專利名稱：苦瓜果實(shí)中假種皮的天然色素的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種利用胡蘆科(Cucurbitaceae)植物的苦瓜(Momordica charatia L.)果實(shí)的假種皮作為色素原材料，而提取的蕃茄紅素或天然色素。
近年來，天然色素類胡羅卜素的生理活性、抗癌作用的研究已成為一個(gè)熱門。最初以研究β-胡蘿卜素最多，其抗氧化功能和對(duì)癌的抑制作用已有不少研究予以證明。接著，有研究表明葉黃素等也有抗癌作用，特別是α-胡蘿卜素在抗癌作用上有著β-胡蘿卜素更好的效果。最近的研究表明，蕃茄紅素有著比β-胡蘿卜素和α-胡蘿卜素更明顯的效果，而成為現(xiàn)在最引人注目的類胡蘿卜素的一種色素。但是蕃茄紅素因?yàn)樘崛〕杀靖?、產(chǎn)量極少，從而影響了它的研究開展和應(yīng)用。國內(nèi)的教學(xué)科研單位在制作蕃茄紅素的標(biāo)準(zhǔn)由線時(shí)都是采用合成色素蘇丹一號(hào)色素來代替。同時(shí)，包括蕃茄紅素在內(nèi)的類胡蘿卜素在人體內(nèi)不能自己合成產(chǎn)生，其人體必須的類胡蘿卡素需要從食物中攝取，雖然不少果物和蔬菜中含有蕃茄紅素，但其含量一般遠(yuǎn)比β胡蘿卜素少，到目前為止的研究表明，有以下幾種植物含量較高蕃茄(3.1mg/100g，加工用蕃茄(10.8mg/100g)，西瓜(3.5-5.0mg/100g)，紅色系列的紅蘿卡(8-14mg/100g)，桃紅色葡萄柚(3.4mg/100g)。但是，通常較難從上述植物中獲得高品位的蕃茄紅素。到目前為止，蕃茄紅素作為商業(yè)性的生產(chǎn)幾乎沒有。因此，人們期待發(fā)現(xiàn)新的含蕃茄紅素高的植物或培養(yǎng)出高含量的品種。苦瓜原產(chǎn)地被認(rèn)為是東印度、亞熱帶地區(qū)，在中國、印度、亞洲的熱帶及亞熱帶地區(qū)等被廣泛栽培，其主要是利用未成熟的果實(shí)作為蔬菜，而成熟的果實(shí)及果實(shí)內(nèi)的假種皮在商業(yè)上沒有得到利用。
本發(fā)明的目的就是利用苦瓜果實(shí)的假種皮作為天然色素原料，生產(chǎn)出具有生理活性及高度安全性的蕃茄紅素或天然色素。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，以胡蘆科植物的苦瓜果實(shí)的假種皮為色素原料，而提取出的一種分子式為C40H56分子量為537，分子結(jié)構(gòu)中有雙鍵總數(shù)為13，共軛雙鍵為11的蕃茄紅素或天然色素。
蕃茄紅素是廣泛分布在植物，動(dòng)物界的類胡蘿卜素中的一種，因最初是從蕃茄(Lycopersicum，esculentum Mill)中分離出來，所以叫蕃茄紅素，也廣泛分布在人體的組織中，蕃茄紅素的結(jié)晶呈暗紅色，在顯微鏡下觀察呈長(zhǎng)針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)175℃，易溶于氯仿、二硫化碳、苯，可溶于乙醚、石油醚、乙烷、丙酮等，難溶于甲醇、乙醇。
因此，本發(fā)明從苦瓜果實(shí)中假種皮提取上述色素的方法是利用有機(jī)溶劑或超臨界二氧化碳進(jìn)行抽取，然后將抽取出的溶液進(jìn)行分離、精制。
上面提到的有機(jī)溶劑如甲醇、乙醇、丙醇等醇類，以及正己烷、苯、氯仿、丙酮、乙醚、石油醚、醋酸乙酯等可以單獨(dú)使用或配合使用。抽取出的溶液先進(jìn)行濃縮，再用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑稀釋到一定濃度后，再使用色層法進(jìn)行分離、精制。
