.551015^4280.5250.5060.5000.5250.4930.5100.503由表12可知毛脉蓼黄色素在不同浓度的双氧水溶液中放置90min,其吸收光谱几乎未发生变化，表明毛脉蓼黄色素的抗氧化性较好。9亚硫酸钠对毛脉寥黄色素的影响取40ml毛脉蓼色素水溶液5份，分别加入0.2g、0.4g、lg、2g、4g亚硫酸钠，震荡使其完全溶解，静置90min后测定20(^700nm之间的吸收曲线。表13亚硫酸钠对毛脉紫黄色素的影响亚硫酸钠浓度(％〉00.51,02.44.89.1八428o邻o0.7930.7930.8170.8400.817加入亚硫酸钠后，溶液颜色立即变成红色，可见光区最大吸收峰的位置发生红移，说明亚硫酸钠对毛脉蓼黄色素有破坏作用。稳定性实验结果表明，毛脉蓼黄色素在酸性条件下(PH<6)性质稳定，在中性、碱性条件下不能稳定存在光稳定性较好(在自然光下放置1个月不会发生性质的变化);热稳定性较好(在2(K8(TC范围内加热lh不会发生性质的变化)，并且在--定的温度范围内加热能够起到增色作用；常见的食品添加剂蔗糖、諷化钠、柠檬酸对毛脉蓼黄色素的稳定性几乎无影响；同样，常见的金属离子钾、铝、钙、锌对毛脉蓼黄色素几乎无影响；另外，毛脉蓼黄色素的抗氧化性较好(在系列浓度的双氧水溶液中放置卯min不会发生性质的变化)；还原剂亚硫酸钠对毛脉蓼黄色素有破坏作用。实验结果证实毛脉蓼黄色素是一种可广泛用于食品、饮料、医药等行业的天然植物色素。实施例3:毛脉蓼黄色素的抗氧化功能试验试剂与仪器还原性辅酶I(NADH)，酚嗪二甲基硫酸盐(PMS),四氮唑蓝(NBT),1，1-二苯基-2-苦基苯肼(DPPH)为Sigma产品，三氯乙酸(TCA)，硫酸亚铁(FeS04),铁氰化钾[K3Fe(CN)d，磷酸二氢钠(PBS)，三氯化铁，VitaminE(VE)为国产分析纯。UV-7504紫外可见分光光度计，上海分析仪器总厂。1对DPPH自由基的清除作用取2.5mLDPPH甲醇溶液(2xl04mol/L)加入到2.5mL—定浓度的样品溶液中(甲醇配制)，混匀，室温下静置30min后测定其在517nm处吸光度，计算不同样品对DPPH的清除率。实验结果见Tablel4毛脉蓼的80%乙醇提取物能显著地清除DPPH自由基，且呈量效关系，其清除DPPH自由基的能力随浓度的增加而增大。表14毛脉蓼的80%乙醉提取物对DPPH自由基的清除作用SampleConcn/jigTnl/'A5"MeanInhibitionrate%80%乙醇提取物Control0.诉2，0.诉60邻4一3.1250.940,0.9380.93910.诉<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>2还原力实验取1.0ml不同浓度的样品溶液(6.25~400jig/ml)加入2.5ml(0.2M,pH7.0)磷酸缓冲溶液和2，5ml铁氰化钾[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%)终止反应，离心(3000rpm)10min。取上清液2.5ml加入2.5ml的双蒸水和0.5mlFeCl3(0.1%),在700nm处测吸光度值A，吸光度的增加值(AA)即表示还原能力。实验结果见Tablel5，毛脉蓼的80%乙醇提取物具有较好的还原能力，且呈量效关系，其还原能力随浓度的增加而增大。表13毛脉萝的80%乙酵提取物的还原能力<table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1、一种毛脉蓼天然黄色素的提取方法，其特征在于取干燥毛脉蓼块根，加热，粉碎后，加入工业乙醇在常温或加热的状态下，超声提取，过滤，合并提取液，减压回收乙醇溶液或转溶于水喷雾干燥后即可得到毛脉蓼黄色素。2、如权利要求1所述的方法，其特征在于毛脉蓼块根与工业乙醇的质量比为1:30~100。3、如权利要求l所述的方法，其特征在于在超声提取过程中，超声工作频率为3050KHz，超声电功率为200250W，超声温度为0卯'C，提取时间为0.5小时或0.5小时以上。全文摘要本发明涉及一种具有抗氧化活性的毛脉蓼天然黄色素的提取方法。首次以毛脉蓼块根为原料进行的天然黄色素提取工艺包括原料的粉碎、干燥、以工业乙醇超声提取，减压回收溶剂干燥或转溶于水喷雾干燥得到产品，此工艺条件下黄色素产品的得率为在30％以上。本发明以中草药毛脉蓼为原料生产的天然黄色素的提取工艺科学合理，简单易行，操作方便、安全、重复性好，可工业化生产。所得产品性能稳定，安全可靠，除可用于食品、饮料等供人们食用外，还具有抗氧化的保健功能，因此本发明为食品工业发展开辟了一种新的天然黄色素资源。文档编号C09B61/00GK101195712SQ20061010530公开日2008年6月11日申请日期2006年12月9日优先权日2006年12月9日发明者师彦平,戚欢阳申请人:中国科学院兰州化学物理研究所