CN101601465B - 一种核桃外果皮色素的提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核桃外果皮天然棕色素提取纯化方法。通过以核桃外果皮为原料，用乙醇水溶液进行提取得到棕色素粗提液，用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇为萃取剂分离纯化棕色素粗提液，各萃取剂减压干燥得到3种不同颜色的纯化棕色素。本方法简单可行，成本低，产品质量好，稳定性好，将核桃加工后的废弃物核桃外果皮变废为宝，为寻找新的天然棕色素开发了一种新的资源和途径，提取的天然棕色素广泛用于食品、化妆、纺织、制药工业领域。

Description

一种核桃外果皮色素的提取方法

发明领域

本发明涉及植物提取天然色素工业领域。具体的说，本发明涉及一种核桃外果皮色素的提取技术领域。

背景技术

食品色素是为食品着色用的一种食品添加剂，广泛应用于食品、日化、医药等行业。常用的食品色素包括两类：天然色素与人工合成色素。天然色素来自天然物，主要由植物组织中提取，也包括来自动物和微生物的一些色素。随着社会的发展和人们生活水平的提高，越来越多的人对于在食品中使用合成色素对人体健康是否会造成危害提出了疑问。与此同时，大量的研究表明，几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质，某些合成色素甚至会危害人体健康。天然食用色素具有安全可靠，且种类繁多，不少品种兼有营养和药理作用，随着食品工业不断发展与壮大，需要大量的食用色素，与此同时，世界各国相继制定法规，淘汰大部分有毒的化学合成色素，而如何选择那些资源丰富、成本低廉、稳定、无毒无害、有市场需求的品种，是科研人员最迫切的任务，也使天然色素的研究、开发和应用成为持续热点。

随着人们对食品安全日益关注，食用天然色素在食品、化妆、医药等方面有着巨大的应用潜力。很多植物的根、叶、花、果实、皮中都含有具有一定生理活性的天然色素，因而为人们发展天然色素提供了一定的资源优势，还有许多天然色素如高粱红、葡萄皮红色素、花生衣色素、可可壳棕色素等都是从农产品的废弃物中提取，这对于农产品的深加工及废弃物的重新利用意义重大。

胡桃，又名核桃，分布在世界上许多国家。我国核桃分布范围较广，新疆是我国最早种植核桃的地区之一，尤其是南疆的阿克苏、和田、喀什等地栽培核桃历史非常悠久，由于其具有丰富的营养价值，在食品工业中核桃加工品种类繁多，且深受人们喜爱和欢迎，因此，在这种需求下，核桃的种植面积也大大增加，随着核桃产量的增加，那些既不能当饲料，又不能当肥料的核桃外果皮如何处理，又成为果农的负担，而以核桃外果皮为原料提取天然食用色素，变废为宝，成本低廉，原料来源丰富，不仅为核桃产地带来巨大的经济效益，而且在有效合理地利用本地区污染严重的废弃资源、解除果农后顾之忧等方面都具有重要意义。

国内外研究表明，对核桃外果皮的研究主要集中于两方面，一方面主要研究其提取物药理作用，另一方面主要集中于对核桃外果皮棕色素的研究，目前尚未见有提取工艺及纯化的研究报道。有关新疆核桃外果皮棕色素的提取、纯化工艺的研究尚不完善，多为水浸提或碱水回流提取，但是这些方法存在以下不足：①水提取杂质多，尤其是多糖类的混入，使得色素浸膏水分含量高，贮存过程中易发霉，且为后续工业生产带来许多不便。②碱性条件可能破坏色素组分，且需后续处理，工艺繁琐。③有些采用树脂吸附法进行纯化，但工艺复杂，成本高，工业生产中难以推广。目前亟需在提高色素的提取率以及解决工业生产色素注重经济、实用的角度展开研究，建立其最佳提取纯化工艺。

发明内容

针对现有新疆核桃外果皮棕色素的提取、纯化工艺的研究尚不完善，且多为水浸提或碱水回流提取，但是这些方法存在着提取杂质多，碱性条件可能破坏色素组分等问题，因此需要对核桃外果皮棕色素的提取方法进行深入研究，目前亟需在提高色素的提取率以及解决工业生产色素注重经济、实用的角度展开研究，建立其最佳提取工艺。

