一种天然花色苷衍生物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于食品添加剂技术领域，具体涉及一种天然花色苷衍生物及其制备方法与应用。天然花色苷衍生物的分子结构通式如式(1)所示：其中：

【技术实现步骤摘要】
一种天然花色苷衍生物及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于食品添加剂
，具体涉及一种天然花色苷衍生物及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]果酒，尤其是红色果酒颜色的保存，一直是世界性的难题。大量的果酒，如红葡萄酒、桃红葡萄酒、桑葚酒、百香果酒、火龙果酒等，在储藏过程中，不可避免的会产生颜色的转变或者“脱色”现象。究其原因，主要是由于果酒中的天然色素
‑
花色苷的化学性质极不稳定所致。
[0003]天然花色苷存在四种结构形式，包括查尔酮(淡黄色)、甲醇假碱(无色)、醌式碱(蓝色)和佯盐(红色)，这四种结构同时存在且处于化学平衡，其反应过程如下：
[0004][0005]在果酒的pH值条件(3.5
‑
5.0)下，这四种结构醌式碱、佯盐、查尔酮和甲醇假碱的摩尔比处于36：5：4：1的化学平衡。由此可见，让果酒展现出红色，主要是佯盐结构的花色苷。
[0006]红色果酒的颜色一直在减少，主要原因包括以下几个方面：(1)醌式碱和查尔酮很容易进一步发生聚合反应并形成沉淀，花色苷的四种结构形式又一直是处于“动态平衡”中，造成红色的佯盐结构不断减少；(2)花色苷是一种多酚类物质，而酚羟基的还原性是多酚类化合物的共性之一，受到氧气的影响，花色苷会转变为醌类物质并氧化聚合，最终导致红色变浅甚至消失；(3)酿酒过程中不可避免的需要用到二氧化硫，起到抗氧化、抗杂菌的目的，二氧化硫会对花色苷起到“漂白”作用，导致其转变为无色结构。
[0007]为了克服天然花色苷性质不稳定技术缺陷，研究者开发颜色更为稳定的人工合成红色素，如苋菜红、胭脂红、赤藓红、新红等。但由于消费者对人工合成色素普遍具有抵触心理，且根据国家标准《食品添加剂2760》规定，这些人工合成红色素禁止在果酒生产过程中
使用。针对果酒的脱色问题，也有采用添加抗氧化物质、低温储藏、干冰保护等手段，但由于这些方法涉及大量能耗、或昂贵的抗氧化多糖使用，成本较高，且都无法从根本上解决果酒的脱色问题。
[0008]申请人曾针对这一技术问题，在专利技术专利“一种高稳定性的色素衍生物及其制备方法”(CN 111034902 A)中提出了一种直接利用缩合类植物单宁与花色苷进行反应，获得多聚色素的方法，来制备高稳定性天然色素。但该技术是直接利用单宁转化为多聚色素，制备过程中涉及大量单宁的使用，原料成本较高，同时单宁具有“涩口感”，此类色素仅适用于目标颜色较浅的果酒，如桃红葡萄酒，火龙果酒等。对于目标颜色较深，如红葡萄酒、桑葚酒等，或脱色较严重的果酒，该方法则不适用。
[0009]因此，有必要开发一种可降低原料成本，且无“涩口感”，并不易脱色的稳定性天然花色苷。

