一种葫芦巴黄色素的提取方法与流程

1.本发明涉及一种天然色素的提取技术领域，具体涉及一种从药食同源的植物葫芦巴提胶后的葫芦巴渣中提取黄色素的方法。


背景技术：

2.食用色素是食品添加剂的重要组成部分，它不仅广泛用于食品工业以改善食品的色泽，增进人们对美的享受，而且广泛应用于医药和化妆品方面。食用色素可分为两类食用天然色素和食用合成色素。合成色素由于具有着色力强、色泽鲜艳、稳定性好、无臭无味、品质均一、易于溶解和拼色以及成本低廉等优点曾被广泛推广应用。但随着现代毒理学和分析技术的不断发展，合成色素具有致癌、损害人体亚细胞结构、干扰多种活性酶的正常功能等危害，可使用的种类和数量越来越被严格限制。
3.近年来，随着人民生活水平的提高，天然色素开发和应用日益受到人们的重视。许多天然色素除具有基本的着色性能外，还具有抗氧化、清除自由基、抗突变、抗癌、抗病毒、降脂等生物活性，在预防心血管疾病、糖尿病及癌症中起关键作用，可用于医疗保健及化妆品等行业。因此，天然色素的应用与开发越来越受到关注和重视。
4.葫芦巴作为药食同源的植物在国内外都有着悠久的历史。从葫芦巴种子的胚乳内提取的半乳甘露聚糖型植物胶由于其迅速溶于水且在低浓度下也能形成高粘度稳定溶液的特性被用作增稠剂、稳定剂、砧合剂而广泛应用于石油开采、食品、医药、日化、兵工炸药等行业，故长期以来人们对葫芦巴中提取植物胶以及薯蓣皂苷元较为关注。但葫芦巴胶生产中产生的大量脚料渣被视为废料或作为饲料并没有得到充分利用，而脱胶后的葫芦巴渣颜色鲜黄，是一种提取天然黄色素的理想资源，而现有技术中有关从葫芦巴中提取天然色素的研究较少。由此可见研究葫芦巴黄色素的提取技术对于加强这一天然色素资源的开发具有积极的作用。为了克服现有技术不足，本发明提供了一种充分利用废弃脱胶葫芦巴渣采用酶法对天然色素进行提取，提取率高，具有巨大的经济效益和深远的社会效益。


