本发明涉及食品加工
技术领域：
，具体地，本发明涉及一种高效的紫薯色素提取方法。
背景技术：
：紫薯，呈纺锤形，皮和肉均为紫红色。其食味极佳，营养成分很高，是开发保健食品和提取植物色素的好材料。研究表明紫薯中含有多种生物活性物质如有机硒、色素等，有抗癌、降压、补钙、预防动脉硬化、补血养颜、益心润肺等功效。近年来，紫薯被国际国内市场广泛关注，发展前景广阔，特别是对于花青素的提取和应用。紫薯色素是从紫薯中提取的水溶性红色素，属于天然花青素类色素，存在于紫薯的块根、茎、叶和薯皮中。紫薯色素与紫葡萄、紫苏、黑米、紫李和黑豆等其它五种植物所含红色素的稳定性相比较，其热稳定性与黑米相似，但优于其它色素；光稳定性最强；对金属离子和食品添加剂等的稳定性则不明显。紫薯色素可溶于水、乙醇、甲醇、冰醋酸、丙酮、稀盐酸和稀氢氧化钠，不溶于石油醚和菜油。与红甘蓝、紫苏、草莓和苹果色素相比抗加热、抗紫外线照射能力强，这与紫薯色素的酰基化程度有关。紫薯色素具有抗氧化作用、缓解肝脏机能障碍、抗突变预防癌症作用、预防心脑血管疾病、抗疲劳等作用。因此，针对于紫薯色素等食用色素的提取成为成为研究和开发新型适应市场需求的食品热点之一。本发明意在发明一种可以高效简洁提取紫薯色素的方法。技术实现要素：本发明的目的在于提供一种高效、简单的紫薯色素提取方法。本发明的第一方面，提供一种紫薯色素的提取方法，所述方法包括步骤：(1)提供一紫薯浆；(2)将果胶酶与所述的紫薯浆进行混合，得到果胶酶和紫薯浆混合液，进行酶解处理，得到第一酶解液；(3)将纤维素酶与所述的第一酶解液混合，得到纤维素酶与第一酶解液混合液，进行酶解处理，得到第二酶解液；(4)对所述的第二酶解液进行超声提取处理，分离，得到沉淀物和紫薯色素粗提取液；(5)将所述的紫薯色素粗提取液经柱层析纯化，分离，得到紫薯色素。在另一优选例中，所述步骤(1)中，所述紫薯浆通过以下方法制备，包括步骤：紫薯与提取液混合，打浆，得到紫薯浆，其中所述的提取液为柠檬酸水溶液或酸化乙醇溶液。在另一优选例中，所述的提取液为质量百分比为0.5-1.0％的柠檬酸水溶液或体积分数为10-40％酸化乙醇溶液。在另一优选例中，所述的酸化乙醇溶液中的酸化试剂选自下组：酒石酸、苹果酸、柠檬酸，或其组合。在另一优选例中，所述酸化试剂的质量百分比为0.5-1.0％。在另一优选例中，所述的紫薯与提取液的重量比1：1-1.5。在另一优选例中，所述紫薯经清洗、去皮、切碎后，与提取液混合，打浆，得到紫薯浆。在另一优选例中，所述的切碎步骤为将去皮紫薯切成3-5mm薄片。在另一优选例中，所述步骤(2)中，所述果胶酶与紫薯浆重量比为0.02-0.03：5，且所述果胶酶的酶活为1.5-2.0×104u/g。在另一优选例中，所述步骤(2)中还包括调节果胶酶和紫薯浆混合液的ph值为2-5，优选地，3-4，更优地，3.2-3.8。在另一优选例中，所述步骤(2)中，使用无机酸和/或有机酸调节ph。在另一优选例中，所述步骤(2)中，使用柠檬酸调节ph。在另一优选例中，所述步骤(3)中，所述纤维素酶与紫薯浆重量比0.02-0.03:5，且所述纤维素酶的酶活为2.0-2.4×105u/g。在另一优选例中，所述步骤(3)中还包括调节纤维素酶与第一酶解液的混合液的ph值至3-6，优选地，3.5-5.5，更优地，4.8-5.2。在另一优选例中，所述步骤(3)中，使用无机酸和/或有机酸调节ph。在另一优选例中，所述步骤(3)中，使用柠檬酸调节ph。在另一优选例中，所述步骤(2)和/或步骤(3)中，所述酶解温度为45-65℃，优选地50-60℃，更优选地52-58℃。在另一优选例中，所述步骤(2)和/或步骤(3)中，所述酶解时间为1-4h，优选地1.5-3.5h，更优选地2-3h。在另一优选例中，所述步骤(4)中，所述超声的功率为500-600w。在另一优选例中，所述步骤(4)中，所述超声的时间为20-30min。在另一优选例中，所述的步骤(4)中，所述的分离步骤为离心。在另一优选例中，所述的离心的速度为8000-12000r/min。在另一优选例中，所述的离心的时间为5-25min，优选10-20min。