本發(fā)明提供的色素直接應(yīng)用于食品、飼料、化妝品及醫(yī)藥品中。
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明，而本發(fā)明的保護(hù)范圍不限定于此。
首先對(duì)附圖進(jìn)行說明

圖1、2為苦瓜果實(shí)的假種皮色素的光電二極管矩陣檢測(cè)的光譜分析圖，其中1-葉黃素；2-蕃茄紅素；3、α-胡蘿卜素；4、β-胡蘿卜素；圖3、4分別通過圖示和表格表示不同成熟度苦瓜果實(shí)的假種皮的類胡蘿卜素的組分和含量的變化；圖5、6分別通過圖示和表格表示未成熟苦瓜果實(shí)催熟后假種皮的類胡蘿卜素含量的變化。
圖7表示蕃茄紅素的攝入量與發(fā)生前列腺癌關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
實(shí)施例1，色素的抽取及精制1.1色素的抽取將苦瓜果實(shí)內(nèi)的假種皮中加入40％的甲醇，同時(shí)加入少量的抗氧化劑和碳酸鎂，用組織搗碎器或用研缽加入石英砂迅速磨碎。然后用耐酸濾過性漏斗進(jìn)行抽氣過濾，用40％的甲醇洗滌幾次后，降該耐酸濾過性漏斗裝在另一清潔的抽濾瓶上，再用丙酮抽提洗出色素，直到濾液無色為止，將抽提液倒入分液漏斗內(nèi)，并加入乙醚，將色素轉(zhuǎn)溶于乙醚中，隨后用飽和食鹽水和蒸餾水進(jìn)行洗滌，并促使其分層。然后，舍棄分液漏斗下層的液體，取出乙醚色素層液體。進(jìn)行堿化。(苦瓜果實(shí)的假種皮色素組分比較單純，堿化步驟可以省略)堿化是加入20％的氫氧化鉀的甲醇溶液，放在低溫下16-18小時(shí)，為減少色素的氧化，在瓶?jī)?nèi)充入氮?dú)釴2，堿化后的溶液再移入分液漏斗，適當(dāng)加入乙醚，再用飽和食鹽水、蒸餾水進(jìn)行洗滌，舍棄下層液體，取出上層乙醚色素層溶液，加入無水硫酸鈉后進(jìn)行1小時(shí)以上的脫水后，過濾，用乙醚洗凈無水硫酸鈉上色素。最后定容。
1.2色素的分離、精制降定容的乙醚色素溶液在氮?dú)釴2下濃縮后，再用有機(jī)溶劑(甲叉二氯∶甲醇為1∶1)溶解后，通過0.45μm的膜濾器過濾，最后采用高效液相色譜層析法進(jìn)行分離，精制。
高效液相層析是采用日立L-6200Intelligent pump、日立L-4200UV-Detector和日立D-2000Chromoto-Integrator；光電二極管矩陣檢測(cè)器為島津SPD-M6A，柱為ODS-2逆相柱(4×250mm GL Sciences Inc)。高效液相層析儀的檢測(cè)波長(zhǎng)為451nm，光電二極管矩陣檢測(cè)器的檢測(cè)波長(zhǎng)為195nm-600nm；流動(dòng)相A溶液為乙晴氰甲烷∶甲叉二氯∶甲醇＝65∶25∶10，B溶液為90％乙晴氰甲烷。采用以下條件進(jìn)行分離0-2分鐘50％A溶液，50％B溶液；2-40分鐘A溶液100％，40-50分鐘，50％A溶液和50％B溶液。流速0.8ml/min。
1.3色素的分析、鑒定各個(gè)類胡蘿卜素的分析、鑒定是將標(biāo)準(zhǔn)品與抽出的樣品色素溶液同時(shí)用高效液相色譜法進(jìn)行分離，比較其高效液相色譜圖以及分別用高效液相色譜法分離后，采用光電二極管矩陣檢測(cè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(軟件M6PACver2)進(jìn)行吸收光譜的分析。見圖1、圖2分析結(jié)果如下圖1、圖2中的第1個(gè)峰為葉黃素，第二個(gè)峰為蕃茄紅素；第三個(gè)峰為α-胡蘿卜素；第四個(gè)峰為β-胡蘿卜素。
