专利名称：一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法
技术领域：
本发明属于色素制备方法技术领域，具体为一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法。
背景技术：
色素根据其来源不同分为合成色素与天然色素两类，合成色素色泽鲜艳、着色力强、不易褪色、用量较少、性能稳定，但由于合成色素主要属于具有致癌作用的苯胺类色素， 且人们陆续发现很多合成色素具有严重的慢性毒性和致癌性，而植物来源的色素以其无毒、安全、色泽自然鲜艳、稳定性好等优点一直以来受到大众的青睐。我国的植物资源丰富， 用天然色素取代合成色素已成为未来食品、化妆品及染料工业的发展趋势。山核桃外果皮中含有大量的鞣酸、多元酚类及蒽醌类化合物，特别是缩合鞣质及多酚类成分接触空气后很快被氧化为鞣红鞣质及醌类化合物，这些化合物往往具有较深的颜色。鞣红素为不溶于水的棕红色或红褐色色素，不仅自身颜色独特，而且还具有收敛作用，能使皮肤变硬，从而保护粘膜、减少皮肤疼痛及防止细菌感染。目前山核桃外果皮为食品加工废弃物，数量巨大。但至今未见有利用废弃的山核桃外果皮制备色素的报道。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法的技术方案，采用的提取纯化技术先进，制备工艺简单、操作方便，原料来源丰富，提取率高，性能稳定、环保高效、容易工业化生产，得到的色素可作为染发煽油、绘画、服装染色的颜料应用。所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于包括以下步骤
1)原料处理将山核桃外果皮洗净后自然晾干，置35°c-45°c烘箱中干燥20-30小时， 取出，备用；
2)破碎提取将原料置破碎提取器中，每次加入50 100%含水乙醇或50 100%含水丙酮破碎提取1 2次，将原料打碎成20 60目的粒度，若原料重量为Ikg则含水乙醇或含水丙酮用量为6 10升，每次提取时间为1 3分钟；
3)减压过滤将提取液抽滤，弃去滤渣，合并抽滤液；
4)闪蒸浓缩将过滤后的提取液在40°C_55°C，真空度为0. 090Mpa 0. 095 Mpa条件下采用真空薄膜浓缩装置进行闪蒸浓缩，调节待浓缩液的进液速度，以150 300 mL ^irT1 的流量反复浓缩，回收乙醇，得到折合每毫升浓缩液含0. 5 1. 0克原药材的浓缩液；
5)大孔树脂纯化通过大孔吸附树脂分离富集，先用H2O洗脱，再依次用10 80%的含水乙醇进行梯度洗脱，最后用70%丙酮洗脱，洗脱液的流速为5 15 mL · mirT1，分别收集3倍柱体积的各洗脱部位；
6)继续闪蒸浓缩将20 70%乙醇洗脱部位合并，在45°C -55 °C，真空度为0. 090Mpa 0. 095 Mpa条件下采用真空薄膜浓缩装置进行闪蒸浓缩，调节待浓缩液的进液速度，以150 300 mL · HiirT1的流量反复浓缩，得浓缩液；
7)真空干燥将浓缩液在45°C _55°C下真空浓缩干燥，制得山核桃外果皮红褐色色素产品 ο所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤1)中烘箱温度为40°c -42°C，干燥时间为23-25小时。所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤2)中含水乙醇浓度为60-90%，优选70-80% ；含水丙酮浓度为60-90%，优选70_80%。所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤4)中闪蒸浓缩温度为45°C -50°C，进液速度为200 250 mL · mirT1，每毫升浓缩液含0. 6-0. 8克原药材。所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤5)、6)中 依次采用H2OUO %乙醇、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、70%丙酮进行梯度洗脱；洗脱流速为10 12 mL · mirT1，合并20%乙醇、40%乙醇和60%乙醇乙醇洗脱部位， 闪蒸浓缩温度为50°C _52°C，进液速度为200 250mL · mirT1。所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤7)中干燥温度为50°C - °C。所述的破碎提取器可以从市场上直接购得，真空薄膜浓缩装置(闪蒸浓缩装置)为自行设计组装，也可从市场上直接购得。上述一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，具有以下有益效果
