技术领域
[0001] 本
发明属于
植物色素提取技术领域，具体涉及从栀子中提取、制备黄色素，同时将制备黄色素过程中产生的全部废液实时加以利用，从中回收栀子苷，再将栀子苷制备成高纯度蓝色素的制备方法。技术背景
[0002] 栀子原植物为茜草科植物栀子Gardenia jasminoides Ellis，按入药部位不同可分为栀子(果实)、栀子叶、栀子花、栀子根，其中栀子(果实)为常见中药材。栀子主产于江西、湖南、福建等省，是国家卫健委颁布的首批药食两用资源。栀子具有消炎、解热、
止血、
镇痛、保肝利胆、降血脂等作用。
[0003] 因过量种植导致目前市场上的栀子果实产量严重供大于求，对栀子进行深加工以提高其附加值、解决种植农户盈利问题迫在眉睫。
[0004] 栀子黄色素是栀子果实中的主要有效成分，含量可高达15％以上。栀子黄色素能很好地模仿天然柠檬黄的
色调，着色鲜艳、自然，着色能
力强且性质稳定，具有营养、健康等优点，无任何毒
副作用。正广泛运用于糕点、饮料、
冰淇淋、酒等食品着色，在国内和国际市场上需求量日益剧增。
[0005] 栀子蓝色素是利用栀子中所含的栀子苷为原料，采用
葡萄糖苷酶、
纤维素酶等对栀子苷
水解脱去葡萄糖、得到京尼平。京尼平再与
氨基酸发生聚合、重排反应得到栀子蓝色素。栀子蓝色素
稳定性好、着色能力强，广泛用于各种饮料、腌渍、酱渍、糖果、膨化、方便等食品中。其销售价格是栀子黄色素的2.5-5倍，是一种高端天然
食品添加剂，市场需求量巨大。
[0006] 作为食品天然
着色剂的栀子黄色素具有众多优点。但是，栀子黄色素添加到食品中后，自然共存的栀子苷等杂质成份会使食品色泽变绿、发暗，显著降低了食品附加值及商业价值。只有将栀子黄色素纯度继续提高、降低主要杂质—栀子苷含量，使栀子苷与黄色素的OD值比率(OD238/OD440)降低到0.4以下才能有效解决这一问题。为了有效降低OD值比率到0.4以下，如中国
专利(CN 108794551 A)所述，在栀子黄色素实际生产过程中需要使用大量水洗脱
树脂柱以除去大分子
水溶性杂质(蛋白、多糖)，在水洗脱的过程中会有相当部分栀子苷被一起洗脱下来。除去水溶性杂质之后，需要使用低浓度
乙醇(5％-25％)洗脱树脂柱以除去栀子苷、
绿原酸特定杂质。最后用高浓度乙醇洗脱树脂柱、制备得到符合要求的不同纯度和色价的栀子黄色素产品。另外，据我们实验室测定，在提取栀子黄色素前大孔
吸附树脂上样过程中，上样溢流液中也含有较多量的栀子苷被作为废液而丢弃。
[0007] 专利CN 10374013 B中采用酶解栀子粉末原料，采用大孔树脂吸附精制，对精制液浓缩后通过重结晶获得高纯度栀子黄色素产品。该专利对大孔树脂制备黄色素过程中的含栀子苷的废液未加以利用，利用重结晶方法得到的黄色素产品得率太低而导致成本太高，全部栀子果实也仅能制备得到黄色素一种产品，导致产品成本很高。
[0008] 中国专利(CN 108794551 A)通过从制备栀子黄色素的废液中制备了高纯度栀子苷。该技术方案中通过先浓缩栀子黄色素废液成浸膏后上树脂柱吸附，然后采用
活性炭对粗提液进行脱色得到栀子苷粗提液，通过加入乙酸乙酯结晶得到栀子苷晶体。这一技术方案中，浓缩栀子黄色素废液需要消耗大量
能量；活性炭脱色过程中也会产生较多量死吸附、降低了栀子苷回收率；在使用乙酸乙酯结晶过程中，结晶得率及效果也受栀子苷粗提物中栀子苷纯度等众多因素影响。
[0009] 中国专利(CN 104152508 B)直接从生产栀子黄色素的废液中提取得到了京尼平。在技术方案中先后使用三种不同规格的膜进行前期处理，造成处理成本非常高、膜容易堵塞、消耗大量
有机溶剂等问题。另外，该技术方案中采用的
纤维素酶也不如β-葡萄糖苷酶水解效率高。
[0010] CN 103614431 B中采用栀子果粉通过相转移制备栀子蓝色素，尽管利用