技术实现思路

[0010]本专利技术提出一种天然花色苷衍生物及其制备方法与应用，以解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。
[0011]为克服上述技术问题，本专利技术的第一方面提供了一种天然花色苷衍生物。
[0012]具体的，一种天然花色苷衍生物，其分子结构通式如式(1)所示：
[0013][0014]其中：
△
为亲核试剂；Linker为醛类物质；G为
[0015]本专利技术以缩合类单宁为原料，先通过酸降解
‑
亲核衍生反应，再进行缩合衍生反应制得具有如式(1)所示的分子结构通式的天然花色苷衍生物，该结构的天然花色苷衍生物不易受氧气氧化褪色，在酸性、中性条件下可保持稳定的红色，不受pH值、氧气、还原型漂白剂、温度的影响，是一种颜色稳定的天然色素。
[0016]缩合类单宁是一种以黄椀
‑3‑
醇为结构单元，具有C8
‑
C4
‑
C8骨架的多羟基酚类物质，广泛的存在于陆生植物果实的果皮、种籽、果肉中。缩合类单宁的化学结构和结构单元中C位置如下：
[0017][0018]在酸性条件下，单宁结构单元之间的连接键(C4
‑
C8)打开，结构单元脱落，此时亲核试剂进攻单宁杂环(C环)碳4位，通过C
‑
C键连接在C4位，随着反应的不断进行，结构单元逐个脱落，同时C4位接上新的亲核试剂，最终将缩合类单宁降解为：衍生单元
‑
亲核试剂，和终端单元的形式，其反应历程如下：
[0019][0020]在醛类物质存在的条件下，具有黄椀
‑3‑
醇结构单元的缩合类单宁能够发生聚合反应，反应位置位于A环C8位。缩合类单宁可以发生该反应，具有C6
‑
C3
‑
C6骨架的花色苷也能发生。但在富含花色苷与单宁的陈酿葡萄酒中发现，在陈酿过程中，花色苷能够与单宁形成一种花色苷的衍生物。这种衍生物不易受氧气氧化褪色，在酸性、中性条件下仍然显红色，这种花色苷衍生物甚至能够耐受二氧化硫的漂白作用，因而也被称为不可漂白色素。随着研究的不断深入，研究者发现这种花色苷衍生物是陈酿葡萄酒中特有的，其它含有单宁和花色苷的果酒中并没有。这是因为葡萄酒中含有的少量乙醛(来自于酵母代谢和乙醇的氧化)和丙酮酸(来自酵母代谢)，不可漂白色素的形成，而乙醛和丙酮酸能够与单宁的C8位结合，另一端与花色苷的C8位结合，使单宁与花色苷缩合成为多聚色素，反应示意图如下：
[0021][0022]但如果直接按照这一方法制备多聚色素，仍具有以下几个缺陷：
[0023](1)虽然在醛类物质存在的条件下，单宁能够同花色苷通过C8
‑
C8位的结合，但事实上，醛类物质也可以促使单宁分子之间通过C8
‑
C8位缩合，形成分子量更大的化合物直至沉淀的产生，因而该反应需要精确的控制反应条件。
[0024](2)单宁与花色苷结合位点位于终端单元C8位置，每个单宁分子仅有1个活性位置，因而该反应需要大量的单宁才能顺利进行，且单宁的分子量越大，制备多聚色素所需的单宁越多。
[0025](3)如前所述，此类多聚色素容易产生“涩口感”，所以不适于大量使用。
[0026]本专利技术充分利用缩合类单宁的上述两种化学反应的特性，先通过酸降解
‑
亲核衍生，再进行缩合衍生反应制得具有如式(1)所示的分子结构通式的天然花色苷衍生物，使其不仅具有良好的稳定性，还解决了“涩口感”的问题。
[0027]优选的，所述亲核试剂选自半胱胺盐酸盐、间苯三酚、苄基硫醇中的至少一种。
[0028]优选的，所述醛类物质选自乙醛、异丁醛、柠檬醛、丙酮醛、龙脑烯醛、β
‑
甜醇醛中的至少一种。
[0029]优选的，所述天然花色苷选自锦葵
‑3‑
葡萄糖苷、矢车菊
‑3‑
葡萄糖苷、芍药素
‑3‑
葡萄糖苷、飞燕草素
‑3‑
葡萄糖苷、甲花翠素
‑3‑
葡萄糖苷中的至少一种。
[0030]本专利技术的第二方面提供了一种天然花色苷衍生物的制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然花色苷衍生物，其特征在于，其分子结构通式如式(1)所示：其中：
△
为亲核试剂；Linker为醛类物质；G为2.根据权利要求1所述的天然花色苷衍生物，其特征在于，所述亲核试剂选自半胱胺盐酸盐、间苯三酚、苄基硫醇中的至少一种。3.根据权利要求1所述的天然花色苷衍生物，其特征在于，所述醛类物质选自乙醛、异丁醛、柠檬醛、丙酮醛、龙脑烯醛、β
‑
甜醇醛中的至少一种。4.一种天然花色苷衍生物的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1至3任意一项所述的天然花色苷衍生物，包括以下步骤：(1)酸降解
‑
亲核衍生反应：将缩合类植物单宁溶解于溶剂中，加入抗氧化剂，无机酸和亲核试剂，进行热裂解反应，然后加入中和试剂，经热干燥，得裂解产物；(2)缩合衍生反应：将所述裂解产物溶解于溶剂中，加入无机酸、天然花色苷和醛类物质，在惰性环境中静置，经冷冻干燥，得所述天然花色苷衍生物。5.根据权利要求4所述的天然花色苷衍生物的制备方法，其特征在于，所述缩合类植物单宁选自葡萄籽单宁、啤酒花单宁、柿子单宁、茶单宁中的至少一种。6.根据权利要求4所述的天然花色苷衍生物的制备方法，其特征在于，所述天然花色苷选自锦葵
‑3‑
葡萄糖苷、矢车菊
‑3‑
葡萄糖苷、芍药素
‑3‑
葡萄糖苷、飞燕草素
‑3‑
葡萄糖苷、甲花翠素
‑3‑
葡萄糖苷中的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡洁玲，滕博，纪桂玲，李宛珊，蔡彦纯，蔡錦波，袁令，
申请(专利权)人：广东桑醇酒业有限公司，
类型：发明
国别省市：