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辣椒红色素提取新工艺

2020-12-3 12:00| 发布者: 种地网| 查看: 516| 评论: 0

摘要:   人们发现,人工合成色素用于食品、饮料,长期食用会严重危害人类的健康,食用天然色素则成为当今时尚。近几年来,我国食用天然色素有较大发展,其品种已从9种增加至20种左右,年产量也有大幅度提高,其中辣椒红 ...
辣椒种植技术 

  人们发现,人工合成色素用于食品、饮料,长期食用会严重危害人类的健康,食用天然色素则成为当今时尚。近几年来,我国食用天然色素有较大发展,其品种已从9种增加至20种左右,年产量也有大幅度提高,其中辣椒红色素的发展尤为迅速。 辣椒红色素是从成熟的辣椒果皮中提取的,为暗红色膏状物,不溶于水,溶于乙醇和油脂中,在pH值3一12使用时色调不变。由于具有良好的乳化分散性,及耐光、耐热、耐酸碱和耐氧化性,因而被广泛应用于食品、医药、肥皂以及化妆、品等工业产品的着色过程。

  辣椒红色素中主要含类胡萝卜素、β—胡萝卜素和多种维生素,本身具有丰富的营养含量,对人体无毒,有一定的防癌治癌功效,因此,深受消费者喜爱。资料表明,日本、美国以及欧洲一些国家每年都需大量进口辣椒红色素。

  l.辣椒红色素生产现状

  目前,国内外提取辣椒红色素的生产方法主要有油溶法、溶剂法和超临界萃取法3种。油溶法中,油和色素的分离困难,难以得到浓稠的色素;超临界萃取法的设备投资较大,操作技术要求高,不易推广。故目前国内外厂家绝大多数都采用溶剂法提取。 溶剂法按操作方式又可分为浸渍法、渗漉法、回流提取法及索氏提取法。以上各种方法在提取前,均需将辣椒粉碎成粉末,操作费用较高。此外,提取后的残渣中还残留有相当量红色素,所得粗品的杂质含量高,精制费用昂贵,残渣的可利用性差,给生产带来困难。

  2.新工艺的优越性

  对溶剂提取法进行试验研究,提出一套利用热逆流法提取辣椒红色素的新工艺。经试验,所提色素纯度较好,得率较高,不需要将辣椒果粉碎成粉末,故所得残渣的可利用性强。本文着重讨论这一新工艺,并与传统的提取方法进行比较。

  3.新工艺实验

  (1)设备和材料 切碎机、电热套、超级恒温器、逆流冲洗器、索氏提取器、热逆流提取器(自制)、真空干燥箱、真空泵、ZFQ85A型旋转蒸发器、72l型分光光度计、岛律IR—440光谱仪; 四川产尖牛角椒,去籽切碎,粒度小于15毫米即可,测得原料含水量为12.0%左右;氢氧化钠(化学纯),95%食用乙醇。

  (2)工艺流程 辣椒干—去籽切碎—提取辣味素—除辣—提取红色素—减压浓缩—真空干燥—红色素

  (3)实验方法

  ①除辣 将经过提取辣味素后的辣椒果品置于一容器内,加入浓度为2%的氢氧化钠溶液,碱液用量为辣椒果品原重的10一15倍。将容器放入超级恒温器内,在55℃下恒温2小时左右,然后过滤,并将辣椒果皮置于逆流冲洗器中冲洗至pH值为7左右,取出果皮,晾干备用。

  ②提取红色素

  A.热逆流提取法 将原重为30克并经过除辣处理后的辣椒果皮装入自制的热逆流提取器中,向底部的三颈烧瓶中加入95%的食用乙醇150毫升,向分馏头中通入冷却水,然后开始提取操作。 提取时先关闭支管控制旋塞,让加热溶剂所产生的蒸汽经旋塞进入主管,通过筛板和辣椒填充层后进入分馏头被冷却,冷凝液全部回流至主管内由下而上流人辣椒填充层中。当逆流而上的蒸汽速率足够大时,辣椒填充层的底部将有液泛现象发生,为使溶质能有充分时间溶出,可控制在液泛条件下操作,当液面高度接近辣椒填充高度时,立即开启支管旋塞,让蒸汽由支管直接进入分馏头中冷凝,提取液则流人三颈瓶内。 重复上述操作,直至提取达到要求为止。 提取完毕后,用电磁铁吸引摆动漏斗,开启支管旋塞,并关闭主管旋塞,向夹套中通入加热介质,以回收残渣中的溶剂和浓缩提取液时产生的溶剂蒸汽,回收的溶剂存于接液瓶中,以供重复使用。

  B.索氏提取法 将原重为30克并经过除辣处理后的辣椒果皮装入索氏提取器中,加入95%的食用乙醇200毫升,加热提取240分钟,然后对提取液进行初浓缩。

  C.回流提取法 将原重为30克并经过除辣处理后的辣椒果皮干燥,并粉碎至粉末状。然后将其装入接有回流冷凝器的圆底烧瓶中,加入95%的食用乙醇300毫升,力口热回流提取120分钟。滤出提取液,向残渣中再加入300毫升溶剂,重复提取*,滤出提取液。两次提取液合并进行初浓缩。

  (3)浓缩及干燥 将各法所提红色素的初浓缩物分别上旋转蒸发器浓缩至粘稠状,然后移至真空干燥箱内,在80℃、l 300帕下真空干燥120分钟,即得红色素产品。

  4.结果与讨论

  (1)与传统方法的比较利用热逆流法从辣椒果皮中提取红色素,其色值明显高于传统的索氏法和回流提取法,收率大大高于索氏提取法。这主要是由于热逆流法充分利用了加热溶剂时所产生的蒸汽,增加了液相的湍动程度,提高了溶质的扩散速率,同时,因为不断有新鲜溶剂(冷凝液)加入,从而使辣椒果皮与溶剂间保持较高的浓度梯度,明显提高了相际间的传质推动力,使提取收率得到提高。

  热逆流法与回流提取法的收率相近,但残渣颜色不同。这主要是由于回流提取法在提取过程中需要把物料粉碎成粉末,难免在提取过程中把一些大分子量物质和超细粉末带入色素中,而热逆流法不需将原料粉碎成粉末,因此避免了由于过分破坏植物细胞壁,而造成一些分子量较大的组分被浸取出来的缺点。

  (2)与有关文献的对照 利用热逆流法提取红色素的各项指标均符合有关标准,其色价超过超临界萃取法。 此外,热逆流法所提取的红色素其红外光谱与国外有关文献提供的 辣椒红色素纯样的红外光谱对比,其主要特征吸收峰基本吻合,吸收强度也很接近,而且热逆流法提取物的红色素纯度较高,因而具有较高的色值。

  (3)结论 经对比,热逆流法具有以下优势:

  ①提取时间短,溶剂用量少,收率高、色价高。

  ②原料在提取前不需要粉碎成末,操作费用低,残渣的利用价值大。并可开发出附加值高的系列产品。

  ③本工艺集过滤、提取、浓缩于一体,因而设备投资和操作费用相对降低。

  ④利用本工艺提取红色素可*得到成品,产品无须精制,各项指标均符合有关标准。

辣椒种植技术 

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