紫胶红色素的精制方法

背景技术

紫胶红色素是应用最广泛的天然色素之一，它是一种来源于动物的提取物。人们 对紫胶红色素的利用早于对紫胶树脂的利用，紫胶红色素传统上用于食品、医药、化妆品、 印染和纺织等行业，其颜色本身为红色或桃红色，但通过媒染调配可获得其他色调。

近年来，随着医学毒理学和生物学实验工作的发展，人们认识到人工合成食用色 素有的对人体有一定的毒性，有的还有致癌作用，因此，天然色素又重新得到普遍重视和应 用。紫胶红色素具有水溶性和无毒性，已作为安全性较高的添加剂得到广泛使用，而且，紫 胶红色素与其它天然色素比还具有着色力强，对光、金属离子和热的稳定性好等优点，紫胶 红色素作为天然食用色素日益被人们所接受。日本等国家已用紫胶红色素染制食品，其应 用前景十分广阔。

在获取紫胶红色素时，传统工艺一直采用化学萃取、结晶方法，这样不仅增加成 本，而且提取后的紫胶红色素得率和质量受到了很大影响。一般紫胶厂采集紫梗（原胶） 用水浸提后弃水而留下紫胶进行工业生产，既浪费原材料，又对环境造成影响。

传统的紫胶色素生产厂家大都是采用色淀法再精制红色素，其工艺技术不仅工序 多、周期长，而且生产中加入了大量的酸、碱和有机溶剂，使其生产成本较高，紫胶红色素得 率也不够理想，而且所得红色素产品中灰分高，重金属也常常超标。

例如，公开号为CN1081190A中公开了一种提高紫胶红色素质量技术，该方法采用 色淀法生产紫胶红色素。在原有生产工艺的基础上增加了对原胶用水浸泡搅拌的工序，使 得紫胶红色素生产的工序更多，生产周期延长。而且该方法同样使用了大量的盐酸，使得产 品中的灼烧残渣高。

又如，《福州师专学报》1996年9月，第16卷第1期第38_42页中公开了一种紫胶 红色素提取方法，该方法将紫胶生产过程排放出的浓色水用稀盐酸调至弱酸性，澄清之后 去除蛋白质等杂质，再调节酸化液的PH值，加入CaCl2溶液，使之生成色素钙盐沉淀，接着 用强酸酸解浓色钙，使紫胶红色素结晶析出。该方法中使用了大量的酸，使得红色素产品中 灰分高，重金属含量高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种紫胶红色素的精制方法，该 方法工艺简单，操作方便，能够使紫胶红色素外观色泽和理化指标达到《中华人民共和国国 家标准-食品添加剂紫胶红色素【GB/T 4571-1996】》规定的标准，缩短了紫胶红色素精制 的工艺，提高紫胶红色素的得率和纯度和降低生产能耗，并且综合利用资源，从根本上解决 了紫胶工业生产的环境污染问题。为实现本发明目的，本发明一方面提供的紫胶红色素的精制方法包括将原胶用水 溶液浸泡、收集洗胶液和通过微滤、超滤对洗胶液进行过滤处理。

此外，还包括对经微滤、超滤处理的洗胶液进行浓缩、干燥处理，即将其进行真 空浓缩，再于真空状态下使其干燥，得紫胶红色素固体。其中，控制真空浓缩时的真空 度为-0. 06〜-0. 08MPa，温度为60〜75 °C ；控制干燥时的温度为75〜100°C，真空度 为-0. 06 〜-0. 08MPa。

其中，水溶液为工业自来水，或者微碱性水溶液，其中的碱可选择碳酸钠或四硼酸 钠。特别是，工业自来水的PH值在7-8之间；微碱性水溶液的pH值在7-8之间。

其中，进行微滤处理时，微滤膜的的膜孔经为0. 22〜0. 80微米，控制微滤的操作 压力差为0. 05〜0. 09MPa ；进行超滤处理时，超滤膜的截留分子量为5000〜30000道尔顿， 控制超滤的操作压力差为0. 10〜0. 40Mpa。

特别是，微滤处理时为负压操作，选用微滤膜的离心液一侧的压力为一个大气压， 而在微滤液一侧减压抽真空，真空压力控制在-0. 05〜-0. 09Mpa(即以一个大气压为0，控 制微滤除杂时微滤液一侧的压力相对于一个大气压为-0. 05〜-0. 09Mpa)；超滤处理时为 正压操作，选用在超滤膜的微滤液一侧加压，控制所加的压力为0. 10〜0. 40Mpa (即以一个 大气压为0，控制微滤液一侧的压力相对于一个大气压为0. 10〜0. 40Mpa)，而超滤液一侧 的压力为一个大气压。

本发明另一方面提供的紫胶红色素的精制方法，包括以下顺序进行的制备步骤：

1)水溶液浸提

采用水溶液浸提粉碎的原胶，得到洗胶液；

2)沉降分离、过滤

使洗胶液进行沉降分离，然后过滤除杂，得到洗胶液滤液；

3)滤液调酸值、离心除杂

用酸调节洗胶液滤液pH值后，采用离心机对其离心分离除杂，得到离心液；

4)微滤除杂

对离心液微滤得到微滤液；

5)超滤除杂

对微滤液超滤得到超滤浓缩液；

其中，还包括对超滤浓缩液进行浓缩、干燥的步骤，即将超滤浓缩液进行真空浓 缩，再于真空状态下使其干燥，得紫胶红色素固体。

其中，在步骤1)中，所述的水溶液为工业自来水，或者采用微碱性水溶液，其中的 碱可选择碳酸钠或四硼酸钠。

特别是，所述的工业自来水的pH值在7-8之间；微碱性水溶液的pH值在7-8之间。

其中，在所述步骤1)中，首先将原胶粉碎成颗粒并用筛子去除杂质，接着将原胶 颗粒溶于水溶液中进行浸泡，控制原胶颗粒与水溶液的重量比（胶液比）为1 ： 3〜10，优 选1 ： 5。其中，控制洗胶液的pH值在7〜8间；特别是，原胶颗粒的粒度为1-10毫米，优 选原胶颗粒的粒度为4-6毫米；筛子可选择圆摆筛或振动筛；可重复浸提多次，每次的浸泡 时间控制在0. 5-12小时，浸泡时间优选为4小时。其中，在步骤2)中，沉降时间控制在2〜M小时，优选为10〜14小时；采用200〜 400目的不锈钢丝网进行过滤，可以依次采用200目和400目的不锈钢丝网进行两级过滤。

