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是天然色素研究的热点
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简介辣椒红色素是一种被广泛认可的天然食用色素,被誉为“最安全的A类色素”,目前已被应用于食品、饲料、化妆品及医疗等领域。如何扩大辣椒红色素的生产规模、提高辣椒红色素的生产率和质量、 ...
辣椒红色素是辣椒一种被广泛认可的天然食用色素,被誉为“最安全的红色化方A类色素”,目前已被应用于食品、素提饲料、取纯化妆品及医疗等领域。法研如何扩大辣椒红色素的究进生产规模、提高辣椒红色素的辣椒生产率和质量、合理利用辣椒红素,红色化方是素提当前产业界关注的热点问题。本文分析了国内外近10年辣椒红色素的取纯提取和纯化技术,以期为辣椒红色素及其他天然色素的法研高质量生产提供参考,为辣椒红色素原料的究进“生态化”和加工工艺的“绿色化”奠定理论基础。
色素(着色剂)是辣椒食品加工中不可或缺的部分。由于某些人工合成色素被证明对人体有不同程度的红色化方危害,相比之下,素提具有着色功能和营养保健功效的天然色素更受市场欢迎,各国各组织也为促进天然色素的发展制定了一系列法律法规。
辣椒红色素又称辣红素、椒红素,是从成熟红辣椒果实中提取的天然着色剂。因具有安全、无毒、无副作用等优点,被联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)列为A类色素,是天然色素研究的热点。目前,辣椒红色素已被广泛应用于饲料、食品、医药、化妆品等领域。我国现行国家标准《GB 2760—2014食品添加剂使用标准》将辣椒红(paprika red)列为着色剂,可应用于饮品、果蔬制品、肉制品、焙烤食品等食品的着色。1999年,欧洲议会和理事会通过了关于供食品中使用的着色剂指令(94/36/EC),指令中明确规定EC编号为E 160c(辣椒提取物——辣椒红素、辣椒玉红素)的色素属于“允许使用的食品着色剂”,可适量添加于干酪、谷物类早餐、优质果酱果冻以及香肠、肉糜馅饼和陶罐装食品中。辣椒红色素具有广阔的市场前景和较高的应用价值,本文总结分析了近10年来国内外学者对辣椒红色素提取和纯化方法的相关研究,以期为辣椒红色素的进一步开发、利用提供依据。
1辣椒红色素的主要成分
辣椒红色素是混合物,主要成分是辣椒红素(capsanthin)和辣椒玉红素(capsorubin),占总量的50%~60%,这两种色素也是辣椒红色素的主要着色成分。辣椒红色素中主要成分的基本信息如表1(见下页)所示。辣椒红色素是脂溶性色素,易溶于乙醇、丙酮、正己烷、己烷、乙酸乙酯等非极性溶剂;在辣椒红色素中加入2~3滴三氯甲烷和1滴硫酸,会显暗蓝色。辣椒红色素的稳定性不佳,在加工和贮藏过程中易受pH、温度、光照、氧、酶、金属离子等因素的影响。我国现行国家标准《GB1886.34—2015食品添加剂辣椒红》对辣椒红色素产品的感官要求和理化指标提出了具体要求,并明确规定市售的辣椒红色素产品呈深红色油状,可在原料中添加食用糊精、抗氧化剂等辅料,通过添加食用油脂调整色价。
2辣椒红色素的提取方法
辣椒红色素的提取方法较多,可分为传统提取法和新型提取法两类。传统提取法指利用溶剂提取辣椒红色素,通常包括油溶法和有机溶剂提取法。新型提取法通常指利用设备辅助溶剂提取,以达到高效、节能、环保的目的,如超声波辅助提取、闪式提取、超临界流体萃取、超高压辅助提取等;也有通过生物手段的,如酶提取法。
2.1传统提取法
2.1.1油溶法
油溶法是一种操作简单的提取方法,具体是将食物基质浸渍在植物油中,将食物基质中的化合物转移到植物油中,再进行过滤或离心分离。国内常用花生油、大豆油、菜籽油等食用油浸提红辣椒得到辣椒红色素;国外通常使用冷榨植物油,如橄榄油、玉米油、椰子油、棕榈油、鳄梨油等,得到辣椒红色素。2016年,BARROS等将鳄梨油和超临界二氧化碳作为溶剂,发现每1 g干物质中能提取到280~460μg辣椒红素。油溶法由于潜在的健康益处和环境友好性而受到赞赏,但该技术产率低、产品纯度低,不适合推广。
2.1.2有机溶剂提取法
有机溶剂提取法(Solvent extraction,SE)是目前工业上应用最普遍的提取方法,其原理是相似相溶。现已报道可用于辣椒红色素提取的常用溶剂有甲醇、乙醇、丙酮、二氯甲烷、乙酸乙酯、石油醚、正己烷等,在倡导“绿色生产”的大背景下,乙酸乙酯更受青睐。我国工业上大批量连续化生产辣椒红色素通常采用单溶剂提取法(提取溶剂为窄流程的六号溶剂油)或双溶剂提取法(提取溶剂为六号油与丙酮的混合溶剂,体积比为9:1),整个生产需要经过原料预处理(辣椒干燥磨粉等)、浸润原料、多次喷淋物料进行再萃取、沥干、过滤除杂、蒸发浓缩、精制等环节。为了避免辣椒红色素在加工中分解,一般在低于4℃的避光环境下尽快进行匀浆(如加入BHT抗氧化或CaCO3抗酸)和后续处理。
影响辣椒红色素提取效果的因素有很多,常用的评价标准有色价/吸光度(方法参考GB 1886.34—2015)、得率、提取率等。宿光平优化了车间生产辣椒红色素预处理(辣椒粉目数)、萃取(萃取溶剂)、蒸发、精制环节的工艺参数,当辣椒磨粉目数为40~60目时,选用窄流程的六号油为提取溶剂,蒸发环节减少蒸发级数选用(95±2)℃的高温预热水作为热源,精制环节选择高真空度、低温度,最终产品的色价可提高到150以上,吸光比为1.005,溶剂残留小于5%。马超等分别以异丙醇和乙醇为提取溶剂,探究了提取温度、提取次数、料液比、提取时间4个因素对辣椒红色素吸光度的影响,试验结果表明提取温度对辣椒红色素的吸光度有较大的影响。杜苏萌等以乙醇为提取溶剂,用索氏提取法提取干辣椒粉中的辣椒红色素。结果表明,回流温度对辣椒红色素提取率的影响最大;以95%乙醇为提取溶剂,料液比为1:50,在90℃下回流5次,辣椒红色素的提取率最高,为0.544 1%。在浸提环节增加搅拌、振荡来提高辣椒红色素产品质量和产率的方法也逐步得到推广。周书栋等以色价为考察指标,采用响应面分析法优化振荡法,得到转速、温度和时间的最佳参数。验证结果表明,通过振荡法得到的辣椒红色素色价为10.68。
有机溶剂提取技术具有一次性大批量提取、工艺简单、成本低等优点,但目前我国生产的辣椒红色素产品缺乏竞争优势,存在溶剂残留、脱辣不彻底、青臭味严重、重金属超标等问题,因此亟待进行技术提升。
声明:本文所用图片、文字来源《中国果菜》2020年9月,版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题,请与本网联系
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