本发明的目的在于提供一种简单可行、成本低、提取效率高、纯度高的核桃外果皮棕色素的提取工艺。

本发明具体提供了一种核桃外果皮色素的提取工艺，具体步骤如下：

1、原料处理：将核桃外果皮置室温下自然阴干，原料由青色转变为青黑色，粉碎过20目～80目筛，将核桃外果皮粉装于棕色容器内，避光保存。

2、提取、浓缩：按1∶8～15(w/v)比例往核桃外果皮粉中加入30％～80％(v/v)乙醇水溶液，在25℃～60℃下提取1～3小时，提取液减压过滤，滤渣可再用4～8倍的30％～80％(v/v)乙醇水溶液提取2次，合并3次滤液，离心分离去除不溶杂质，于旋转蒸发仪中减压浓缩。

3、萃取：往浓缩液中依次加入石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇室温下萃取色素，分别3次，每次加入萃取剂的量为被萃取物的2/3(v/v)。

4、浓缩萃取剂：将所得各萃取溶液分别在50℃～70℃减压浓缩，回收各萃取溶剂，得浓缩物。

5、干燥：将各浓缩物干燥成固态物，干燥温度为50℃～70℃。分别得到绿色色素、黄绿色色素、亮红棕色色素I、红棕色色素II、棕黑色色素III。

通过实施本发明具体的技术方案，可以达到以下有益效果：

1.工艺简单，成本低。本发明充分利用不同浓度的乙醇提取核桃外果皮色素。水提取成分种类多，使色素含有的杂质多，用乙醇水溶液提取不仅可以提取得到色素，而且还可去除淀粉、果胶、粘液质等杂质的混入，尤其在核桃外果皮有一层蜡质，用水提取出现提取液过滤困难，效率低，色素易发霉等问题，而用不同浓度的乙醇提取，则可避免这种现象；而且，乙醇提取液浓缩效率高，表现为乙醇浓度越高，减压浓缩越快；同时，用碱(pH＝10)提取所得色素为红棕色偏红，与水提法所得色素浸膏颜色有差别。

2.本发明方法用不同极性的溶剂对色素粗提液进行萃取，可对色素进行初步纯化，且萃取溶剂易于回收，而且可以得到不同颜色的色素，该方法可靠、简单可行。

3.可推广到大范围的工业化生产中。核桃外果皮棕色素具有抗菌、抗氧化能力，有望开发出其抗肿瘤活性成分。核桃外果皮资源丰富，阴干后易于贮藏，用其提取天然棕色素可废物利用，并开发出一种新的无毒副作用、应用范围广泛的天然棕色素资源。

4.整个制备过程中温度不超过70℃，避免色素被破坏。

5、本发明所得三种棕色素纯度高，与多数棕色素如高粱红色素、可可壳色素、板栗壳色素、茶色素相比性质相近，易溶于稀醇，溶液澄清透明，色素I在紫外-可见光区有5个最大吸收波长，色素II与色素III无明显吸收。

附图说明

图1显示为棕色素的提取法及其纯化流程图；

图2显示为棕色素光谱图。

具体实施方式

下面，举实施例说明本发明，但是，本发明并不限于下述的实施例。另外，在下述的说明中，如无特别说明，则％皆指重量百分比。

实施例一：核桃外果皮色素的提取工艺

参考附图1，将过20目筛的核桃外果皮粉末50g，用8倍80％(v/v)乙醇水溶液，在25℃下提取3小时后减压过滤，滤渣再用4倍80％(v/v)乙醇提取两次，每次提取40分钟，合并三次滤液，离心分离去除不溶杂质，于旋转蒸发仪中控制温度为60℃，浓缩至体积为300ml。

往300ml浓缩液中加入石油醚(30℃～60℃)萃取3次，用量均为200ml，50℃下减压回收溶剂，50℃喷雾干燥得绿色素A为0.1851g，剩余物用氯仿萃取3次，用量均为200ml，50℃下减压回收溶剂，50℃喷雾干燥得黄绿色色素B为0.3123g，剩余物用乙酸乙酯萃取3次，用量均为200ml，50℃下减压回收溶剂，50℃喷雾干燥得亮红棕色色素I为0.0984g，剩余物用正丁醇萃取3次，用量均为200ml，50℃下减压回收溶剂，50℃喷雾干燥得红棕色色素II为0.4875g，剩余物50℃下减压回收溶剂，50℃喷雾干燥得棕黑色色素III为3.0126g，参见附图2。

