CN101255280A

CN101255280A - 黑莓色素的提取方法

Info

Publication number: CN101255280A
Application number: CNA2007101909327A
Authority: CN
Inventors: 李维林; 赵惠芳; 王小敏; 吴文龙; 闾连飞; 张友才
Original assignee: Institute of Botany of CAS
Current assignee: Institute of Botany of CAS
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2007-12-03
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2027-12-03
Also published as: CN101255280B

Abstract

黑莓色素的提取方法涉及用黑莓鲜果或冻果生产天然黑莓色素的技术。本专利用黑莓果加工生产的天然黑红色素，色泽亮丽，质量稳定，又富含营养，可广泛用于食品工业的各个领域。本专利方法是根据黑莓种植基地果实成熟期集中、浆果不耐贮存的特点，在果实采收期采用工厂化生产，将黑莓鲜果加工成色素粉末；或者在企业生产淡季，采用工厂化生产，将黑莓冻果加工成色素粉末。本专利方法是将黑莓鲜果或将冻果，加热软化、破碎、提取、减压浓缩、调节pH、稀释、离心、纯化、减压浓缩、干燥、研磨等工艺方法，制成黑莓天然色素粉末。本发明提供了一种安全、高效的黑莓色素提取、纯化的方法，得到纯度高、化学稳定性好、水溶性强的天然色素。

Description

黑莓色素的提取方法

技术领域

本发明涉及食用色素的制备领域，特别涉及黑莓鲜果和冻果中天然色素的提取与纯化方法。

背景技术

黑莓(Rubus spp.)是蔷薇科悬钩子属的浆果类果树，其果实柔嫩多汁、晶莹剔透、果味酸甜爽口，风味宜人，生食加工皆宜，果实和加工产品深受欧美等消费者的喜爱。黑莓浆果中含有丰富的花色苷红色素，是天然食用红色素的上佳原料。

食用色素是以食品着色为目的的食品添加剂，按其来源分为合成和天然两大类。目前，国内外用于红酒、红葡萄酒、食品、饮料的染色剂大部分是利用合成色素作为染色剂，合成色素价格较低，色调较强，但毒性较大，有的还有致癌作用。在很多国家，多种合成色素已被禁止或限量在食品中使用。天然色素是直接从动植物体内提取得到的，它不仅没有毒性，有的还有一定的营养成分和保健作用，用天然色素逐渐取代合成色素是必然趋势。用黑莓果加工生产的天然红色素为深宝石红色，澄清、透明，长时间光照不退色，质量稳定又富含营养，可广泛用于食品工业的各个领域。

江苏省中国科学院植物研究所于1986年首次从欧美等国将黑莓引入我国，目前已在江苏省溧水县丘陵地区建成了我国最大的黑莓种植基地，2007年种植面积近3000hm²，年产量20000吨。黑莓浆果不耐贮运，需及时加工或冷冻贮藏，增加了成本。本发明提供一种生产优质天然色素的方法，为黑莓果增加了一种新的加工产品，生产的黑莓色素质量好、纯度高，可大幅度提高黑莓的附加值。

发明内容

1.发明目的

旨在挖掘天然食用色素资源，提供一种安全、高效的黑莓色素提取与制备方法，并对提取物做进一步的分离纯化，得到纯度高、水溶性强且性质稳定的天然食用红色素。本发明的产品为固态粉末状，纯度高，色泽自然且富有营养，在常温下存放不变质、不结块，可以广泛应用于饮料、糖、酒、肉制品、医药及化妆品等领域。

2.发明的工艺流程

黑莓鲜果经过清洗、去杂，或黑莓冻果经过解冻，经蒸汽快速加热软化，破碎机破碎得到果浆泥，果浆泥经盐酸酒精提取2次，提取液减压浓缩去除酒精，调整pH，稀释至适宜浓度，通过蝶式离心获得澄清液，澄清液上大孔树脂柱纯化，先用水冲洗，去除糖酸等物质，再用一定浓度的酒精洗脱，得色素溶液，将冲洗液减压浓缩成浸膏，最后真空干燥或冷冻干燥得色素粉末。

3.花色苷测定方法

(1)色价法

色价是我国习惯采用的表示色素含量的方法，它表示全部发色物质占样品质量的百分率。

具体操作如下：

称取适量样品，用纯净水稀释至一定浓度。用移液管吸取2mL样品液，再吸取pH3.0[0.6mol/L Na₂HPO₄·12H₂O∶0.3mol/L柠檬酸＝100∶127(V/V)]缓冲液18mL，混匀，以缓冲液作空白，在可见光波长范围内扫描吸收光谱，确定特征峰值的波长，在特征峰值波长下测定样品的吸光度，按下面公式计算色价：

