辣椒紅色素的提取工藝

摘 要: 辣椒紅色素是一種色價(jià)高的天然類(lèi)胡蘿卜素食用色素，它不僅無(wú)毒副作用，而且有益于身體抗氧化、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)活性等生理功能，因此被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品和兒童玩具等領(lǐng)域。我國(guó)辣椒資源豐富，種類(lèi)繁多，從紅辣椒中提取辣椒紅色素具有廣闊的前景。本文作者以本地紅辣椒為原料，優(yōu)化了辣椒紅色素的提取工藝與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞: 油溶性 辣椒紅色素 水溶性辣椒紅色素 提取工藝

辣椒是一種廣為栽培的蔬菜，色澤鮮紅，肉厚汁多，易于種植，產(chǎn)量高。紅辣椒是辣椒的成熟果實(shí)，含有幾種色澤鮮艷的色素，主要為紅色素。辣椒紅色素是從成熟的紅辣椒中提取的一種天然紅色素，屬類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)色素[1]。辣椒紅色素是一種色價(jià)高的天然類(lèi)胡蘿卜素食用色素，其成品多為暗紅色膏狀物，它不僅無(wú)毒副作用，而且有益于身體抗氧化、調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)活性等生理功能，因此被廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、化妝品和兒童玩具等領(lǐng)域。如在食品領(lǐng)域，因其色澤鮮艷，可調(diào)出由紅到橙等不同色調(diào)，所以用于水產(chǎn)品、肉類(lèi)、糕點(diǎn)、色拉、罐頭、飲料等各類(lèi)食品的著色。辣椒紅色素著色力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，原料易得，是提倡使用的天然色素之一，應(yīng)用前景十分廣闊[2]。

許多天然色素不僅色香誘人、口感甘純、染色性好、無(wú)毒無(wú)害，而且富含人體所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，有些還對(duì)人體有醫(yī)療保健作用，恰好辣椒紅色素就是其中一種[3]。而合成色素由于安全性問(wèn)題，多數(shù)對(duì)人體有毒副作用，在使用上已逐漸受到控制。因此尋找和開(kāi)發(fā)更多的天然色素已成為我國(guó)發(fā)展食用色素的主要方向——包括辣椒紅色素在內(nèi)的天然色素取代合成色素則成為必然[4]。

常見(jiàn)的方法一般包括:油溶法，溶劑法，超臨界CO流體萃取法，超聲波溶劑提取法，溶劑微波提取法和酶法提取。

油溶法:常溫條件下，用油浸泡紅辣椒果皮，使辣椒紅色素溶解，再通過(guò)一定的工藝流程，從油中提取出辣椒紅色素。這種方法的缺點(diǎn)是:提取率低，油與色素分離難，難得到色價(jià)高的紅色素。

超臨界CO流體萃取法(SFE-CO):這是一種新型的化工分離技術(shù)，超臨界CO流體萃取法(SFE-CO)就是使用高于臨界溫度，臨界壓力的CO流體作為溶媒的萃取過(guò)程，處于臨界點(diǎn)附近的流體不僅對(duì)物質(zhì)具有極高的溶解能力，而且物質(zhì)的溶解度會(huì)隨體系的壓力或溫度的變化而變化，從而通過(guò)調(diào)節(jié)體系的壓力或溫度，就可方便地進(jìn)行選擇性的萃取，分離不同物質(zhì)。該技術(shù)工藝簡(jiǎn)單，能耗低，萃取溶劑無(wú)毒，易回收，所得產(chǎn)品具極高的純度，殘留溶劑符合FAO/WHO要求[5，6]。

超聲波溶劑提取法:用超聲波提取過(guò)程產(chǎn)生強(qiáng)烈的震動(dòng)、空化、攪拌，與傳統(tǒng)提取方法比較具有收率高，生產(chǎn)周期短，無(wú)需加熱，有效成分不被破壞等優(yōu)點(diǎn)[7]。但對(duì)儀器設(shè)備要求過(guò)高。

溶劑微波提取法:該技術(shù)可克服傳統(tǒng)提取方法的缺陷，表現(xiàn)出良好的發(fā)展前景與巨大的應(yīng)用潛力，縮短生產(chǎn)時(shí)間，降低能源溶劑的消耗，提高收率和提取純度，且環(huán)保[8]。其不足之處是對(duì)儀器設(shè)備的要求比較高。

在綜合各種提取工藝的前提下，我通過(guò)比較研究及初步實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出如下工藝。

