一种萃取红曲黄色素的方法与流程

本发明涉及一种萃取红曲黄色素的方法，尤其是发酵工程下游技术中天然红曲黄色素的提取方法，属于发酵工程和生物技术领域。

背景技术：

红曲黄色素是红曲菌在生长代谢过程产生的天然色素，红曲色素是一类聚酮化合物，首先以乙酰coa为基本构成单位聚合得到色素的生色基团，然后生色基团再与脂肪酸在聚合酶的作用下聚合而成不同的红曲色素。红曲黄色素分子含有大量的酮基并含有三个杂环，极性较小，红曲黄色素易溶于甘油酯类物质，不易溶于水。

申请号为201410116854.6的发明专利“一种偶联原位萃取发酵红曲黄色素的双液相发酵方法”中，通过设计合理的碳氮源组分、控制培养基中游离氨基酸的含量以及双液相发酵体系，将合成的红曲黄色素迅速富集到脂溶性溶剂中，从而提高红曲黄色素的生产效率。目前在1000l机械搅拌发酵罐中红曲黄色素色价可达到500u/ml以上。但是利用偶联原位萃取的双液相发酵方法生产黄色素时，色素大部分溶于萃取相甘油酯类物质中，而甘油酯类物质的挥发性非常低且不能够与水互溶，因此难以利用。如何将这些色素从脂类溶剂转移到挥发性更强的溶剂中，并通过使用旋转蒸发技术挥发溶剂得到浓缩的色素样品，提高色素收率是工程上需要解决的重大问题。而红曲中的许多色素在甘油酯类物质中的溶解度普遍高于在其它溶剂中的溶解度，因此，将色素从甘油酯类物质中转移出来，成为难题。

利用溶剂萃取脂溶性黄色素的难点在于黄色素是富集在脂类溶剂中，而并非在常规的发酵液(水)中。常用的溶剂选择难以达到良好的萃取效果，例如氯仿对色素的萃取效果较好，但是氯仿会与脂类溶剂互溶，因此无法达到分层萃取的实验目的；而甲酸等与脂类溶剂并不互溶，但是它们对色素的溶解度较小，同样无法达到理想的萃取效果。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是将溶于脂类溶剂中的脂溶性红曲黄色素萃取出来，为制备浓度更高的色素浓缩液创造条件。

为此，本发明，将体积浓度为30％到90％的甲醇或乙醇水溶液与含红曲黄色素的脂类溶剂以体积比2～4混合，在25℃-50℃的条件下萃取10min～30min，萃取1～5次，红曲黄色素转移到萃取相，得到红曲黄色素萃取液。

将所得到的红曲黄色素萃取液旋转蒸发，去除甲醇或乙醇，得到高度浓缩的色素溶液。

所述脂类溶剂是指甘油酯类物质，例如甘油三酯类物质、甘油二酯类物质、甘油单酯类物质或其混合物。所述甘油三酯类物质包括三辛酸甘油酯、三异辛酸甘油酯、植物油或其混合物。所述甘油二酯类物质是1,3-甘油二酯、1,2-甘油二酯、二辛酸甘油酯或其混合物。所述甘油单酯类物质是单辛酸甘油酯。

在本发明的一种实施方式中，将体积浓度为70％到85％的甲醇或乙醇水溶液与含红曲黄色素的脂类溶剂以体积比2～4混合，在25℃-40℃的条件下萃取10min～30min，萃取1～3次，红曲黄色素转移到萃取相，得到红曲黄色素萃取液。

在本发明的一种实施方式中，将体积浓度为85％的乙醇水溶液与含红曲黄色素的脂类溶剂以体积比4混合，在25℃-40℃的条件下萃取10min～30min，萃取1～3次，红曲黄色素转移到萃取相，得到红曲黄色素萃取液。

本发明通过调整萃取剂甲醇/乙醇溶液的浓度、使用比例、萃取温度、萃取时间、萃取次数，以达到萃取剂与脂类溶剂不互溶，并有效地将红曲黄色素萃取出来的目的，从而有利于脂溶性色素的进一步浓缩利用。利用本发明方法萃取红曲黄色素简便快速、经济高效，且不会改变色素的结构，是一种理想的提纯方法，在工业大规模生产中的可行性较高。

