专利名称：苦瓜果实中假种皮的天然色素的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种利用胡芦科(Cucurbitaceae)植物的苦瓜(Momordica charatia L.)果实的假种皮作为色素原材料，而提取的蕃茄红素或天然色素。
近年来，天然色素类胡罗卜素的生理活性、抗癌作用的研究已成为一个热门。最初以研究β-胡萝卜素最多，其抗氧化功能和对癌的抑制作用已有不少研究予以证明。接着，有研究表明叶黄素等也有抗癌作用，特别是α-胡萝卜素在抗癌作用上有着β-胡萝卜素更好的效果。最近的研究表明，蕃茄红素有着比β-胡萝卜素和α-胡萝卜素更明显的效果，而成为现在最引人注目的类胡萝卜素的一种色素。但是蕃茄红素因为提取成本高、产量极少，从而影响了它的研究开展和应用。国内的教学科研单位在制作蕃茄红素的标准由线时都是采用合成色素苏丹一号色素来代替。同时，包括蕃茄红素在内的类胡萝卜素在人体内不能自己合成产生，其人体必须的类胡萝卡素需要从食物中摄取，虽然不少果物和蔬菜中含有蕃茄红素，但其含量一般远比β胡萝卜素少，到目前为止的研究表明，有以下几种植物含量较高蕃茄(3.1mg/100g，加工用蕃茄(10.8mg/100g)，西瓜(3.5-5.0mg/100g)，红色系列的红萝卡(8-14mg/100g)，桃红色葡萄柚(3.4mg/100g)。但是，通常较难从上述植物中获得高品位的蕃茄红素。到目前为止，蕃茄红素作为商业性的生产几乎没有。因此，人们期待发现新的含蕃茄红素高的植物或培养出高含量的品种。苦瓜原产地被认为是东印度、亚热带地区，在中国、印度、亚洲的热带及亚热带地区等被广泛栽培，其主要是利用未成熟的果实作为蔬菜，而成熟的果实及果实内的假种皮在商业上没有得到利用。
本发明的目的就是利用苦瓜果实的假种皮作为天然色素原料，生产出具有生理活性及高度安全性的蕃茄红素或天然色素。
本发明的技术方案是，以胡芦科植物的苦瓜果实的假种皮为色素原料，而提取出的一种分子式为C40H56分子量为537，分子结构中有双键总数为13，共轭双键为11的蕃茄红素或天然色素。
蕃茄红素是广泛分布在植物，动物界的类胡萝卜素中的一种，因最初是从蕃茄(Lycopersicum，esculentum Mill)中分离出来，所以叫蕃茄红素，也广泛分布在人体的组织中，蕃茄红素的结晶呈暗红色，在显微镜下观察呈长针状结晶，熔点175℃，易溶于氯仿、二硫化碳、苯，可溶于乙醚、石油醚、乙烷、丙酮等，难溶于甲醇、乙醇。
因此，本发明从苦瓜果实中假种皮提取上述色素的方法是利用有机溶剂或超临界二氧化碳进行抽取，然后将抽取出的溶液进行分离、精制。
上面提到的有机溶剂如甲醇、乙醇、丙醇等醇类，以及正己烷、苯、氯仿、丙酮、乙醚、石油醚、醋酸乙酯等可以单独使用或配合使用。抽取出的溶液先进行浓缩，再用适当的有机溶剂稀释到一定浓度后，再使用色层法进行分离、精制。
本发明提供的色素直接应用于食品、饲料、化妆品及医药品中。
下面通过实施例对本发明进行更具体的说明，而本发明的保护范围不限定于此。
首先对附图进行说明
图1、2为苦瓜果实的假种皮色素的光电二极管矩阵检测的光谱分析图，其中1-叶黄素；2-蕃茄红素；3、α-胡萝卜素；4、β-胡萝卜素；图3、4分别通过图示和表格表示不同成熟度苦瓜果实的假种皮的类胡萝卜素的组分和含量的变化；图5、6分别通过图示和表格表示未成熟苦瓜果实催熟后假种皮的类胡萝卜素含量的变化。
图7表示蕃茄红素的摄入量与发生前列腺癌关系的实验结果。
