一种可循环利用酸溶液的紫薯色素生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种可循环利用酸溶液的紫薯色素生产工艺，包括以下步骤：(1)用可食用酸的水溶液作为提取液浸提紫薯，再洗脱被吸附的紫薯色素，除去溶剂得紫薯色素；过滤得紫薯色素提取液；(2)用大孔吸附树脂对所述紫薯色素提取液进行色素吸附，收集未被大孔吸附树脂吸附的流出液；(3)所述流出液分别经葡聚糖凝胶、活性炭净化，得净化液；(4)将净化液减压浓缩至原体积的1/3～1/10后，得回收的水和浓缩净化液；在浓缩净化液中加入3～10倍于浓缩净化液体积的有机溶剂，过滤，滤液减压浓缩得回收的有机溶剂和浓缩的可食用酸溶液；所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮中的一种或几种。该生产工艺可降低生产成本，无环境污染物排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可循环利用酸溶液的紫薯色素生产工艺，属于生物化工生产领域。
技术介绍
色泽是食品的重要感官指标之一。许多食品在加工过程中添加食用色素，以进一步改善食品的色泽。食用色素根据来源可分为人工合成食用色素和天然食用色素。人工合成食用色素主要是采用化学方法合成的有机色素。这类色素不仅色泽鲜艳、性质稳定，而且成本低廉。但是，合成色素存在一个严重的缺点是其往往具有毒性，特别是有些具有致癌、致畸等严重毒性，禁止在食品中添加合成色素正逐渐成为一种大趋势。天然食用色素主要从植物的根茎叶等组织中提取获得，以其安全、绿色、无毒性，同时兼具营养和药理等保健功能等优点而日益受到人们的重视。紫薯，即紫甘薯，属旋花科一年生草本植物。紫薯色素(purple sweet potatocolor, PSPC)是从紫薯块茎中通过提取、分离纯化得到的一种纯天然色素，由花青素组成。其色泽自然鲜亮、无毒、无特殊气味，具有抗氧化、清除自由基、抗突变、预防心血管疾病、改善人体微循环等多种生物活性，是一种具有营养保健作用的天然食用色素。紫薯色素的提取研究中大多采用酸性溶剂法，常用的提取剂为乙酸、硫酸、柠檬酸等酸的水溶液。由于柠檬酸具有增色和护色作用，并且在食品工业中柠檬酸是常用的酸性添加剂。因此，卫生部关于批准紫甘薯色素作为食品添加剂的公告(卫生部公告2012年第6号)时，在其“生产工艺”中规定为“用柠檬酸水溶液或含柠檬酸的乙醇水溶液抽提、纯化及大孔吸附树脂进一步纯化的液体紫甘薯色素”。以柠檬酸水溶液提取紫薯色素时，一般均存在柠檬酸浓度高或者料液比值大，如文献采用5%的柠檬酸溶液、料液比为1:10 (安徽农业科学，2009，37 (36):17885-17887);有的甚至采用10 %的柠檬酸、料液比为1:10 (粮食与食品工业，2011，18(1): 24-28)提取紫薯色素；虽然也有采用低浓度(柠檬酸浓度为0.75%)，但料液比达到1:25提取紫薯色素(粮食与饲料工业，2010，10:26_28)。中国专利CN103881413A用柠檬酸水溶液提取紫薯色素时的浓度为高达10~50% (料液比为1:10)。由于提取过程中提取液的比例很高，提取液的用量很大，但是，由于树脂吸附色素后的流出液中含有大量的蛋白质、多糖类物质，容易腐烂发霉变质、并造成后续提取液堵塞吸附柱等原因，提取液并没有进行回收，而是直接排放，导致生产成本提高，酸液的排放也会造成污染。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，通过对紫薯色素生产过程中大量排放的提取液进行净化，主要是通过凝胶过滤及活性炭吸附，去除提取液中的蛋白质、多糖类，有机溶剂沉淀去除大部分的寡聚糖，达到回收食用酸的目的。该技术可有效防止酸液循环利用过程中的腐烂发霉变质、堵塞吸附柱等问题，从而达到回收提取溶液再用于紫薯色素的提取中。本专利技术的技术方案是，一种紫薯色素生产工艺中提取液的回收方法，包括以下步骤:(1)用可食用酸的水溶液作为提取液浸提紫薯，过滤得紫薯色素提取液；(2)用大孔吸附树脂对所述紫薯色素提取液进行色素吸附，再洗脱被吸附的紫薯色素，除去溶剂得紫薯色素；收集未被大孔吸附树脂吸附的流出液；(3)所述流出液分别经葡聚糖凝胶、活性炭净化，得净化液；(4)将净化液减压浓缩至原体积的1/3?1/10后，得回收的水和浓缩净化液；在浓缩净化液中加入3?10倍于浓缩净化液体积的有机溶剂，过滤，滤液减压浓缩得回收的有机溶剂和浓缩的可食用酸溶液；所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮中的一种或几种。进一步地，可食用酸为乙酸、磷酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、乳酸中的一种或几种。