其中，在步骤3)中，调节滤液的pH值为3. 5〜4，调节滤液的酸选择柠檬酸、植酸、 醋酸、盐酸的一种或多种。

其中，在步骤4)中，采用的微滤膜的膜孔经为0. 22〜0. 80微米，微滤膜可选择纤 维素酯类微滤膜；在步骤幻中，采用的超滤膜的截留分子量为5000〜30000道尔顿，超滤 膜可选择聚醚砜卷式膜、纤维素卷式膜中的一种。特别是，所用的超滤膜为聚醚砜卷式膜。

其中，所述步骤4)中，进行微滤处理时，控制微滤膜两侧的操作压力差为0. 05〜 0.09MPa;在步骤幻中，进行超滤处理时，控制超滤膜两侧的操作压力差为0. 10〜 0.40Mpa。

特别是，所述步骤4)中，微滤处理时为负压操作，选用微滤膜的离心液一侧的压力 为一个大气压，而在微滤液一侧减压抽真空，真空压力控制在-0. 05〜-0. 09Mpa (即以一个 大气压为0，控制微滤处理时，微滤液一侧的压力相对于一个大气压为-0. 05〜-0. 09Mpa)； 所述步骤幻中，超滤处理时为正压操作，选用在超滤膜的微滤液一侧加压，控制所加的压 力为0. 10〜0. 40Mpa(即以一个大气压为0，控制微滤液一侧的压力相对于一个大气压为 0. 10〜0. 40Mpa)，而超滤液一侧的压力为一个大气压。

其中，在步骤6)中，控制真空浓缩时的真空度为-0. 06〜-0. 08MPa，温度为60〜 75℃ ；控制干燥时的温度为75〜100°C，真空度为-0. 06〜-0. 08MPa。

本发明另一方面提供由上述方法制备的紫胶红色素。

通过本发明方法精制的紫胶红色素具备以下优点：

精制的紫胶红色素为鲜红色，精制紫胶红色素得率达0.43%以上（以原胶计）；其 干燥失重、灼烧残渣、铅、砷等重金属等指标显著低于国家标准，紫胶红色素精制效果明显， 保证紫胶红色素的使用性能满足《中华人民共和国国家标准-食品添加剂紫胶红色素【GB/ T 4571-1996】》标准的要求，其中铅、砷等重金属含量远远低于国家标准中规定的含量，提 高了紫胶红色素食用的安全性。

利用膜精制方法精制紫胶红色素，避免了大量的酸碱加入，保持了紫胶红色素原 有的化学结构，而且膜分离技术工艺简单，为绿色化工工艺和技术，从源头上消除污染。 

具体实施方式

以原胶（紫梗）为原料，采用本发明的方法进行提取精制紫胶红色素。原胶来自 云南省普洱市。

1、将原胶粉碎成颗粒，粒度为4〜6毫米，通过圆摆筛去除树脂、沙土等杂质；

2、将原胶粉碎颗粒加入装有pH值在7至8之间的工业自来水的洗胶槽中，控制胶 液比（即粉碎的原胶的重量与水溶液的重量比）为1 ： 5，浸泡4小时收集洗胶液；重复三 次，合并洗胶液；

3、将洗胶液加入澄清槽中沉降，分离泥沙和微粒紫胶，沉降时间为12小时；

4、将澄清的洗胶液进行两级过滤，一级过滤的滤网为200目不锈钢丝网，二级过 滤的滤网为400目不锈钢丝网；

5、用柠檬酸（固体）调节滤液酸值，控制滤液的pH值为3. 5〜4.0;

6、将滤液送入到离心机，离心分离经柠檬酸调节的滤液，除去固体和悬浮物；

7、常温下以采用混合纤维素酯微滤膜（天津恒奥科技发展有限公司生产）的 FILTER微滤器（北京众益中和生物技术有限公司生产）进行微滤，微滤膜孔径为0.45 微米，微滤膜的离心液一侧的压力为一个大气压，而在微滤液一侧减压抽真空，真空压 力为-0. 06〜-0. 08Mpa(以一个大气压为0，控制微滤液一侧的压力相对于一个大气压 为-0. 06〜-0. 08Mpa)，获得微滤液；

8、在常温下采用以聚醚砜卷式膜（美国Millp0re公司生产）为超滤膜的 Prepscale超滤机组（美国Millpore公司生产）对微滤液进行超滤，超滤膜的微滤液一侧 加压，增加的压力控制在0. 15〜0. 25Mpa(以一个大气压为0，控制超滤除杂时微滤液一侧 的加压压力相对于一个大气压为0. 15〜0. 25Mpa)，而超滤液一侧的压力为一个大气压，聚 醚砜卷式膜的截留分子量为10000标称分子量；

9、然后于真空度为-0. 06〜-0. 08MPa、温度为60〜75°C下，将超滤液真空浓缩， 之后，于真空干燥箱中，在温度为75〜100°C、真空度为-0. 06〜-0. 08MPa下对其进行干 燥，即得鲜红色的紫胶红色素固体。