E = \frac{A \times 10 \times k}{W}

其中：E-色价；A-峰值下的吸光度；W-取样量，g；k-样品液的稀释倍数，样品液加缓冲液的体积/样品液体积。

(2)pH示差法

称取适量样品，用纯净水稀释至一定浓度。用移液管吸取2mL样品液，分别用pH 1.0[0.2mol/L KCl∶0.2mol/L HCl＝25∶67(V/V)]和pH 4.5[0.2mol/L NaAc·3H₂O∶0.2mol/LHAc＝1∶1(V/V)]的缓冲液稀释至20mL，混匀后分别在510nm和700nm处测定吸光值。总花色苷的含量(以矢车菊色素-3-葡萄糖苷计)按以下公式计算：

A＝[(A₅₁₀-A₇₀₀)_pH 1.0-(A₅₁₀-A₇₀₀)_pH 4.5]

ACY (mg / 100 g) = \frac{A \times 449.2 \times 10 \times V}{26900 \times m} \times 100

其中：V-提取液的总体积，mL；m-取样量，g；26900-矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔消光系数；449.2-矢车菊色素-3-葡萄糖苷的摩尔分子质量。

4.结合附图对本发明进行详细说明

(1)原料：鲜果要求完全成熟或9成熟以上的新鲜果实，无病虫果、僵果、青果和霉烂变质果等劣质果实；冻果要求色泽一致，无杂质、霉变果。

(2)清洗、去杂：首先用气泡清洗机漂洗，然后用自动喷淋式洗果机淋洗，洗去果实表面污物，最后在挑选带上人工剔除杂质和劣质果，沥干水份。

(3)软化、破碎：将漂洗干净的浆果或经解冻的冻果快速加热至70～80℃，使浆果软化，破坏酶的活性，阻止各类天然色素受热损失，然后用破碎机破碎，生产出果浆泥。果浆泥需迅速冷却至常温。

(4)色素提取：用一定浓度的盐酸酒精溶液做提取剂，按1∶1～4的料液比，充分混匀后在室温(20～30℃)下提取1～2h，过滤，滤渣再提取一次，将两次所得提取液混合。

(5)减压浓缩：将提取液在一定温度下减压浓缩，除去酒精。

(6)粗提液的制备：调节去除酒精的提取液的pH，用纯净水适当稀释，使提取液可溶性固形物含量达到6～9％，通过自动排渣的蝶式离心机在8000～12000转/分的转速下离心，去除杂质，获得色素澄清液。

(7)粗提液的纯化：用AB-8型大孔树脂作为吸附材料，按树脂体积的3～5倍投放粗提液。先用纯净水冲洗，去除糖酸等物质，直到冲洗液可溶性固形物含量为0，再用40～80％的酒精冲洗，直到大孔树脂恢复到原色，使色素全部解吸附。

(8)减压浓缩：将酒精洗脱液在50℃以下的温度下减压浓缩，除去乙醇和水等，直到样品变成粘稠状浸膏。

(9)浸膏的干燥：

方法1-真空干燥：将浸膏浅浅地放于扁平的不锈钢容器中，浸膏的厚度以3～5mm为宜，置于真空干燥机内，温度保持在50℃以下，保持一定的真空度，干燥8～12小时即得干燥的片状色素。

方法2-冷冻干燥：将浸膏浅浅的放于扁平的不锈钢容器中，浸膏的厚度以3～5mm为宜，置于冷冻干燥机内，干燥温度为-30℃～-40℃，干燥12～18小时，即得干燥的片状色素。

(10)色素成品制备：将干燥所得片状色素研磨，过100目筛，得到色素成品。色素成品需立即装入棕色瓶中，密封、干燥、低温贮藏。

本发明专利的特点：

(1)采用盐酸酒精溶液作提取剂，既提高了提取效率、节约了成本，又很好的保持了色素的原色。

(2)采用低温减压浓缩工艺，节省了浓缩时间，减少了色素因高温造成的损失。

(3)根据树脂的性能调节样品液pH，有效提高了树脂对色素的吸附率和维持了色素的天然状态。

(4)采用真空干燥装置，使浸膏中的水分在较低的温度下就能急速排除，热效率好，色素的损失少。

(5)采用冷冻干燥装置，使色素一直处于低温状态，能够使色素保持结构稳定，且生产过程中花色苷色素几乎无损失。该法得到的色素成品只要加入凉水或温水，就很容易恢复到原来状态。

(6)本发明可以使黑莓花色苷的提取保存率超过60％，色素得率达到0.52～0.68％。

(7)本发明所得色素成品中花色苷的含量达到11.38～15.67mg/100g，色价在420以上。经溶解试验，用纯净水稀释1～2万倍，色素溶液仍然保持鲜艳的红色。

(8)本发明生产出的天然黑莓色素产品，稳定性好、耐贮存、易溶解、色泽亮丽，适宜食品、化妆品等行业，还可以用作黑莓花色苷保健品的原料。

5.附图说明

附图是本发明黑莓色素提取方法的生产工艺流程。

6.具体实施方式

实施例1：以1000kg黑莓品种Boysen的鲜果为例，用真空干燥法生产黑莓色素。

(1)果浆泥生产：挑选完全成熟或9成熟以上的无病虫黑莓鲜果1000kg，用自动喷淋式洗果机淋洗，洗去果实表面污物，在挑选带上人工剔除杂质和劣质果，沥干水，将漂洗干净的浆果在冷热缸中快速加热至70～80℃，使浆果软化并灭酶，用破碎机破碎，生产出果浆泥，迅速冷却至室温(25℃左右)。

