一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法
【专利摘要】本发明属于天然色素提取技术领域，尤其涉及一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法。本发明的技术方案为：具体工艺步骤如下：牡丹籽壳种→干燥→粉碎过筛→超高压提取→过滤→滤液→旋转蒸发→浓缩液→树脂预处理→树脂静态筛选→提取液树脂动态吸附→乙醇动态洗脱→洗脱液真空干燥→成品。通过光谱特性和纯化前后色价的比较，证实了纯化过程较好的保留了色素的原有成分和性质，提高了色价。
【专利说明】
一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法
技术领域
[0001] 本发明属于天然色素提取技术领域，具体涉及一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色 素的方法。
【背景技术】
[0002] 牡丹是毛茛科、芍药属植物，为多年生落叶小灌木。花色泽艳丽，玉笑珠香，风流潇 洒，富丽堂皇，素有〃花中之王〃的美誉。目前对牡丹籽的利用主要集中在提取油脂方面，供 食用、药用及工业用，剩余种渣则用来做饲料和肥料。但剥皮后的牡丹籽壳其中含有多种天 然成分，有待综合开发利用，尤以天然色素含量较高，作为一种食品着色剂，牡丹籽壳色素 具有着色力强、安全无毒和性质稳定等优点，在酱油、食醋和调味酱等酿造调味品的生产中 可广泛使用。也可在其他食品生产中，与调味品结合在一起使用，不仅可保持原有色泽，使 食品色泽艳丽，还可与调味品一起改善食品风味，增进人们食欲提高食用价值，在调味品的 生产与应用中具有重要作用。
[0003] CN101665482B公开了《花生中原花色素纯化方法》，该方法的步骤是，将脱脂花生 加入到乙醇溶液中，微波萃取后抽滤，滤液浓缩，真空冷冻干燥得原花色素粗品，将得到的 粗品配制成溶液，通过HPD-826大孔吸附树脂填充柱，然后蒸馏水洗脱除去杂质，再用乙醇 洗脱;将所得的乙醇洗脱液浓缩冷冻干燥得花生衣原花色素精品。
[0004] CN101792612A公开了一种黄姜中黄色素的纯化方法，其将湿黄姜洗净、切片、干燥 并粉碎后添加乙醇溶液恒温回流提取，旋转蒸发去除乙醇，干燥得到黄姜色素粗品;再将得 到的黄姜色素溶液，通过大孔吸附树脂柱用蒸馏水洗脱除杂，再用乙醇洗脱;将得到的乙醇 洗脱液浓缩、干燥得到黄姜色素精制品。
[0005] 上述的两种方法，都采用了大孔吸附树脂纯化的方法，但是这两种方法并未对大 孔树脂纯化方法进一步细化。
[0006] 因此，需要设计一种利用大孔吸附树脂纯化牡丹籽壳色素的方法。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种能够克服上述技术缺陷的利用大孔树脂纯化牡丹籽 壳色素的方法:具体工艺步骤如下： 一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，具体工艺步骤如下:牡丹籽壳种-干燥 -粉碎并过筛-超尚压提取-过滤-浓缩-树脂预处理-树脂静态筛选-提取液树脂动 态吸附-乙醇动态洗脱-洗脱液真空干燥-成品。
[0008] 所述的粉碎步骤中，将干燥后的牡丹籽壳种粉碎至40-300目，得牡丹籽壳种粉。
[0009] 所述的粉碎步骤中，将干燥后的牡丹籽壳种粉碎至60目，得牡丹籽壳种粉。
[0010] 所述的超高压提取的具体步骤为：在粉碎后的牡丹籽壳种粉中加入体积浓度为 50%的乙醇溶液，料液重量比为，1:35-45，置于200MPa的高压环境下，持续保压15-30分钟。
[0011] 所述的浓缩步骤中，将过滤步骤中得到的滤液浓缩至原滤液体积的1/3-1/2。所述 的树脂预处理中，所采用的树脂为D900,其物理性能参数为：160~200比表面积/(m2 · g^1)， 30~125平均孔径/ ??。
