增加花色苷類色素穩定性的醚化分子修飾方法
2023-09-20 04:49:15
專利名稱：增加花色苷類色素穩定性的醚化分子修飾方法
技術領域：
本發明屬於食品添加劑領域，特別涉及一種增加花色苷類色素穩 定性的醚化分子修飾方法。
背景技術：
食用色素作為食品添加劑的一個重要類別，在食品的研究和應用 開發中起著重要作用。食用色素分為合成色素和天然色素兩種，合成 色素由於安全性問題而受到的限制越來越多。在一些西方國家如挪 烕，已完全禁止使用合成色素，我國對合成色素的使用也有很嚴格的 規定，其使用範圍越來越窄。天然色素絕大部分取自植物，少數取自 動物(如胭脂蟲紅)和微生物(如紅曲紅)。天然植物色素主要包括 六大類，分別為花色苷類色素(包括蘿蔔紅、高梁紅、紫甘薯色素、 葡萄皮色素等)、類胡蘿蔔類素色素(包括辣椒紅、0-胡蘿蔔素等)、 奎寧類色素(包括紫草紅等)、卟啉類色素(包括葉綠素等)、黃酮類 色素和甜菜鹼色素，其中以花色苷色素和類胡蘿蔔素類色素的品種最
多、產量最大(尤新.中國食品添加劑，2002， 5:1-3.)。
與合成色素相比，天然色素的主要優點是(l)絕大多數天然色素 無毒副作用，安全性髙；(2)很多天然色素中含有人體所必需的營養物 質，或其本身就是維生素或具有維生素性質的物質，如核黃素、P-胡蘿蔔素等；(3)有的天然色素具有一定的藥理藥效作用，對某些疾病
有預防和治療作用。如天然e-胡蘿蔔素在防癌、抗癌和預防心血管 疾病方面有明顯作用。花色苷類色素具有消炎、抗腫瘤、清除氧自由
基、抑制脂蛋白氧化和血小板聚集的功能(Kong et al.. Phytochemistry， 2003， 64(5):923畫933)。
但是和合成色素相比，天然色素也存在一些缺陷。如染色力較弱， 對光、熱、氧、金屬和pH值變化等敏感，穩定性較差，添加到食品 中容易褪色，使用量較大，使用成本高等等，這些均嚴重限制了天然 色素在實際生產中的應用。針對天然色素的穩定性問題，人們進行了 許多理論分析和應用探索，其中許多研究集中於使用一些抗氧化劑或 金屬離子鰲合劑作為穩定劑來提高色素的穩定性(盧玉振等.食品科 學，1994， 4:16-20;朱蓓薇等.食品科學，2004， 24(5):81-84);也有 一些學者試圖揭示天然色素中不同色素分子配基所引起的穩定性的 差異，如分子間和分子內的輔色作用等。例如葉綠素本身不穩定，但 是將其卟啉環內的鎂用銅鈉置換出來後，其穩定性即得到提高(龔盛 昭.廣州化工，2002，30(4):11-14)。
花色苷類色素易溶於水、乙醇水溶液，不溶於油脂、丙酮等非極 性溶劑。花色苷類色素蘿蔔紅、高梁紅、紫甘薯色素、葡萄皮色素等 經毒理學實驗證明對人體無毒副作用，現已廣泛應用於飲料等食品的 著色。花色苷類色素含酚羥基，對熱較穩定，但受光、酸鹼變化和 F^+等影響較大。花色苷的配基花青素的基本結構是2-苯基苯並吡喃， 蘿蔔紅是由花青素與一個或幾個糖基結合而成，它不穩定的原因是其 在水溶液中存在四種互變異構體有色的黃佯鹽離子AH+、醌基結 構A和無色的假鹼B、査爾酮C，它們之間存在三種平衡轉換。當溶 液為鹼性時，水化平衡受到破壞，水化後形成共軛生色體系受到破壞 的假鹼B，這是使花色苷失色的最主要因素。
花色苷類色素穩定性的提高主要歸功於分子間和分子內的輔色 作用，如糖基化和乙醯基化可以增加蘿蔔紅耐光、耐熱和耐酸鹼變化 的能力，但是這種輔色作用只是人們在天然產物中所發現的。而對花 色苷類色素分子進行醚化的化學修飾，以提高其穩定性的方法尚未見 報導(Giusti et al. Biochemical Engineering Journal, 2003,14: 217-225)。
發明內容
本發明的目的是提供一種增加花色苷類色素穩定性的醚化分子 修飾方法。通過本方法可以提高花色苷類色素耐熱和耐光照的能力， 擴大其使用範圍。首先將花色苷類色素水溶液與環氧丙烷或環氧乙烷 發生醚化反應，然後再過濾、濃縮、乾燥，得到穩定性高的色素。
本發明的實施方案如下
本發明提供的增加花色苷類色素穩定性的醚化分子修飾方法，其 特徵在於，其步驟如下-
1. 將20-100份色素溶於1000份水中，用lmol/L的HC1或lmol/L 的NaOH調節pH值為1-14。
2. 在色素溶液中加環氧丙垸或環氧乙垸l-60份，混勻，於0-60 ""C下加熱，反應lh-6h。
3. 將反應後的溶液過濾去渣，旋轉蒸發濃縮，8(TC下真空乾燥。
步驟1 )色素的比例以30-70份為較佳。用lmol/L的HC1或lmol/L 的NaOH調節pH值為3-13為較佳。
