[发明专利]水溶性红曲红色素和黄色素的制备

说明书

本发明涉及一类水溶性色素，特别是能有效地作为红色和黄色食品着色剂的色素。

食用色素是食品工业、制药工业和日化工业不可缺少的一类添加剂。近年，由于安全性问题，某些合成色素的应用受到了限制。因此，开发天然色素日益受到人们的重视。

红曲色素以粮食为原料，是红曲菌培养过程的代谢产物，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，其主要成分为红曲红素和红斑素，其分子结构为：其中，红曲红素：R=C₇H₁₅，红斑素：R=C₅H₁₁。醇溶性色素难溶于水。

日本专利(73 448 80)公开了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。

美国环球油品公司在中国申请了“由红曲红素和红斑素得到的水溶性色素作为食品着色剂”的专利，公开号CN1058519A，公开了红曲红素和红斑素通过与带伯胺官能基有机物反应，可转化成高纯度的水溶性红色色素，随后将环羰基还原成羟基，可转化成为高纯度的黄色水溶性物质，其结构为：这种水溶性色素在制备过程中，采用硼氢化钠作为还原剂，生产成本高，且可能引入有害物质。

本发明的目的是：利用红曲红素和红斑素，得到水溶性的红色素和黄色素。将红曲红素和红斑素与特定的碱性物质反应，使其分子中的内酯键打开，生成羧酸盐，提高其亲水性，转化成水溶性红色素。将红曲红素和红斑素分子中的环羰基还原成羟基，改变其分子中共轭链的长度，以及发色团和助色团的结构，导致其吸收波长改变，使其转化成黄色素。

本发明是一类具有以下结构的水溶性色素：其中，R为C₇H₁₅或C₅H₁₁，或它们的混合物，M为金属离子，X为C=O或CHOH。当X为C=O时，是红色素；X为CHOH时，是黄色素。

在本发明的色素中，一种红色色素的主要成分是由具有以下结构的同系物构成：其中，R为C₇H₁₅或C₅H₁₁，或它们的混合物，M为金属离子。

制备过程中，将红曲霉产生的红曲红素和红斑素与特定的碱性物质反应，得到上述结构(Ⅱ)的色素。上述特定的碱性物质是氢氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐中的一种，或者二种以上的混合物。红曲红素-红斑素混合物以基本上定量，而且实际上100％与近似化学计量的碱反应。在实际制备中，上述特定的碱性物质的添加量可在红曲红素和红斑素用量的2-50％范围内调节，反应温度应控制在10-80℃的范围内，反应介质可以是水或有机溶剂，反应时间可控制在5-120min。反应时色素混合物的浓度没有特别限制，最好是0.3-1000mmol/L。

另一种黄色色素，其主要成分是由具有下列结构的同系物构成：其中，R为C₇H₁₅或C₅H₁₁，或它们的混合物，M为金属离子。