專利名稱：一種直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法
技術領域：
本發明涉及紅曲黃色素制備方法，具體涉及一種直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法。
背景技術：
紅曲色素(Monascus pigment)是紅曲霉生長代謝中分泌的次級代謝產物,具有穩定性好和對蛋白質著色性極好等特點，且無毒性和致畸作用，安全性高，同時具有抑菌、調節血月旨、預防動脈硬化等生物學活性，因此，紅曲色素在食品生產市場受到青睞。從化學組成看，紅曲色素主要含有紅斑素和紅曲紅素兩種紅色素，以及紅曲素和紅曲黃素兩種黃色素，目前在食品生產中主要利用其紅色素作為著色劑應用，其黃色組分沒有得到充分的利用。而黃色素是當前主要的食用色素品種，通常占需求量的60%，價格是紅色素的3倍，目前，有關紅曲紅色素的研究主要集中在其溶解性的提升，紅曲紅衍生物的制備，紅曲發色和性能改變等方面，而通過紅曲紅色素衍生得到紅曲黃色素的研究則鮮見報道。因此，如果能夠能將紅曲紅色素改性制得紅曲黃色素，具有明顯的經濟效益和應用前景。將紅曲紅色素轉變為紅曲黃色素，現有的專利及研究報道有兩例，一是:蘇金為教授，在堿性條件下，利用連二亞硫酸鈉還原紅曲紅色素得到紅曲黃色素，使色素的最大吸收波長由510nm轉變成478nm。二是:陳文堅等采用鎢酸鹽/過鎢酸鹽陰極間接電氧化方法合成黃色素，這兩種方法都存在致命的缺陷:蘇教授使用還原劑連二亞硫酸鈉，它是有毒物質，對眼睛、呼吸道黏膜有刺激性；而陳文堅的反應體系中加入丙酮，并且是間接氧化得到的黃色素不穩定，在光照或加熱條件下容易分解。
發明內容
本發明的目的在于 開發一種“綠色”、無污染的直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法，同時降低紅曲黃色素生產成本。本發明利用有機電合成的原理，根據有機物呈色機理，以電子為試劑，使紅曲紅色素的環狀共軛體系中的雙鍵減少，使化合物的最大吸收波長藍移，從而得到紅曲黃色素。本發明采取的技術方案如下:
以紅曲紅色素為原料，利用有機電合成法，并按以下步驟進行:紅曲紅色素溶解在少量乙醇中，然后加入蒸懼水，配置成質量濃度為1%_50%的紅曲紅色素水溶液,然后加入電解質，使其在水中的濃度為0.lmol/L-lmol/L,并以此紅曲紅色素水溶液作為陰極液,開動攪拌；另配電解質溶液作為陽極液，電解槽采用隔膜電解槽，采用恒電流法，還原過程注意控制電流，防止陰極氫氣析出，反應直到紅色完全變成黃色，然后將陽極電解產物旋轉蒸發去除乙醇，使紅曲黃色素沉淀析出，過濾，去除電解質，干燥，得到紅曲黃色素。所述的電解質包括氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、硝酸鈉和硝酸鉀中的一種。陰陽兩極電極為石墨電極、銅電極、鈦電極、鎳電極、玻碳電極、鉬電極或合金電極。所述隔膜電解槽的隔膜為陽離子隔膜、陰離子隔膜、雙極膜、石棉隔膜或陶瓷隔膜。
所述的電流，采用恒電流法，控制電流，以陰極不析出氫氣為最大值。 優選地，所述紅曲紅色素水溶液的質量濃度為10%_30%。本發明利用電化學方法使紅曲紅色素直接改性制得紅曲黃色素，過程不采用有毒物質，安全、環保，得到的黃色素性質穩定，且生產成本低，操作簡便，具有明顯的經濟效益和應用前景。
圖1為電還原前后紅曲色素對比圖，(A)電還原前(B)電還原后。圖2為紅曲紅色素和黃色素的紫外可見分光光譜，(A)紅色素(B)黃色素。
具體實施例方式實施例1
(I)紅色素溶液的配制:將紅曲紅色素用少量乙醇溶解，加入蒸懼水制得10%紅色素溶液10L，加入一定量的NaCl，使NaCl濃度為0.lmol/L。(2)電解槽的組裝:電解槽采用隔膜電解槽，中間用Nafionll7陽離子膜(美國杜邦公司)將陰陽極室隔開，陽極室溶液為lmol/L的Na2SO4,陰極室為上述紅曲色素溶液，陰極室配備攪拌器，攪拌速度為lOOOr/min，陰陽兩極均采用石墨電極，直流電源。(3)電催化還原過程:采用恒電流方式進行電解，電流為10_50mA，還原過程注意控制電流，防止產生氫氣，反應直到紅色(電還原前紅曲紅色素溶液的顏色)完全變成黃色(電還原后生成紅曲黃色素，溶液顏色由紅色變成黃色)(圖1)，反應時間為12h。(4)紫外可見分光光度法監測反應物的特征吸收峰變化為:原料的最大吸收波長為:490nm，反應結束后，產物的最大吸收波長為:475nm (圖2)。(5)濃縮干燥，去除NaCl:用旋轉蒸發器去除乙醇，使紅曲黃色素沉淀析出，過濾，在60°C下風干，得到紅曲黃色素，其產率為85%，純度為95%。實施例2