相变过程提高了栀子苷的转化率及产物蓝色素的生成率，但是该发明中栀子苷未经纯化导致浓度及纯度均非常低，并且全部栀子果实仅能制备得到蓝色素一种产品，导致产品成本很高。CN 105017806 B中利用果胶酶-纤维素酶酶解除去栀子果实中的油脂并将京尼平苷水解成京尼平，成本高、酶解时间长、且除油效果不容易彻底、纤维素酶对京尼平苷的酶解效率也不及β-葡萄糖苷酶效率高，全部栀子果实也仅能制备得到蓝色素一种产品，导致产品成本很高。
[0011] 以往技术方案要么制备栀子黄色素(如CN 105482494 B)，要么制备蓝色素(CN 105624198 B)，黄色素和蓝色素的制备在工艺上脱节、没有任何衔接性及相关性，导致在生产过程中仅能得到要么黄色素、要么蓝色素一种产品。一方面制备黄色素过程中产生的大量废液增加了处理成本及环境污染
风险，另一方面制备蓝色素所需的中间物栀子苷需要高成本购买或制备才能得到，造成黄色素、蓝色素的制备成本大量增加、栀子原料资源浪费等问题，严重制约了系统化、规模化开发与利用栀子原料及提高其附加值，限制了栀子产业健康发展。
发明内容
[0012] 针对
现有技术中存在的问题，本发明提供了栀子黄色素及栀子蓝色素同时制备的方法，主要解决了将栀子黄色素生产过程中产生的全部大量废液同时重新利用并生产出附加值更高的栀子蓝色素，为工业化生产减少成本、降低资源消耗、减少环境污染、增加企业效益提供有力
支撑。本发明采用以下技术方案来实现。
[0013] 一种栀子黄色素与蓝色素同时制备的方法，包括如下步骤：
[0014] (1)称取栀子粉末，加入
有机溶剂提取栀子油，将提取完油脂的栀子粉进行干燥，备用；
[0015] (2)将步骤(1)得到的栀子粉加入乙醇溶液，恒温提取，3次提取液离心分离后合并；将滤液减压浓缩回收乙后，加入去离子水得到不同
质量浓度的栀子黄色素溶液，4℃储存备用；
[0016] (3)采用95％乙醇浸泡大孔吸附24h，抽滤、乙醇洗至
洗出液加水不浑浊为止，用水洗净乙醇；用1.5-3BV质量分数5％
盐酸浸泡0.5-3h，水洗至近中性，再用1.5-3BV质量分数2％
氧氧化钠溶液浸泡0.5-3h，水洗至近中性，过滤后备用；将步骤(2)得到的栀子黄色素溶液以1-2BV/h流速分别上大孔树脂柱，收集溢流液记为废液1；当流出液达到饱和，即流出液质量浓度为进样液的1/10停止上样；先用3-10BV去离子水洗除杂，收集所有水洗液记为废液2；再用3-7BV体积分数为10-20％的乙醇溶液洗去大量栀子苷和绿原酸，收集低醇洗脱液记为废液3；最后用3-7BV体积分数为50％-80％的乙醇洗脱得到栀子黄色素洗脱液，浓缩、干燥得到色价为250以上的栀子黄色素产品；若将此黄色素溶解后上
硅胶层析柱，采用乙酸乙酯：甲醇：水梯度洗脱，则制取色价高达600以上的超高纯度黄色素产品；
[0017] (4)将步骤(3)得到的废液1、废液2及废液3合并、混匀上与步骤(3)中相同柱床、不同型号的大孔吸附树脂柱；或步骤(3)中废液1、废液2、废液3在刚产生后立即上与步骤(3)中相同柱床、不同型号的大孔吸附树脂柱。无论废液合并上样或依次上样均可保障吸附不会饱和，上样吸附完成后后用3-10BV水洗，再用3-7BV体积分数10％-20％乙醇溶液洗杂，最后用3-7BV乙醇溶液洗脱得到高含量的栀子苷溶液，合并浓缩干燥得到纯度高达90％以上的栀子苷粉末；
[0018] (5)以步骤(4)得到的栀子苷为原料，通过酶解将其水解成京尼平，添加氨基酸合成栀子蓝色素。
[0019] 优选的，步骤(1)栀子粉末过30-80目筛，所采用的有机溶剂为适用于
植物油脂提取的溶剂，提取料液比为1:5-1:40(g/ml)，干燥方法为
真空干燥或常压热风干燥。
[0020] 优选的，步骤(1)栀子粉末过60目筛，所采用的有机溶剂为适用于植物油脂提取的溶剂(如正己烷或石油醚)，提取料液比为1:20(g/ml)。
[0021] 优选的，步骤(2)所采用的酒精浓度为30％-100％、料液比为1:5-1:40(g/ml)、提取
温度为50℃-80℃，搅拌时间为1-3h。
[0022] 优选的，步骤(2)所采用的酒精浓度为60％、料液比为1:20(g/ml)、提取温度为80℃，搅拌时间为1.5h。