1.原料初加工

本地市場(chǎng)收購(gòu)紅尖椒，將濕辣椒去梗，洗凈后晾曬或烘干。

2.前加工

將辣椒粉碎，碾磨，加工成辣椒粉。

3.油溶性辣椒紅色素提取

3.1配置提取液

所用試劑有:丙酮(南昌洪都試劑化工廠，AR級(jí))，無(wú)水乙醇(南昌洪都試劑化工廠，AR級(jí))和石油醚(南昌洪都試劑化工廠，AR級(jí))。

主要儀器:TG328B型分析天平(上海精科公司)，BRUKER型紅外原子吸收光譜儀(北京瑞利儀器廠)，202-1型烘干箱(天津泰斯特儀器有限公司)，分液漏斗，b形管，熔點(diǎn)管，溫度計(jì)等。

配制30%丙酮:無(wú)水乙醇=1∶1的提取液貼上標(biāo)簽備用。

3.2浸泡辣椒粉

將備用辣椒粉用天平稱(chēng)量，每個(gè)燒杯中放入20g的紅尖椒浸泡，浸泡24個(gè)小時(shí)，記錄當(dāng)時(shí)的室溫為17℃。經(jīng)過(guò)24小時(shí)的浸泡以后，用濾布包裹住紅尖椒，擠壓過(guò)濾，將濾渣也用上述方法浸泡提取2次，使紅尖椒中的紅色素得到充分的溶解。將3次得到的同種濾液合并起來(lái)，準(zhǔn)備抽濾。

3.3處理得到辣椒紅色素[9]

將色素提取液減壓抽濾，除去雜質(zhì)，濃縮后，加放適量石油醚萃取處理2次，辣椒紅色素溶解在石油醚中，處于上層，用分液漏斗萃取處理后的色素液，在1.33—4.00kPa下減壓蒸干。39—40℃恒溫干燥，得到紅色粉末狀色素，即的油溶性辣椒紅色素。綜合得率為0.4914。

4.水溶性辣椒紅色素的轉(zhuǎn)化工藝

4.1水化劑的制備

NaOH固體(南昌洪都試劑化工廠，AR級(jí))，無(wú)水乙醇(南昌洪都試劑化工廠，AR級(jí))。

4.2轉(zhuǎn)化工藝

4.2.1油溶性辣椒紅色素先以AR級(jí)無(wú)水乙醇為溶媒，與5%的NaOH溶液在反應(yīng)釜中進(jìn)行水解反應(yīng)，加熱50—80℃，攪拌2—4小時(shí)后，經(jīng)薄板層析色譜檢測(cè)，使水解率達(dá)到95%以上;再進(jìn)行過(guò)濾分離，其濾餅用無(wú)水乙醇反復(fù)萃取數(shù)次，合并濾液，再進(jìn)行減壓蒸發(fā)濃縮并回收乙醇，制備出水溶性天然辣椒紅色素乳液。

4.2.2取水，加入膠粉和糊精，加熱60—90℃，攪拌均勻，然后緩慢加入所述的水溶性辣椒紅色素乳液，攪拌2—5小時(shí)后，進(jìn)行噴霧干燥得到粒徑均勻的粉狀辣椒紅色素產(chǎn)品。

4.2.3真空密閉包裝，陰涼干燥處保存。

5.結(jié)果與討論

本工藝與其它能查詢(xún)到的工藝比較具有工藝簡(jiǎn)單、易操作控制，設(shè)備投資少、溶劑易回收再利用、成本低、周期短，有效成分收率高、適合大、中、小生產(chǎn)規(guī)模等優(yōu)點(diǎn);產(chǎn)品在水中分散性好，質(zhì)量穩(wěn)定，使用方便，有利于運(yùn)輸和貯藏;基本上無(wú)廢氣、廢水、廢渣排放，為清潔工程。

參考文獻(xiàn):

[1]馬自超.天然食用色素化學(xué)生產(chǎn)工藝學(xué)[M].北京:中國(guó)林業(yè)出版社，2004:75-77.

[2]金時(shí)俊.食品添加劑——現(xiàn)狀、生產(chǎn)、性能、應(yīng)用[M].上海:華東化工學(xué)院出版社，2002:156-158.

[3]天津輕工業(yè)學(xué)院食品工業(yè)教學(xué)教研室.食品添加劑(修訂版)[M].北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社，2003:97-101.

[4]姜煒.世界辣椒紅色素的歷史、現(xiàn)狀及發(fā)展趨向[J].南京理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，(01):26-29.

[5]吳明光.辣椒紅色素的提取分離和測(cè)定分析研究[J].福建分析測(cè)試，1993，(2):18-20.

[6]RlzVlssH，BCNADD A L，ZOLLWEGJA，et al.Su，percitical fluid extraction;Fundamental principles and modeling methods[J]. Food Technology，1989，(6):55.

[7]李美粉.超生提取辣椒素的研究[J].中國(guó)，調(diào)味品，2005，(5):51-52.

[8]湯大衛(wèi).微波提取[J].醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)雜志，2003，(5):5-7.

[9]智科端，簡(jiǎn)麗，王宏偉等.辣椒紅色素提取精制方法[J].內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2002，(1):9-11.