[发明专利]一种紫竹梅紫红色色素粉末和制备方法及应用

说明书

本发明属于印染、食品添加剂和化妆品领域，具体涉及一种紫竹梅紫红色色素粉末和制备方法及应用。本发明的制备方法包括如下七个步骤：紫竹梅叶片清洗和冷冻干燥、响应面分析法确定提取条件、超声波辅助法提取紫竹梅色素、色素混合液的抽滤和真空浓缩、大孔树脂纯化、紫竹梅色素洗脱液的精制、冷冻干燥获得紫竹梅色素粉末。本发明操作简单，且对设备要求低，具有普适性，可规模化生产，产物具有一定的抗菌性，且对羊毛染色染色效果最好，颜色更深，鲜艳度更饱和。本发明可应用于食品、化妆品和纺织品染色等领域。

技术领域

本发明属于印染、食品添加剂和化妆品领域，具体涉及一种紫竹梅紫红色色素粉末和制备方法及应用。

背景技术

天然食用色素是由动物、植物组织以及矿物中提取的微生物色素、植物性色素及矿物性色素等天然色素，广泛用于药品和食品中，允许使用的有虫胶色素、红花黄色素、甜菜红、辣椒红素、红曲米、姜黄、β-胡萝卜素、叶绿酸铜钠盐、酱色等。天然食用色素具有如下优点：①对人体无毒害，天然色素的安全性高；②具有生物活性(如β-胡萝卜素、VB2)，因而兼有营养强化作用；③能更好的模仿天然物颜色，着色时色调比较自然。但同时存在如下不足：①着色力比合成色素差；②成本较高；③稳定性较差；④难用于配出任意色调；⑤在加工及流通过程中易劣变。因此，探寻新的多功能且综合性能优异的色素是目前色素研究的一个主要方向。

紫竹梅(Tradescantia Pallida(Rose)D.R.Hunt CV.purpurea)属鸭跖草科中的一种多年生草本植物，又是紫露草属植物，包含50个属和700多个种类，含有高浓度的抗氧化化合物，如酚类、鞣质、黄酮类、具有清除自由基和还原铁能力的次生代谢物。紫竹梅植株呈紫色，植株高约20-50cm；叶披针形，稍向内卷曲，整片叶为紫红色，且长有白色细绒毛。茎紫褐色，匍匐状。茎叶质厚，较为脆弱而折断。叶互生，长圆状披针形；叶鞘边缘鞘口有睫毛；叶面常覆有白色蜡质，具有优异的疏水性。

作为一种理想的天然植物色素，紫竹梅红色素是从紫竹梅的根、茎和叶中提取出的一种天然红色素，色泽鲜艳自然、无毒、无特殊气味，属于花色苷类物质，其抗氧化活性是此类色素一项显著的生理功能，并具有药理和抑菌作用，在《本草纲目》、《滇南本草》、《本草推陈》等书籍中均有记载，主治痰饮疔肿、高热不退、寒热瘴疟、热痢、咽喉肿痛等疾病。

紫竹梅色素的固态呈紫色，其酸性乙醇提取液为鲜艳透亮的紫红色。紫竹梅色素的颜色与pH值有关，紫竹梅的紫红色pH在4～6之间颜色稳定；当pH＜4时，紫竹梅提取液由紫红色转为红色，颜色随着pH的减小而变浅；当pH＞6时，紫竹梅提取液由紫红色逐渐变为青色，最终变成淡绿色。这种颜色的变化可逆，调节pH值至5左右后恢复紫红色。此外，紫竹梅色素对热较稳定；光照对紫竹梅色素的稳定性有一定影响光照越强，破坏作用越大；氧化剂H₂O₂、还原剂Na₂SO₃对该色素有破坏作用。

上述表明，紫竹梅红色素拥有良好稳定性，用途广泛，例如利用颜色随pH的变化而变化的性质可作指示剂；又因为色素是从天然绿色植物中提取出，无毒无害，可作为食品和化妆品添加剂，以及纺织品染料。

自2000年以来，吉首大学的吴竹青(吉首大学学报自然科学版，2000，21：82-83)、佛山科学技术学院的钟希琼等(佛山科学技术学院学报自然科学版，2009，27：11-14)、临沂大学的孙会兵(中国食品添加剂，2011，(6)：99-102)、岳军堂(ZL 201410800164.2)分别对紫竹梅的色素进行了提取、稳定性、纤维染色进行了探讨。然而，其色素提取和纯化工艺流程复杂，纯度较低，且发明专利——一种紫竹梅植物染料的制备方法以及染色应用，需采用气流粉碎机、超高压提取、闪蒸浓缩，设备复杂，条件苛刻，难以普及。为进一步优化提取工艺，得到高纯度紫竹梅色素粉末，用于食品和化妆品添加剂、纺织品染料，本发明采用低值易耗设备，通过响应面分析法(Response Surface Methodology，RSM)优化工艺参数，采用超声波辅助法提取紫竹梅紫红色色素，大孔树脂法和旋转蒸发、冷冻干燥综合纯化获得紫红色色素。