[0012]所述的树脂预处理工艺为:将树脂置于质量浓度为95%的乙醇中浸泡24小时，使之 充分溶胀，去除上层漂浮的杂质和破碎的树脂，过滤后将树脂于0.1 mol/L的氢氧化钠溶液 中浸泡30min后以去离子水漂洗至中性并再次过滤，将过滤后的树脂于O.lmol/L的盐酸中 浸泡30min，再以去离子水充分漂洗至中性，过滤后待用。
[0 013 ]所述的提取液树脂动态吸附的条件为：上样液色素 p Η值为5 - 7，上样液吸光度为 0.6-0.8，吸附时间为15-25h，吸附温度为25-35°C，选用体积分数为65-75%的乙醇作为洗脱 剂，流速为 0.3-0.7ml/min。
[0014] 所述的提取液树脂动态吸附的条件为:上样液色素 pH值为6，上样液吸光度为0.7， 吸附时间为20h，吸附温度为30°C，选用体积分数为70%的乙醇作为洗脱剂，流速为0.5ml/ min〇
[0015] 纯化前后色素的光谱性质比较 将未经纯化的色素和已纯化的色素用缓冲溶液稀释适当倍 数，以缓冲溶液作参比，在350~630区间进得扫描，绘制纯化前后色素的光谱图。
[0016] 如按上述的方法测定结果如图1所示： 由图1可知，牡丹籽壳色素的最大吸收波长及光谱形状在纯化前后均没有变化，说明纯 化过程很好地保留了色素的原有成分和性质，所选择的纯化方法和条件是正确的。
[0017] 牡丹籽壳纯化前后的色价比较 分别将粗提浓缩液和纯化后的洗脱液真空干燥得到色素的固体状态，准确称取纯化前 后的固体色素0.1 g于l〇〇ml的容量瓶中用缓冲液稀释至刻度，用1 cm的比色皿，以缓冲液为 空白，在540nm下测定吸光度。按下式计算色价： 色价F=Af / 100m，其中A表示吸光度值;m为样品质量，f为稀释倍数。
[0018] 如按上述方法测定结果如表1所示：
[0019] 由表1可以看出经树脂纯化后色素得到了很大程度的浓缩，去除了很大一部分杂 质（包括多糖，胶类物质及其他大分子物质），色价提高了 9倍，经真空干燥后，可以得到褐 色的色素固体粉末，即成纯化后的牡丹籽核色素成品。
[0020] 本发明选用超高压技术提取牡丹籽壳色素。研究用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素， 大孔树脂具有机械强度高、选择性好、吸附速度快、易于解吸附、再生处理简单等特点，同其 他分离纯化工艺相比，可减少有机溶剂的用量，简化生产步骤，降低生产成本。本发明旨在 为牡丹籽壳色素提取和纯化工艺提供理论依据，增强其着色能力，改善各方面性能，使其在 调味品行业应用更加广泛，并为工业化生产牡丹籽壳色素提供技术支持。
[0021]
【附图说明】： 附图1:牡丹籽壳色素的最大吸收波长及光谱形状在纯化前后对比。
[0022]
【具体实施方式】： 下面的实施例可以有助于更全面的理解本发明，但是不以实施例为限。
[0023] 实施例1 称取5g牡丹籽壳粉末作为原料(过60目筛），加入175ml，50%浓度（即液料比为1:35)的 乙醇溶液，置于200Mpa的超高压环境下，持续保压时间为15min，将所得物料过滤得到色素 滤液，再将滤液旋转蒸发，去除提取剂乙醇和部分水分，蒸发至原滤液体积的1/2,得到牡丹 籽壳色素浓缩液。称取l.OOg牡丹籽壳粉末，加入到40ml的50%的乙醇溶液中，提取压强为 200MPa，保压时间为20min，观察浸提液的颜色，将浸提液过滤，并将其定容至50ml。用紫外 分光光度仪测定其在380-620nm处的吸光值，确定提取色素的最佳吸收波长为520nm，后续 实验在此波长下，测定色素液吸光度。
[0024]将树脂置于95%的乙醇中浸泡24小时，使之充分溶胀，去除上层漂浮的杂质和破碎 的树脂，过滤后将树脂于0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡30min后以去离子水漂洗至pH中 性再次过滤，将过滤后的树脂于O.lmol/L的盐酸中浸泡30min，再以去离子水充分漂洗至中 性，过滤后待用。准确称取15克经预处理过D900树脂湿法装柱，将上样液的pH值调至5，固定 吸附温度为25° C，上柱速度为4mL/min，吸附时间为20h，使吸光度为0.60的色素液通过树脂 柱。让树脂对色素进行充分吸附，随后，选择体积分数为70%的乙醇作为洗脱剂，控制洗脱流 速为0.3ml/min对树脂进行洗脱，至树脂柱底部流出的洗脱液无色为止，收集洗脱液即为纯 化后的色素液。
