一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法技术

本发明专利技术的目的是鉴于现有技术工艺中存在的提取率不高，膜过滤易污染，产品纯度偏低等问题，本发明专利技术提供一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，该方法包括以下步骤：原料清洗脱皮、锉磨破碎、浸提、离心、一级酶解、树脂吸附、洗脱、浓缩、二级酶解、酵母发酵、过滤、喷雾干燥得到高浓度的花青素产品，其中在清洗脱皮工艺之后对紫薯进行锉磨破碎处理，该工艺提升了花青素的提取率，减少了浸提时间的同时也减少了溶剂的消耗即减轻了最终废水的处理量；提取液采用果胶酶酶解提升了膜过滤的通量，使膜在运行的过程中膜通量基本保持稳定；采用酵母发酵去除花青素树脂纯化液中的糖分，大幅提升了产品的纯度。

【技术实现步骤摘要】
一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法
本专利技术属于一种花青素的提取纯化方法，特别是一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法。
技术介绍
随着人们对合成色素危害的深入了解以及对健康的需求，天然色素因其天然，安全无毒，同时兼顾保健作用，越来越受到人们的欢迎，在食品和保健品行业应用日益广泛，市场前景一片向好。紫薯花青素是纯天然水溶性色素，主要成分为花色苷类化合物，除了作为良好的着色剂外，还具有清除自由基，抗氧化，抗突变等功能，广泛应用于食品和保健品行业。中国专利技术专利公开号为CN100535058C公开了一种发酵法提取紫甘薯红色素的生产工艺，该生产工艺是以新鲜的紫甘薯或以紫甘薯干为原料，经过蒸煮、打浆、酶解得糖化液，再接种酵母发酵5-6d，获得紫甘薯红色素溶液，然后经冷冻干燥得到紫甘薯红色素粉末。该专利技术专利所公布的方法其原料首先经过蒸煮，在蒸煮的过程中，经过了高温处理，相当一部分花青素受到破坏，另外该生产工艺较常规的提取工艺而言，生产周期过长。中国专利技术专利公开号为CN102516807A公开了一种陶瓷膜分离提取紫甘薯花色素的方法，采用两级陶瓷膜过滤器分离纯化紫甘薯花色素浸提液，除去浸提液中的杂质，由于原料采用酸性水溶液浸提，水溶性杂质大量溶出，不经过处理，直接用陶瓷膜来过滤除杂，容易引起膜污染从而堵塞膜孔，导致膜孔变小，处理量变低，达不到工业生产要求。中国专利技术专利公开号为CN101186757A公开了一种紫甘薯红色素提取方法，原料经过切条，然后采用柠檬酸与柠檬酸钠配制的pH值为4.0的缓冲液浸提花青素，浸提液用明胶等带正电的物质沉淀多酚单宁树脂和果胶，然后采用纳米膜纯化，反渗透浓缩，B环糊精包合，真空干燥得花青素产品。该专利技术专利采用明胶絮凝沉淀多酚及果胶等物质，有效缓解了膜过滤过程中易于堵塞的问题，但整个工艺仅经过膜处理，最终产品仍然含有大量的可溶性杂质，产品纯度低。中国专利技术专利公开号为CN101962486A公开了用食用紫甘薯提取食品用天然紫甘薯色素的工业生产方法。紫甘薯原料清洗后，经过切丝机切成细丝或粉碎机粉碎成碎粒，然后用酸性水溶液浸提，树脂吸附，洗脱，真空浓缩，超滤除杂，喷雾干燥得的紫甘薯色素产品。该专利技术专利采用超滤膜对树脂初步纯化后的紫甘薯浓缩液进行除杂，超滤在此环节仅能将浓缩液中分子量较大的可溶性糖及蛋白除去，大部分的分子量接近花青素的小分子的糖及蛋白无法除去，最终产品纯度虽有提升，但提升不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是鉴于
技术介绍
工艺中存在的提取率不高，膜过滤易污染，产品纯度偏低等问题，本专利技术的原料首先经过了锉磨破碎工艺，使得紫薯细胞充分破碎，让细胞液中的花青素在酸溶液充分释放出来，从而提升了花青素的提取率，减少了浸提时间的同时也减少了溶剂的消耗即减轻了最终废水的处理量。另外，本专利技术采用微滤膜对提取液进行除杂。膜过滤前对提取液用果胶酶酶解进行处理，分解其中的引起膜通量急剧下降的果胶，从而提升了膜过滤的通量，使膜在运行的过程中膜通量基本保持稳定。再次，微滤除杂后的澄清液经过树脂初步纯化再经浓缩得到花青素浓缩液，花青素浓缩液先经过糖化酶酶解，然后再添加酵母发酵，利用酵母自身的有氧呼吸作用，在短时间内将浓缩液中残留的糖分消耗掉，最终转化成CO2和水，从而大幅提升了产品的纯度。为了实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，该方法以新鲜紫薯为原料提取纯化花青素包括以下步骤：(1)清洗脱皮原料经过首先振动筛初步除杂后，进入原料储存池，然后通过桨式清洗机进行清洗除石，经过清洗除石后的薯块再经过毛刷清洗脱皮机进行深度清洗、脱皮处理。(2)锉磨破碎清洗干净的薯块通过破碎机破碎后再经过锉磨机锉磨破碎让紫薯细胞充分破碎。(3)浸提在浸提工序中向锉磨破碎的原料中加水调节料液比至1:2-1:5，并用酸调节pH值至1-3，浸提时间为0.5-2h；所述酸为盐酸、柠檬酸、硫酸、醋酸中的一种或几种的混合物。(4)离心将浸提液离心，固液分离得花青素提取液。在离心后产生的固体不溶物提取淀粉。(5)一级酶解调节花青素提取液的pH值为3.0-4.5，控制温度40℃-50℃，添加果胶酶酶解，将浸提时溶出的对膜过滤有影响的果胶分解掉，解决膜过滤堵塞问题。果胶酶添加量为5u/g-15u/g紫薯，酶解时间为0.5-2.0h。(6)微滤将花青素提取液经果胶酶酶解后得到的液体用0.1um-1.2um陶瓷膜过滤除杂。(7)树脂吸附将微滤除杂后的色素提取液用大孔树脂TA1或HPD722（树脂柱径高比为1:4-1:10），进行动态循环吸附，然后采用适量的去离子水冲洗树脂，以脱除不被树脂吸附的可溶性糖和蛋白等杂质。(8)洗脱在树脂吸附工序后采用30%-60%的酸化乙醇（pH3.0），以0.5-3.5倍柱体积的流速解析树脂吸附的花青素。(9)浓缩将洗脱液减压浓缩回收乙醇，得花青素浓缩液。(10)二级酶解在得到的花青素浓缩液中加入糖化酶进行二次酶解，调节花青素浓缩液的pH至3.0-5.0，温度控制在40℃-65℃，添加糖化酶酶解时间为0.5-5h，糖化酶添加量为1-25u/ml浓缩液，浓缩液中固形物浓度为10%-35%。(11)发酵酶解后添加发酵液质量的0.01%-5%的活化酿酒酵母进行有氧发酵1-24h。花青素浓缩液糖化酶二次酶解后的酵母发酵除去其中残留的糖份，发酵所用的酵母为酿酒酵母，发酵方式为有氧发酵，发酵所用酵母为活化酵母。采用酵母有氧发酵将树脂初步纯化后的花青素浓缩液中残留的糖分消耗掉；活化酵母添加量为发酵液质量的0.01%-5%，发酵时间为1-24h；所述活化酵母为干酵母按5%-20%的添加量添加到2%-5%的糖水于温度再38℃条件下复水10-30min，然后迅速降温至28-30℃，活化1h-2h得到的酵母。(12)过滤将最终发酵好的花青素浓缩液过滤除去酵母菌，得花青素纯化液。(13)干燥花青素纯化液经喷雾干燥得高纯度紫薯花青素产品。另一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，该方法以市售紫薯花青素为原料，首先将市售紫薯花青素用纯水溶解，配制成固形物浓度为10-35%的花青素溶液。酵母活化将干酵母按5%-20%的添加量，添加到2%-5%的糖水于38℃条件下复水10-30min，然后迅速降温至28-30℃，活化1h-2h。发酵调节花青素溶液的pH值至3.0-5.0，控温度在40-65℃，添加糖化酶酶解，糖化酶添加量为1-25u/ml溶液，酶解0.5-5h后添加活化后的酿酒酵母，进行有氧发酵1-24h。酵母添加量按花青素溶液质量的0.01%-5%的添加。过滤采用离心机对发酵液进行离心去除酵母，得到花青素的纯化液。喷雾干燥将花青素纯化液经喷雾干燥得高纯度花青素产品。本专利技术的有益效果：1.原料采用锉磨破碎方式，代替目前工业上切丝的方式，使得紫薯细胞充分破碎，让细胞液中的花青素充分释放出来，缩短提取时间和减少溶剂的消耗；2.花青素提取液经果胶酶酶解，将引起膜污染的主要物质分解，从而延缓了膜污染，提升了膜过滤通量；3.花青素浓缩液采用糖化酶酶解后添加酿酒酵母进行有氧发酵来消耗浓缩液中的残留的糖分，从而提升了最终的产品纯度，产品色价达到100u以上。附图说明图1为本专利技术实施例一的流程图；图2为本专利技术实施例二的流程图。具体实施方式下面结合实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：向紫薯中提取的花青素浓缩液中添加糖化酶进行酶解，然后添加活化酵母进行发酵除去其中残留的糖份，发酵后经过过滤，滤液再通过喷雾干燥得到高浓度的花青素产品。