1.4色素的定量蕃茄紅素的定量是將購來的蕃茄紅素標(biāo)準(zhǔn)品精確稱取后，用有機(jī)溶劑稀釋到適當(dāng)濃度后，進(jìn)行高效液相色譜分析。用標(biāo)準(zhǔn)品的濃度和得到的峰面積及樣品蕃茄紅素的峰面積，求出樣本的濃度。其它的色素濃度采用β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品，按上述方法求出其濃度。
苦瓜果實(shí)的發(fā)育成度(成熟度)不同，其假種皮的色素組分和含量也有相當(dāng)大的不同。為此，發(fā)明者以自己栽培的苦瓜果實(shí)作為研究對(duì)象，將果實(shí)發(fā)育階段從未成熟果到過成熟果分成A到F6個(gè)階段，成熟度A、B、C、D、E、F分別為開花后5天、9天、13天、18天、21天、22天的果實(shí)。不同成熟度果實(shí)的假種皮的分析結(jié)果如下從成熟度A到成熟度C假種皮的色素含量極少，其主要成份為葉黃素，其次為α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素，果實(shí)發(fā)育到成熟度D時(shí)，其蕃茄紅素開始出現(xiàn)，到成熟度E時(shí)，蕃茄紅素含量迅速直線上升，達(dá)到最高含量64.75mg/100g。同時(shí)有極少量的葉黃素被檢測(cè)出來，當(dāng)果實(shí)成為過熟的成熟度F時(shí)，蕃茄紅素含量反而有所下降，見圖3、4所示。
由以上分析可知，作為色素來源以成熟度E的果實(shí)最為適宜。
實(shí)施例二利用未成熟的果實(shí)催熟后提取色素將發(fā)育到一定程度的苦瓜(熟度C)分別放到20℃、30℃貯藏庫加以催熟。果實(shí)分別到8天和4天果實(shí)變黃，果實(shí)的假種皮也變紅。經(jīng)分析結(jié)果表明，果實(shí)放在30℃中，催熟效果最好，色素含量最高，如圖5、6所示。但比苦瓜藤上自然成熟的果實(shí)要少約三分之一。然后按照實(shí)施例1同樣的方法進(jìn)行色素的抽、提、精制、分析。
由實(shí)施例一或二所提取的蕃茄紅素可作為色素添加劑應(yīng)用到食品、飼料、化妝品、醫(yī)藥品等領(lǐng)域。蕃茄紅素作為著色劑使用，其色調(diào)可隨濃度變化而從黃色變化到紅橙色，在超細(xì)粒的分散系中呈紅色，使用上可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。
蕃茄加工品的色是衡量評(píng)價(jià)制品優(yōu)劣的最重要的指標(biāo)之一。并且蕃茄紅素除了調(diào)節(jié)顏色外，在健康上具有促進(jìn)健康的生理機(jī)能和抗癌性。成為最引人注目色素。下面以蕃茄醬為例進(jìn)行說明。
蕃茄醬的色素調(diào)整(增強(qiáng))(商品名抗癌蕃茄醬)蕃茄果泥(比重1.022)90kg月桂葉 14g砂糖 5.4kg 旱芹種子 6g食鹽 0.9kg 肉豆蔻 3g洋蔥 1.8kg 丁香子 6g紅辣椒 19g 藥椒 6g白胡椒 15g 醋(含5％醋酸)3.6升肉桂皮 28g 蕃茄紅素的添加(調(diào)整至15-20mg/100g)本發(fā)明提供的苦瓜果實(shí)中假種皮的天然色素是采用天然植物苦瓜果實(shí)的假種皮為色素原料，其蕃茄紅素含量高，比一般食用的成熟蕃茄(3.1mg/100g)高20倍，是至今發(fā)現(xiàn)植物組織中含量最高的，而且色素的組分也很單純，其它色素含量極少，因此，易于蕃茄紅素的生產(chǎn)和精制，其生產(chǎn)成本也可得到很大程度的改善，有利于工業(yè)上生產(chǎn)的實(shí)施。蕃茄紅素作為著色劑使用，其色調(diào)可隨著濃度變化而從黃色變化到紅橙色，在超細(xì)粒的分散系中呈紅色，使用上可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整，而且在黃色色調(diào)上，其效果是β-胡蘿卜素約8倍。
