專利名稱：一種水溶性的植物黑色素的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及黑色素及其制造方法，具體而言就是指利用烏飯樹(shù)葉為原料，通過(guò)生物酶促反應(yīng)獲得一種高水溶性的植物黑色素的制造方法。
背景技術(shù)：
黑色素是廣泛存在于生物界中通過(guò)吸收紫外線和電離輻射來(lái)保護(hù)組織的一道天然屏障。有關(guān)天然黑色素的研究已逾半個(gè)世紀(jì)，盡管研究得并不是完全透徹，但基本的合成途徑及理化性質(zhì)已有了較為明確的結(jié)論動(dòng)物和微生物來(lái)源的黑色素主要是酪氨酸等經(jīng)過(guò)酪氨酸酶的催化氧化，經(jīng)多巴、多巴醌、吲哚醌等途徑最終合成黑色素；植物黑色素則是兒茶酚等含有鄰位酚羥基的多酚經(jīng)多酚氧化酶氧化成醌及其聚合體而形成。有關(guān)其功能因子的研究也沒(méi)有停下腳步，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)它不僅是一類光保護(hù)劑、抗輻射劑、螯合劑、生物抗氧 化劑(Hung Y-C, Sava VM, Makan SY, et al. Antixidant activity of melanins derivedfrom tea !comparison between different oxidative states[J]. Food Chemistry,2002,78 :223-240.),近來(lái)還發(fā)現(xiàn)其具有抑制艾滋病毒復(fù)制的功能(Montefiori DC, ZhouJ. Selection antiuinal activity of synthetic L—tyronsine and L-Dopa malaninsagainst human immunodeficiency virus in vitro[J]. Antiviral Res. , 1991,1 :11-20)。因此，黑色素在醫(yī)藥、化妝品、食品等方面都有著廣泛的應(yīng)用前景以往的植物黑色素的制備方法大致分為兩種，其一，如專利CN101012340 A和CN101643589 A介紹的,將含有黑色素的植物組織用0. 5-1. OM堿液(氫氧化鈉或氫氧化鉀)浸泡提取，然后用酸水解雜質(zhì)得到黑色素固體；其二，是以植物中的酚類為底物進(jìn)行酶促合成黑色素的，如CN 1651574 A和CN 101205547A介紹以沒(méi)食子酸等酚類為底物，以馬鈴薯、蘑菇等中提取得到的多酚氧化酶系為催化劑合成黑色素的方法。另外，在US 6576268 B2中介紹天然植物黑色素為兒茶酚類等含有鄰位酚羥基的酚類物質(zhì)通過(guò)酶促反應(yīng)生成，其常與蛋白質(zhì)、多糖、脂類、其他的色素或者以上多種的混合牢固的結(jié)合在一起，形成非均質(zhì)性的三維聚合物，不溶于水和一般溶劑，難以分離和提純。但上述專利文獻(xiàn)中所獲得的黑色素均為非水溶性的，用這種黑色素制造的染發(fā)劑無(wú)法有效附著于頭發(fā)組織上，制造的膳食補(bǔ)充劑或者醫(yī)藥產(chǎn)品在體內(nèi)無(wú)法吸收代謝，制造的護(hù)膚品只能附著于皮膚表面而無(wú)法吸收，因而沒(méi)有真正的商業(yè)價(jià)值，因此制備水溶性的植物黑色素成為天然黑色素產(chǎn)業(yè)化中的一個(gè)必須要解決的課題。鑒于如上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種以植物為原料制備高水溶性的天然植物黑色素的方法，具體而言，就是以烏飯樹(shù)葉為原料，以酶為催化劑，并以大孔吸附樹(shù)脂為純化手段，來(lái)獲得高水溶性的天然植物黑色素。一般方法制得的天然植物黑色素都為非水溶性的，其根本原因在于植物組織中存在的黑色素是一種復(fù)雜的三維聚合物，其與蛋白質(zhì)、脂類、其他的色素或者以上多種的混合牢固的結(jié)合在一起，不可能擁有水溶性，而通常的堿液提取法，只是破壞黑色素一部分的三維結(jié)構(gòu)，也無(wú)法將黑色素恢復(fù)水溶性。因此，參與本發(fā)明的人員，為解決上述課題，在潛心研究黑色素的生成過(guò)程中，意識(shí)到只要在黑色素的生成過(guò)程中，盡量避免大分子蛋白質(zhì)、脂類的存在，就能獲得高水溶性的植物黑色素。