[0025] 分别将粗提浓缩液和纯化后的色素液真空干燥得到色素的固体状态，准确称取纯 化前后的固体色素0.1 g于1 〇〇ml的容量瓶中用缓冲液稀释至刻度，用1 cm的比色皿，以缓冲 液为空白，在540nm下测定吸光度。按下式计算色价： 色价F= Af/100m(其中，A表示吸光度值，f表示稀释倍数，m表示样品质量） 按照上述实验步骤得到的粗提浓缩液和纯化后的色素液的色价如表2所示：
[0026] 实施例2 称取5g牡丹籽壳粉末作为原料(过80目筛），加入200ml，50%浓度（即液料比为1:40)的 乙醇溶液，置于200Mpa的超高压环境下，持续保压时间为20min，将所得物料过滤得到色素 滤液，再将滤液旋转蒸发，去除提取剂乙醇和部分水分，蒸发至原滤液的1/3处，得到牡丹籽 壳色素浓缩液。称取l.〇〇g牡丹籽壳粉末，加入到40ml的50%的乙醇溶液中，提取压强为 200MPa，保压时间为20min，观察浸提液的颜色，将浸提液过滤，并将其定容至50ml。用紫外 分光光度仪测定其在380-620nm处的吸光值，确定提取色素的最佳吸收波长为520nm，后续 实验在此波长下，测定色素液吸光度。
[0027]将树脂置于95%的乙醇中浸泡24小时，使之充分溶胀，去除上层漂浮的杂质和破碎 的树脂，过滤后将树脂于0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡30min后以去离子水漂洗至pH中 性再次过滤，将过滤后的树脂于0.1m〇l/L的盐酸中浸泡30min，再以去离子水充分漂洗至中 性，过滤后待用。准确称取15克经预处理过D900树脂湿法装柱，将上样液的pH值调至0.7，固 定吸附温度为30° C，上柱速度为3.5mL/min，吸附时间为25h，使吸光度为0.60的色素液通过 树脂柱。让树脂对色素进行充分吸附，随后，选择体积分数为60%的乙醇作为洗脱剂，控制洗 脱流速为〇. 5ml/min对树脂进行洗脱，至树脂柱底部流出的洗脱液无色为止，收集洗脱液即 为纯化后的色素液。
[0028] 分别将粗提浓缩液和纯化后的色素液真空干燥得到色素的固体状态，准确称取纯 化前后的固体色素0.1 g于1 〇〇ml的容量瓶中用缓冲液稀释至刻度，用1 cm的比色皿，以缓冲 液为空白，在540nm下测定吸光度。按下式计算色价： 色价F= Af/100m(其中，A表示吸光度值，f表示稀释倍数，m表示样品质量） 按照上述实验步骤得到的粗提浓缩液和纯化后的色素液的色价如表3所示：
[0029] 实施例3 称取5g牡丹籽壳种作为原料(过100目筛），加入225ml，50%浓度（即液料比为1:45)的 乙醇溶液，置于200Mpa的超高压环境下，持续保压时间为25min，将所得物料过滤得到色素 滤液，再将滤液旋转蒸发，去除提取剂乙醇和部分水分，得到牡丹籽壳色素浓缩液。称取 1. 〇〇g牡丹籽壳粉末，加入到40ml的50 %的乙醇溶液中，提取压强为200MPa，保压时间为 20min，观察浸提液的颜色，将浸提液过滤，并将其定容至50ml。用紫外分光光度仪测定其在 380-620nm处的吸光值，确定提取色素的最佳吸收波长为520nm，后续实验在此波长下，测定 色素液吸光度。
[0030] 将树脂置于95%的乙醇中浸泡24小时，使之充分溶胀，去除上层漂浮的杂质和破碎 的树脂，过滤后将树脂于0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡30min后以去离子水漂洗至pH中 性再次过滤，将过滤后的树脂于O.lmol/L的盐酸中浸泡30min，再以去离子水充分漂洗至中 性，过滤后待用。准确称取15克经预处理过D900树脂湿法装柱，将上样液的pH值调至0.8，固 定吸附温度为35° C，上柱速度为3.5mL/min，吸附时间为25h，使吸光度为0.80的色素液通过 树脂柱。让树脂对色素进行充分吸附，随后，选择体积分数为75%的乙醇作为洗脱剂，控制洗 脱流速为〇. 7ml/min对树脂进行洗脱，至树脂柱底部流出的洗脱液无色为止，收集洗脱液即 为纯化后的色素液。
