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第十章 天然花卉色素(三)

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提取:将上述粉碎后的野菊花以乙醚为提取溶剂,叶料比40/1,在35℃水浴中提取1h;

除杂浓缩:将上述所得提取液抽滤除杂,35℃的水浴旋转蒸发,浓缩至无醚味;

干燥:-70℃冷冻后,真空冷冻干燥即得类胡萝卜素类化合物粗品。

四、鸡冠花中甜菜黄素的提取

鸡冠花,一年草本植物,株高40~100cm,茎直立粗壮,叶互生,长卵形或卵状披针形,肉穗状,花序顶生,呈扇形、肾形、扁球形等,自然花期夏、秋至霜降。常用种子繁殖,生长期喜高温,全光照且空气干燥的环境,较耐旱不耐寒,繁殖能力强。秋季花盛开时采收,晒干。叶卵状披针形至披针形,全缘。花序顶生及腋生,扁平鸡冠形。花有白、淡黄、金黄、淡红、火红、紫红、棕红、橙红等色。

王长泉专利中鸡冠花甜菜黄素的提取方法

①室温下采集鸡冠花的黄色花序,剪成1~3mm碎屑,加少许石英砂充分研磨,然后按料液比1∶10加入汽油充分摇荡,浸提20min,除去上清液;

②取上步得到的沉淀,按料液比1∶10加入甲醇充分摇荡,浸提20min,除去上清液,得沉淀;

③将第二步得到的沉淀按料液比1∶10加入重蒸水,再加入抗坏血酸使其浓度为30mM充分摇匀,第三次浸提20min;

④将第三次浸提得到的上清液用真空旋转蒸发仪于30℃真空浓缩可得甜菜黄素粉末。鸡冠花黄色花序中甜菜黄素的提取率为100%,甜菜黄素的纯度达到98.3%。

鸡冠花红色素的提取方法

取4g干红鸡冠花研碎,用1∶75的水在60℃浸提2~3次至无色,每次30min,浸提液过滤,滤液合并,离心分离,减压浓缩,干燥得色素粉末。抽提率达95%以上。将所得色素粉末用硅胶柱层析,依次用石油醚、氯仿、乙酸乙酯、丙酮、乙醇、乙醇-甲醇、甲醇、甲醇-水洗脱,可得到鸡冠花红色素和鸡冠花橙黄色素。

五、玫瑰花中天然玫瑰红色素的提取

玫瑰花,直立灌木,高可达2m;茎粗壮,丛生;小枝密被绒毛,并有针刺和腺毛,有直立或弯曲、淡黄色的皮刺,皮刺外被绒毛。小叶5~9,连叶柄长5~13cm;小叶片椭圆形或椭圆状倒卵形,长1.5~4.5cm,宽1~2.5cm,先端急尖或圆钝,基部圆形或宽楔形,边缘有尖锐锯齿,上面深绿色,无毛,叶脉下陷,有褶皱,下面灰绿色,中脉突起,网脉明显,密被绒毛和腺毛,有时腺毛不明显;叶柄和叶轴密被绒毛和腺毛;托叶大部贴生于叶柄,离生部分卵形,边缘有带腺锯齿,下面被绒毛。花单生于叶腋,或数朵簇生,苞片卵形,边缘有腺毛,外被绒毛;花梗长5~22.5mm,密被绒毛和腺毛;花直径4~5.5cm;萼片卵状披针形,先端尾状渐尖,常有羽状裂片而扩展成叶状,上面有稀疏柔毛,下面密被柔毛和腺毛;花瓣倒卵形,重瓣至半重瓣,芳香,紫红色至白色;花柱离生,被毛,稍伸出萼筒口外,比雄蕊短很多。花期5~6月,果期8~9月。

翟文俊等的专利中玫瑰花天然玫瑰红素的提取方法

预处理:将原料玫瑰鲜花摘下花片,清洗,用10%的食盐盐渍1~5d后加入原料重2~3倍重量份的水混合;

