一种紫淮山皮精制色素的有效部位的制备与用途的制作方法

本发明涉及一种紫淮山皮精制色素的有效部位的制备与用途，属于食品、护肤品和医药技术领域。

背景技术：

紫淮山，又被称为紫参薯、紫山药，是薯蓣科薯蓣属多年生草本蔓生植物的块根。分布于广东、海南、广西、湖南、湖北、福建、四川、云南、贵州、江西地区，在亚洲其它热带地区也有分布，目前在广西、福建、浙江等省份已有大量栽培。研究表明，紫淮山富含淀粉、蛋白质、多糖、多酚、皂苷、胆碱等对人体健康有益的功能性成分，具有很好的营养和药用价值，有抗衰老、增强免疫力、预防心血管疾病和神经性疾病等保健功能。与普通淮山相比，紫淮山含有花青素或花色苷，具有较强抗氧化、缓解视疲劳、抗肿瘤、保护心血管、抑菌、改善人体微循环、促进伤口愈合、抗衰老、改善骨形成、改善肠道菌群和防治糖尿病等作用。目前对紫淮山的营养及功效、产品开发、加工等已有一些相关研究。也有从紫淮山中提取花色苷或者其他多酚类化合物，进行功能性研究或者作为天然着色剂使用。

紫淮山皮作为一种农产品加工废弃物，通常情况下是丢弃或进行简单加工作为动物饲料，造成极大的环境污染和资源浪费。目前对紫淮山皮中色素的提取和应用研究结果极其有限。现有研究还停留在粗浅的粗提取物(一种提取紫山药皮中花青素的方法，公开号cn104356107a)，但是制备得到的物质是否是花色苷或花青素，既没有验证，也没有含量测定，更无法获知组成成分，参照该专利的方法无法保证制备得到的色素的质量。另外，也有研究对紫淮山色素进行提取和简单鉴定，但是现有方法只鉴定得到其中一个物质成分，无法深入探知紫淮山皮中色素的组成成分及用途。

因此，为了提高紫淮山产品加工产品的附加值，为农业增产创收，我们通过紫淮山加工产品后的皮进行超声波提取，大孔树脂进行分离，再应用现代分析检测技术hplc、hplc-ms确定其主要成分，并对获得色素进行应用，拓展了应用范围，且制备得到的精制色素的有效部位的稳定性高。

技术实现要素：

为了实现上述目的，本发明首先提供了一种紫淮山皮中精制色素的有效部位，是从紫淮山皮中提取的具有较抗氧化活性的含有8个花色苷类化合物的有效部位，具体方法为：

一种紫淮山皮中精制色素的有效部位，其特征在于，所述有效部位是从紫淮山加工副产物紫淮山皮中制备得到的，包括8种花色苷类化合物，所述花色苷化合物是包括3-o-(e)-p-香豆醇基-芍药苷，原花青素b2，3-o-{6-o-[3-o-(β-d-吡喃葡萄糖基)-6-o-(e)-芥子酰基-d-吡喃葡萄糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}矢车菊素，3-o-{6-o-[6-o-(e)-芥子酰基-β-d-吡喃葡糖糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}芍药苷，3-o-{6-o-[6-o-(e)-芥子酰基-β-d-吡喃葡萄糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}矢车菊素，飞燕草素-3-o-龙胆苷，3-o-[6-o-(e)-肉桂酰-β-d-吡喃葡萄糖]矢车菊素，飞燕草素-3-o-β-d-葡萄糖-5-o-β-d-鼠李糖。

在本发明的一种实施方式中，所述花色苷类化合物的含量达5.0wt％～10.0wt％。

在本发明的一种实施方式中，所述花色苷类化合物的含量达6.9wt％。

本发明的另外一个目的是提供上述紫淮山皮中精制色素的有效部位的制备方法，所述方法通过以下步骤实现：

(1)在紫淮山皮中按照质量1:1加入浓度为50％乙醇溶液，搅碎，然后再加紫淮山皮质量1倍量的聚乙二醇400-水(1：4)浸泡，避光下超声波辅助提取2次，每次提取1小时，得到提取液；

(2)将步骤(1)得到的提取液进行过滤后，将滤液进行超滤，得到超滤液；

(3)将步骤(2)得到的超滤液进行减压浓缩，至浓缩溶液体积为原超滤液体积的25％-30％；

(4)步骤(3)所得浓缩溶液加入1倍量的蒸馏水或去离子水，离心或过滤，去除沉淀部分，将上清液加入装有d101大孔树脂色谱柱中；

(5)用8倍柱体积量的水、浓度分别为30％、50％、70％、95％乙醇依次对步骤(4)的d101大孔树脂进行洗脱，分别收集水、浓度分别为30％、50％、70％、95％乙醇洗脱得到的洗脱部分，减压浓缩至干燥物；