实施例1，色素的抽取及精制1.1色素的抽取将苦瓜果实内的假种皮中加入40％的甲醇，同时加入少量的抗氧化剂和碳酸镁，用组织捣碎器或用研钵加入石英砂迅速磨碎。然后用耐酸滤过性漏斗进行抽气过滤，用40％的甲醇洗涤几次后，降该耐酸滤过性漏斗装在另一清洁的抽滤瓶上，再用丙酮抽提洗出色素，直到滤液无色为止，将抽提液倒入分液漏斗内，并加入乙醚，将色素转溶于乙醚中，随后用饱和食盐水和蒸馏水进行洗涤，并促使其分层。然后，舍弃分液漏斗下层的液体，取出乙醚色素层液体。进行碱化。(苦瓜果实的假种皮色素组分比较单纯，碱化步骤可以省略)碱化是加入20％的氢氧化钾的甲醇溶液，放在低温下16-18小时，为减少色素的氧化，在瓶内充入氮气N2，碱化后的溶液再移入分液漏斗，适当加入乙醚，再用饱和食盐水、蒸馏水进行洗涤，舍弃下层液体，取出上层乙醚色素层溶液，加入无水硫酸钠后进行1小时以上的脱水后，过滤，用乙醚洗净无水硫酸钠上色素。最后定容。
1.2色素的分离、精制降定容的乙醚色素溶液在氮气N2下浓缩后，再用有机溶剂(甲叉二氯∶甲醇为1∶1)溶解后，通过0.45μm的膜滤器过滤，最后采用高效液相色谱层析法进行分离，精制。
高效液相层析是采用日立L-6200Intelligent pump、日立L-4200UV-Detector和日立D-2000Chromoto-Integrator；光电二极管矩阵检测器为岛津SPD-M6A，柱为ODS-2逆相柱(4×250mm GL Sciences Inc)。高效液相层析仪的检测波长为451nm，光电二极管矩阵检测器的检测波长为195nm-600nm；流动相A溶液为乙晴氰甲烷∶甲叉二氯∶甲醇＝65∶25∶10，B溶液为90％乙晴氰甲烷。采用以下条件进行分离0-2分钟50％A溶液，50％B溶液；2-40分钟A溶液100％，40-50分钟，50％A溶液和50％B溶液。流速0.8ml/min。
1.3色素的分析、鉴定各个类胡萝卜素的分析、鉴定是将标准品与抽出的样品色素溶液同时用高效液相色谱法进行分离，比较其高效液相色谱图以及分别用高效液相色谱法分离后，采用光电二极管矩阵检测的计算机系统(软件M6PACver2)进行吸收光谱的分析。见图1、图2分析结果如下图1、图2中的第1个峰为叶黄素，第二个峰为蕃茄红素；第三个峰为α-胡萝卜素；第四个峰为β-胡萝卜素。
1.4色素的定量蕃茄红素的定量是将购来的蕃茄红素标准品精确称取后，用有机溶剂稀释到适当浓度后，进行高效液相色谱分析。用标准品的浓度和得到的峰面积及样品蕃茄红素的峰面积，求出样本的浓度。其它的色素浓度采用β-胡萝卜素标准品，按上述方法求出其浓度。
苦瓜果实的发育成度(成熟度)不同，其假种皮的色素组分和含量也有相当大的不同。为此，发明者以自己栽培的苦瓜果实作为研究对象，将果实发育阶段从未成熟果到过成熟果分成A到F6个阶段，成熟度A、B、C、D、E、F分别为开花后5天、9天、13天、18天、21天、22天的果实。不同成熟度果实的假种皮的分析结果如下从成熟度A到成熟度C假种皮的色素含量极少，其主要成份为叶黄素，其次为α-胡萝卜素和β-胡萝卜素，果实发育到成熟度D时，其蕃茄红素开始出现，到成熟度E时，蕃茄红素含量迅速直线上升，达到最高含量64.75mg/100g。同时有极少量的叶黄素被检测出来，当果实成为过熟的成熟度F时，蕃茄红素含量反而有所下降，见图3、4所示。
由以上分析可知，作为色素来源以成熟度E的果实最为适宜。
实施例二利用未成熟的果实催熟后提取色素将发育到一定程度的苦瓜(熟度C)分别放到20℃、30℃贮藏库加以催熟。果实分别到8天和4天果实变黄，果实的假种皮也变红。经分析结果表明，果实放在30℃中，催熟效果最好，色素含量最高，如图5、6所示。但比苦瓜藤上自然成熟的果实要少约三分之一。然后按照实施例1同样的方法进行色素的抽、提、精制、分析。