冻结-溶解:将上述料液混合物放入-30~-4℃的冰箱,待其完全冻结后,水浴加热使其快速溶解,并搅拌,反复2~3次;

水浸提:将上述料液混合物中加入2~10倍重量份的水,在30~55℃水浴中提取两次,每次1~2h,不断搅拌,然后将浸提液离心分离收集上清液,沉淀重复浸提2次,合并上清液,减压浓缩得到浓缩液;

萃取精制:经所述浓缩液加入1~3倍体积份有机溶剂反复萃取2次,每次30min,收集萃取液;

浓缩干燥:将所述萃取液在水浴上将其浓缩成膏状,在60℃以下真空干燥,得到玫瑰红色素固体。

六、玫瑰茄红色素的提取

玫瑰茄又名洛神花、洛神葵、山茄等,是锦葵科木槿属的一年生草本植物,广布于热带和亚热带地区,原产于西非、印度,目前在我国的广东、广西、福建、云南、台湾等地均有栽培。玫瑰茄植株高1.5~2m,茎淡紫色,直立,主干多分枝,叶互生。花在夏秋间开放,花期长,花萼杯状,紫红色,花冠黄色。蒴果卵球形,内有种子20~30粒,种子肾形,深灰褐色。植物的花萼种子、茎和叶子都可利用。花萼具有降血压、抗坏血病和利尿的药效,并且对支气管炎和咳嗽病有缓解作用。在非洲民间普遍当作饮料,阿拉伯人用花萼泡的茶称为“苏丹茶”,有的还当作食品的天然色素和调味料。欧洲人很早就从非洲进口花萼干品,用作果子冻、调味清凉饮料等。叶子除有类似花萼的药效外,在医疗外科上用作脓疮的洗涤料,其叶汁还能治脚上的裂口子。

郑秉恒、王志铭等研究了玫瑰茄红色素的提取方法,其工艺流程如下所示:

七、凤仙花中色素的提取

凤仙花,又名指甲花、染指甲花、小桃红等。因其花头、翅、尾、足具翘然如凤状,故又名金凤花。凤仙花属凤仙花科一年生草本花卉,原产于中国和印度。凤仙花茎高40~100cm,肉质,粗壮,直立。上部分枝,有柔毛或近于光滑。叶互生,阔或狭披针形,长达10cm左右,顶端渐尖,边缘有锐齿,基部楔形,叶柄附近有几对腺体。其花形似蝴蝶,花色有粉红、大红、紫、白黄、洒金等,善变异。有的品种同一株上能开数种颜色的花朵。凤仙花多单瓣,重瓣的称凤球花。凤仙花的花期为6~8月,结蒴果,蒴果纺锤形,有白色茸毛,成熟时弹裂为5个旋卷的果瓣;种子多数,球形,黑色,状似桃形,成熟时外壳自行爆裂,将种子弹出,自播繁殖,故采种须及时。

凤仙花种子亦名急性子,茎亦名透骨草,均可入药,有活血化瘀、利尿解毒、通经透骨之功效。鲜草捣烂外敷,可治疮疗肿疼、毒虫咬伤。种子为解毒药,有通经、催产、祛痰、消积块的功效,孕妇忌服;全草捣汁,外用治跌打损伤,花瓣捣碎后加大蒜汁等粘稠物,可染指甲,染甲数次以后可以根治灰指甲。种子含皂苷、脂肪油、甾醇、多糖、蛋白质、氨基酸、挥发油。中国南北各省均有栽培。凤仙花嫩叶可焯水后加油盐凉拌食用。供观赏,除作花境和盆景装置外,也可作切花。

指甲花,其本身带有天然红棕色素,中东人很早就种植这种植物,用它的汁液来染指甲和修饰自己。据记载,埃及艳后就是利用指甲花来染头发的。著名的印度身体彩绘,也是用它来染色的。

