辣(la)椒(jiao)色(se)素(su)是(shi)以(yi)辣(la)椒(jiao)為(wei)原(yuan)料(liao),提(ti)取(qu)出(chu)的(de)高(gao)類(lei)胡(hu)蘿(luo)卜(bu)素(su)係(xi)統(tong)的(de)橙(cheng)紅(hong)色(se)的(de)天(tian)然(ran)食(shi)用(yong)色(se)素(su)。該(gai)色(se)素(su)屬(shu)於(yu)萜(tie)類(lei)色(se)素(su),產(chan)品(pin)呈(cheng)粘(zhan)稠(chou)的(de)液(ye)狀(zhuang),也(ye)可(ke)以(yi)經(jing)烘(hong)幹(gan)呈(cheng)粉(fen)末(mo)狀(zhuang)。它(ta)不(bu)溶(rong)於(yu)水(shui),具(ju)有(you)較(jiao)好(hao)的(de)熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)、耐酸堿性、耐光性和乳化分散性。辣椒色素的溶液因濃度不同可以呈現深紅、桔紅、黃色、淡黃色等顏色;又因其含有胡蘿卜素,β-胡蘿卜素及多種維生素,本身具有豐富的營養價值,因此,辣椒色素可廣泛用於食品、醫藥以及化妝品等工業產品的著色。
辣椒色素的提取最早是用油溶法和溶劑法。油溶法,即用動、植物油類(如魚油、棉籽油、豆油、菜油、椰子油、玉米油等)浸泡辣椒皮或辣椒粉,然後分離出溶解在油中的色素,這種方法的缺點是油與色素的分離比較困難,難以得到濃稠的色素。
溶劑法,按操作方式又可分為浸漬法、滲漉法、回流提取法及索氏提取法等,即用烷基酮或烴提取出色素。這種方法得到的色素質量不穩定、純度差、濃度低或難以除去辣味;亦yi可ke首shou先xian破po壞huai辣la味wei素su以yi除chu去qu辣la味wei,然ran後hou提ti取qu到dao無wu辣la味wei的de色se素su,這zhe種zhong方fang法fa提ti取qu後hou的de殘can渣zha中zhong還hai殘can留liu有you相xiang當dang的de紅hong色se素su,所suo得de粗cu品pin的de雜za質zhi含han量liang高gao,精jing製zhi費fei用yong昂ang貴gui,殘can渣zha的de可ke利li用yong性xing差cha,給gei規gui模mo化hua生sheng產chan帶dai來lai了le難nan度du。
一、堿水溶液處理--溶劑提取--水蒸汽蒸餾法
為消除上述提取法帶來的弊端,多年來研究人員對國內外辣椒色素的提取方法進行了綜合試驗研究,認為利用堿水溶液處理--溶劑提取--水蒸汽蒸餾法可以生產出色澤好、純度高、穩定性好的辣椒色素。現將具體方法介紹如下:
1、工藝流程:辣椒→浸提→蒸餾→辣椒油樹脂→水解→過濾→固形物→浸泡→減壓過濾→提取液→減壓蒸餾→色素→水蒸汽蒸餾→濃縮精製色素→烘幹→粉末狀辣椒色素
2、提取方法
⑴提取辣椒油樹脂。將成熟的辣椒果實烘幹粉碎後,投入提取罐內,在室溫條件下,用有機溶劑(如乙醇、丙酮、2-丙醇、三氯乙烯、乙烷等)連續浸提,從提取液中蒸餾出有機溶劑,再用低級脂肪族醇類溶劑(如甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇等)萃取辣椒油樹脂,添加量相當於辣椒油樹脂的10倍左右,溫度為室溫至醇類的沸點,攪拌時間1-10小時。之後,靜放,采取傾析或液-液離心分離出含辣椒色素相;然後,在常壓或真空狀態下,進行水蒸汽蒸餾,餾去殘餘的醇類,得到含辣椒色素的樹脂。
⑵堿水溶液處理。蒸餾後含辣椒色素的樹脂,加入堿水溶液處理。堿水溶液的濃度為45%左右,添加量相當於蒸餾後樹脂重量的3-5倍,溫度為80℃,攪拌時間為3-10小時。然後調pH值在4-6.5之間,使含辣椒色素樹脂中的脂肪酸類,從水溶性堿鹽的形式一次轉化成遊離性的脂肪酸類;pH值調節劑為常用的無機或有機酸類。調酸後,緩緩加入沉澱劑,使遊離脂肪酸類轉化成難溶性或不溶性的鹽,生成沉澱物;沉澱劑有氫氧化鋇、氫氧化鎂、氫氧化鈣等,其用量相當於調酸後辣椒油樹酯重量的2-8倍。沉澱後,通過離心或過濾的方法,得到皂堿狀的固形物。
⑶提取。將皂堿狀固形物放在提取罐中,加入有機溶劑進行連續提取,有機溶劑有丙酮、丁酮、醋酸甲酯、甲醇、乙醇、丙醇、戊烷、苯、甲苯、二乙醚等石油醚類。有機溶劑的添加量相當於固形物重量的1-15倍,溫度控製在室溫,提取時間根據選用溶劑的不同在1-15小時左右。
⑷蒸餾。提取液(去掉殘渣)經常壓或真空條件下蒸餾,餾去有機溶劑,得到色值為30-65萬辣椒色素。如所得色素仍有辣椒特有的異味,再將色素在約26.7kPa下減壓,水蒸汽蒸餾4小時,可脫去異味。濾掉水分後在真空幹燥器中幹燥,得到濃縮精製的色素;也可經低溫烘幹,得到粉末狀的辣椒色素。
二、CO2 超臨界萃取法
除上述方法外,目前世界上流行的還有超臨界萃取法。與傳統方法相比,用CO2超臨界萃取法避免了使用有機溶劑,省去了蒸餾等操作步驟,是一種十分有前途的提取方法。該法的萃取流程是:
辣椒粉→提取槽→分離槽→粗色素→提取槽→分離槽→色素
具體操作如下:將辣椒烘幹粉碎,置於提取槽中,以5L/min的流量通入壓力為12mPa的CO2,提取槽溫度為40℃,保持上述CO2 壓力60 min,含CO2進入分離槽,並減壓至大氣壓,得到帶辣味的提取物,其色素含量為8%左右。將此提取物再置入提取槽中,以5L/min的流量通入壓力為45mPa的CO2,槽溫為40℃,提取時間為40min,然後進入分離槽,減壓至大氣壓,得到無辣味的辣椒色素。
三、辣椒色素的分離
辣椒色素隨濃度的不同可以呈多種色調,如:食用乙醇以1:15溶解後,加量為1/5000時呈紅色,1/8000時呈桔紅色,1/12000時呈黃色。近年來,也有用柱色譜法直接將辣椒色素分離成黑、黃、紅、橙等單一色素的,這些單一色素有良好的熱穩定性,在100℃加熱數小時後,色素的殘存率都在95%左右,而且有很好的耐光性。
具體方法如下:在裝有矽膠的玻璃柱中,加入濃縮好的辣椒色素,矽膠與辣椒色素加量之比為5:1,然後用正已烷洗脫,洗脫液中餾出正已烷,首先可得到黑色素;接著用5%異丙醚和95%正已烷洗脫,洗脫液中餾出溶劑後得到黃色色素;再用25%異丙醚和75%正已烷洗脫,洗脫液中餾出溶劑後得到紅色素,最後用丙酮洗脫,餾出丙酮後可得到橙色素。
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