在另一优选例中，所述步骤(4)还包括：在所述沉淀物中加入提取液继续超声提取处理，合并每次沉淀物超声提取液，分离，得到紫薯色素提取液；将所述步骤(4)得到紫薯色素提取液合并，得到紫薯色素粗提取液。在另一优选例中，在所述沉淀物中加入提取液继续超声提取处理的次数为1-6次，优选1-4次。在另一优选例中，所述步骤(5)中，在所述的柱层析中，依次用柠檬酸溶液和乙醇溶液作为洗脱剂进行洗脱。在另一优选例中，所述步骤(5)中，所述的柠檬酸溶液为水溶液，且ph值为2-4，优选地2.5-3.5，更优选地2.8-3.2。在另一优选例中，所述步骤(5)中，所述的乙醇溶液为乙醇水溶液，其中乙醇的含量为60-80％(v/v)，优选地65-75％(v/v)。在另一优选例中，所述步骤(5)中，所述的柱层析为大孔吸附树脂柱，所述的大孔吸附树脂选自下组：ab-8、lx-21、xda-6、d101、lx-60、lx-20，或其组合。在另一优选例中，所述的步骤(5)中，所述的分离步骤包括对洗脱液进行4000-6000r/min超滤离心浓缩，冷冻干燥。在另一优选例中，在进行柱层析前，所述的大孔吸附树脂经预处理，包括步骤：树脂依次用盐酸溶液、碳酸钠溶液、水、无水乙醇和水处理。本发明的第二方面，提供一种紫薯色素，所述的紫薯色素由本发明第一方面所述的方法制备得到。应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。具体实施方式本发明人经过广泛而深入地研究，开发了一种高效简单的紫薯色素提取方法。实验表明，采用超声波和复合酶结合的方法，可以大大缩短紫薯色素提取时间，并提高紫薯色素的提取效率。本发明的提取方法简单，重复性好，可实现工业化大批量提取紫薯色素。在此基础上，完成了本发明。术语除非另外定义，否则本文中所用的全部技术与科学术语均具有如本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同含义。如本文所用，术语“包括”、“包含”和“含有”可相互替换，不仅包括封闭式定义，还包括半封闭、和开放式的定义。换言之，所述术语包括了“由……构成”、“基本上由……构成”。紫薯色素的提取方法本发明提供一种紫薯色素的提取方法，所述的方法包括步骤：(1)提供一紫薯浆；(2)将果胶酶与所述的紫薯浆进行混合，得到果胶酶和紫薯浆混合液，进行酶解处理，得到第一酶解液；(3)将纤维素酶与所述的第一酶解液混合，得到纤维素酶与第一酶解液混合液，进行酶解处理，得到第二酶解液；(4)对所述的第二酶解液进行超声提取处理，分离，得到沉淀物和紫薯色素粗提取液；(5)将所述的紫薯色素粗提取液经柱层析纯化，分离，得到紫薯色素。在本发明的一个优选例中，提供了一种紫薯浆的制备方法，并对紫薯浆的制备方法参数进行优化。代表性的，所述步骤(1)中，所述紫薯浆通过以下方法制备，包括步骤：紫薯与提取液混合，打浆，得到紫薯浆，其中所述的提取液为柠檬酸水溶液或酸化乙醇溶液。在另一优选例中，所述的提取液为质量百分比为0.5-1.0％的柠檬酸水溶液或体积分数为10-40％酸化乙醇溶液。在另一优选例中，所述的酸化乙醇溶液中的酸化试剂选自下组：酒石酸、苹果酸、柠檬酸，或其组合。所述的提取液不仅提高紫薯色素的提取率，而且还能降低其他杂质的溶出。在另一优选例中，所述的紫薯与提取液的重量比1：1-1.5。在另一优选例中，所述紫薯经清洗、去皮、切碎后，与提取液混合，打浆，得到紫薯浆。在另一优选例中，所述的切碎步骤为将去皮紫薯切成3-5mm薄片。在本发明所述的方法中。所述的步骤(2)和所述的步骤(3)对紫薯浆进行酶解处理，通过生物酶技术提高紫薯色素的提取率。酶的用量、酶活、酶解时间等参数对紫薯色素提取产生影响，发明人对酶的不同参数进行筛选和优选，从而选择合适的酶解条件在所述的步骤(2)中，通过果胶酶对紫薯浆进行酶解处理，得到第一酶解液。。在一个优选例中，所述果胶酶与紫薯浆重量比为0.02-0.03：5，且所述果胶酶的酶活为1.5-2.0×104u/g。在另一优选例，所述步骤(2)中还包括调节果胶酶和紫薯浆混合液的ph值为2-5，优选地，3-4，更优地，3.2-3.8。