專利名稱:一種以越橘屬植物的葉為原料制備植物炭黑替代品的方法
技術領域：
本發明涉及一種食品級植物炭黑替代品的制備方法，特別涉及一種以越橘屬植物的葉為原料來制備植物炭黑替代品的方法。
背景技術：
植物炭黑是一種在中國使用量較大的天然食品色素。因為植物炭黑的色澤純正，而且不參與人體代謝，所以一直被認為是一種非常安全的食用色素。但研究發現，在植物炭黑的制備過程中，會帶入可觀數量的苯并芘，這為植物炭黑在食品領域應用的未來帶來了巨大的陰影，因此開發新型的植物炭黑的替代品也成了當務之急。
越橘屬(Vaccinium)傳統分類歸于杜鵑花科，但因本屬及其臨近屬子房下位而被另立為越橘科(Vacciniaceae)。越橘屬全屬共計約300種以上，主要分布于熱帶、亞熱帶和溫帶，其中馬來西亞和印度尼西亞是目前的分布中心，有235種。我國約產65種,南北各地均有分布，并以西南最多。越橘屬為常綠或落葉灌木，花冠鐘狀，子房下位，漿果為黑色、褐色或紅色，常有白粉，喜生于酸性土壤中。目前，越橘屬植物的利用多局限于漿果部分，例如鮮食漿果、從漿果部分提取色素或者將漿果做成果醬，而對葉的大規模利用不多見。只有在中國江南一帶，自古就有用烏飯樹葉染制烏米飯的習俗，所得烏米飯黑亮有光澤，且色澤牢固，極受當地人喜愛。
越橘屬植物的葉中富含酚類物質，這些內源性的植物多酚在多酚氧化酶的作用下會氧化成褐色至黑色的醌，這些醌以及殘存的植物多酚在合適的條件下還會與蛋白質發生多種方式的結合，這種結合會進一步加深最終產物的色澤。
醌和多酚主要是 通過疏水作用與蛋白質結合，當疏水作用越強時，多酚或醌分子越能以疏水形式進入蛋白質的疏水袋。另外，多酚與醌都能與蛋白質的極性基(主要是肽基，此外還有胍基、羥基、羰基等)發生兩點氫鍵結合，且當植物多酚聚合度越高時，其與蛋白質的結合越牢固，色澤也越深，最終在著色載體表面形成一種堅固的高分子被膜，此被膜為黑色，有光澤，幾乎不溶于水。所得產品經粉碎后，就獲得了一種類似于植物炭黑的非水溶性的色素。
當前，對越橘屬植物的葉的開發利用的研究，散見于國內的部分期刊及專利中，例如江南大學的王立等在烏飯樹葉黑色素的研究中做了許多細致的工作，嘗試著確立了烏飯樹葉黑色素的提取及定量檢測方法(食品工業科技，2005，26 (10):177 180);公開號為CN 1939979A的發明專利申請則首次利用酶制劑結合溶劑的方法提取烏飯樹葉中的黑色素，使黑色素收率較傳統方法提高了約30%。但這些工作有著明顯的改善空間，首先，不論是論文中還是專利中所指明的黑色素都是一種含有大量糖分的黑色膏狀物，吸濕性強，另外這種膏狀物只有部分溶于水，且色澤呈土褐色。這兩點極大地限制了烏飯樹葉黑色素的使用空間。從其它越橘屬植物的葉中提取的黑色素也遇到同樣的問題，這兩個問題不解決，無法真正實現越橘屬植物的葉的黑色素的產業化。
發明內容
本發明的目的在于提供一種以越橘屬植物的葉為原料制備植物炭黑替代品的方法，所述方法包括以下步驟:
(I)制備葉發酵液:將越橘屬植物的葉浸入去離子水中，所述葉的質量與去離子水的體積之比為1: 2，并將所述葉搗碎，進行充分有氧發酵，直至發酵液顏色逐漸變黑褐色，然后除去殘渣，得到烏飯樹葉發酵液；
(2)制備著色載體:將大米粉或小麥粉粉碎，然后過200 300目篩，得到著色載體；和