1、利用废弃的植物原料来提取色素，变废为宝，减少了资源的浪费，提高了山核桃外果皮的应用价值及利用率，也为天然色素的开发提供了新的来源。2、对山核桃外果皮采用含水溶剂破碎提取，通过高速搅拌、振动、混合、渗透、浸渍的结合作用，使原料中的成分在极短的时间内转移至溶剂中并达到溶出平衡，实现了粉碎和提取过程的同时完成，同时室温提取避免热敏性成分破坏，具有提取快速、完全、高效节能，操作简便、工作效率较高等优势，提高了色素类成分提取率。提取液采用真空闪蒸浓缩， 具有浓缩液受热温度低、受热时间短、有效保护热敏性成分不被破坏，浓缩速度快、效率高， 操作简单、使用方便、节能环保等优势。3、采用的提取纯化技术先进，制备工艺简单、操作方便，无毒安全、无污染，生产成本低，原料来源丰富、提取率高，产品性能稳定、容易工业化生产。通过综合开发利用山核桃外果皮废弃物，可增加农副产品的附加值，因此具有一定的经济价值及现实意义。4、该色素是一种天然的环保颜料，可应用于染发煽油、绘画、服装染色上，具有很好的上色效果，颜料色泽独特、稳定，长期不退色。经测定，利用本发明得到的色素干粉经比色法测定吸光度，色价在80以上。本申请文件中涉及的百分含量除另有说明外，均指重量百分含量。
具体实施例方式现结合本发明的实施例和相关试验，对本发明作进一步说明。1)原料处理将山核桃外果皮洗净后自然晾干，置40°C烘箱中干燥M小时，取出，备用；
2)破碎提取将原料置破碎提取器中，每次加入70%含水乙醇或70%含水丙酮破碎提取2次，若原料重量为Ikg则含水乙醇或含水丙酮用量为8升，每次提取时间为2分钟；
3)减压过滤将提取液抽滤，弃去滤渣，合并抽滤液；
4)闪蒸浓缩将过滤后的提取液在50°C，真空度为0.095 Mpa条件下采用真空薄膜浓缩装置进行闪蒸浓缩，调节待浓缩液的进液速度，以230 mL ^irT1的流量反复浓缩，回收乙醇，得到折合每毫升浓缩液含0. 6克原药材的浓缩液；
5)大孔树脂纯化将浓缩液通过DiaionHP-20大孔吸附树脂分离富集，采用H20、10% 乙醇、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、70%丙酮进行梯度洗脱，洗脱液的流速为10 mL · mirT1，分别收集3倍柱体积的各洗脱部位；
6)继续闪蒸浓缩将20%乙醇、40%乙醇和60%乙醇洗脱部位合并，在50°C，真空度为0. 095 Mpa条件下采用真空薄膜浓缩装置进行闪蒸浓缩，调节待浓缩液的进液速度，以 250 mL · mirT1的流量反复浓缩，回收乙醇，得浓缩液；
7)真空干燥将浓缩液在50°C下真空浓缩干燥，制得山核桃外果皮红褐色色素产品。在上述步骤1)中烘箱温度为35°C、42°C、45°C，干燥时间为20小时、25小时、30 小时。步骤2)中含水乙醇浓度50%、60%、80%、90%、100% ；含水丙酮浓度为50%、60%、80%、 90%、100%，破碎提取1次，若原料重量为Ikg则含水乙醇或含水丙酮用量为6升、7升、9升、 10升，每次提取时间为1分钟、3分钟。步骤4)中闪蒸浓缩温度为45°C、48°C ；进液速度为 150 mL· Iiiirr1JOO mL ·πι η_\250 mL ·πι η_\300 mL · mirT1，每毫升浓缩液含 0. 6 或 0. 8 克原药材。步骤5)和步骤6)中先用H2O洗脱，再用15%乙醇、25%乙醇、35%乙醇、45% 乙醇、55%乙醇、70%乙醇、70%丙酮进行梯度洗脱；洗脱液的流速为5 mL · HiirT1A mL · Hiirr1UO mL · min_\l2 mL · min_1U5 mL · mirT1 ；合并 25% 乙醇、35% 乙醇、45% 乙醇、 55%乙醇和70%乙醇洗脱部位，闪蒸浓缩温度为45°C或48°C。也可以先用H2O洗脱，再用 20%乙醇、30%乙醇、50%乙醇、60%乙醇、70%乙醇、70%丙酮进行梯度洗脱，合并30%乙醇、50%乙醇、60%乙醇洗脱部位。步骤7)中干燥温度为45°C或55°C。其它工艺步骤同上，也能取得本发明所述的有益效果。采用上述制备方法制得的色素产品的收率在8. 5% 18. 8%。该色素是红褐色或棕红色粉剂，做成的产品可以是固体颜料，使用时用极性有机溶剂溶解，还可以加入分散剂和润湿剂等调和剂后做成膏状物。为进一步说明本发明的有益效果，下面通过相应的对比数据进行说明。1.破碎提取条件对提取效率的影响。