在所述步骤(2)中，可使用无机酸和/或有机酸调节果胶酶和紫薯浆混合液ph。代表性的，所述步骤(2)中，使用柠檬酸调节ph。在所述的步骤(3)中，用纤维素酶对第一酶解液混合继续进行酶解处理，得到第二酶解液。在另一优选例中，所述步骤(3)中，所述纤维素酶与紫薯浆重量比0.02-0.03:5，且所述纤维素酶的酶活为2.0-2.4×105u/g。在另一优选例中，所述步骤(3)中还包括调节纤维素酶与第一酶解液的混合液的ph值至3-6，优选地3.5-5.5，更优地4.8-5.2。在所述步骤(3)中，可使用无机酸和/或有机酸调节果胶酶和紫薯浆混合液ph。代表性的，所述步骤(2)中，使用柠檬酸调节ph。温度和时间也会对果胶酶和纤维素酶的活性产生影响。温度较低，酶活性减弱，温度太高，会导致酶失活。优选地，在所述步骤(2)和/或所述步骤(3)中，所述酶解温度为45-65℃，优选地50-60℃，更优选地52-58℃。时间太短导致酶解不充分，时间太长，导致酶解效率降低。优选地，所述步骤(2)和/或步骤(3)中，所述酶解时间为1-4h，优选地1.5-3.5h，更优选地2-3h。在所述的步骤(4)中，使用超声波提取技术对紫薯色素进行提取。超声功率太小，导致紫薯色素提取率过低，过高会破坏色素的结构，所述超声的功率优选为500-600w。超声时间断，色素提取不充分，太长，提取效率降低，所述超声的时间优选为20-30min。在一个优选例中，在所述的步骤(4)中，所述的分离步骤为离心。在另一优选例中，所述的离心的速度为8000-12000r/min。在另一优选例中，所述的离心的时间为5-25min，优选10-20min。在另一优选例中，所述步骤(4)还包括：在所述沉淀物中加入提取液继续超声提取处理，合并每次沉淀物超声提取液，分离，得到紫薯色素提取液；将所述步骤(4)得到紫薯色素提取液合并，得到紫薯色素粗提取液。优选地，在所述沉淀物中加入提取液继续超声提取处理的次数为1-6次，优选1-4次。在所述的步骤(5)中，对酶解得到的紫薯色素粗提取液进行柱层析纯化。在另一优选例中，所述步骤(5)中，在所述的柱层析中，依次用柠檬酸溶液和乙醇溶液作为洗脱剂进行洗脱。在另一优选例中，所述步骤(5)中，所述的柠檬酸溶液为水溶液，且ph值为2-4，优选地2.5-3.5，更优选地2.8-3.2。在另一优选例中，所述步骤(5)中，所述的乙醇溶液为乙醇水溶液，其中乙醇的含量为60-80％(v/v)，优选地65-75％(v/v)。优选地，所述步骤(5)中，所述的柱层析为大孔吸附树脂柱，所述的大孔吸附树脂选自下组：ab-8、lx-21、xda-6、d101、lx-60、lx-20，或其组合。所述的大孔吸附树脂中，ab-8、lx-21、xda-6属于弱极性树脂，d101、lx-60、lx-20属于非极性树脂。在另一优选例中，所述的步骤(5)中，所述的分离步骤包括对洗脱液进行4000-6000r/min超滤离心浓缩，冷冻干燥。在另一优选例中，在进行柱层析前，所述的大孔吸附树脂经预处理，包括步骤：树脂依次用盐酸溶液、碳酸钠溶液、水、无水乙醇和水处理。紫薯色素本发明还提供一种紫薯色素，所述的色素通过本发明所述的紫薯色素的提取方法制备得到。本发明的主要优点(1)本发明采用超声波和复合酶对紫薯色素进行提取，超声波提取具有提取时间短，提取效率高，提取条件温和等特点。(2)利用酶提取具有催化效率高、作用专一性强、催化条件温和等特点，用于工业可提高生产效率，降低能耗，降低污染，简化工艺程序。下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。