(3)制備植物炭黑替代品:將所述著色載體加入到所述發酵液中，所述著色載體的質量和所述發酵液的體積之比為1: 3，充分混勻，在120°C溫度下蒸干至恒重，待冷卻至室溫后，粉碎至200 300目，得到植物炭黑替代品。
優選地,所述越橘屬植物的葉選自藍莓葉、烏飯樹葉中的一種。
優選地·，所述越橘屬植物的葉為4 5月份所采摘的鮮葉。
優選地，使用組織搗碎機在不超過42°C溫度下將去離子水中的所述葉搗碎。
優選地，所述有氧發酵是將搗碎過的混合物轉移至反應釜中，不斷攪拌，并在37°C下持續通入空氣3小時。
越橘屬植物的葉中富含多酚類物質，植物多酚在多酚氧化酶的作用下氧化成褐色的醌，而醌在自身聚合或者與蛋白質結合的過程中，顏色會逐漸加深直至變成純黑色。同時，越橘屬植物的葉經發酵后所得到的黑色發酵液能夠與含蛋白質的大米粉和/或小麥粉相結合，形成一種堅固的高分子被膜，此被膜為黑色，有光澤，幾乎不溶于水。本發明所提供的制備植物炭黑替代品的方法正是利用這些特性，讓大米粉和/或小麥粉承擔著色載體的作用，從而制得一種高產率的天然食用黑色素。最好使用在4月份和5月份采摘的越橘屬植物的鮮葉，也就是說采摘下越橘屬植物的葉后立即進行搗碎和發酵。其中，搗碎可以在組織搗碎機中進行，即將越橘屬植物的葉和去離子水的混合物放置在組織搗碎機中進行搗碎，并且該搗碎過程最好在不超過42°C的溫度下進行，以防止破壞越橘屬植物的葉中的多酚類物質。越橘屬植物的葉的發酵為有氧發酵，可以根據具體的裝液量來確定攪拌的轉速和通氣量。在發酵液的顏色逐漸變黑后即可終止發酵，然后除去殘渣(例如通過離心或過濾)，得到越橘屬植物的葉的發酵液。
在本發明的制備方法中，可以作為著色載體的大米粉和小麥粉可以是任意一種符合國家標準的市售的大米粉和小麥粉。按照一定的質量體積比將過200 300目篩的大米粉和/或小麥粉加入到越橘屬植物的葉的發酵液中，并使二者混合均勻，即大米粉和/或小麥粉的表面完全被染黑，可以通過攪拌來加速它們的混合。混合均勻后將混合物蒸干至蒸干物的重量恒定，最后將該蒸干物冷卻至室溫并粉碎，即得到本發明的植物炭黑替代品。
通過本發明的方法所得到的植物炭黑替代品的色澤黑亮，幾乎不溶于水，成粉末狀。該植物炭黑替代品與植物炭黑的物理特性幾乎相同，可以成為植物炭黑的理想替代品。
本發明所提供的以越橘屬植物的葉為原料制備植物炭黑替代品的方法具有以下優點:
(I)由于直接采用新鮮的越橘屬植物的葉作為原料，因此可以有效地利用葉自身細胞中所含的多酚氧化酶來加快黑色素的形成。既可以節省額外添加多酚氧化酶的成本，又可以節省為干燥鮮葉所帶來的能耗成本。同時，越橘屬植物在中國的山區分布廣泛，來源充足。使用越橘屬植物作為原料，可以大大降低生產成本。
(2)由于本發明的方法利用了越橘屬植物的葉的發酵液中的黑色物質能夠與大米粉和小麥粉牢固結合的特性，讓大米粉和/或小麥粉作為著色載體。這樣制得的植物炭黑替代品的產率就能獲得極大的提高，為其替代植物炭黑在經濟成本上掃清障礙。
(3)本發明的方法通過使用大米粉和/或小麥粉充當載體，有效地解決了以往烏飯樹等越橘屬植物的葉的黑色素的吸潮、成膏狀的缺陷，因此為本發明的植物炭黑替代品的儲存運輸和使用帶來了極大的便利。
(4)由于本發明的方法不使用任何有機溶劑和試劑，完全采用純天然的原料，基本可以杜絕苯并芘的產生。因此本發明的植物炭黑替代品具有極高的安全性。