【技术特征摘要】
1.一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：向紫薯中提取的花青素浓缩液中添加糖化酶进行酶解，然后添加活化酵母进行发酵除去其中残留的糖份，发酵后经过过滤，滤液再通过喷雾干燥得到高浓度的花青素产品。2.根据权利要求1所述的一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，其特征在于，所述的发酵所用的酵母为酿酒酵母，发酵方式为有氧发酵，发酵所用酵母为活化酵母；活化酵母添加量为发酵液质量的0.01%-5%，发酵时间为1-24h；所述活化酵母为干酵母按5%-20%的添加量添加到2%-5%的糖水于温度再38℃条件下复水10-30min，然后迅速降温至28-30℃，活化1h-2h得到的酵母。3.根据权利要求1或2所述的一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，其特征在于，所述的花青素浓缩液是市售的纯度≤50%的紫薯花青素产品用水调配成固形物浓度10%-35%的花青素浓缩液。4.根据权利要求1或2所述的一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，其特征在于，所述的花青素浓缩液是经过原料清洗脱皮、锉磨破碎、浸提、离心、一级酶解、微滤、树脂吸附、洗脱、浓缩工艺制备成浓度为10%-35%浓缩液。5.根据权利要求4所述的一种高纯度紫薯花青素提取纯化方法，其特征在于，所述的一级酶解工序中向离心后的花青素提取液中加入果胶酶酶解，将浸提时溶出的对膜过滤有影响的果胶分解掉，果胶酶添加量为5u/g-15u/g紫薯，酶解pH3.0-4.5，酶解温度为40℃-50℃，酶解时...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡东，余伟伟，刘伦发，黄宁，
申请(专利权)人：安徽泰德康农业科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34