苏慧娜和曹志兴等人对凤仙花色素提取工艺进行研究,其提取工艺如下:

经研究得出,凤仙花色素最佳浸提工艺为:提取温度为80℃,提取时间为0.5h,料液比1∶100,浸提剂pH为1。

八、红花色素

红花是菊科植物红花的花,又名草红花、刺红花、红花樱子等。红花为1年或2年生草本,高30~90cm。我国红花栽培历史悠久,早在汉代就引入我国,已有两千多年的历史,现有26个省种植,以新疆、甘肃、四川、河南、浙江较多。红花做红、黄色素已有较为悠久的历史,早在宋朝就有“其花暴干,以染真红,又作胭脂”的记载。而且红花的籽可提取红花籽油,是一种很好的“营养健身油”;红花籽蛋白是很好的饲料,这些都是红花资源综合利用的有价值的途径。红花在6~7月花盛开时,择晴天早晨露水未干前采收、晾干,以花细、色红而鲜艳、无枝刺、质柔润、手握软如茸毛者为好。加工提取工艺流程如下:

工艺说明:

原料预处理:红花在浸提前需经过筛选,除去花中夹带的泥沙及其他杂物,由于花片较小,溶剂容易渗透,不需要粉碎处理。

浸提:将红花放入浸提桶中,加水把红花淹没,在室温下浸泡4~20h,用双层纱布挤干,重复5~6次,直到把红花黄色素大部分提出为止。将多次所得浸提液合并,送浓缩工序。如果采用罐组逆流,一般需4~5罐,按逆流操作原理,浸提液浓度可达3%~5%。

浓缩:浸提液经过过滤,用蒸发器浓缩,在87~97kPa真空度下进行,浓缩液浓度一般为15~20°Bé。

干燥:浓缩液可在90~100℃下于干燥箱中烘干,在经粉碎即为成品,也可使用离心喷雾干燥器喷成干粉。

红花红色素的分离:经过水提取红花黄色素的废渣,仍然含有红色素,可用5%~10%Na2CO3溶液进行碱性浸提,在室温下进行4~10h浸提后,绝大部分红花红色素被浸出,废渣为暗灰色。

浸提液迅速加1∶1盐酸,调节酸度,使浸提液pH值为4~5。此时溶液中析出细小的红色素沉淀,在实验室可用滤纸过滤,工业生产可用高速离心机离心沉降,经低温干燥可得红花红色素,得率很低,一般仅为0.2%~0.5%。

红花色素对热和氧很敏感,易氧化褐变,应十分注意。日本学者对红花色素研究较多,多采用沉淀的方法分离红花黄色素,为防止褐变,采取了改进措施。方法是用水萃取红花,水用量为加料量的10~15倍,萃取2~3次,浸提液经过滤除去杂质,得到红花水浸提液,然后在此浸提液中加略等量的丙二醇、丙三醇或山梨醇,在11~12kPa、48℃下进行减压蒸馏,完全蒸去水分。由于蒸发水分时红花黄色素转移到有机溶剂溶液中,不会因为过热而发生褐变分解。之后在残留溶液中,徐徐加入不溶解红花黄色素的有机溶剂,例如丙酮、甲醇、乙醇等,用量为溶液量的4~5倍,静止30~50min,红花黄色素很快沉淀出来,经离心分离后,沉淀用溶剂洗涤2~3次,迅速在进行真空干燥,真空室压力一般为0.13~0.67kPa,所得黄色素成品得率高,纯度也高。

九、栀子黄色素

栀子为茜草科植物栀子的果实,又名黄栀子、山栀子、大红栀、白蝉。栀子系常绿灌木,高0.5~2m,枝圆柱形,灰色,5~7月开花,8~11月结果。果长2~4.5cm,直径0.8~2cm,果皮薄,内表面鲜黄色,种子扁长圆形,聚成球状团块,表面红棕色,有细点突起,味微酸苦。全国大部分地区有栽培,主产于湖南、江西、福建、浙江、四川及湖北,南方地区有野生。