[0023] 优选的，步骤(3)所采用的大孔吸附树脂型号为NKA、LX-21或LS-300；收集步骤(3)中的废液1，废液2和废液3无须浓缩直接上样；洗脱乙醇浓度为40-100％。
[0024] 优选的，步骤(4)所采用的大孔吸附树脂型号为HPD200A，洗脱乙醇浓度为40％-100％；废液1、废液2及废液3合并后以2BV/h流速上大孔吸附树脂HPD-200A，达到饱和后用
6BV去离子水水洗。
[0025] 优选的，步骤(5)酶解所采用的酶为β-葡萄糖苷酶；氨基酸种类为
牛磺酸，牛黄酸与栀子苷质量比为5:1-1:5；酶解条件为：酶解温度30-70℃、pH值4-8、酶解时间10-50h。
[0026] 优选的，牛黄酸与栀子苷质量比为1:1；酶解条件为：酶解温度50℃、pH值6、酶解时间20h。
[0027] 本发明与现有技术相比具有如下优点：
[0028] (1)对栀子原料粉末先
脱脂得到栀子油，对所剩的同一批脱脂栀子原料能同时制备得到高纯度的栀子黄色素与栀子蓝色素两种产品，实现了对栀子原材料中有效成分的综合利用，大大提高了企业经济效益。
[0029] (2)利用筛选得到的特异性大孔树脂对第一工序栀子黄色素制备过程中产生的大量废液进行实时同步处理，实现对废液有效处理并制备得到高附加值、高纯度的栀子苷，再利用该栀子苷制备得到高附加值的栀子蓝色素产品，既减少了
废水排放与处理成本，又实现了变废为宝、企业生产成本大为降低、产品市场竞争力却大为增强。
[0030] (3)本发明制备栀子黄色素提取的工艺可通过大孔树脂柱与硅胶柱
串联制备得到色价250-756.63不同纯度的黄色素产品、满足不同用户需要，同时实时回收制备黄色素过程中产生的废液得到纯度高达90％以上的栀子苷，利用该栀子苷再制备得到色价达160以上的蓝色素。
附图说明
[0031] 图1同时制备得到栀子黄色素、栀子蓝色素工艺
流程图。
具体实施方式
[0032] 下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述
实施例。
[0033] 实施例1
[0034] 称取60g过60目筛的栀子粉末，加入1200mL正己烷采用自动索氏提取法提取栀子油，将提取完油脂后的栀子粉在真空干燥箱中进行干燥，备用。将该栀子粉加入体积分数60％乙醇溶液中，料液比为1:20(g/mL)，80℃恒温搅拌提取1.5h，提取3次后合并提取液，
4500r/min离心10min，将滤液减压浓缩至无醇味，加入去离子水得到不同质量浓度的栀子黄色素溶液，4℃储存备用。
[0035] 采用95％乙醇浸泡NKA大孔吸附24h，抽滤、乙醇洗至洗出液加水不浑浊为止，用水洗至无醇味。用2BV质量分数5％盐酸浸泡2h，水洗至近中性，再用2BV质量分数2％氧氧化钠溶液浸泡2h，水洗至近中性，过滤后备用。
[0036] 将栀子黄色素粗提液以2BV/h流速分别上NKA树脂柱，收集流出液(废液1)。当流出液达到饱和(流出液质量浓度为进样液的1/10)停止上样，先用5BV去离子水洗除杂，收集所有水洗液(废液2)；再用5BV体积分数为15％的乙醇溶液洗去大量栀子苷和绿原酸(废液3)，最后用3BV体积分数为60％的乙醇溶液洗脱得到栀子黄色素洗脱液，浓缩、真空干燥得到色价为252的栀子黄色素产品。若将此黄色素采用乙酸乙酯：甲醇：水＝10:1:0.5及乙酸乙酯：甲醇：水＝10:2:1梯度洗脱则可制取色价高达756.63的超高纯度黄色素产品。
[0037] 将上述产生的废液1、废液2及废液3合并后以2BV/h流速上大孔吸附树脂HPD-200A，达到饱和后用6BV去离子水水洗，再用6BV体积分数15％乙醇溶液洗杂，最后用3BV体积分数为70％的乙醇溶液洗脱得到高含量的栀子苷溶液，合并浓缩干燥得到纯度高达
94.67％的栀子苷粉末。
[0038] 称取上述制备得到的栀子苷原料0.2g，加入1mL酶活力为7.7U/mg的β-葡萄糖苷酶及0.2g牛磺酸，在温度50℃、pH为6.0条件下反应50h后合成色价175的栀子蓝色素。