(6)将(5)获得各洗脱部分进行花色苷含量测定，确定花色苷含量≥5％的洗脱部分即为有效部位。在本发明的一种实施方式中，浓度为30％乙醇对应的洗脱部分为有效部位。

在本发明的一种实施方式中，所述搅碎通过果蔬榨汁机进行，果蔬榨汁机的操作处于研磨档位；也可以采用其他搅碎工具，只要能够将其搅碎至糊状即可。

在本发明的一种实施方式中，所述超声波辅助的操作参数为：频率40khz，温度25-30度。

在本发明的一种实施方式中，所述超滤采用的超滤膜孔径为2nm。

在本发明的一种实施方式中，所述有效部位的成分用uplc-ms进行鉴定。

本发明的第三个目的是提供所述的紫淮山皮中精制色素的有效部位在制备食用色素或食品配料用于蛋糕、面包、西点及饮料中，或作为一种天然色素用于口红、唇彩、彩妆化妆品中，以及用于预防缓解视疲劳、保护心血管的各种制剂中的应用。

本发明的第四个目的是提供包含所述紫淮山皮中精制色素的有效部位的蛋糕、面包、西点、酒类、调味品及饮料。

本发明的第五个目的是提供包含所述紫淮山皮中精制色素的有效部位的彩妆化妆品；其中，所述彩妆化妆品包括口红、唇彩、腮红、粉饼、眼影。

本发明的第六个目的是提供包含所述紫淮山皮中精制色素的有效部位的用于预防缓解视疲劳、保护心血管的药物。

在本发明的一种实施方式中，所述药物的剂型包括固体粉末、水溶液、醇溶液、乳液、面膜、巴布剂、注射液、滴注液、粉针剂、颗粒剂、片剂、冲剂、散剂、口服液、糖衣剂、薄膜衣片剂、肠溶衣片剂、胶囊剂、硬胶囊剂、软胶囊剂、口含剂、颗粒剂、丸剂、膏剂、丹剂、喷雾剂、滴丸剂、崩解剂、口崩剂、微丸。

在本发明的一种实施方式中，本发明从紫淮山皮中提取的花色苷类化合物及其有效部位可以作为活性成分，不加或加入食品添加剂辅料，化妆品辅料或药剂上接受的辅料，按照相应剂型的制备方法制成制剂。

本发明的有益之处在于：

(1)提供了从紫淮山皮中提取的花色苷类化合物的有效部位，具有比紫淮山皮提取物更高的花色苷含量，而且成分明确，制成相应制剂易于质量控制；制备得到的紫淮山皮中精制色素的有效部位的稳定性好。

(2)本发明的紫淮山皮中精制色素的有效部位应用广泛，可在制备食用色素或食品配料用于蛋糕、面包、西点及饮料中，或作为一种天然色素用于口红、唇彩、彩妆化妆品中，也用于预防缓解视疲劳、保护心血管的各种制剂中。

附图说明

图1实施例2中紫淮山皮30％洗脱部位的uplc/q-tof-ms紫外及总离子流谱图。

图2化合物1的ms和ms/ms质谱图。

图3化合物2的ms和ms/ms质谱图。

图4化合物3的ms和ms/ms质谱图。

图5化合物4的ms和ms/ms质谱图。

图6化合物5的ms和ms/ms质谱图。

图7化合物6的ms和ms/ms质谱图。

图8化合物7的ms和ms/ms质谱图。

图9化合物8的ms和ms/ms质谱图。

图10紫淮山皮精制色素的有效部位的热稳定性测试结果。

具体实施方式

下面将结合实施例进一步详细说明本发明的实质内容和有益效果，这些实施例仅用于说明本发明而非对本发明的限制。此外，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1紫淮山皮精制色素中的提取溶剂选择

在紫淮山皮中按照质量1:1加入浓度为50％乙醇溶液，制备两份，然后分别再加紫淮山皮质量1倍量的去离子水、50％乙醇、聚乙二醇400-水(1：4)浸泡，并避光的情况下超声波辅助提取2次，每次1h，提取液先用纱布过滤，用孔径为2nm超滤膜过滤。滤液减压浓缩至体积为提取液体积的30％，离心，去除沉淀颗粒，各取20ml上清液，分别测定提取液中花色苷的含量。