具體實施方式
為使貴審查員能進一步了解本發明的結構、特征及其他目的，現結合所附較佳實施例詳細說明如下，所說明的較佳實施例僅用于說明本發明的技術方案，并非限定本發明。
實施例1
取IKg采自4月份的烏飯樹鮮葉，加去離子水2L，用組織搗碎機將其搗碎，搗碎過程中防止局部溫度超過42°C。轉移至IOL的三口燒瓶中，水浴約37°C，邊攪拌邊泵入一定量的空氣流，3小時后，過濾除去 渣葉，所得濾液約2.2L，轉移至合適容量之常用高壓鍋內，力口Λ 0.33Kg過300目篩后的大米粉，充分攪拌直至米粉表面完全染黑，開始加熱至120°C，蒸干水分。米粉熟透后，待冷至室溫，粉碎至200 300目，即得植物炭黑替代品，色澤黑亮，有光澤，流動性好，幾乎不溶于水，與植物炭黑物理性質基本相同。此實施例中，Ikg鮮葉經過完全發酵所得黑色素，不經著色載體結合，在120°C條件下烘干只能制得約0.012kg的黑色素，但經著色載體結合后，其最終可制得約為0.29kg的黑色素，產量可提高24倍。
實施例2
取IKg采自5月份的藍莓鮮葉，加去離子水2L，用組織搗碎機將其搗碎，搗碎過程中防止局部溫度超過42°C。轉移至IOL的反應釜中，水浴約37°C，邊攪拌邊泵入一定量的空氣流，3小時后，過濾除去渣葉，所得濾液約2.2L，轉移至合適容量之常用高壓鍋內，加入
0.33Kg過200 300目篩后的市售小麥粉，充分攪拌直至小麥粉表面完全染黑，開始加熱至120°C蒸干水分。小麥粉熟透后，待冷至室溫，粉碎至200 300目，即得植物炭黑替代品，色澤黑亮，有光澤，流動性好，幾乎不溶于水，與植物炭黑物理性質基本相同。此實施例中，Ikg鮮葉經過完全發酵所得黑色素，不經著色載體結合，在120°C條件下烘干只能制得約0.0llkg的黑色素，但經著色載體結合后，其最終可制得約為0.28kg的黑色素，產量可提聞25倍ο
實施例3
分別用植物炭黑及植物炭黑替代品制作巧克力餅干的實施例。取面粉500g兩份，一份添加植物炭黑20g，另一份添加植物炭黑替代品20g，其他配料以相同的配方添加，經特定工序后，制得兩份巧克力餅干。以十四人的評價小組進行感官評價，每人按感官評價程序隨機品嘗兩種巧克力餅干，然后按感觀相似度打分，其中完全一致打100分，基本一致打80分，口味相同但外觀差別較大以及外觀相同但口味相差較大打50分，差別很大打O分，可取中間分，評價結果為:100分3個；90 99分7個；80 89分3個；50 79分I個，
O 50分O個，基本一致的比例為92.9%，從以上數據可認為在巧克力餅干配方中，植物炭黑替代品基本可替代植物炭黑。
實施例4
分別用植物炭黑及植物炭黑替代品制作黑色糖果的實施例。按相同的糖果制作配方，稱取兩份糖果原輔料，一份添加5.0g/kg的植物炭黑,另一份添加5.0g/kg的植物炭黑替代品，經特定工序后，制得兩份黑色糖果。以十四人的評價小組進行感官評價，每人按感官評價程序隨機品嘗兩種巧克力餅干，然后按感觀相似度打分，其中完全一致打100分，基本一致打80分，口味相同但外觀差別較大以及外觀相同但口味相差較大打50分，差別很大打O分，可取中間分，評價結果為:100分4個；90 99分7個；80 89分3個；50 79分O個，O 50分O個，基本一致的比例為100%，從以上數據可認為在黑色糖果配方中，植物炭黑替代品基本可替代植物炭黑。