[0039] 实施例2
[0040] 称取30g栀子粉末过80目筛，加入900mL石油醚采用索氏回流方法提取栀子油，将提取完油脂后的栀子粉真空干燥后备用。将该脱脂栀子粉加入体积分数50％乙醇溶液中，料液比为1:40(g/mL)，60℃恒温水浴中搅拌提取1.0h，提取3次后合并提取液，4500r/min离心10min，将滤液减压浓缩至无醇味，加入去离子水得到不同质量浓度的栀子黄色素溶液，4℃储存备用。
[0041] 采用95％乙醇浸泡LX-21大孔吸附24h，抽滤、乙醇洗至洗出液加水不浑浊为止，用水洗至无醇味。用1.5BV质量分数5％盐酸浸泡3h，水洗至近中性，再用1.5BV质量分数2％氧氧化钠溶液浸泡3h，水洗至近中性，过滤后备用。
[0042] 将栀子黄色素粗提液以1.5BV/h流速分别上LX-21树脂柱，收集流出液(废液1)。当流出液达到饱和(流出液质量浓度为进样液的1/10)停止上样，先用7BV去离子水洗除杂，收集所有水洗液(废液2)；再用7.5BV体积分数为20％的乙醇溶液洗去大量栀子苷和绿原酸(废液3)，最后用5BV体积分数为50％的乙醇溶液洗脱得到栀子黄色素洗脱液，浓缩、真空干燥得到色价为232的栀子黄色素产品。若将此黄色素采用乙酸乙酯：甲醇：水＝10:1:0.5及乙酸乙酯：甲醇：水＝10:2:1梯度洗脱则可制取色价高达736的超高纯度黄色素产品。
[0043] 将上述产生的废液1、废液2及废液3合并后上大孔吸附树脂HPD-200A，达到饱和后用水洗，再用6BV体积分数15％乙醇溶液洗杂，最后用5BV体积分数为70％的乙醇溶液洗脱得到高含量的栀子苷溶液，合并浓缩干燥得到纯度高达91.7％以上的栀子苷粉末。
[0044] 以1.0g栀子苷为原料，加入5mL酶活力为7.7U/mg的β-葡萄糖苷酶及1.0g牛磺酸，选择反应温度60℃，pH为5.0条件下反应36h后合成色价171的栀子蓝色素。
[0045] 实施例3
[0046] 称取50g栀子粉末过30目筛，加入250mL石油醚采用索氏回流方法提取栀子油，将提取完油脂后的栀子粉真空干燥后备用。将该脱脂栀子粉加入体积分数50％乙醇溶液中，料液比为1:5(g/mL)，50℃恒温水浴中搅拌提取3.0h，提取3次后合并提取液，4500r/min离心10min，将滤液减压浓缩至无醇味，加入去离子水得到不同质量浓度的栀子黄色素溶液，4℃储存备用。
[0047] 采用95％乙醇浸泡LS-300大孔吸附24h，抽滤、乙醇洗至洗出液加水不浑浊为止，用水洗至无醇味。用3BV质量分数5％盐酸浸泡0.5h，水洗至近中性，再用3BV质量分数2％氧氧化钠溶液浸泡0.5h，水洗至近中性，过滤后备用。
[0048] 将栀子黄色素粗提液以1.5BV/h流速分别上LS-300树脂柱，收集流出液(废液1)。当流出液达到饱和(流出液质量浓度为进样液的1/10)停止上样，先用3BV去离子水洗除杂，收集所有水洗液(废液2)；再用1BV体积分数为20％的乙醇溶液洗去大量栀子苷和绿原酸(废液3)，最后用1BV体积分数为80％的乙醇溶液洗脱得到栀子黄色素洗脱液，浓缩、真空干燥得到色价为232的栀子黄色素产品。若将此黄色素采用乙酸乙酯：甲醇：水＝10:1:0.5及乙酸乙酯：甲醇：水＝10:2:1梯度洗脱则可制取色价高达600以上的超高纯度黄色素产品。
[0049] 将上述产生的废液1、废液2及废液3合并后以1.5BV/h流速上大孔吸附树脂HPD-200A，达到饱和后用5BV水洗，再用5BV体积分数15％乙醇溶液洗杂，最后用5BV体积分数为
45％的乙醇溶液洗脱得到高含量的栀子苷溶液，合并浓缩干燥得到纯度高达92.8％以上的栀子苷粉末。
[0050] 以1.0g栀子苷为原料，在β-葡萄糖苷酶及牛磺酸共同作用下将其水解成京尼平，添加甘氨酸合成栀子蓝色素，选择反应温度60℃，pH为5.0条件下反应10h后合成色价161的栀子蓝色素。