由实施例一或二所提取的蕃茄红素可作为色素添加剂应用到食品、饲料、化妆品、医药品等领域。蕃茄红素作为着色剂使用，其色调可随浓度变化而从黄色变化到红橙色，在超细粒的分散系中呈红色，使用上可根据需要进行调整。
蕃茄加工品的色是衡量评价制品优劣的最重要的指标之一。并且蕃茄红素除了调节颜色外，在健康上具有促进健康的生理机能和抗癌性。成为最引人注目色素。下面以蕃茄酱为例进行说明。
蕃茄酱的色素调整(增强)(商品名抗癌蕃茄酱)蕃茄果泥(比重1.022)90kg月桂叶 14g砂糖 5.4kg 旱芹种子 6g食盐 0.9kg 肉豆蔻 3g洋葱 1.8kg 丁香子 6g红辣椒 19g 药椒 6g白胡椒 15g 醋(含5％醋酸)3.6升肉桂皮 28g 蕃茄红素的添加(调整至15-20mg/100g)本发明提供的苦瓜果实中假种皮的天然色素是采用天然植物苦瓜果实的假种皮为色素原料，其蕃茄红素含量高，比一般食用的成熟蕃茄(3.1mg/100g)高20倍，是至今发现植物组织中含量最高的，而且色素的组分也很单纯，其它色素含量极少，因此，易于蕃茄红素的生产和精制，其生产成本也可得到很大程度的改善，有利于工业上生产的实施。蕃茄红素作为着色剂使用，其色调可随着浓度变化而从黄色变化到红橙色，在超细粒的分散系中呈红色，使用上可根据需要进行调整，而且在黄色色调上，其效果是β-胡萝卜素约8倍。
蕃茄红素的安全性在小鼠药理试验中，LD50(半致死量)在3g/kg以上，对大白鼠、狗长期给食试验，也证明是完全没有毒性的。
蕃茄红素具有抗氧化功能，是β-胡萝卜素的2倍以上，维生素E的100倍以上，在类胡萝卜素中是最有效果的一种。
蕃茄红素具有很强的抗癌作用，最近对蕃茄红素的研究证明，对癌细胞增殖的抑制比α-胡萝卜素和β-胡萝卜素要强。
1986年-1992年的6年间，进行了“类胡罗卜素和维生素A摄入与前列腺癌的关系”的前瞻性流行病学调查。共调查了年龄40-75岁的男性51529例。结果表明只有蕃茄红素的摄入与发生前列腺癌的危险度有显著性的负相关，随着每日蕃茄红素的摄入量增加、发生前列腺癌的危险度降低。其蕃茄红素的实验结果详见图7所示。
因此本发明提供的天然蕃茄红素不仅安全性高，色调范围广，而且是具有抗氧化功能，抗癌作用等生理特性的色素，在健康食品、饲料、化妆品、医药品等方面将会有越来越广泛的应用。
权利要求
1.一种从苦瓜果实的假种皮的天然色素，其特征是以胡芦科植物的苦瓜果实的假种皮为色素的原料，而提取的一种分子式为C40H56，分子量537，分子结构中有双键总数为13，共轭双键为11的蕃匣红素或天然色素。
2.一种从苦瓜果实中假种皮提取上述色素的方法，其特征是利用有机溶剂或超临界二氧化碳进行抽取，然后将抽取的溶液利用色层法进行分离、精制。
3.一种苦瓜果实中假种皮的天然色素的应用，其特征是将该色素直接应用于食用、饲料、化妆品及医药品中。
4.根据权利要求2所述的从苦瓜果实中假种皮提取上述色素的方法，其特征是对于未成熟的苦瓜果实，先进行催熟、然后再进行抽取、分离、精制。
全文摘要
本发明涉及的是一种利用胡芦科植物的苦瓜的假种皮作为色素原料,而提取蕃茄红素或天然色素。并且直接应用于食品、饲料、化妆品及医药品中。
文档编号C09B61/00GK1230574SQ9811241
公开日1999年10月6日 申请日期1998年3月27日 优先权日1998年3月27日
发明者谭新平 申请人:谭新平