[发明专利]一种利用超滤膜制备高色价栀子蓝色素的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物发酵技术领域，具体是涉及一种利用超滤膜制备高色价栀子蓝色素的方法。

背景技术

栀子蓝色素是一种色泽鲜艳的着色剂，着色力强，抗光、耐热性好，水溶液呈现明亮纯正的蓝色。栀子蓝色素是以栀子黄废液为原料经过β-葡萄糖苷酶水解转化而得的。栀子蓝色素已被世界上许多国家广泛采用，也是我国批准允许使用的食用天然色素，已列入到我国GB2760-2011《食品添加剂使用卫生标准》中，2012年6月25日，栀子蓝色素的首个国家标准GB28311-2012《食品添加剂栀子蓝》发布，结束了栀子蓝只有使用标准，没有产品国家标准的尴尬。栀子蓝色素的精制纯化方法主要有大孔吸附树脂法、沉淀法和膜分离法，然而这些方法还存在所得栀子蓝色素杂质含量高、色价低等问题。

超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001～0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿（原子质量单位）、粒径大于10纳米的颗粒。超滤膜是最早开发的高分子分离膜之一，在60年代超滤装置就实现了工业化。超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中；还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置。在我国已成功地利用超滤膜进行了中草药的浓缩提纯。超滤膜随着技术的进步，其筛选功能必将得到改进和加强，对人类社会的贡献也将越来越大。

若能采用超滤膜制备栀子蓝色素必能带来更优质的产品。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用超滤膜制备高色价栀子蓝色素的方法，以制备得到高色价的栀子蓝色素。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

除非另有说明，本发明所采用的百分数均为质量百分数。

一种利用超滤膜制备高色价栀子蓝色素的方法，包括以下步骤：

（1）纤维素酶液的制备：将纤维素酶固体加入到pH为4.5～7.4的缓冲溶液中，使纤维素酶的浓度为4～10%，然后置于50℃下超声提取30min后，经抽滤得到酶液；

（2）按栀子黄废液:酶液的体积比为1:1～25，在栀子黄废液中加入步骤（1）所得酶液，再置于50℃恒温水浴锅中，发酵反应5～15h，得到混合体系，再加入混合体系4～6%的伯氨基酸进行显色反应40～96h，使氨基酸与栀子苷进行反应得到栀子蓝色素溶液；

（3）栀子蓝色素的精制纯化：用膜通量为5～10k的超滤膜，对步骤（2）中所得栀子蓝色素溶液进行超滤，以滤去溶液中的多余杂质，分离后分别收集截留液和透过液，将截留液经真空干燥、喷雾干燥或冷冻干燥，即得到栀子蓝色素粉末。

所述步骤（1）中的缓冲溶液为醋酸:醋酸钠或磷酸氢二钠:磷酸二氢钠的体积比为（1～3）:（4～7）:（2～5）的混合溶液。

所述步骤（2）的栀子黄废液是以栀子果为原料生产栀子黄色素后的废液。

所述步骤（2）中的伯氨基酸为甘氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸中的任意一种或几种。

所述步骤（3）中的超滤是在过滤压差为0.04～0.1MPa的条件下进行超滤。

本发明与单纯的大孔吸附树脂法和沉淀法技术相比，所得栀子蓝色素有着杂质含量低、色价高、品质好等优点，而且方便快捷，适用于高色价栀子蓝色素的精制纯化。本发明所得栀子蓝色素经紫外分光光度计检测其色价和OD值，其色价达到197～220，相比市场上的栀子蓝色素的色价高很多。

相对于现有技术，本发明具有以下显著优点：

1、本发明利用纤维素酶作为β-葡聚糖苷酶的酶来源，用于水解栀子黄废液。纤维素酶是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶，而且价格便宜、来源广泛，降低了制备栀子蓝色素的生产成本；

2、采用超滤膜进行精制纯化栀子蓝色素，与其他大孔吸附树脂、沉淀法等精制方法相比具有简单快速、杂质含量低、色价高、品质好等优点；

3、本发明使用膜通量为5～10k的超滤膜，更能有效的去除栀子蓝色素溶液中含有多余的栀子苷等杂质，因为它的膜材料吸附能力强，能达到较好的分离效果；而且在超滤过程中不会发生任何质的变化，可以在常温下稳定运行；设备结构精巧，占地面积小，易于操作；超滤分离过程简单，设备自动化程度高；能将不同的分子量物质进行分类处理。

4、本发明工艺简单、对设备要求不高、投资成本低、经济效益高。

附图说明