技术实现要素：

5.本发明旨在提供一种葫芦巴黄色素的提取方法，即从废弃的脱胶葫芦巴渣中采用酶法提取天然色素，并采用大孔吸附树脂柱法分离纯化，得到高纯度的葫芦巴黄色素。
6.为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案即一种葫芦巴黄色素的提取方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
7.(1)称取脱胶葫芦巴渣适量，粉碎过筛，加入水配制成浓度为20～60％的葫芦巴渣水溶液，静置时长10～24小时，备用；
8.(2)将步骤(1)所述的葫芦巴渣溶液在无菌条件下接种枯草芽孢杆菌后进行恒温发酵培养；
9.(3)将步骤(2)所得发酵培养液加入纤维素酶进行酶解，滤过，滤液浓缩，真空干燥，得干浸膏备用；
10.(4)将步骤(3)所得干浸膏加入适量的醇溶液进行水浴浸提，滤过回收醇，合并滤液，滤液用大孔树脂吸附洗脱，所得洗脱液浓缩，喷雾干燥得葫芦巴黄色素。
11.优选的，步骤(1)中，所述葫芦巴渣粉碎过筛为用植物粉碎机将葫芦巴渣进行粉碎，过40～120目筛，更优选为100目筛；所述葫芦巴渣水溶液浓度为30～50％，更优选为40％，并用醋酸钠-醋酸缓冲液调节葫芦巴渣水溶液的ph值至3～5，更优选ph值至4；所述静置为在常温下静置，最佳静置18小时。
12.优选的，步骤(2)中，所述枯草芽孢杆菌的接种量为5％～30％，优选为15％；所述恒温发酵培养为将接种后的葫芦巴渣溶液置于温度为45℃～90℃的恒温培养箱中，发酵培养24～72小时；更优选地，恒温箱温度为60℃；发酵培养48小时。
13.优选的，步骤(3)中，所述纤维素酶的加入量为15～40u/g，酶解温度为50℃，酶解24小时；更优选地，纤维素酶的加入量为25u/g。
14.优选的，步骤(4)中，所述干浸膏加入的醇为乙醇，优选为60％～90％的乙醇，更优选为80％的乙醇；加入醇的量为料液比1∶10～30，更优选地料液比1∶20；所述水浴浸提为水浴温度为80℃，浸提0.5～2小时，更优选地，浸提1小时。
15.优选的，步骤(4)中，所述大孔树脂为d-101型，所述吸附洗脱为将浸提后的滤液上大孔树脂柱，上柱流速为1.2ml/min，完成后静置30分钟，再用蒸馏水洗10～40分钟，更优选地，水洗20分钟；最后以4～6倍柱体积量的乙醇解吸；更优选的选用80％的乙醇以6倍柱体积量解吸，流速为1.5ml/min，解吸时间为60分钟，并收集洗脱液，浓缩，喷雾干燥，即得本发明黄色素。
16.为了使提取所得黄色素收率更高并且纯度高，最佳的，本发明提取方法包括以下步骤：
17.(1)称取脱胶葫芦巴渣适量，粉碎过100筛，加入水配制成浓度为40％的葫芦巴渣水溶液，并用醋酸钠-醋酸缓冲液调节ph值至4.0，在常温下静置18小时，备用；
18.(2)将步骤(1)所述的葫芦巴渣溶液在无菌条件下接种枯草芽孢杆菌后置于温度为60℃的恒温培养箱中发酵培养48小时；其中枯草芽孢杆菌的接种量为15％；
19.(3)将步骤(2)所得发酵培养液加入25u/g的纤维素酶在温度为50℃的条件下进行酶解24小时，滤过，滤液浓缩，真空干燥，得干浸膏备用；
20.(4)将步骤(3)所得干浸膏加入料液比为1∶20的80％乙醇混合均匀，置于温度为80℃的水浴锅中加水浸提1小时；滤过，回收乙醇，合并滤液，滤液用d-101型大孔树脂吸附洗脱，上柱流速为1.2ml/min，完成后静置30分钟，再用蒸馏水洗脱20分钟；最后选用80％的乙醇以6倍柱体积量解吸，洗脱液流速为1.5ml/min，解吸60分钟，并收集洗脱液，所得洗脱液浓缩，喷雾干燥，即得本发明葫芦巴黄色素。
21.本发明至少具有以下有效效果：
22.1、提供了一种从废弃的脱胶葫芦巴渣中提取分离葫芦巴黄色素的方法；
23.2、葫芦巴胶加工企业会产生大量的脱胶葫芦巴渣，多被废弃或少量用于饲料，造成资源浪费，本发明对该渣进行资源再利用，节约经济成本，有利于废弃资源形成良性的循环利用；
24.3、本发明采用对脱胶葫芦巴渣发酵培养及酶解工序，可使葫芦巴中的其他杂质如纤维素、蛋白质等快速分解，还能使所含黄色素在提取过程中更快浸出，缩短提取时间，同
时能使黄色素释放更完全，故提取率更高；
25.4、本发明在对脱胶葫芦巴渣发酵培养前用水进行浸泡，能使渣中残留葫芦巴胶完全析出，有利于后续酶解不受干扰。