权利要求
1.一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于包括以下步骤1)原料处理将山核桃外果皮洗净后自然晾干，置35°c-45°c烘箱中干燥20-30小时， 取出，备用；2)破碎提取将原料置破碎提取器中，每次加入50 100%含水乙醇或50 100%含水丙酮破碎提取1 2次，将原料打碎成20 60目的粒度，若原料重量为Ikg则含水乙醇或含水丙酮用量为6 10升，每次提取时间为1 3分钟；3)减压过滤将提取液抽滤，弃去滤渣，合并抽滤液；4)闪蒸浓缩将过滤后的提取液在40°C_55°C，真空度为0. 090Mpa 0. 095 Mpa条件下采用真空薄膜浓缩装置进行闪蒸浓缩，调节待浓缩液的进液速度，以150 300 mL ^irT1 的流量反复浓缩，回收乙醇，得到折合每毫升浓缩液含0. 5 1. 0克原药材的浓缩液；5)大孔树脂纯化通过大孔吸附树脂分离富集，先用H2O洗脱，再依次用10 80%的含水乙醇进行梯度洗脱，最后用70%丙酮洗脱，洗脱液的流速为5 15 mL · mirT1，分别收集3倍柱体积的各洗脱部位；6)继续闪蒸浓缩将20 70%乙醇洗脱部位合并，在45°C -55 °C，真空度为 0. 090Mpa 0. 095 Mpa条件下采用真空薄膜浓缩装置进行闪蒸浓缩，调节待浓缩液的进液速度，以150 300 mL · mirT1的流量反复浓缩，得浓缩液；7)真空干燥将浓缩液在45°C _55°C下真空浓缩干燥，制得山核桃外果皮红褐色色素女口广 PFt ο
2.如权利要求1所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤1)中烘箱温度为40°C _42°C，干燥时间为23-25小时。
3.如权利要求1所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤2)中含水乙醇浓度为60-90%，优选70-80% ；含水丙酮浓度为60_90%，优选70_80%。
4.如权利要求1所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤4)中闪蒸浓缩温度为45°C -50°C，进液速度为200 250 mL · mirT1，每毫升浓缩液含 0. 6-0. 8克原药材。
5.如权利要求1所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤5)、6)中依次采用H20、10%乙醇、20%乙醇、40%乙醇、60%乙醇、80%乙醇、70%丙酮进行梯度洗脱；洗脱流速为10 12 mL ^irT1,合并20%乙醇、40%乙醇和60%乙醇乙醇洗脱部位，闪蒸浓缩温度为50°C _52°C，进液速度为200 250mL · mirT1。
6.如权利要求1所述的一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，其特征在于步骤7)中干燥温度为50°C - °C。
全文摘要
一种利用废弃的山核桃外果皮制备色素的方法，属于色素制备方法技术领域。其特征在于包括以下步骤1)原料干燥处理；2)将原料破碎提取；3)将提取液抽滤，弃去滤渣，合并抽滤液；4)将过滤后的提取液闪蒸浓缩；5)大孔树脂纯化，分别收集3倍柱体积的各洗脱部位；6)将30％～70％乙醇洗脱部位合并，真空闪蒸浓缩得浓缩液；7)将浓缩液真空浓缩干燥，制得山核桃外果皮红褐色色素产品。该制备方法采用的提取纯化技术先进，制备工艺简单、操作方便，原料来源丰富、提取率高，性能稳定、环保高效、容易工业化生产，可做为染发焗油、绘画、服装染色的颜料应用，提高了山核桃外果皮废弃物的利用率，也为天然色素的开发提供了新的来源。
文档编号C09B61/00GK102161835SQ20111005833
公开日2011年8月24日 申请日期2011年3月11日 优先权日2011年3月11日
发明者刘元慧, 林茵, 袁珂 申请人:浙江农林大学