实施例二：

参考附图1，将过60目筛的核桃外果皮粉末50g，用15倍50％(v/v)乙醇水溶液，在40℃下提取2小时后减压过滤，滤渣再用8倍50％乙醇提取两次，每次提取40分钟，合并三次滤液，离心分离去除不溶杂质，于旋转蒸发仪中控制温度为60℃，浓缩至体积为300ml。往300ml浓缩液中加入石油醚(60℃～90℃)萃取3次，用量均为200ml，60℃下减压回收溶剂，60℃蒸干得绿色素A为0.064g，剩余物用氯仿萃取3次，用量均为200ml，60℃下减压回收溶剂，60℃蒸干得黄绿色色素B为0.06g，剩余物用乙酸乙酯萃取3次，用量均为200ml，60℃下减压回收溶剂，60℃蒸干得亮红棕色色素I为0.312g，剩余物用正丁醇萃取3次，用量均为200ml，60℃下减压回收溶剂，60℃蒸干得红棕色色素II为0.667g，剩余物60℃下减压回收溶剂，60℃蒸干得棕黑色色素III为6.016g，参见附图2。

实施例三：

参考附图1，将过80目筛的核桃外果皮粉末50g，用10倍30％(v/v)乙醇水溶液，在60℃下提取1小时后减压过滤，滤渣再用5倍30％(v/v)乙醇提取两次，每次提取40分钟，合并三次滤液，离心分离去除不溶杂质，于旋转蒸发仪中控制温度为60℃，浓缩至体积为300ml。往300ml浓缩液中加入石油醚(60℃～90℃)萃取3次，用量均为200ml，70℃下减压回收溶剂，70℃真空干燥得绿色素A为0.0055g，剩余物用氯仿萃取3次，用量均为200ml，70℃下减压回收溶剂，70℃真空干燥得黄绿色色素B为0.3954g，剩余物用乙酸乙酯萃取3次，用量均为200ml，70℃下减压回收溶剂，70℃真空干燥得亮红棕色色素I为0.1288g，剩余物用正丁醇萃取3次，用量均为200ml，70℃下减压回收溶剂，70℃真空干燥得红棕色色素II为2.1256g，剩余物70℃下减压回收溶剂，70℃真空干燥得棕黑色色素III为12.7355g，参见附图2。

实施例四：碱提取对核桃外果皮色素结构的影响

为判断碱液提取对色素结构是否有影响，因此做了如下实验进行性质测定。

1.取等体积水提液(pH＝6.7，棕色)和碱提液(pH＝10，红棕色)，将二者pH均调为7，观察颜色：水提液为棕色，碱提液为淡红棕色。

2.取等体积水提液(pH＝6.7，棕色)和碱提液(pH＝10，红棕色)，将水提液pH调为10，与碱提液pH相同，观察二者颜色：两者均为红棕色，碱提取液的颜色较深。

Claims (1)

1.一种核桃外果皮色素的提取方法，其特征在于，所述的提取方法具体步骤如下：

(1)将核桃外果皮置室温下自然阴干，原料由青色转变为青黑色，粉碎，过20～80目筛，将核桃外果皮粉装于棕色容器内，避光保存；

(2)以w/v计，按1∶8～15往核桃外果皮粉中加入30％～80％v/v乙醇水溶液，在25℃～60℃下提取1～3小时，提取液减压过滤，滤渣再用4～8倍30％～80％v/v乙醇水溶液提取2次，合并3次滤液，离心分离去除不溶杂质，于旋转蒸发仪中减压浓缩；

(3)往浓缩液中依次加入石油醚、氯仿、乙酸乙酯、正丁醇室温下萃取色素，分别3次，每次加入萃取剂的量以v/v计按被萃取物的2/3；

(4)将所得各萃取溶液分别在50℃～70℃减压浓缩，回收各萃取溶剂，得浓缩物；

(5)将各浓缩物干燥成固态物，干燥温度为50℃～70℃。

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