步驟2)所述花色苷類色素溶液中加入環氧丙烷或環氧乙烷的比 例以5-50份為較佳，反應溫度以30-50'C為較佳，反應時間以2-5h 較佳。
具體實施例方式
下面的實施例將對本發明作進一步的解釋，但是本發明並不僅僅 局限於這些實施例，這些實施例不以任何方式限制本發明的範圍。本 領域的技術人員在權利要求的範圍內所做出的某些改變和調整也應 認為屬於本發明的範圍。
實施例1:將80份蘿蔔紅色素溶於1000份水中，用lmol/L的 HCl調節pH值為6。在色素溶液中加環氧丙烷30份，混勻，於40 。C下加熱，反應3h。將反應後的溶液過濾去渣，旋轉蒸發濃縮，80 'C下真空乾燥。
未修飾的蘿蔔紅色素在日光下暴曬5天後色素保存率僅為4.3%， IOO'C處理lh後色素保存率為93.3%。而此實施例的用醚化方法分子 修飾後的蘿蔔紅色素置於日光下暴曬5d後色素色價保存率為85.4%， IOO'C處理lh後色素保存率為98.3%。
實施例2:將30份紫甘薯色素溶於1000份水中，用lmol/L的 NaOH調節pH值為10。在紫甘薯色素溶液中加環氧乙烷40份，混
勻，於50'C下加熱，反應4h。將反應後的溶液過濾去渣，旋轉蒸發 濃縮，8(TC下真空乾燥。
未修飾的紫甘薯色素在日光下暴曬5天後色素保存率僅為6.7 % ， IO(TC處理lh後色素保存率為91.2%。而此實施例的用醚化方法分子 修飾後的紫甘薯色素置於日光下暴曬5d後色素色價保存率為89.3 % ， IO(TC處理lh後色素保存率為97.1%。
實施例3:將50份葡萄皮色素溶於1000份水中，用lmol/L的 HCl調節pH值為4。在色素溶液中加環氧丙烷80份，混勻，於30 。C下加熱，反應2h。將反應後的溶液過濾去渣，旋轉蒸發濃縮，80
x:下真空乾燥。
未修飾的葡萄皮色素在日光下暴曬5天後色素保存率僅為7.1 % ， IOO'C處理lh後色素保存率為94.5%。而此實施例的用醚化方法分子 修飾後的葡萄皮色素置於日光下暴曬5d後色素色價保存率為89.5 % ， IO(TC處理lh後色素保存率為99.2%。
實施例4:將60份高梁紅色素溶於1000份水中，用lmol/L的 NaOH調節pH值為8。在色素溶液中加環氧乙垸40份，混勻，於 2(TC下加熱，反應lh。將反應後的溶液過濾去渣，旋轉蒸發濃縮，80 'C下真空乾燥。
未修飾的高粱紅色素在日光下暴曬5天後色素保存率僅為3.3 % ， IO(TC處理lh後色素保存率為90.5%。而此實施例的用醚化方法分子
修飾後的高梁紅色素置於日光下暴曬5d後色素色價保存率為83.7X， 100。C處理lh後色素保存率為98.7%。
實施例5:將60份蘿蔔紅色素溶於1000份水中，用lmol/L的 HCl調節pH值為2。在色素溶液中加環氧丙烷50份，混勻，於40 'C下加熱，反應lh。將反應後的溶液過濾去渣，旋轉蒸發濃縮，80 'C下真空乾燥。
未修飾的蘿蔔紅色素在日光下暴曬5天後色素保存率僅為4.3 % ， IOO'C處理lh後色素保存率為93.3%。而此實施例的用醚化方法分子 修飾後的蘿蔔紅色素置於日光下暴曬5d後色素色價保存率為88.1X， IO(TC處理lh後色素保存率為97.5。％。
權利要求
1.一種增加花色苷類色素穩定性的醚化分子修飾方法，其特徵在於，其步驟如下1)將20-100份色素溶於1000份水中，用1mol/L的HCl或1mol/L的NaOH調節pH值為1-14。2)在色素溶液中加環氧丙烷或環氧乙烷1-60份，混勻，於0-60℃下加熱，反應1h-6h。3)將反應後的溶液過濾去渣，旋轉蒸發濃縮，80℃下真空乾燥。
2. 按權利要求1中所述的增加花色苷類色素穩定性的醚化分 子修飾方法，其特徵在於步驟l)色素的比例以30-70份為較佳。 用lmol/L的HC1或lmol/L的NaOH調節pH值為3-13為較佳。
3. 按權利要求1中所述的增加花色苷類色素穩定性的醚化分 子修飾方法，其特徵在於步驟2)所述混合物中加入環氧丙烷或環 氧乙烷的比例以5-50份為較佳，反應溫度以30-5(TC為較佳，反應 時間以2-5h較佳。
全文摘要
本發明利用醚化分子修飾方法提高花色苷類色素的穩定性。首先將花色苷類色素溶於水中，調節pH值，然後加入環氧丙烷或環氧乙烷進行充分反應，經過濾、濃縮和真空乾燥，可以得到穩定性明顯提高的修飾後花色苷類色素。
文檔編號C07B63/00GK101161610SQ200610140838
公開日2008年4月16日 申請日期2006年10月12日 優先權日2006年10月12日
發明者盧曉蕊, 宇 孟, 歐陽傑, 肖連軍, 袁德海, 趙佳麗, 陳旭華 申請人:歐陽傑;袁德海;肖連軍