实施例1取新鲜无虫害、无腐烂的紫薯，清洗干净，去皮切成3-5mm薄片，按料液质量比1：1加入质量百分比为0.6％的柠檬酸水溶液打浆，得紫薯浆；加入果胶酶(果胶酶与紫薯浆的重量比为0.02:5，果胶酶的酶活为1.5×104u/g)，与紫薯浆混合均匀，使用柠檬酸水溶液将其溶液的ph调节至3.5，然后在温度55℃下进行酶解3.0h，得到第一酶解液；然后，往第一酶解液中加入纤维素酶(纤维素酶与紫薯浆的重量比为0.03:5，纤维素酶的酶活为2.4×105u/g)，混合均匀，使用柠檬酸将其溶液中的ph调节至4.8，然后在温度55℃下进行酶解3.0h，得到第二酶解液；将第二酶解液以功率500w进行超声提取30min；取超声提取液于8000r/min离心分离15min，得到沉淀物和离心上清液(紫薯色素提取液)；然后，在沉淀物中加入提取液，在相同条件下重复超声提取2次，合并2次沉淀物超声提取液，离心，得到2次离心上清液，将所有的离心上清液混合，得到紫薯色素粗提液；将ab-8树脂用盐酸溶液和碳酸钠溶液冲洗，然后用水清洗，清洗干净后再用无水乙醇浸泡，再用蒸馏水清洗干净备用；将紫薯色素粗提取液缓慢上柱，再用ph值为3.0的柠檬酸水溶液和70％乙醇水溶液(v/v)分别缓慢洗脱收集色素，直至流出液为无色为止；将收集好的色素溶液于4000r/min超滤离心浓缩，冷冻真空干燥即得纯化的紫薯色素粉末。实施例2取新鲜无虫害、无腐烂的紫薯，清洗干净，去皮切成3-5mm薄片，按料液质量比1：1.5加入体积分数为25％的酒石酸酸化乙醇溶液(酒石酸质量百分比为0.6％)打浆，得紫薯浆；加入果胶酶(果胶酶与紫薯浆的重量比为0.02:5，果胶酶的酶活为1.5×104u/g)，与紫薯浆混合均匀，使用柠檬酸溶液将其溶液的ph调节至3.5，然后在温度58℃下进行酶解3.0h，得到第一酶解液；然后，往第一酶解液中加入纤维素酶(纤维素酶与紫薯浆的重量比为0.03：5，纤维素酶的酶活为2.4×105u/g)，混合均匀，使用柠檬酸将其溶液中的ph调节至4.8，然后在温度58℃下进行酶解3.0h，得到第二酶解液；将第二酶解液以功率500w进行超声提取30min；取超声提取液于12000r/min离心分离15min，得到沉淀物和离心上清液(紫薯色素提取液)；然后，在沉淀物中加入提取液，在相同条件下重复超声提取2次，合并2次沉淀物超声提取液，离心，得到2次离心上清液，将所有的离心上清液混合，得到紫薯色素粗提液将ab-8树脂用盐酸溶液和碳酸钠溶液冲洗，然后用水清洗，清洗干净后再用无水乙醇浸泡，再用蒸馏水清洗干净备用；将紫薯色素粗提取液缓慢上柱，再用ph值为3.0的柠檬酸水溶液和70％乙醇水溶液(v/v)分别缓慢洗脱收集色素，直至流出液为无色为止；将收集好的色素溶液于4000r/min超滤离心浓缩，冷冻真空干燥即得纯化的紫薯色素粉末。实施例3取新鲜无虫害、无腐烂的紫薯，清洗干净，去皮切成3-5mm薄片，按料液质量比1：1.5加入体积分数为20％的苹果酸酸化乙醇溶液(苹果酸质量百分比为0.5％)打浆，得紫薯浆；加入果胶酶(果胶酶与紫薯浆的重量比为0.02:5，果胶酶的酶活为1.5×104u/g)，与紫薯浆混合均匀，使用柠檬酸水溶液将其溶液的ph调节至3.5，然后在温度55℃下进行酶解2.5h，得到第一酶解液；然后，往第一酶解液中加入纤维素酶(纤维素酶与紫薯浆的重量比为0.03:5，纤维素酶的酶活为2.4×105u/g)，混合均匀，使用柠檬酸将其溶液中的ph调节至4.8，然后在温度55℃下进行酶解2.5h，得到第二酶解液；将第二酶解液以功率600w进行超声提取30min；取超声提取液于12000r/min离心分离15min，得到沉淀物和离心上清液(紫薯色素提取液)；然后，在沉淀物中加入提取液，在相同条件下重复超声提取2次，合并2次沉淀物超声提取液，离心，得到2次离心上清液，将所有的离心上清液混合，得到紫薯色素粗提液。将ab-8树脂用盐酸溶液和碳酸钠溶液冲洗，然后用水清洗，清洗干净后再用无水乙醇浸泡，再用蒸馏水清洗干净备用；将紫薯色素粗提取液缓慢上柱，再用ph值为3.0的柠檬酸水溶液和70％乙醇水溶液(v/v)分别缓慢洗脱收集色素，直至流出液为无色为止；将收集好的色素溶液于4000r/min超滤离心浓缩，冷冻真空干燥即得纯化的紫薯色素粉末。对实施例1-3紫薯色素产率进行测定，结果如表1：表1紫薯色素产率紫薯色素含量(mg/100g干重)实施例1187.42±7.38实施例2197.26±5.95实施例3208.67±9.42在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。当前第1页12