作为食物色素的深玫素的制作方法

本发明涉及使用新确定的来自深玫色篮状菌(talaromyces atroroseus)的颜料深玫素(atrorosin)用于为食物例如乳制品、肉替代品或糖果着色。本发明还涉及制备改善的深玫素食物着色组合物的方法和这样的组合物的用途。

背景技术：

1、食物中的着色剂是合成或天然来源的，并且根据颜色如何/是否被结合到给定基体中可以为染料或颜料。染料可溶于基体中并且通过悬浮着色，而颜料不溶于基体并且通过分散着色。通常，在食物行业中，染料是水溶性的，以及颜料是不溶于水的。

2、食物着色剂可以分类为天然的、天然相同的或合成的。天然着色剂是在自然中发现的、通过活的生物体生物合成的颜料或染料。其主要为植物提取物但也可以从昆虫中提取1。天然相同的着色剂是具有与自然中发现的那些相同的化学结构的化学合成或半合成的颜料的色素，例如β-胡萝卜素。合成色素是纯化学合成的色素，通常为包含偶氮耦合并且基于石油的有机化合物2。

3、在过去十年期间，消费者化学已经成为感兴趣的焦点。这包括食物和非食物产品中的芳香剂、香料和着色剂。在食物方面，大多数公司已经从合成着色剂转换至天然着色剂，因为天然着色剂被认为更健康、安全和可靠。2,3在诸如食物、化妆品和家庭护理的行业部分中，对高性能天然着色剂存在强大的市场拉力。红色是食物内应用范围最广的着色剂并占据55％的市场份额。工业上使用的天然红色着色剂主要从天然来源，例如甜菜苷(甜菜根beta vulgaris提取物)、番茄红素(番茄solanum lycopersicum提取物)或胭脂红酸(从雌性昆虫胭脂虫(dactylopius coccus)中提取)中直接提取。这些在关于ph稳定性和温度稳定性以及溶解性的性能方面或者来源问题方面具有不同的限制，例如来源于昆虫的胭脂红酸使得其不适合于按犹太教规烹调的食物(kosher)、伊斯兰教合法食物(halal)或素食/严格素食饮食。对特定原料的依赖性可能在成本结构方面引起问题。这包括由季节性变化和收获物(例如，仙人掌科上的昆虫)的数量/品质变化而引起的易变定价，以及由于价格密集型提取方法而导致的高定价(来自番茄的番茄红素)4。

4、甜菜苷和胭脂红是两种使用量最大的红色天然食物着色剂。甜菜苷是从甜菜根中提取的。存在与甜菜苷有关的两个缺点：a)非常差的温度稳定性，和b)特有的异味。温度稳定性对于许多制造过程而言是至关重要的，并且缺乏高于40℃的稳定性是甜菜苷的主要问题5,6。食物制造公司尝试通过着色剂的过饱和来规避稳定性的缺乏7。然而，这增加了不希望的异味。甜菜苷的温度稳定性的缺乏使得其不适合于其在肉替代品中的应用，因为在制造过程中或稍后通过最终消费者涉及热处理。

5、胭脂红酸是从昆虫胭脂虫中提取的8。其具有良好的温度稳定性，即使在90℃下加热20分钟之后也保持高的颜色浓度。胭脂红酸的一个缺点是其ph敏感性。这意味着胭脂红酸根据基体的ph而改变其颜色。低于ph 4其为橙色/黄色，ph 4至6为红色，以及高于ph 6为紫色/红色。可以通过将胭脂红酸与铝结合使得其不溶于水来将胭脂红酸制成色淀颜料。然而，胭脂红色淀仅在高于ph 6的碱性溶液中是稳定的。然而，胭脂红酸/胭脂红的最大问题是其提取来源(昆虫)。这是胭脂红的易变价格的原因，并将其从适合于按犹太教规烹调的食物、伊斯兰教合法食物、素食主义者/食素者饮食的食物中排除。这进一步意味着胭脂红不能用于基于植物的食物的食物部分9。