研究发现，用去离子水作为提取剂提取得到的提取液过滤困难，尤其是超滤过程，这是由于提取液中含较多杂质和粘液；用浓度为50％乙醇和聚乙二醇400-水(1:4)提取得到的提取液，过滤较容易快速，醇的存在提高溶液的渗透性，有助于过滤进行。三种提取溶剂所提取的溶液中花色苷含量0.08％(去离子水)、0.18％(95％乙醇)、0.22％[聚乙二醇400-水(1:4)]。另外，用水作为提取溶剂的提取液较不稳定，在浓缩过程中容易褐变。因此，后续采用以50％乙醇和聚乙二醇400-水(1:4)为提取溶剂进行后续的提取。

实施例2紫淮山皮精制色素中的有效部位的制备

将5kg紫淮山加工副产物皮中加入1倍量浓度为50％乙醇溶液，用果蔬榨汁机搅碎(果蔬榨汁机的操作处于研磨档位)，然后再加紫淮山皮质量的1倍量的聚乙二醇400-水(1：4)浸泡，避光，置超声波提取装置中提取2次(频率40khz，温度25-30度)，每次1小时；溶液先纱布过滤，合并，然后超滤(超滤膜孔径为2nm)；滤液减压浓缩至溶液体积为原溶液体积30％；所得过回收溶液加入1倍量的蒸馏水或去离子水，离心或过滤，去除沉淀部分，溶液加入装有d101大孔树脂色谱柱中，打开阀门，缓慢放出色谱柱中液体，直至树脂上液体全部进入树脂为止，然后用8倍柱体积量去离子水、浓度分别30％、50％、70％、95％乙醇进行洗脱，分别收集水、浓度分别为30％、50％、70％、95％乙醇对应的洗脱部分，将浓度为30％乙醇对应的洗脱部位进行减压浓缩至干燥物，称重，待进行花色苷含量测定。

实施例3紫淮山皮30％洗脱部位中花色苷的含量测定

取10g紫淮山皮，用研钵磨碎，用1wt％盐酸-甲醇溶液洗入烧杯中，40℃超声辅助提取1h，冷却后定容至50ml，4000r/min离心10min，分别取2ml上清液于两只10ml具塞试管中，分别用ph1.0和ph4.5的缓冲液定容至刻度，测定之前，用紫外分光光度计在250-600nm范围扫描，测定待测液最大吸收波长。在其最大吸收波长及波长700nm处分别测定其吸光度值aλmax和a700。

取0.1g实施例2中制备得到的紫淮山皮中精制色素的有效部位，配成1mg/ml溶液，根据上面的测定方法进行吸光度测定其吸光度值aλmax和a700，再通过下面公式计算色素有用部位中花色苷含量。

花色苷含量(以矢车菊素-3-葡萄糖苷计)的计算公式：

a＝(aλmax－a700)ph1.0-(aλmax-a700)ph4.5；

c＝(a×103×mw×df)/(ε×l)；

花色苷含量(mg/kg)＝(c×v)/m；

式中，aλmax-最大吸收波长处的吸光度值，a700-波长700nm处的吸光度值，mw-矢车菊-3-葡萄糖的分子质量(449.2g/mol)，df-待测液稀释倍数，ε-消光系数(29600l/mol.cm)，l-光路长度(cm)，c-花色苷质量浓度(mg/l)，v-待测液的体积(ml)，m-样品质量(g)。

由此测得紫淮山皮本身和紫淮山皮精制色素有效部位(实施例2)中的8种花色苷的总含量分别为0.21％(不同批次材料含量有所不同，范围在0.1％～0.25％之间)和6.9％(不同批次材料含量有所不同，范围在5.0％～10.0％之间)。

实施例4紫淮山皮30％洗脱部位的uplc/q-tof-ms检测

样品配置：称取样品5.0mg，置于1.5ml离心管中，用1.0ml甲醇溶解。10000rps离心2min，取清液用甲醇稀释，置于1.5ml进样瓶，进样2μl。

超高效液色谱-四级杆飞行质谱联用检测条件：仪器：watersmaldisynaptq-tofms；色谱仪uhplc：watersacquityuplc；检测器uvdetector：watersacquitypda；色谱柱：acquitybehc18(1.7μm；50×2.1mmi.d.)。

