專利名稱：一種水溶性的植物黑色素的制造方法
技術領域：
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葉為原料，通過生物酶促反應獲得一種高水溶性的植物黑色素的制造方法。
背景技術：
黑色素是廣泛存在于生物界中通過吸收紫外線和電離輻射來保護組織的一道天然屏障。有關天然黑色素的研究已逾半個世紀，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已有了較為明確的結論動物和微生物來源的黑色素主要是酪氨酸等經(jīng)過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。有關其功能因子的研究也沒有停下腳步，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)它不僅是一類光保護劑、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.),近來還發(fā)現(xiàn)其具有抑制艾滋病毒復制的功能(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，然后用酸水解雜質得到黑色素固體；其二，是以植物中的酚類為底物進行酶促合成黑色素的，如CN 1651574 A和CN 101205547A介紹以沒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通過酶促反應生成，其常與蛋白質、多糖、脂類、其他的色素或者以上多種的混合牢固的結合在一起，形成非均質性的三維聚合物，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)劑無法有效附著于頭發(fā)組織上，制造的膳食補充劑或者醫(yī)藥產品在體內無法吸收代謝，制造的護膚品只能附著于皮膚表面而無法吸收，因而沒有真正的商業(yè)價值，因此制備水溶性的植物黑色素成為天然黑色素產業(yè)化中的一個必須要解決的課題。鑒于如上問題，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，就是以烏飯樹葉為原料，以酶為催化劑，并以大孔吸附樹脂為純化手段，來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雜的三維聚合物，其與蛋白質、脂類、其他的色素或者以上多種的混合牢固的結合在一起，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構，也無法將黑色素恢復水溶性。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程中，意識到只要在黑色素的生成過程中，盡量避免大分子蛋白質、脂類的存在，就能獲得高水溶性的植物黑色素。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種以烏飯樹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 樹葉，搗碎，轉移至反應釜中，力口入一定體積的含水有機溶劑，在一定溫度下提取，濾除殘渣，所得濾液減壓、脫除其中所含有的有機溶劑后，補充去離子水至最初濾液的體積，然后經(jīng)超濾膜過濾除去高分子物質，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測得黑色素前體溶液中總酚質量投入多酚氧化酶，在35 42°C的條件下進行保溫反應，并持續(xù)通入空氣，反應完畢后，反應液經(jīng)超濾膜過濾，得到黑色素粗品溶液；(3)純化將所述黑色素粗品溶液經(jīng)大孔樹脂吸附，用去離子水洗去不吸附的雜質，直至流出液變澄清為止，然后用一定濃度的有機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溶劑，再經(jīng)噴霧干燥得到無定形的植物黑色素粉末。優(yōu)選地，在步驟(I)中，每公斤新鮮烏飯樹葉添加含水有機溶劑I 5L ;每公斤干燥烏飯樹葉添加含水有機溶劑3 10L。優(yōu)選地，在步驟(I)中，每公斤新鮮烏飯樹葉添加含水有機溶劑2 3L ;每公斤干燥烏飯樹葉添加含水有機溶劑5 6L。優(yōu)選地，所述有機溶劑為極性有機溶劑，所述極性有機溶劑為乙醇或丙酮。優(yōu)選地，所述含水有機溶劑為含有低于80% (v/v)有機溶劑的水溶液。優(yōu)選地，所述含水有機溶劑為含有50 60% (v/v)有機溶劑的水溶液。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量的10 IOOwt. %。優(yōu)選地，在步驟(2)中，按GB8313-87測得黑色素前體溶液中總酚質量投入多酚氧化酶的量為10 30% (m/m)。優(yōu)選地，在步驟⑵中，保溫反應的時間為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，所述大孔吸附樹脂包括AB-8樹脂、X-5樹脂、HP-20樹脂、和XAD-7樹脂。優(yōu)選地，在步驟(3)中，所述含水有機溶劑為含有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條件下脫除有機溶劑。烏飯樹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，原花青素的結構通式(I)，它是以兒茶素為單體聚合而成的直鏈分子。
權利要求
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葉，搗碎，轉移至反應釜中，加入一定體積的含水有機溶劑，在一定溫度下提取，濾除殘渣，所得濾液減壓、脫除其中所含有的有機溶劑后，補充去離子水至最初濾液的體積，然后經(jīng)超濾膜過濾除去高分子物質，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測得黑色素前體溶液中總酚質量投入多酚氧化酶，在35 42°C的條件下進行保溫反應，并持續(xù)通入空氣，反應完畢后，反應液經(jīng)超濾膜過濾，得到黑色素粗品溶液； (3)純化將所述黑色素粗品溶液經(jīng)大孔樹脂吸附，用去離子水洗去不吸附的雜質，直至流出液變澄清為止，然后用一定濃度的有機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溶劑，再經(jīng)噴霧干燥得到無定形的植物黑色素粉末。
2.根據(jù)權利要求I所述的黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(I)中，每公斤新鮮烏飯樹葉添加含水有機溶劑I 5L ;每公斤干燥烏飯樹葉添加含水有機溶劑3 10L。
3.根據(jù)權利要求2所述的黑色素的制造方法，其特征在于，在步驟(I)中，每公斤新鮮烏飯樹葉添加含水有機溶劑2 3L ;每公斤干燥烏飯樹葉添加含水有機溶劑5 6L。
4.根據(jù)權利要求I 3任一所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述有機溶劑為極性有機溶劑，所述極性有機溶劑為乙醇或丙酮。
5.根據(jù)權利要求I 3任一所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述含水有機溶劑為含有低于80% (v/v)有機溶劑的水溶液。
6.根據(jù)權利要求5所述的植物黑色素的制造方法，其特征在于，所述含水有機溶劑為含有50 60% (v/v)有機溶劑的水溶液。
7.根據(jù)權利要求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量的10 IOOwt. %。
11.根據(jù)權利要求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測得黑色素前體溶液中總酚質量投入多酚氧化酶的量為10 30% (m/m)。
12.根據(jù)權利要求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，保溫反應的時間為2 6hr，通入的空氣量為5 10L/min。
13.根據(jù)權利要求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，所述大孔吸附樹脂包括AB-8樹脂、X-5樹脂、HP-20樹脂、和XAD-7樹脂。
15.根據(jù)權利要求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條件下脫除有機溶劑。·
全文摘要
本發(fā)明首次公開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葉為原料制造黑色素前體，再經(jīng)酶催化氧化、大孔樹脂純化和噴霧干燥等工序制造植物黑色素。通過本發(fā)明的方法制造的黑色素擁有良好的水溶性，解決了天然黑色素不能溶于水的難題。
文檔編號C12P1/00GK102747105SQ201110097948
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權日2011年4月19日
發(fā)明者劉云鳳, 呂良偉, 虞雷明, 許新德, 邵斌, 魏國華 申請人:浙江醫(yī)藥股份有限公司新昌制藥廠