蘿卜紅色素精制條件的研究

□ 陳 正 胡 莉 吳 華 譚 劼 林泉松 呂白樺 重慶科瑞制藥（集團）有限公司

蘿卜紅色素是我國允許使用的天然著色劑之一，為天竺葵素的葡萄糖苷衍生物，屬水溶性花色素苷類，系類黃酮類化合物[1]。蘿卜紅色素主要取自成熟的紅心蘿卜。紅心蘿卜在我國廣泛種植且其蘿卜紅色素含量非常高，廉價易得，所以是提取蘿卜紅色素的理想來源[2—3]。

目前，蘿卜紅色素提取工藝比較簡單、質量控制不嚴格，往往導致產品有濃重異味同時其溶解性也較差。蘿卜紅色素的異味難聞，處理后易反味，除味問題一直是制約該產品的關鍵技術問題。之前有很多解決方法，基本都局限于實驗室范圍，有大孔樹脂法、水蒸氣蒸餾法、高壓鍋法、滲透法、超臨界二氧化碳脫臭法、膜分離法等。多數都是幾種方法結合使用，但這些方法都不是很理想，存在收率低、色價降低、易反味、過程復雜、操作困難等問題，要將其放大至生產規模存在難度或難以實現[4—5]。

1 材料與方法

1.1 材料

蘿卜紅色素為重慶武隆仙女天然色素有限公司提供，3個批次大生產樣品（180601,180602,180603）；乙醇、丙酮、雙氧水、過氧化氫、次氯酸，購自重慶川東化工（集團）有限公司，分析純；石油醚、乙酸乙酯、正丁醇、高氯酸，購自成都市科隆化學品有限公司，分析純；高錳酸鉀，高鐵酸鈉，購自廣東光華科技股份有限公司，分析純；硅藻土，購自臨江市華通硅藻土制品有限公司；β—環糊精、麥芽糊精，購自鄭州天順食品添加劑有限公司；吐溫、乳糖、甘露醇，購自河北科隆多生物科技有限公司；麥芽糖醇、糊精、麥芽糖醇，購自蘇州恒銳化工原料有限公司。

1.2 儀器

水浴鍋（鞏義予華儀器有限責任公司，HH—2K4）；烘 箱（Thermo scien—tific，Heratherm OMH750）；制水機（Milli—pore公司，Elix Advantage15）。

1.3 方法

1.3.1 除味方法對除異味效果的影響

①稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于冷水中，再放置于水浴鍋上揮發，烘干后得固體1號，稱重；②稱3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于冷水中，再用冷凝回流裝置蒸餾回收，烘干后得固體2號，稱重；③稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于溫熱水中，加入50%乙醇，醇沉，烘干后得固體3號，稱重；④稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于乙醇或丙酮中，冷凝回流，分離烘后得固體4號，稱重；⑤稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于溫熱水中，加入適量溶劑萃取，分離烘后得固體5號，稱重；⑥稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于溫熱水中，加入適量氧化劑反應一定時間，分離烘干后得固體6號，稱重。

1.3.2 不同氧化劑對除異味效果的影響

稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于水中，分別加入相同量的過氧化氫、次氯酸、高氯酸、高錳酸鉀和高鐵酸鈉在相同條件下反應相同的時間，分離烘后得稱重固體，標記為7～11號。

1.3.3 氧化劑比例對除異味效果的影響

稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于水中，分別加入0.5%氧化劑、1.0%氧化劑、5.0%氧化劑和10.0%氧化劑在相同環境條件下反應相同的時間，分離烘后得稱重固體，標記為12～15號。

1.3.4 反應時長對除異味效果的影響

稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于水中，分別加入相同比例的氧化劑在相同環境條件下，分別反應5、10、15 min和30 min時間，分離烘后得稱重固體，標記為16～19號。

1.3.5 不同外加物對溶解性效果的影響

稱取3個批次各0.5 g的蘿卜紅色素溶于水中，在加入相同比例的氧化劑在相同環境條件下反應相同的時間后，再分別加入少量β—環糊精、麥芽糊精、乳糖、甘露醇、麥芽糖醇、糊精、可溶性淀粉、吐溫和硅藻土靜置后，分離烘后得稱重固體，標記為20～28號。

2 結果與分析

2.1 不同除味方法對除異味效果的研究

由表1知，氧化法可以較好的達到除異味效果。

表1 不同處理方法對除異味效果的結果

2.2 不同氧化劑對除異味效果的研究

由表2知，高鐵酸鈉的除異味效果明顯。

2.3 不同添加量的氧化劑量對除異味效果的研究

由表3知，用1.0%高鐵酸鈉量處理時，除味效果明顯，收率達90%。

2.4 反應時長對除異味效果的研究

由表4知，最佳反應時間為10 min時，除味效果明顯，收率96%。

2.5 不同外加物對溶解性效果的研究

由表5知，麥芽糊精、乳糖和麥芽糖醇作為外加物都可以較好改善蘿卜紅色素的溶解性及通透性，收率最佳的是麥芽糊精。

3 討論與結論

蘿卜紅色素中異味的產生原因有：①蘿卜中的蘿卜苷等硫代葡萄糖苷在硫代葡萄糖苷酶的作用下酶解或非酶降解成有異味的含硫小分子化合物硫氰酶酯、異硫氰酸酯、二氧化硫、硫化氫等；②蘿卜中的含硫物質在半胱氨酸—亞砜裂解酶的作用下與氨基酸發生反應，生成甲硫醇，甲硫醇進一步反應生成一系列有異味的含硫衍生物[6—8]。由于其產生的硫氰酶酯、異硫氰酸酯或含硫衍生物被高鐵酸鈉氧化后，生成的物質無色無味，且高鐵酸鈉為鈉鹽溶解性較好，在后續生產中也易處理，不易引入副產物[9—10]。

表2 不同氧化劑對除異味效果的結果

表3 不同比例的氧化劑高鐵酸鈉除異味效果的結果

表4 不同反應時長除異味效果的結果

表5 不同外加物對溶解性效果結果

隨著氧化劑高鐵酸鈉量的增加以及反映時間的增長，并沒有使收率持續增加，從經濟和時間效率的考慮，1.0%高鐵酸鈉量以及反應時長10min時間最佳。麥芽糊精的溶解性較好，加入后也可以極大增加蘿卜紅色素的溶解性，收率較高，后續的處理也比較便宜。