流动相：a相为乙腈，b相为0.1mol/l甲酸；洗脱梯度：0min，5％a；8min，30％a；10min，80％a；13min，100％a；14min，100％a；14.1min，5％a。流速，0.3ml/min。

质谱条件：电喷雾离子源，负离子扫描模式；锥孔电压，30v；毛细管电压，3.0kv；通道1碰撞能量，6ev；通道2碰撞能量，20ev；离子源温度，100℃；脱溶剂气温度，400℃；扫描范围，50-1500da。

检测结果见图1～9及表1。

表130％洗脱部位uplc/q-tof-ms检测结果

实施例5紫淮山皮中30％洗脱部位花色苷鉴定

如表1及图2(a)、(b)所示，5.01min处正离子峰的m/z为448[m+h]⁺，其主要碎片为406、301、284、259，根据分子量和分子碎片断裂方式确定该化合物为3-o-(e)-p-香豆醇基-芍药苷(化合物1)。

如表1及图3(a)、(b)所示，5.07min处正离子峰的m/z为579[m+h]⁺，其主要碎片为409、287、127，根据分子量和分子碎片断裂方式确定该化合物为原花青素b2(化合物2)。

如表1及图4(a)、(b)所示，5.39min处正离子峰的m/z为979[m+h]⁺，其主要碎片为688、400、287，根据分子量和分子碎片断裂方式确定该化合物为3-o-{6-o-[3-o-(β-d-吡喃葡萄糖基)-6-o-(e)-芥子酰基-d-吡喃葡萄糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}矢车菊素(化合物3)。

如表1及图5(a)、(b)所示，5.41min处正离子峰的m/z为817[m+h]⁺，其主要碎片为287，根据分子量和分子碎片断裂方式确定该化合物为3-o-{6-o-[6-o-(e)-芥子酰基-β-d-吡喃葡萄糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}矢车菊素(化合物4)。

如表1及图6(a)、(b)所示，5.56min处正离子峰的m/z为831[m+h]⁺，其主要碎片为625、301、286，根据分子量和分子碎片断裂方式确定该化合物为3-o-{6-o-[6-o-(e)-芥子酰基-β-d-吡喃葡糖糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}芍药苷(化合物5)。

如表1及图7(a)、(b)所示，5.73min处正离子峰的m/z为627[m+h]⁺，其主要碎片为303，根据分子量和分子碎片断裂方式确定该化合物为燕草素-3-o-龙胆苷(化合物6)。

如表1及图8(a)、(b)所示，5.78min处正离子峰的m/z为579[m+h]⁺，其主要碎片为427、409、287、163，根据分子量和分子碎片断裂方式确定该化合物为3-o-[6-o-(e)-肉桂酰-β-d-吡喃葡萄糖]矢车菊素(化合物7)。

如表1及图9(a)、(b)所示，5.92min处正离子峰的m/z为611[m+h]⁺，其主要碎片为465、303，根据分子量和分子碎片断裂方式确定该化合物为飞燕草素-3-o-β-d-葡萄糖-5-o-β-d-鼠李糖(化合物8)。

实施例6采用50％乙醇作为提取剂进行提取

将5kg紫淮山加工副产物皮中加入1倍量浓度为50％乙醇溶液，用果蔬榨汁机搅碎(果蔬榨汁机的操作处于研磨档位)，然后再加紫淮山皮质量1倍量的50％乙醇浸泡，避光，置超声波提取装置中提取2次(频率40khz，温度25-30度)，每次1小时；溶液先纱布过滤，合并，然后超滤(超滤膜孔径为2nm)；滤液减压浓缩至溶液体积为原溶液体积30％；所得过回收溶液加入1倍量的蒸馏水或去离子水，离心或过滤，去除沉淀部分，溶液加入装有d101大孔树脂色谱柱中，打开阀门，缓慢放出色谱柱中液体，直至树脂上液体全部进入树脂为止，然后用8倍柱体积量去离子水、浓度分别30％、50％、70％、95％乙醇进行洗脱，分别收集水、浓度分别为30％、50％、70％、95％乙醇对应的洗脱部分，将浓度为30％乙醇对应的洗脱部位进行减压浓缩至干燥物，称重，按照实施例3～5的步骤对30％乙醇对应的洗脱部位进行花色苷含量和组分测定。