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以烏飯樹(shù)葉為原料制造水溶性植物黑色素的方法，所述方法包括下列步驟(I)制備黑色素前體取適量新鮮或干燥的烏飯 樹(shù)葉，搗碎，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，力口入一定體積的含水有機(jī)溶劑，在一定溫度下提取，濾除殘?jiān)脼V液減壓、脫除其中所含有的有機(jī)溶劑后，補(bǔ)充去離子水至最初濾液的體積，然后經(jīng)超濾膜過(guò)濾除去高分子物質(zhì)，得到黑色素前體的水溶液；(2)催化氧化將所述黑色素前體的水溶液按GB8313-87測(cè)得黑色素前體溶液中總酚質(zhì)量投入多酚氧化酶，在35 42°C的條件下進(jìn)行保溫反應(yīng)，并持續(xù)通入空氣，反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液經(jīng)超濾膜過(guò)濾，得到黑色素粗品溶液；(3)純化將所述黑色素粗品溶液經(jīng)大孔樹(shù)脂吸附，用去離子水洗去不吸附的雜質(zhì)，直至流出液變澄清為止，然后用一定濃度的有機(jī)溶劑解析出黑色素溶液；和(4)干燥將所述黑色素溶液在< 60°C的溫度下減壓回收有機(jī)溶劑，再經(jīng)噴霧干燥得到無(wú)定形的植物黑色素粉末。優(yōu)選地，在步驟(I)中，每公斤新鮮烏飯樹(shù)葉添加含水有機(jī)溶劑I 5L ;每公斤干燥烏飯樹(shù)葉添加含水有機(jī)溶劑3 10L。優(yōu)選地，在步驟(I)中，每公斤新鮮烏飯樹(shù)葉添加含水有機(jī)溶劑2 3L ;每公斤干燥烏飯樹(shù)葉添加含水有機(jī)溶劑5 6L。優(yōu)選地，所述有機(jī)溶劑為極性有機(jī)溶劑，所述極性有機(jī)溶劑為乙醇或丙酮。優(yōu)選地，所述含水有機(jī)溶劑為含有低于80% (v/v)有機(jī)溶劑的水溶液。優(yōu)選地，所述含水有機(jī)溶劑為含有50 60% (v/v)有機(jī)溶劑的水溶液。優(yōu)選地，在步驟(I)中，所述溫度為25°C 60°C。優(yōu)選地，在步驟(I)中，所述溫度為40 50°C。優(yōu)選地，在步驟(I)中，所述超濾膜為能截留分子量在100000以上的聚砜膜。優(yōu)選地，在步驟(2)中，多酚氧化酶的投入量為黑色素前體溶液中總酚質(zhì)量的10 IOOwt. %。優(yōu)選地，在步驟(2)中，按GB8313-87測(cè)得黑色素前體溶液中總酚質(zhì)量投入多酚氧化酶的量為10 30% (m/m)。優(yōu)選地，在步驟⑵中，保溫反應(yīng)的時(shí)間為2 6hr，通入的空氣量為5 10L/min。優(yōu)選地，在步驟⑵中，所述多酚氧化酶的比活為10000單位/g以上。優(yōu)選地，在步驟(3)中，所述大孔吸附樹(shù)脂包括AB-8樹(shù)脂、X-5樹(shù)脂、HP-20樹(shù)脂、和XAD-7樹(shù)脂。優(yōu)選地，在步驟(3)中，所述含水有機(jī)溶劑為含有20 80% (v/v)乙醇的水溶液、或含有20 80% (v/v)丙酮的水溶液。優(yōu)選地，在步驟(4)中，在0.09MPa、60°C條件下脫除有機(jī)溶劑。烏飯樹(shù)葉中含有大量的以低聚原花青素為代表的植物多酚類物質(zhì)，原花青素的結(jié)構(gòu)通式(I)，它是以兒茶素為單體聚合而成的直鏈分子。
權(quán)利要求
1.一種水溶性的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述方法包括下列步驟 (1)制備黑色素前體取適量新鮮或干燥的烏飯樹(shù)葉，搗碎，轉(zhuǎn)移至反應(yīng)釜中，加入一定體積的含水有機(jī)溶劑，在一定溫度下提取，濾除殘?jiān)?，所得濾液減壓、脫除其中所含有的有機(jī)溶劑后，補(bǔ)充去離子水至最初濾液的體積，然后經(jīng)超濾膜過(guò)濾除去高分子物質(zhì)，得到黑色素前體的水溶液； (2)催化氧化將所述黑色素前體的水溶液按GB8313-87測(cè)得黑色素前體溶液中總酚質(zhì)量投入多酚氧化酶，在35 42°C的條件下進(jìn)行保溫反應(yīng)，并持續(xù)通入空氣，反應(yīng)完畢后，反應(yīng)液經(jīng)超濾膜過(guò)濾，得到黑色素粗品溶液； (3)純化將所述黑色素粗品溶液經(jīng)大孔樹(shù)脂吸附，用去離子水洗去不吸附的雜質(zhì)，直至流出液變澄清為止，然后用一定濃度的有機(jī)溶劑解析出黑色素溶液；和 (4)干燥將所述黑色素溶液在<60°C的溫度下減壓回收有機(jī)溶劑，再經(jīng)噴霧干燥得到無(wú)定形的植物黑色素粉末。