(I)紅色素溶液的配制:將紅曲紅色素用少量乙醇溶解，加入蒸餾水制得30%紅色素溶液10L，加入一定量的NaCl，使NaCl濃度為lmol/L。(2)電解槽的組裝:電解槽采用隔膜電解槽，中間用雙極膜將陰陽極室隔開，陽極室溶液為lmol/L的NaCl，陰極室為上述紅曲色素溶液，陰極室配備攪拌器，攪拌速度為1000r/min,陰極采用銅電極，陽極采用不銹鋼電極，直流電源。(3)電催化還原過程:采用恒電流方式進行電解，電流為10_50mA，還原過程注意控制電流，防止產生氫氣，反應直到紅色完全變成黃色，反應時間為24h。(4)紫外可見分光光度法監測反應物的特征吸收峰變化為:原料的最大吸收波長為:490nm，反應結束后，產物的最大吸收波長為:475nm。
(5)濃縮干燥，去除NaCl:用旋轉蒸發器去除乙醇，使紅曲黃色素沉淀析出，過濾，在60°C下風干，得到紅曲黃色素，其產率為80%，純度為93%。
權利要求
1.一種直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法，其特征在于: 以紅曲紅色素為原料，利用有機電合成法，并按以下步驟進行:紅曲紅色素溶解在少量乙醇中，然后加入蒸懼水，配置成質量濃度為1%_50%的紅曲紅色素水溶液,然后加入電解質，使其在水中的濃度為0.lmol/L-lmol/L,并以此紅曲紅色素水溶液作為陰極液,開動攪拌；另配電解質溶液作為陽極液，電解槽采用隔膜電解槽，采用恒電流法，還原過程注意控制電流，防止陰極氫氣析出，反應直到紅色完全變成黃色，然后將陽極電解產物旋轉蒸發去除乙醇，使紅曲黃色素沉淀析出，過濾，去除電解質，干燥，得到紅曲黃色素。
2.根據權利要求1所述的直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法，其特征在于:所述的電解質包括氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉、硫酸鉀、硝酸鈉和硝酸鉀中的一種。
3.根據權利要求1所述的直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法，其特征在于:陰陽兩極電極為石墨電極、銅電極、鈦電極、鎳電極、玻碳電極、鉬電極或合金電極。
4.根據權利要求1所述的直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法，其特征在于:所述隔膜電解槽的隔膜為陽離子隔膜、陰離子隔膜、雙極膜、石棉隔膜或陶瓷隔膜。
5.根據權利要求1所述的直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法，其特征在于:所述的電流，采用恒電流法，控制電流，以陰極不析出氫氣為最大值。
6.根據權利要求1所述的直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法， 其特征在于:所述紅曲紅色素水溶液的質量濃度為10%-30%。
全文摘要
本發明涉及紅曲黃色素制備方法，具體涉及一種直接電還原紅曲紅色素合成紅曲黃色素的方法。所述方法以紅曲紅色素為原料，利用有機電合成法，并按以下步驟進行紅曲紅色素溶解在少量乙醇中，然后加入蒸餾水、電解質；另配電解質溶液作為陽極液，電解槽采用隔膜電解槽，采用恒電流法，然后將陽極電解產物旋轉蒸發去除乙醇，使紅曲黃色素沉淀析出，過濾，去除電解質，干燥，得到紅曲黃色素。本發明利用電化學方法使紅曲紅色素直接改性制得紅曲黃色素，過程不采用有毒物質，安全、環保，得到的黃色素性質穩定，且生產成本低，操作簡便，具有明顯的經濟效益和應用前景。
文檔編號C09B59/00GK103074640SQ201310026469
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月24日 優先權日2013年1月24日
發明者陳杰博, 蘇金為, 王湘平 申請人:福建農林大學