结果发现，由此测得紫淮山皮精制色素有效部位中的花色苷的总含量为2.7％。通过uplc/q-tof-ms检测发现，该有效部位中仅能够检测出5种花色苷，包括原花青素b2、3-o-{6-o-[3-o-(β-d-吡喃葡萄糖基)-6-o-(e)-芥子酰基-d-吡喃葡萄糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}矢车菊素、3-o-{6-o-[6-o-(e)-芥子酰基-β-d-吡喃葡萄糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}矢车菊素、3-o-{6-o-[6-o-(e)-芥子酰基-β-d-吡喃葡糖糖基]-β-d-吡喃葡萄糖基}芍药苷、3-o-[6-o-(e)-肉桂酰-β-d-吡喃葡萄糖]矢车菊素。造成与本发明实施例2的结果不同的原因可能是，部分花色苷在乙醇中提取效率低，以及在滤液进行减压浓缩的过程中，乙醇大量蒸发最终导致部分溶于乙醇的花色苷成为沉淀，最终导致获得的有效部位的花色苷总量和种类大大减少。

实施例7紫淮山皮精制色素的ph稳定性

由于紫淮山皮精制色素主要为花色苷类物质，花色苷类容易受到溶剂、ph值、温度等因素影响而遭受破坏。本研究用水、50％乙醇、聚乙二醇400(1:4)为溶剂观察提取物稳定性，用水做溶剂提取液在浓缩、放置过程中容易发生褐变，而用50％乙醇、聚乙二醇400(1:4)为溶剂获得的提取液较为稳定，较少发生褐变现象。用磷酸氢二钠配制ph为3、5、7、9、11的缓冲溶液，取5个容量瓶，各加入一定量的花色素苷样品原液，分别用ph为3、5、7、9、11的缓冲液稀释至10ml刻度，摇匀后观察溶液颜色，取溶液于比色皿中，以相应的缓冲溶液作参比，按实施例3花色苷含量测定方法测定溶液花色苷变化，结果表明，紫淮山提取色素在ph7(ph3、5、7)以下较稳定，而在碱性条件(ph9、11)较不稳定，因此需要在酸性条件使用，以免受到破坏。

实施例8紫淮山皮精制色素的有效部位的热稳定性

取部分实施例2制备得到的紫淮山皮精制色素的有效部位进行溶解，用ph＝3的缓冲液定容至25ml，摇匀，分别放入25℃、50℃、80℃和100℃下的恒温水浴锅中，测定色素保存率r，做出r-t曲线，分析热稳定性，结果见图10。由图可见，用本方法制备的色素在高温阶段(80-100℃)耐热性较好。

而当利用同样的方法对实施例6制备得到的紫淮山皮精制色素的有效部位进行热稳定测试时发现，制备得到的色素在在80℃下保温6h的色度保存率仅为85％左右，且在100℃下保温6h后色度保存率不到70％。

实施例9含紫淮山皮精制色素的有效部位蛋糕的制备

配方：鸡蛋1个，泡打粉3g，低筋面粉110g，白砂糖50g，牛奶30g，色拉油10ml，实施例2制备得到的紫淮山精制色素的有效部位0.5g。

制法：(1)将低筋面粉和泡打粉放入碗中，用打蛋器搅拌均匀；(2)另取一碗放入鸡蛋、白砂糖、紫淮山色素粉，用打蛋器搅拌至浓稠状；(3)倒入牛奶与(2)步骤中打好鸡蛋混合，再加入步骤(1)中材料搅拌均匀，加入色拉油搅拌均匀；(4)将面糊倒入铺上防油纸杯的圆形烤模中；(5)将水倒入锅中，煮沸后放入步骤(4)烤模，中火蒸25-30min；(6)将竹签插面糊中，若没有沾上面糊即可。

实施例10含紫淮山皮精制色素的有效部位的口红的制备

a组分：按质量分数计，蓖麻油18.0％，羊毛醇16.0％，羊毛脂15.0％，氢化动物油12.0％，凡士林10.7％，巴西棕榈蜡8.0％，石蜡5.0％，尼泊金丙酯0.2％，叔丁基羟基苯甲醚0.1％；b组分：水解动物蛋白4.0％，实施例2制备得到的紫淮山皮精制色素的有效部位2.0％，颜料8.0％；c组分：香料(香精)1.0％。

制法：按照《物料领料单》，准确称量各物料，用干净并消毒好的器皿盛放。先把称量好的a置于混合器中搅拌加热至80℃使其熔融；将b混合加热至60℃搅拌均匀，在40℃时过滤；将b溶液加入a中，搅拌降温至50℃时加入c；取料送检确认合格出料即可。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

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