栀子属卫生部颁布的首批食药两用资源,也是传统中药。李时珍在其《本草纲目》中已有详细记载:栀子具有护肝、利胆、降压、镇静、止血、消肿等作用。中医临床上用于治疗黄疸型肝炎、扭挫伤、高血压、糖尿病、感冒发热、烦躁及失眠等。还可治疗口舌糜烂,疮疡肿毒;另外,可用粉末适量,加面粉用酒、醋或鸡蛋清等调敷患处治疗外伤肿痛。

栀子果实所含黄色素主要成分是藏红花素和藏红花酸,此外,果实还含有栀子苷、羟基栀子苷、京尼平-1-O-龙胆双糖苷、山栀子苷等。栀子黄色素是一种应用较为广泛的食用色素。据报道,日本已有采用细胞工程技术生产栀子黄色素。但国内主要还是采用传统的浸提法生产,所得产品多为粗制品,吸光度较低,纯度不够高。常用的加工提取工艺流程如下:

工艺说明:

原料:栀子外层有一薄层外壳,会阻碍溶剂渗透,必须进行粉碎,常采用效果较好的锤式粉碎机,不但能打破外层硬壳,可同时对果肉进行适当的粉碎,粉碎后颗粒粒度3mm左右。粉碎后的物料,经过筛选,粗大颗粒返回粉碎机再粉碎,筛选合格的颗粒经风选除去栀子外壳,即可用于浸提。

浸提:多采用罐组逆流浸提,罐数4~5个,浸提温度50~60℃,料液比1∶6,水作为溶剂,水中的Ca2+、Mg2+会降低浸提率和影响浸提液质量,所以应采用软水。浸提设备不能用铁制造,须采用不锈钢或以木桶作代用品,桶底部装有不锈钢丝网的假底,阻止物料进入排液管道,浸提液浓度一般为含干物质3%~5%。

浓缩:浸提液浓度很稀,需经浓缩,以除去大部分水分,一般浓缩至其固形物含量40%左右。由于色素对高温敏感,易分解破坏,浓缩时应采用真空低温浓缩,以保证产品质量。加热蒸汽压力一般为100~200kPa,蒸发器真空度87~96kPa。

提纯:用水作溶剂进行浸提时,特别是用较高温度热水浸提时,必然使得栀子果实中一些果胶、植物蛋白等水溶性杂质也被浸出,它们在以后的加工过程中会形成沉淀,影响产品质量和使用,必须除去。方法是向浓缩液中加入一定量酒精,在一定浓度下,果胶等杂质会成为絮状沉淀,静置2~3h后过滤,除去沉淀,清液即为提纯液。提纯工艺在常温下进行,所得沉淀残渣量约占原料的14%~18%。

精制:经过提纯后的栀子色素溶液,尽管已除去了一部分杂质,但仍含有一些黏性杂质,使溶液很难干燥,特别是不能使用喷雾干燥得到粉状产品,且所得产品具有很强吸湿性,很难保存,给包装、使用带来困难。经过精制工序后,可较好地解决上述问题。

回收溶剂:生产过程中添加的酒精,必须进行回收。回收溶剂操作,可在各种形式的蒸发器中进行。由于酒精的沸点比水的沸点低得多,容易蒸发,蒸发过程中不需要使用真空泵,依靠本身冷凝器酒精蒸气冷凝形成的低真空即可正常运行。回收后的酒精溶液,由于酒精与水共沸,要带有一部分水,使酒精浓度降低,需要补充新酒精,返回使用。

干燥:多采用喷雾干燥,将其直接干燥成粉。常常使用小型高速离心喷雾干燥机,一般进风温度为200℃左右,出口排风温度80~90℃,风量80m3/h,离心盘转速16000r/min,所得产品流动性和水溶性良好,含水率7%~9%。

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