蕃茄紅素的安全性在小鼠藥理試驗(yàn)中，LD50(半致死量)在3g/kg以上，對(duì)大白鼠、狗長(zhǎng)期給食試驗(yàn)，也證明是完全沒有毒性的。
蕃茄紅素具有抗氧化功能，是β-胡蘿卜素的2倍以上，維生素E的100倍以上，在類胡蘿卜素中是最有效果的一種。
蕃茄紅素具有很強(qiáng)的抗癌作用，最近對(duì)蕃茄紅素的研究證明，對(duì)癌細(xì)胞增殖的抑制比α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素要強(qiáng)。
1986年-1992年的6年間，進(jìn)行了“類胡羅卜素和維生素A攝入與前列腺癌的關(guān)系”的前瞻性流行病學(xué)調(diào)查。共調(diào)查了年齡40-75歲的男性51529例。結(jié)果表明只有蕃茄紅素的攝入與發(fā)生前列腺癌的危險(xiǎn)度有顯著性的負(fù)相關(guān)，隨著每日蕃茄紅素的攝入量增加、發(fā)生前列腺癌的危險(xiǎn)度降低。其蕃茄紅素的實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳見圖7所示。
因此本發(fā)明提供的天然蕃茄紅素不僅安全性高，色調(diào)范圍廣，而且是具有抗氧化功能，抗癌作用等生理特性的色素，在健康食品、飼料、化妝品、醫(yī)藥品等方面將會(huì)有越來越廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種從苦瓜果實(shí)的假種皮的天然色素，其特征是以胡蘆科植物的苦瓜果實(shí)的假種皮為色素的原料，而提取的一種分子式為C40H56，分子量537，分子結(jié)構(gòu)中有雙鍵總數(shù)為13，共軛雙鍵為11的蕃匣紅素或天然色素。
2.一種從苦瓜果實(shí)中假種皮提取上述色素的方法，其特征是利用有機(jī)溶劑或超臨界二氧化碳進(jìn)行抽取，然后將抽取的溶液利用色層法進(jìn)行分離、精制。
3.一種苦瓜果實(shí)中假種皮的天然色素的應(yīng)用，其特征是將該色素直接應(yīng)用于食用、飼料、化妝品及醫(yī)藥品中。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從苦瓜果實(shí)中假種皮提取上述色素的方法，其特征是對(duì)于未成熟的苦瓜果實(shí)，先進(jìn)行催熟、然后再進(jìn)行抽取、分離、精制。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種利用胡蘆科植物的苦瓜的假種皮作為色素原料,而提取蕃茄紅素或天然色素。并且直接應(yīng)用于食品、飼料、化妝品及醫(yī)藥品中。
文檔編號(hào)C09B61/00GK1230574SQ9811241
公開日1999年10月6日 申請(qǐng)日期1998年3月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月27日
發(fā)明者譚新平 申請(qǐng)人:譚新平