26.下面结合实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干调整和改进。这些都属于本发明的保护范围。
具体实施方式
27.实施例1
28.一种葫芦巴黄色素的提取方法包括以下步骤：
29.(1)称取脱胶葫芦巴渣适量，粉碎过100筛，加入水配制成浓度为40％的葫芦巴渣水溶液，并用醋酸钠-醋酸缓冲液调节ph值至4.0，在常温下静置18小时，备用；
30.(2)将步骤(1)所述的葫芦巴渣溶液在无菌条件下接种枯草芽孢杆菌后置于温度为60℃的恒温培养箱中发酵培养48小时；其中枯草芽孢杆菌的接种量为15％；
31.(3)将步骤(2)所得发酵培养液加入25u/g的纤维素酶在温度为50℃的条件下进行酶解24小时，滤过，滤液浓缩，真空干燥，得干浸膏备用；
32.(4)将步骤(3)所得干浸膏加入料液比为1∶20的80％乙醇混合均匀，置于温度为80℃的水浴锅中加水浸提1小时；滤过，回收乙醇，合并滤液，滤液用d-101型大孔树脂吸附洗脱，上柱流速为1.2ml/min，完成后静置30分钟，再用蒸馏水洗脱20分钟；最后选用80％的乙醇以6倍柱体积量解吸，洗脱液流速为1.5ml/min，解吸60分钟，并收集洗脱液，所得洗脱液浓缩，喷雾干燥，即得本发明葫芦巴黄色素。
33.实施例2
34.一种葫芦巴黄色素的提取方法包括以下步骤：
35.(1)称取脱胶葫芦巴渣适量，粉碎过40筛，加入水配制成浓度为50％的葫芦巴渣水溶液，并用醋酸钠-醋酸缓冲液调节ph值至3.0，在常温下静置18小时，备用；
36.(2)将步骤(1)所述的葫芦巴渣溶液在无菌条件下接种枯草芽孢杆菌后置于温度为90℃的恒温培养箱中发酵培养24小时；其中枯草芽孢杆菌的接种量为5％；
37.(3)将步骤(2)所得发酵培养液加入40u/g的纤维素酶在温度为50℃的条件下进行酶解24小时，滤过，滤液浓缩，真空干燥，得干浸膏备用；
38.(4)将步骤(3)所得干浸膏加入料液比为1∶10的90％乙醇混合均匀，置于温度为80℃的水浴锅中加水浸提0.5小时；滤过，回收乙醇，合并滤液，滤液用d-101型大孔树脂吸附洗脱，上柱流速为1.2ml/min，完成后静置30分钟，再用蒸馏水洗脱40分钟；最后选用90％的乙醇以4倍柱体积量解吸，洗脱液流速为1.5ml/min，解吸60分钟，并收集洗脱液，所得洗脱液浓缩，喷雾干燥，即得本发明葫芦巴黄色素。
39.实施例3
40.(1)称取脱胶葫芦巴渣适量，粉碎过120筛，加入水配制成浓度为30％的葫芦巴渣水溶液，并用醋酸钠-醋酸缓冲液调节ph值至5.0，在常温下静置18小时，备用；
41.(2)将步骤(1)所述的葫芦巴渣溶液在无菌条件下接种枯草芽孢杆菌后置于温度
为45℃的恒温培养箱中发酵培养72小时；其中枯草芽孢杆菌的接种量为30％；
42.(3)将步骤(2)所得发酵培养液加入15u/g的纤维素酶在温度为50℃的条件下进行酶解24小时，滤过，滤液浓缩，真空干燥，得干浸膏备用；
43.(4)将步骤(3)所得干浸膏加入料液比为1∶30的60％乙醇混合均匀，置于温度为80℃的水浴锅中加水浸提2小时；滤过，回收乙醇，合并滤液，滤液用d-101型大孔树脂吸附洗脱，上柱流速为1.2ml/min，完成后静置30分钟，再用蒸馏水洗脱10分钟；最后选用90％的乙醇以5倍柱体积量解吸，洗脱液流速为1.5ml/min，解吸60分钟，并收集洗脱液，所得洗脱液浓缩，喷雾干燥，即得本发明葫芦巴黄色素。
44.实施例4
45.(1)称取脱胶葫芦巴渣适量，粉碎过80筛，加入水配制成浓度为35％的葫芦巴渣水溶液，并用醋酸钠-醋酸缓冲液调节ph值至3.0，在常温下静置18小时，备用；
46.(2)将步骤(1)所述的葫芦巴渣溶液在无菌条件下接种枯草芽孢杆菌后置于温度为50℃的恒温培养箱中发酵培养60小时；其中枯草芽孢杆菌的接种量为20％；
47.(3)将步骤(2)所得发酵培养液加入30u/g的纤维素酶在温度为50℃的条件下进行酶解24小时，滤过，滤液浓缩，真空干燥，得干浸膏备用；
48.(4)将步骤(3)所得干浸膏加入料液比为1∶15的70％乙醇混合均匀，置于温度为80℃的水浴锅中加水浸提1小时；滤过，回收乙醇，合并滤液，滤液用d-101型大孔树脂吸附洗脱，上柱流速为1.2ml/min，完成后静置30分钟，再用蒸馏水洗脱30分钟；最后选用75％的乙醇以6倍柱体积量解吸，洗脱液流速为1.5ml/min，解吸60分钟，并收集洗脱液，所得洗脱液浓缩，喷雾干燥，即得本发明葫芦巴黄色素。