[0031] 分别将粗提浓缩液和纯化后的色素液真空干燥得到色素的固体状态，准确称取纯 化前后的固体色素0.1 g于1 〇〇ml的容量瓶中用缓冲液稀释至刻度，用1 cm的比色皿，以缓冲 液为空白，在540nm下测定吸光度。按下式计算色价： 色价F =Af/100m (其中，A表示吸光度值，f表示稀释倍数，m表示样品质量） 按照上述实验步骤得到的粗提浓缩液和纯化后的色素液的色价如表4所示：
【主权项】
1. 一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于:具体工艺步骤如下:牡丹 轩壳种4干燥4粉碎并过筛4超尚压提取4过滤4浓缩4树脂预处理4树脂静态筛选4 提取液树脂动态吸附4乙醇动态洗脱4洗脱液真空干燥4成品。2. 如权利要求1所述的一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于，所述 的粉碎步骤中，将干燥后的牡丹籽壳种粉碎至40-300目，得牡丹籽壳粉。3. 如权利要求2所述的一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于，所述 的粉碎步骤中，将干燥后的牡丹籽壳种粉碎至60目，得牡丹籽壳粉。4. 如权利要求3所述的一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于，所述 的超高压提取的具体步骤为:在粉碎后的牡丹籽壳粉中加入体积浓度为50%的乙醇溶液，料 液重量比为，1:35-45，置于200MPa的高压环境下，持续保压15-30分钟。5. 如权利要求1所述的一种利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于，所述 的浓缩步骤中，将过滤步骤中得到的滤液浓缩至原滤液体积的1/3-1/2。6. 如权利要求1所述的利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于:所述的树 脂预处理中，所采用的树脂为D900,其物理性能参数为：160~200比表面积/(m 2 · g^1)，30 ~125平均孔径/ ??。7. 如权利要求1所述的利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于:所述的树 脂预处理工艺为:将树脂置于质量浓度为95%的乙醇中浸泡24小时，使之充分溶胀，去除上 层漂浮的杂质和破碎的树脂，过滤后将树脂于0.1 mol/L的氢氧化钠溶液中浸泡30min后以 去离子水漂洗至中性并再次过滤，将过滤后的树脂于O.lmol/L的盐酸中浸泡30min，再以去 离子水充分漂洗至中性，过滤后待用。8. 如权利要求1所述的利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于:所述的提 取液树脂动态吸附的条件为:上样液色素 pH值为5-7，上样液吸光度为0.6-0.8，吸附时间为 15-25h，吸附温度为25-35 °C，选用体积分数为65-75%的乙醇作为洗脱剂，流速为0.3-0·7ml/min〇9. 如权利要求7所述的利用大孔树脂纯化牡丹籽壳色素的方法，其特征在于:所述的提 取液树脂动态吸附的条件为:上样液色素 pH值为6，上样液吸光度为0.7，吸附时间为20h，吸 附温度为30°C，选用体积分数为70%的乙醇作为洗脱剂，流速为0.5ml/min。
【文档编号】C09B67/54GK106046849SQ201610424330
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】翟益彤
【申请人】翟益彤