进一步地，步骤(2)中，所述大孔树脂为HPD100、HPD400或AB-8型大孔树脂。进一步地，步骤(2)后，用体积分数为10?70%的甲醇或乙醇作为解吸液使大孔吸附树脂吸附的色素解吸。进一步地，所述提取液为可食用酸的浓度为0.5?5.0%的水溶液。进一步地，所述紫薯的浸提时间为0.5?2h。进一步地，所述葡聚糖凝胶选用羟丙基葡聚糖凝胶。进一步地，步骤(3)中，葡聚糖凝胶净化选用葡聚糖凝胶柱，葡聚糖凝胶柱填料的径、高比为I?2.5: 8?12。进一步地，步骤(3)中，活性炭净化选用活性炭柱，活性炭柱填料的径、高比为I?2: 5 ?15。进一步地，柱中液体的流速控制在每小时0.5?2.5倍柱床体积。本专利技术的技术原理是:紫薯色素提取液进行吸附之后的流出液中含有蛋白质、多糖、寡糖等杂质，经过葡聚糖凝胶过滤柱色谱、活性炭吸附柱色谱两级柱色谱可以有效除去蛋白质、多糖等杂质，再经浓缩至一定体积之后，加入有机溶剂如乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮，可以使其中的寡糖沉淀，然后过滤即可分离寡糖杂质，滤液减压回收有机溶剂，未蒸发的为浓缩的可食用酸溶液。浓缩的可食用酸溶液与之前回收的水混合可以重新作为提取液。可食用酸或水回收的量发生变化导致浓度偏差，可添加可食用酸或水至合适浓度。本专利技术的有益效果是，本专利技术在紫薯色素生产过程中，循环利用紫薯色素提取液一可食用酸的水溶液，不仅可降低生产成本，而且无环境污染物排放。【具体实施方式】实施例1 称取洗净的新鲜紫薯100g，用小刀切成2-3mm的颗粒状。将其转入500mL的烧杯中，加入300mL质量浓度为5%的乙酸水溶液，室温浸提lh，提取过程中不时搅拌。过滤，收集滤液。滤液流经HPD100大孔树脂柱进行紫薯色素的吸附。吸附色素饱和的树脂柱用体积浓度为10%的乙醇洗脱，收集洗脱液，回收乙醇，得到纯化产品。按紫薯色素色价按国家卫生部公告2012年第6号文件之附件I (紫甘薯色素等9种食品添加剂新品种)中的分析方法分析产品色价，色价达到40.7 (E1%lcn530nm)o将盛装葡聚糖凝胶Sephadex LH20的色谱柱连接到大孔树脂柱后。使大孔树脂柱流出的酸性水溶液(无色)以0.5倍柱床体积/h的流速直接流经填料的径、高比为1: 5的Sephadex LH20柱，收集流出液。此净化液再经填料的径、高比为1: 5的活性炭柱净化，收集流出液，减压浓缩至原体积的1/5左右，加入无水乙醇沉淀酸液，滤除沉淀物后，滤液减压回收有机溶剂，收集浓缩的可食用酸溶液(简称浓缩酸液，下同)。将浓缩酸液进入调酸槽，调节酸液PH，即可循环用作紫薯色素的提取液。实施例2 称取洗净的新鲜紫薯100g，用小刀切成2-3mm的颗粒状。将其转入500mL的烧杯中，加入300mL质量浓度为2%的柠檬酸水溶液，室温浸提lh，提取过程中不时搅拌。过滤，收集滤液。滤液流经AB-8大孔树脂柱进行紫薯色素的吸附。吸附色素饱和的树脂柱用体积浓度为30%的乙醇洗脱，收集洗脱液，回收乙醇，得到纯化产品。按紫薯色素色价按国家卫生部公告2012年第6号文件之附件I (紫甘薯色素等9种食品添加剂新品种)中的分析方法分析产品色价，色价达到43.1 (E1%lcn530nm)o将盛装葡聚糖凝胶Sephadex LH20的色谱柱连接到大孔树脂柱后。使大孔树脂柱流出的酸性水溶液(无色)以1.2倍柱床体积/h的流速直接流经填料的径、高比为1: 8的S印hadex LH20柱，收集流出液。此净化液再经填料的径、高比为1: 10的活性炭柱净化，收集流出液，减压浓缩至原体积的1/5左右，加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可循环利用酸溶液的紫薯色素生产工艺，包括以下步骤：(1)用可食用酸的水溶液作为提取液浸提紫薯，过滤得紫薯色素提取液；(2)用大孔吸附树脂对所述紫薯色素提取液进行色素吸附，再洗脱被吸附的紫薯色素，除去溶剂得紫薯色素；收集未被大孔吸附树脂吸附的流出液；其特征在于，还包括以下步骤：(3)所述流出液分别经葡聚糖凝胶、活性炭净化，得净化液；(4)将净化液减压浓缩至原体积的1/3～1/10后，得回收的水和浓缩净化液；在浓缩净化液中加入3～10倍于浓缩净化液体积的有机溶剂，过滤，滤液减压浓缩得回收的有机溶剂和浓缩的可食用酸溶液；所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮中的一种或几种。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董新荣，谢跃球，谢建国，向志成，
申请(专利权)人：邵阳市富民天然色素有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43