(2)色素提取：先加入2000L 1％HCL-70％酒精提取剂，充分混匀后在室温(25℃左右)下提取1.5h，然后压榨过滤，将果渣用1000L 1％HCL-70％酒精再提取1次，将两次所得提取液混合，约得到3500L提取液。将提取液在50℃下减压蒸馏除去酒精。将去除酒精的提取液的pH调节为3.0，稀释提取液，使可溶性固形物含量达到6％，混匀后经自动排渣的蝶式离心机在8000～12000转/分的转速下离心，约获得1000L澄清提取液。

(3)色素纯化：用AB-8型大孔树脂做为吸附材料，样品按树脂体积的4倍上样。先用纯净水冲洗，直到冲洗液的可溶性固形物含量为0，再用50％的酒精冲洗，直到大孔树脂恢复到原色，约需50％的酒精1200L。将酒精洗脱液在50℃下减压浓缩，除去乙醇和水，直至洗脱液变成粘稠状浸膏，约得浸膏10kg。

(4)真空干燥：将浸膏浅浅的放于扁平的不锈钢容器中，浸膏的厚度4mm左右，置于真空干燥机内，温度保持为50℃，干燥8～12h，即得干燥的片状色素，研磨、过100目筛后得到粉末状天然黑莓色素产品5.5kg。加工好的色素产品立即装入棕色瓶中，密封、干燥、低温保存。此色素在干燥、0～4℃条件下，保存数年不变质。

实施例2：以1000kg黑莓品种Boysen的冻果为例，用真空干燥法生产黑莓色素。

(1)果浆泥生产：冻果经解冻或将冻果直接防入冷热缸中快速加热至70～80℃，使浆果软化并灭酶，用破碎机破碎，生产出果浆泥，迅速冷却至室温(25℃左右)。

(2)色素提取：操作同实施例1。

(3)色素纯化：操作同实施例1。

(4)真空干燥：操作同实施例1。

实施例3：以1000kg黑莓品种Boysen的鲜果为例，用冷冻干燥法生产黑莓色素。

(1)果浆泥生产：操作同实施例1。

(2)色素提取：操作同实施例1。

(3)色素纯化：操作同实施例1。

(4)冷冻干燥：将所得浸膏置于冷冻干燥机内，干燥温度约为-30℃～-40℃，干燥12～18小时，即得干燥的粉状色素。研磨、过100目筛后即得粉末状黑莓天然色素5.5kg。加工好的色素立即装入棕色瓶中，密封、干燥、低温保存。此色素在干燥、0～4℃条件下，保存数年不变质。

实施例4：以1000kg黑莓品种Boysen的冻果为例，用冷冻干燥法生产黑莓色素。

(1)果浆泥生产：操作同实施例2。

(2)色素提取：操作同实施例1。

(3)色素纯化：操作同实施例1。

(4)冷冻干燥：操作同实施例3。

Claims

1.黑莓色素的提取及纯化方法，其特征在于：将黑莓鲜果分选、清洗，或冻果经解冻后，加热软化、破碎、提取、减压浓缩、调节pH、稀释、离心、纯化、减压浓缩、干燥、研磨等工艺方法制成天然黑莓色素产品。

2.根据权利1所述方法，其特征在于：黑莓鲜果或冻果的软化条件是：快速加热至70～80℃，以破坏酶的活性，阻止各类天然色素受热损失。破碎后冷却至25～35℃。

3.根据权利1所述方法，其特征在于：提取过程所用提取剂为盐酸酒精溶液，盐酸浓度0.5～1.5％，酒精浓度50～95％。按1∶1～1∶4的料液比，充分混匀后在25～35℃的温度下提取1～3h，然后压榨、过滤，将果渣再次用一半体积的提取剂提取一次，将两次所得提取液混合。

4.根据权利1所述方法，其特征在于：减压浓缩的温度为45～50℃。

5.根据权利1所述方法，其特征在于：pH应调节为2.0～3.5。

6.根据权利1所述方法，其特征在于：样品上柱的提取液可溶性固形物含量应控制在6～9％。

7.根据权利1所述方法，其特征在于：蝶式离心机的转速应在8000～12000转/分。

8.根据权利1所述方法，其特征在于：采用AB-8大孔树脂进行色素的纯化。

9.根据权利1所述方法，其特征在于：洗脱所用溶液为纯净水和50％～80％的乙醇。

10.根据权利1所述方法，其特征在于：干燥方法为真空干燥或冷冻干燥，真空干燥的温度为50℃以下，干燥8～12h；冷冻干燥的温度为-30℃～-40℃，干燥12～18h。