本发明属于农产品加工领域，尤其是涉及黑芝麻黑色素的高效提取与分离方法。
背景技术
黑芝麻为胡麻科脂麻的黑色种子，在中美洲、南美洲、亚洲地区都有大量种植，是世界上的主要油料作物之一。黑芝麻在我国的栽培历史十分悠久，主要分布在四川、河南、安徽、山东等地，又因我国黑芝麻产量居世界之首，因此被冠以“芝麻王国”之称。黑芝麻药食同源，营养价值丰富，中医中药理论认为，黑芝麻具有补肝肾、润五脏、益气力、长肌肉、填脑髓的作用，可用于治疗肝肾精血不足所致的眩晕、须发早白、脱发、腰膝酸软、四肢乏力、步履艰难、五脏虚损、皮燥发枯、肠燥便秘等病症，在乌发养颜方面的功效，更是有口皆碑。黑芝麻中的维生素e可维护皮肤的柔嫩与光泽，能治疗便秘；黑芝麻中含有的蛋黄素、胆碱、肌糖，可防止人体发胖；黑芝麻中亚麻仁油酸成分，可去除附在血管壁上的胆固醇。早在《本草纲目》中就有记载”服(黑芝麻)至百日，能除一切痼疾。一年身面光泽不饥，二年白发返黑，三年齿落更生“，介绍了黑芝麻的神奇功效。
黑芝麻黑色素作为一种天然黑色素具有极高的营养价值与药理作用，具有清除体内的自由基、抗肿瘤、美容等功效，可作为一种天然的抗氧化剂添加于食品、医药以及保健品当中。市场上天然黑色素极为稀缺，然而其在芝麻香油等产品加工中直接废弃掉，无疑是资源的浪费且污染环境。本发明采用超声-膜高效提取与分离方法提取黑芝麻黑色素，变废为宝，为获得一种新型天然黑色素及其应用提供技术支持。
从对黑芝麻黑色素提取的研究报道和申报的专利来看，主要是采用以下几种方法：氢氧化钠为萃取剂，经过碱溶酸沉、强酸水解及有机溶剂多次萃取得到纯化后的黑色素；氢氧化钠作为萃取剂，用盐酸中和滤液，得黑色素沉淀；稀的氢氧化钠与50％乙醇为提取剂提取；用乙醚对黑芝麻进行脱脂处理后用酸醇溶液做提取剂提取；50％乙醇为提取剂，超声波辅助提取。
从以上分析来看，目前黑芝麻黑色素采用有机溶剂作取剂较多，在工业化生产中存在用量大、成本高、污染环境、化学试剂残留、工艺复杂等缺点。膜分离技术是一种高新技术，通过特定膜的渗透技术，实现多组分液体或气体的分离、提纯或浓缩，该法具有环保、节能、高效的特点。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种以水为提取剂的黑芝麻黑色素的高效提取与分离方法。本方法可以回收黑芝麻清洗液中的黑色素，避免资源浪费，采用纯物理的方法提取制备的黑芝麻黑色素安全性好，不存在任何有机溶剂提取带来的安全问题，提取工艺简单、耗时短、成本低、效率高，对环境无害，适合于工业化生产。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供黑芝麻黑色素的高效提取与分离方法，本法采用风选和筛分相结合去除原料中的灰尘及其它杂质，以水为提取剂进行超声提取，对提取液进行离心，取上清液，超滤膜纯化，再使用反渗透膜去除分子量小于黑色素的物质，最后进行喷雾干燥，得到黑色素产品。
黑芝麻黑色素的高效提取与分离方法，包括以下步骤：
(1)去杂：采用风选和筛分相结合的方法去除杂质；
(2)超声提取：以水为提取剂进行超声提取；
(3)离心：将原料与提取剂分离，取清液待用；
(4)超滤：去除分子量大于黑色素的大分子物质；
(5)反渗透：去除分子量小于黑色素的物质，得到黑色素浓缩液；
(6)干燥：对黑色素浓缩液进行喷雾干燥得到黑色素产品。
而且，所述步骤(1)中采用风选和筛分相结合的方法去除原料中的灰尘及其它杂质。
而且，所述步骤(2)中超声功率为100w-200w，提取温度为15℃-30℃，提取时间为20min-40min，提取频率为20khz-40khz。