附图说明

图1发酵液中的红曲黄色素全波长扫描图

图2经乙醇萃取后的红曲黄色素全波长扫描图

具体实施方式

(1)红曲黄色素色价的测定方法：

色价为色素浓度的一种表示方法，大小等于稀释倍数与稀释后的色素溶液在其吸收峰处对应的od值的乘积，单位为u/ml。

用无水乙醇将待测溶液稀释适当倍数(将od值控制在0.2-0.8之间)，并以无水乙醇的吸光度为空白对照在200-600nm范围内进行全波长扫描，测定400-440nm之间峰值的od值。

红曲黄色素色价＝od410nm×总稀释倍数(u/ml)

(2)色素转移率计算方法：

色素转移率＝(萃取相色价(u/ml)×萃取相体积(ml))/(萃取前脂溶性溶剂的总色价(u/ml)×萃取前脂溶性溶剂的总体积(ml))×100％

实施例1

向初始红曲黄色素色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入2倍体积的体积浓度为70％的丁醇溶液，萃取温度40℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，萃取后脂溶性溶剂相色价561.71u/ml。其中色素转移率为10.98％，将丁醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为1657.89u/ml。

实施例2

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入2倍体积的体积比例为1:1的甲醇乙醇溶液，萃取温度40℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，萃取后脂溶性溶剂相相色价为551.23u/ml。即其中色素转移率为12.64％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为2456.21u/ml。

实施例3

向初始红曲黄色素色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入2倍体积的体积浓度为70％的乙醇溶液，萃取温度40℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，脂溶性溶剂相中残余色价为402.32u/ml，即色素转移率为23.51％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为3665.24u/ml。

实施例4

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入2倍体积的体积浓度为70％的甲醇溶液，萃取温度40℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，萃取后脂溶性溶剂相相色价为451.54u/ml。即其中色素转移率为16.87％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为2954.36u/ml。

实施例5

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入3倍体积的体积浓度为70％的乙醇溶液，萃取温度40℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，萃取后脂溶性溶剂相相色价为358.74u/ml。即其中色素转移率为34.49％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为5142.61u/ml。

实施例6

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为70％的乙醇溶液，萃取温度40℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，萃取后脂溶性溶剂相相色价为360.15u/ml。即其中色素转移率为30.50％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为4562.33u/ml。

实施例7

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为90％的乙醇溶液，萃取温度40℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，即萃取后脂溶性溶剂相相色价为360.54u/ml。其中色素转移率为34.97％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为5214.62u/ml。

实施例8

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为85％的乙醇溶液，萃取温度40℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，即萃取后脂溶性溶剂相相色价为340.24u/ml。其中色素转移率为35.86％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为5631.58u/ml。

实施例9

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为85％的乙醇溶液，萃取温度50℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，即萃取后脂溶性溶剂相相色价为450.78u/ml。其中色素转移率为31.06％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为4985.29u/ml。

实施例10

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为85％的乙醇溶液，萃取温度25℃，进行一次萃取，萃取时间20min，萃取后分层现象明显，即萃取后脂溶性溶剂相相色价为330.27u/ml。其中色素转移率为36.54％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为5784.72u/ml。

实施例11

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为85％的乙醇溶液，萃取温度25℃，进行一次萃取，萃取时间30min，萃取后分层现象明显，即萃取后脂溶性溶剂相相色价为342.26u/ml。其中色素转移率为33.87％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为5421.64u/ml。

实施例12

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为85％的乙醇溶液，萃取温度25℃，进行一次萃取，萃取时间10min，萃取后分层现象明显，即萃取后脂溶性溶剂相相色价为322.22u/ml。其中色素转移率为37.22％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为6102.85u/ml。

实施例13

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为85％的乙醇溶液，萃取温度25℃，进行三次萃取，每次萃取时间10min，最终萃取后分层现象明显，萃取后脂溶性溶剂相相色价为80.41u/ml。即其中色素转移率为61.1％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为6305.12u/ml。

实施例14

向初始色价为631u/ml的脂溶性溶剂中加入4倍体积的体积浓度为85％的乙醇溶液，萃取温度25℃，进行五次萃取，每次萃取时间10min，最终萃取后分层现象明显，萃取后脂溶性溶剂相相色价为15.22u/ml。即其中色素转移率为83.5％，将乙醇相旋转蒸发得到高浓度样品，其色价为6631.85u/ml。

根据图1与图2可以看出，将脂溶性色素萃取到醇类物质中，其波长范围仍在401nm-420nm的范围内，说明其仍然是黄色素。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。