[发明专利]一种水溶性耐酸红曲红色素的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水溶性耐酸红曲红色素的制备方法。

背景技术

红曲色素是以粮食为原料，通过红曲菌培养过程，得到的代谢产物。其基本原料充足，可以满足大规模生产需要。

公知的红曲色素是一类醇溶性色素，其主要成分为红斑素和红曲红素，其分子结构为：

其中，红斑素：R=C₇H₁₅，红曲红素：R=C₅H₁₁。该成分呈红色，难溶于水。

日本专利（73 44880）公开了一种水溶性红曲色素的专利申请，利用红曲红素和红斑素与水溶性蛋白质、多肽和氨基酸作用，形成具有水分散性的复合物，其制备过程复杂，有可能引入过量的杂质。

本发明人公开的中国发明专利ZL96122279.4公开了一种水溶性红曲红色素和黄色素的制备方法，由红曲霉产生的橙红色醇溶性红色素红曲红素和红斑素，通过碱解使其分子中的内酯键打开，生成羧酸盐，转化成水溶性红色素；通过与含氧硫化物反应，将环羰基还原成羧基，转化成黄色水溶性色素。

本发明人公开的中国发明专利ZL200510044947.3公开了一种酸溶性红曲红色素的制备方法，由红曲霉产生的橙红色醇溶性红色素红曲红素和红斑素，通过碱解使其分子中的内酯键打开，生成羧酸盐，转化成水溶性红色素，再将其与有机酸或其酸酐反应，生成酸溶性色素，这种色素虽然可溶于酸性溶液，然而当酸性较弱时（如pH高于4.0时），则出现沉淀。

发明内容

为了拓展红曲色素的使用适应性，开拓红曲色素的用途，本发明提供了一种工艺简单的水溶性耐酸红曲红色素的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明按照以下技术方案实施：

①原料：以红曲菌代谢产生的醇溶性红曲红色素为原料，其主要成分为红斑素和红曲红素，其分子结构为：

其中，红斑素：R=C₇H₁₅，红曲红素：R=C₅H₁₁。

②碱解：将上述醇溶性红曲红色素加入特定的碱解剂中进行碱解反应，醇溶性红曲红色素与碱解剂的摩尔比为1:1～1:10，反应温度控制在10℃～90℃，反应时间为5min～120min，所用的碱解剂包括氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种或几种的混合物。所得产物的分子结构为：

其中， R为C₇H₁₅或C₅H₁₁，M为金属离子。

③羟基酯化：将步骤②得到的产物与有机酸或其酸酐混合，进行羟基酯化反应，有机酸或其酸酐的添加量为碱解产物的1~20倍摩尔量，加热，温度控制在10℃~100℃，反应0.5h~12 h；反应完后加入蒸馏水搅拌，静置沉淀，过滤收集沉淀物，得到羟基酯化产物。所述的有机酸包括乙酸、丙酸、2-甲基丙酸中的一种或几种的混合物；所述的酸酐包括乙酸酐、丙酸酐、2-甲基丙酸酐中的一种或几种的混合物。在羟基酯化反应过程中还可以加入催化剂，所述的催化剂为硫酸、浓盐酸、硝酸、对甲基苯磺酸或氯磺酸。所得产物的分子结构为：

其中， R为C₇H₁₅或C₅H₁₁， R₁为烃基（含碳数1～4个）。

④羧基酯化：将步骤③得到的产物与环氧化物混合，环氧化物的添加量为上述产物的1~10倍摩尔量，温度控制在10℃~60℃，反应0.5h~12 h。所述的环氧化物包括环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷中的一种或几种的混合物。所得产物的分子结构为：

其中， R为C₇H₁₅或C₅H₁₁，R₁为烃基（含碳数1～4个）,R₂为烃基（含碳数1～3个）。

⑤干燥：将步骤④得到的产物进行干燥和粉碎，得到的干燥粉末即为所制备的水溶性耐酸红曲红色素。

本发明在中国发明专利ZL200510044947.3已经公开的酸溶性红曲红色素制备方法的基础上，进一步使其与环氧化物反应，使其分子中的羧基与环氧化物反应，生成适应于各种pH范围的水溶性耐酸红曲红色素。