實施例5
植物炭黑及植物炭黑替代品的水溶解實驗實例。稱取植物炭黑及植物炭黑替代品各lg，分別置于IOOml容量瓶中，先用約50ml蒸餾水浸泡，并在室溫下用49kHz的超聲波超聲3分鐘，然后用蒸餾水定容至刻度，搖勻，過濾，取濾液，在200 700nm波長范圍內掃描光譜，以蒸餾水為空白對照，經圖譜比對發現，植物炭黑的水浸泡液在200 700nm波長范圍內基本沒有明顯吸收峰，而植物炭黑替代品的水浸泡液在200 700nm波長范圍內也沒有明顯吸收峰，說明兩者都基本不溶于蒸餾水。因此，本發明的方法通過使用大米粉和/或小麥粉充當載體，有效地解決了以往烏飯樹等越橘屬植物的葉的黑色素的吸潮、成膏狀的缺陷，因此為本發明的植物炭黑替代品的儲存運輸和使用帶來了極大的便利。
需要聲明的是，上述
發明內容
及具體實施方式
意在證明本發明所提供技術方案的實際應用，不應解釋為對本發明保護范圍的限 定。本領域技術人員在本發明的精神和原理內，當可作各種修改、等同替換、或改進。本發明的保護范圍以所附權利要求
書為準。
權利要求
1.一種以越橘屬植物的葉為原料制備植物炭黑替代品的方法，所述方法包括以下步驟: (1)制備葉發酵液:將越橘屬植物的葉浸入去離子水中，所述葉的質量與去離子水的體積之比為1: 2，并將所述葉搗碎，進行充分有氧發酵，直至發酵液顏色逐漸變黑褐色，然后除去殘渣，得到所述越橘屬植物的葉的發酵液；其中，所述越橘屬植物的葉選自藍莓葉或烏飯樹葉；使用組織搗碎機在不超過42°C的溫度下將去離子水中的所述葉搗碎； (2)制備著色載體:將大米粉或小麥粉過200 300目篩，得到著色載體；和 (3)制備植物炭黑替代品:將所述著色載體加入到所述發酵液中，所述著色載體的質量和所述發酵液的體積之比為1: 3，充分混勻，在120°C溫度下蒸干至恒重，待冷卻至室溫后，粉碎至200 300目，得到植物炭黑替代品。
2.根據權利要求
1所述的方法，其特征在于，所述越橘屬植物的葉為4 5月份所采摘的鮮葉。
3.根據權利要求
1所述的方法，其特征在于，所述有氧發酵是將搗碎過的混合物轉移至反應釜中，不斷攪拌，并在37 °C下持續通入空氣3小時。
專利摘要
本發明提供了一種以越橘屬植物的葉為原料制備植物炭黑替代品的方法，該方法包括以下步驟(1)將越橘屬植物的葉浸入去離子水中，所述葉的質量與去離子水的體積之比為1∶2，并將所述葉搗碎，進行充分有氧發酵，直至發酵液顏色逐漸變黑褐色，然后除去殘渣，得到烏飯樹葉發酵液；(2)將大米粉或小麥粉粉碎，然后過200～300目篩，得到著色載體；和(3)將所述著色載體加入到所述發酵液中，所述著色載體的質量和所述發酵液的體積之比為1∶3，充分混勻，在120℃溫度下蒸干至恒重，待冷卻至室溫后，粉碎至200～300目，得到植物炭黑替代品。本發明的方法工藝簡單，得到的植物炭黑替代品安全性高。
文檔編號C12P1/00GKCN102399824 B發布類型授權 專利申請號CN 201010279537
公開日2013年8月7日 申請日期2010年9月13日
發明者魏國華, 邵斌, 許新德 申請人:浙江醫藥股份有限公司新昌制藥廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (5), 非專利引用 (1),