[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用滸苔快速制備水溶性色素的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310729437.4
• 申請(qǐng)日: 2013-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104725892A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鵬;黃志俊;皎皎
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)海洋大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09B61/00
• 分類(lèi)號(hào): C09B61/00;C07D487/22
• 代理公司: 無(wú)
• 代理人: 無(wú)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用滸苔葉綠素及其降解產(chǎn)物快速制備水溶性色素的方法。

背景技術(shù)

從綠色植物中提取的天然色素主要是葉綠素及其衍生物，其中脂溶性色素作為綠色著色劑，主要用于糕點(diǎn)、果醬、果凍、魚(yú)糜制品、干面條等；而水溶性色素產(chǎn)品主要為葉綠素銅鈉鹽，它是我國(guó)食品工業(yè)中唯一允許使用的綠色色素，被廣泛用于化妝品、食品和醫(yī)藥中的著色劑。生產(chǎn)葉綠素的原料很多，最早使用的是蠶沙，近年來(lái)有人試驗(yàn)用竹葉、蘆葦、芭蕉葉、甜菜葉、菠菜葉等作為生產(chǎn)葉綠素的原料。

目前關(guān)于葉綠素類(lèi)水溶性色素的生產(chǎn)主要包括以下步驟：原料經(jīng)有機(jī)溶劑浸提→加NaOH皂化→酸化置銅→沉淀葉綠素銅酸→純化→成鹽→成品。其主要制備步驟如下：

(1)以蠶沙、竹葉等為原料，用乙醇、汽油等有機(jī)溶劑攪拌浸提。

(2)向浸提液中加氫氧化鈉酒精溶液在皂化罐中進(jìn)行皂化，通常需要皂化1～2小時(shí)。其原理為：葉綠素屬卟啉化合物，是由葉綠酸、葉綠醇及甲醇所組成的二醇酯。酯在堿性溶液中可發(fā)生皂化反應(yīng)脫去酯基后生成鮮綠色的葉綠酸鹽。

(3)向反應(yīng)液中加入鹽酸，調(diào)節(jié)pH至中性或微酸性，加硫酸銅水溶液，然后再加鹽酸調(diào)節(jié)pH至2～3，進(jìn)行酸化置銅。其原理為：葉綠素卟啉環(huán)中央有一個(gè)鎂離子，鎂離子與卟啉環(huán)結(jié)合的不牢固，在稀酸溶液中，鎂離子極易被氫離子取代而生成黃褐色的脫鎂葉綠素，脫鎂葉綠素可與銅鹽在加熱條件下反應(yīng)，銅離子進(jìn)入鎂離子的位置再現(xiàn)綠色并析出黑綠色懸浮物。

(4)將懸浮物過(guò)濾、洗滌后溶于丙酮、乙醇或二者的混合液中，加入氫氧化鈉乙醇溶液，進(jìn)行成鹽反應(yīng)，即可得到較穩(wěn)定的水溶性色素葉綠素銅鈉鹽。

以上生產(chǎn)工藝需要多次使用大量強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，酸化置銅操作復(fù)雜、條件苛刻，需要多次沉淀、溶解過(guò)程，不符合節(jié)能環(huán)保的生產(chǎn)要求，因此近幾年來(lái)，研究人員不斷改進(jìn)生產(chǎn)工藝，關(guān)于葉綠素的生產(chǎn)制備成為生物技術(shù)領(lǐng)域一項(xiàng)熱門(mén)課題。

與高等綠色植物相似，幾乎所有的綠藻都擁有葉綠體，葉綠體含量約占其干重的1.0～1.6％，并且大多數(shù)綠藻中葉綠素a與葉綠素b的比例為3∶1。而滸苔作為一種廣泛存在于我國(guó)東海海域的大型經(jīng)濟(jì)綠藻，在南、北方海區(qū)均有分布，資源豐富。特別是自2008年以來(lái)持續(xù)暴發(fā)的滸苔綠潮，產(chǎn)生了大量滸苔生物質(zhì)，成為色素生產(chǎn)的理想原料。

除此之外，滸苔葉綠素不同于植物葉片、以及其他綠藻中的葉綠素，其極性較強(qiáng)，在石油醚中溶解度很低，并且在放置、轉(zhuǎn)運(yùn)、加工過(guò)程中由于受到光照、葉綠素酶、溫度、pH、氧氣和金屬離子等因素的影響，極易變質(zhì)、變色，導(dǎo)致葉綠素降解，其過(guò)程如下：

脫鎂葉綠素甲酯酸a為黃綠色，是滸苔變?yōu)辄S綠色的主要原因，導(dǎo)致常規(guī)方法難以對(duì)滸苔葉綠素進(jìn)行正確測(cè)定及鑒別。同時(shí)對(duì)于滸苔中的葉綠素及其降解產(chǎn)物，利用傳統(tǒng)工藝難以進(jìn)行有效提取，需要采用特殊的制備方法。本發(fā)明為解決以上問(wèn)題提供了一種快速制備滸苔水溶性色素方法，此方法在現(xiàn)有專(zhuān)利及文獻(xiàn)中未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)滸苔葉綠素及其降解產(chǎn)物，提供一種操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)環(huán)保、高效快速的滸苔水溶性色素生產(chǎn)方法。

本發(fā)明以滸苔為原料，在催化劑作用下進(jìn)行水相預(yù)處理工藝，將滸苔藻體同定并將其中的葉綠素及其降解產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為性質(zhì)穩(wěn)定的葉綠素銅及相關(guān)衍生物，用丙酮浸提，并在浸提液中加入NaOH-乙醇溶液進(jìn)行反應(yīng)，得到滸苔水溶性色素。

該生產(chǎn)工藝步驟為：

(1)以滸苔為原料，向其中加入EDTA-Cu、Na₂S₂O₃固體粉末，加水?dāng)嚢柚蠓小＿^(guò)濾得到的濾渣，用清水清洗，壓濾，得到預(yù)處理滸苔粉。

(2)向步驟(1)中的預(yù)處理滸苔粉加入丙酮溶劑，攪拌浸提，過(guò)濾，得到滸苔色素的丙酮提取液。

(3)向步驟(2)中得到的提取液中加入NaOH-乙醇溶液。攪拌反應(yīng)，離心后得到墨綠色沉淀，收集沉淀，經(jīng)低溫烘干，得到滸苔葉綠素水溶性色素。

(4)將步驟(3)中離心后的上清液同收，加入石油醚攪拌萃取，取下層萃取液，減壓蒸餾，收集并烘干沉淀，得到滸苔葉綠素降解產(chǎn)物水溶性色素。

(5)將步驟(3)和步驟(4)得到的色素合并，即為利用滸苔快速制備的水溶性色素產(chǎn)品。

本發(fā)明與現(xiàn)有的水溶性色素生產(chǎn)方法相比具有以下有益效果：