而且，所述步骤(3)中离心转速为3000r/min-5000r/min。
而且，所述步骤(4)中超滤膜截留分子量为1000道尔顿-3000道尔顿。
而且，所述步骤(5)中采用反渗透膜进一步纯化黑色素。
而且，所述步骤(6)中喷雾干燥过程的进口温度为130℃-140℃，出口温度70℃-80℃，时间3s-6s。
本发明的有益效果和优点是：
1.本发明将超声技术与膜分离技术结合起来，采用水作为提取溶剂，对黑芝麻黑色素进行超声提取，不仅可以有效除杂，还可使黑色素尽可能多的溶解于水中，提高黑芝麻黑色素得率，缩短提取时间，降低生产成本，同时无化学试剂残留，解决了目前黑芝麻黑色素提取方法存在的用量大、成本高、污染环境、化学试剂残留、工艺复杂等缺点。
2.本发明采用膜分离技术进行纯化，这种纯化方法具备以下优点：分离过程是物理分离，能够最大程度的保留色素的稳定性与生理活性，与传统的化学试剂纯化法相比，不存在化学试剂残留的问题，安全环保、操作方便且易于工业化生产，填补国内外还没有超声一膜高效提取黑芝麻黑色素的研究空白。
附图说明
附图为黑芝麻黑色素的高效提取与分离工艺技术流程。
具体实施方式
下面详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
实施例1
黑芝麻黑色素的高效提取与分离方法，包括以下步骤：
(1)去杂：采用风选和筛分相结合的方法去除原料中的灰尘及其它杂质；
(2)超声提取：以水为提取剂进行超声提取，超声功率为100w，提取温度为15℃，提取时间为40min，提取频率为20khz；
(3)离心：离心转速为3000r/min，将原料与提取剂分离，取清液待用；
(4)超滤：超滤膜截留分子量为1000道尔顿，去除分子量大于黑色素的大分子物质；
(5)反渗透：采用反渗透膜进一步纯化黑色素，去除分子量小于黑色素的物质，得到黑色素浓缩液；
(6)干燥：对黑色素浓缩液进行喷雾干燥，喷雾干燥过程的进口温度为130℃，出口温度为70℃，时间为6s。得到黑色素产品。
实施例2
黑芝麻黑色素的高效提取与分离方法，包括以下步骤：
(1)去杂：采用风选和筛分相结合的方法去除原料中的灰尘及其它杂质；
(2)超声提取：以水为提取剂进行超声提取，超声功率为150w，提取温度为25℃，提取时间为30min，提取频率为30khz；
(3)离心：离心转速为4000r/min，将原料与提取剂分离，取清液待用；
(4)超滤：超滤膜截留分子量为2000道尔顿，去除分子量大于黑色素的大分子物质；
(5)反渗透：采用反渗透膜进一步纯化黑色素，去除分子量小于黑色素的物质，得到黑色素浓缩液；
(6)干燥：对黑色素浓缩液进行喷雾干燥，喷雾干燥过程的进口温度为135℃，出口温度75℃，时间5s。得到黑色素产品。
实施例3
黑芝麻黑色素的高效提取与分离方法，包括以下步骤：
(1)去杂：采用风选和筛分相结合的方法去除原料中的灰尘及其它杂质；
(2)超声提取：以水为提取剂进行超声提取，超声功率为200w，提取温度为30℃，提取时间为20min，提取频率为40khz；
(3)离心：离心转速为5000r/min，将原料与提取剂分离，取清液待用；
(4)超滤：超滤膜截留分子量为3000道尔顿，去除分子量大于黑色素的大分子物质；
(5)反渗透：采用反渗透膜进一步纯化黑色素，去除分子量小于黑色素的物质，得到黑色素浓缩液；
(6)干燥：对黑色素浓缩液进行喷雾干燥，喷雾干燥过程的进口温度为140℃，出口温度80℃，时间3s，得到黑色素产品。