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(I)中，每公斤新鮮烏飯樹(shù)葉添加含水有機(jī)溶劑I 5L ;每公斤干燥烏飯樹(shù)葉添加含水有機(jī)溶劑3 10L。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(I)中，每公斤新鮮烏飯樹(shù)葉添加含水有機(jī)溶劑2 3L ;每公斤干燥烏飯樹(shù)葉添加含水有機(jī)溶劑5 6L。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為極性有機(jī)溶劑，所述極性有機(jī)溶劑為乙醇或丙酮。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3任一所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述含水有機(jī)溶劑為含有低于80% (v/v)有機(jī)溶劑的水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述含水有機(jī)溶劑為含有50 60% (v/v)有機(jī)溶劑的水溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述溫度為25°C 60°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述溫度為40 50°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(I)中，所述超濾膜為能截留分子量在100000以上的聚砜膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(2)中，多酚氧化酶的投入量為黑色素前體溶液中總酚質(zhì)量的10 IOOwt. %。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(2)中，按GB8313-87測(cè)得黑色素前體溶液中總酚質(zhì)量投入多酚氧化酶的量為10 30% (m/m)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1、10或11所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(2)中，保溫反應(yīng)的時(shí)間為2 6hr，通入的空氣量為5 10L/min。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟⑵中，所述多酚氧化酶的比活為10000單位/g以上。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述大孔吸附樹(shù)脂包括AB-8樹(shù)脂、X-5樹(shù)脂、HP-20樹(shù)脂、和XAD-7樹(shù)脂。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(3)中，所述含水有機(jī)溶劑為含有20 80% (v/v)乙醇的水溶液、或含有20 80% (v/v)丙酮的水溶液。
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(4)中，在0.09MPa、60°C條件下脫除有機(jī)溶劑。·
全文摘要
本發(fā)明首次公開(kāi)了一種水溶性的植物黑色素的制造方法。所述制造方法包括以烏飯樹(shù)葉為原料制造黑色素前體，再經(jīng)酶催化氧化、大孔樹(shù)脂純化和噴霧干燥等工序制造植物黑色素。通過(guò)本發(fā)明的方法制造的黑色素?fù)碛辛己玫乃苄裕鉀Q了天然黑色素不能溶于水的難題。
文檔編號(hào)C12P1/00GK102747105SQ201110097948
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者劉云鳳, 呂良偉, 虞雷明, 許新德, 邵斌, 魏國(guó)華 申請(qǐng)人:浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