6、因此，工业中存在对改善的安全着色剂的需求，所述安全着色剂为热稳定且ph稳定的并且所述安全着色剂提供明亮的强烈色彩。该需求在基于植物的肉替代品内尤其强烈。

7、深玫色篮状菌生物合成了一类新颜料，称为深玫素。深玫素为类似“红曲霉(monascus)”的颜料，并且具有与橙色红曲霉颜料pp-o类似的嗜氮酮(azaphilone)骨架，具有羧酸基c-1，但其独特之处在于将氨基酸并入到异色烯体系中。深玫素为红色颜料并且其生产不含霉菌毒素。这将其与已知包含柠檬素的红曲霉颜料明确区分开，所述柠檬素导致各种毒性作用，包括肾毒性、肝毒性和细胞毒性作用，这将其排除在用于西方国家的工业目的之外。根据专利wo 2018/206590 a1，深玫素可以用经甲酸和氢氧化铵调节的乙酸乙酯(etoac)提取，并用半制备hplc使用c18柱将其进一步分离。虽然该方法相对简单，但是由于与食物着色剂的工业价格相比，制备hplc是相当昂贵的单元操作，因此关于生产量和成本二者可能具有可扩展性问题。对于食物添加剂，组合物的纯度和一致性是重要的要求。需要确定纯度的具体程度。这可以通过得到组合物的纯度曲线来完成。在该曲线中，确定活性成分与杂质的比率。如专利wo 2018/206590 a1中描述的发酵和提取方法中的杂质通常将包含宿主生物体的一些副产物，包括蛋白质、肽和有机酸，其可以为来自生长介质的碳水化合物残留物，并且其可以为活性成分的异构体。对于食物制造商而言，为了确保安全性，期望具有不含杂质或含非常低比率杂质的高纯度。

8、从工业的角度出发，深玫素可以用作甜菜苷和胭脂红酸/胭脂红色淀的替代品以用于其中甜菜苷和胭脂红酸/胭脂红色淀不能满足工业要求的食物应用。

9、然而，需要用于以低成本提供大量的高纯度深玫素组合物的方法。本发明提供这样的生产方法、纯组合物和使用其的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供包含深玫素作为着色剂用于为食物着色的改善的组合物，其是安全的，对ph和热具有高稳定性，并且能够为食物染上浓红色色调。

2、本发明通过以下来解决该问题：提供用于制备包含高纯度的深玫素色淀或深玫素染料的深玫素食物着色组合物的可扩展方法，其中仅具有少量的反式-深玫素并且不需要使用有机提取溶剂和制备hplc。所述组合物不包含任何痕量的有机提取溶剂或来自hplc制备的其他化学品。

3、本发明提供了用于由发酵液制备深玫素食物着色组合物的方法，所述方法包括以下步骤：

4、a.通过膜过滤除去生物质和其他大尺寸组分，以及

5、b.通过截止值为1kda至20kda例如1kda至100kda的超滤膜的超滤除去蛋白质、肽和其他组分，以及

6、c.对步骤b的渗透物中的深玫素进行酸沉淀，以及

7、d.通过膜过滤(用孔尺寸低于1μm的膜)过滤步骤c的沉淀物

8、为了大规模合成目的，并且为了提供高纯度的组合物以允许所述组合物在食物中使用的目的，需要开发用于深玫素的新纯化方法。发明人出乎意料地发现，这样的纯深玫素组合物可以通过以下来制造：进行初始膜过滤步骤和超滤步骤以除去大尺寸组分、蛋白质和肽，以及随后进行酸沉淀以提供主要由深玫素组成的高纯度沉淀物。

9、本发明还提供了用于制造包含深玫素盐和缓冲液盐的水溶性深玫素粉末的方法。这样的粉末可用于制造染料和色淀。用于基于以上步骤d.的沉淀物制造水溶性深玫素粉末的方法包括：

10、e.添加缓冲液(例如，柠檬酸盐缓冲液)以将ph增大至高于沉淀物中的深玫素的pka以增加其水溶性，以及

11、f.进行干燥步骤以除去水从而制造包含缓冲液的盐和深玫素的盐组合物的深玫素粉末。

12、通过本发明的方法提供的深玫素粉末、沉淀物或组合物与通过先前已知的方法提供的深玫素在多于一个重要参数方面不同。通过本发明提供的深玫素粉末、沉淀物或组合物不包含显著量的反式深玫素，并且不包含蛋白质、肽和有机酸、或来自生长介质的碳水化合物残留物。因此，本发明提供了通过本发明的方法制造的新组合物。

13、本发明还提供了本发明的包含深玫素的组合物作为着色剂和/或用于食物、非食物产品和化妆品中的任一者的防腐目的的用途。在一些实施方案中，本发明提供了包含深玫素颜料的产品，例如食物、非食物产品和化妆品。在一些实施方案中，用于为产品着色和/或用于保存产品的套件，其中所述套件包含至少一种根据本发明的深玫素颜料，以及其中颜料被供应在容器中，以及其中产品选自食物、非食物和化妆品。在一些实施方案中，食物为乳制品、或者混合有油或脂肪的食物、或者具有低ph的食物、或者其中食物将被加热或被制成在食用之前加热的食物。在一些实施方案中，食物为肉替代品或饮料。

14、在一些实施方案中，本发明提供了通过由本发明的方法制造的组合物制成的色淀或染料。在所有这些实施方案和用途中，无论所述组合物将在高温、低ph、长时间光暴露下使用还是将长时间储存，本发明的深玫素色淀或染料都具有有利的稳定性特性。