CN103254677A

CN103254677A - 一种从甘薯中提取紫红色可食用油墨及其制备方法

Info

Publication number: CN103254677A
Application number: CN2013101973530A
Authority: CN
Inventors: 郑慧英
Original assignee: TIANKANGYUAN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd TIANJIN
Current assignee: TIANKANGYUAN BIOLOGICAL TECHNOLOGY Co Ltd TIANJIN
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-08-21

Abstract

本发明公开了一种从甘薯中提取紫红色可食用油墨及其制备方法，本方法是将甘薯根部在pH1.0-6.5的条件下提取后，经过吸附处理、离子交换处理、酸处理和膜分离处理的其中至少一种后，减压浓缩和赋形成粉末状色素产品，进而与乳化剂、去离子水等物质混合均匀后用膜过滤器过滤得到的可食用油墨的方法及其用此方法制备的油墨。与现有技术相比，本发明的可食用油墨具有安全可食性，色彩鲜明，耐热性和耐光性良好，在印刷于食品和食品包装上的情况下不仅不影响食品的风味，而且能够醒目地显示出印刷的图案或文字等优点。

Description

一种从甘薯中提取紫红色可食用油墨及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油墨及其制备方法，特别是涉及一种从甘薯中提取紫红色可食用油墨及其制备方法。

背景技术

印刷油墨在印刷、包装行业中发挥着举足轻重的作用。但是，因传统油墨中含有大量对人体有害的成分，特别是溶剂型油墨的制备和使用中涉及到的汽油、苯及其衍生物、煤油、醇类等，对一线工人的健康造成了极大的威胁。尤其是当这些油墨被用于食品、药品的印刷时，会直接或间接地污染这些物品，进而危害人的健康。可食用油墨系特种油墨，不仅具有印刷油墨的一般共性，还因为其具有可供人食用的性能而逐渐广泛应用于食品、保健品和药品的表面装潢，或者此类产品的包装印刷，主要应用于胶囊、片剂、糖果、水果、禽蛋等表面及其包装打印相关文字、图案等标记，比如在饼干、巧克力、糖果、水果、禽蛋等食品表面印刷流行的卡通图案以及能引起人们食欲的图像、图形、文字，可以起到个性化产品、促进销售的作用；在胶囊、药丸等药品表面印刷适合安慰病人的内容，不仅可以起到抚慰消费者的作用，还能更好地区分假药、劣药，保证用药安全。可食用油墨直接把图案、商标直接印在食品及其包装上，这就要求油墨必须具有一般油墨的特点，如图文清晰、颜色饱满，均匀、耐磨性能优良等；更为重要的是，由于油墨最终要被食用，那么油墨的安全性还要具有绝对的保证，虽然可食用油墨及其制备方法在一些发达国家已初见端倪，许多科研机构和有实力的公司都竞相推出其可食用油墨的配方和应用设备，并在很多食品生产公司得到成功的应用，但是，由于现有配方中多含有合成化学成分，非天然原料，很难达到国家食品药品的相关标准，在特定的PH值下不能够得到所希望的颜色，而且现有色素具有特有的气味，耐光性差，耐热性不好，影响食品的风味及食品包装容器，其制备技术尚不成熟，还存在着色力差、附着性差、透明度高、鲜明度低，油墨液体的流变性能低于国家标准，不能满足使用需求的问题，限制了食品、药品印刷的发展。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种从甘薯中提取紫红色可食用油墨及其制备方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种从甘薯中提取紫红色可食用油墨的制备方法，

（a）提取：将甘薯的根部磨碎加入pH为1.0-6.5的酸化剂中，所述甘薯与所述酸化剂的重量体积比为1:2，室温下放置4-12h得到色素提取液；

（b1）吸附：将硅藻土添加到步骤（a）得到的色素提取液或步骤（b1）-（b4）中任一步骤得到的洗提液中进行过滤，所述硅藻土与所述甘薯的重量比为1:1，得到甘薯色素提取液，将吸附剂与其混合吸附，所述吸附剂与所述甘薯色素提取液的重量体积比为1:2，用清水洗净所述吸附剂后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到洗提液；和/或

（b2）离子交换：将离子交换树脂添加到步骤（a）得到的色素提取液或步骤（b1）-（b4）中任一步骤得到的洗提液中进行过滤，所述离子交换树脂与所述甘薯的重量比为1:1，得到甘薯色素提取液，将所述离子交换树脂用清水洗净后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到洗提液；和/或

（b3）酸处理：将pH为1.0-6.5的所述酸化剂加入步骤（a）得到的色素提取液或步骤（b1）-（b4）中任一步骤得到的洗提液中，在1-300℃下搅拌5-60分钟，得到pH为1.0-4.0的洗提液；更优选的是得到pH为1.0-3.0的洗提液；和/或

（b4）膜分离：将步骤（a）得到的色素提取液或步骤（b1）-（b4）中任一步骤得到的洗提液使用膜过滤器、超滤膜、反渗透膜、电力透析膜或者机能性高分子膜的其中一种进行过滤处理，得到洗提液；

（c）浓缩：将所述洗提液进行减压浓缩，得到甘薯色素制剂；

（d）赋形：将所述甘薯色素制剂与赋形剂混合通过喷雾干燥，得到粉末状色素产品；

（e）配制：将所述粉末状色素产品、乳化剂和去离子水搅拌均匀后用0.8μm的膜过滤器过滤，所述粉末状色素产品、所述乳化剂和所述去离子水的重量比为1:20:100，即得。

优选的，步骤（b1）-（b4）可重复应用并没有应用顺序的限制。

优选的，所述酸化剂包括柠檬酸，乳酸，乙酸，冰醋酸，苹果酸，酒石酸，延胡索酸，肌醇六磷酸，葡糖酸，琥珀酸，抗坏血酸，己二酸，衣康酸或葡糖酸-δ-内酯等的有机酸、柠檬酸钠，柠檬酸钾，富马酸钠，磷酸，碳酸，硫酸或盐酸等的无机酸，优选的是柠檬酸、乳酸、乙酸、酒石酸或苹果酸的水溶液或含水的醇溶液。

优选的，所述酸化剂的含水醇溶液是含水的乙醇溶液。

优选的，所述含水的乙醇溶液含醇量在0-40%（v/v）。

优选的，所述含水的乙醇溶液含醇量在0-25%（v/v）。

优选的，所述吸附剂选用活性炭、氧化硅胶或多孔陶瓷。还可以选用苯乙烯系统的DUOLITES-861、DUOLITES-862、DUOLITES-863或DUOLITES-866；芳香族系统的SEPABEADS SP70、SEPABEADS SP700或SEPABEADS SP825；钻石离子HP10、钻石离子HP20、钻石离子HP21、钻石离子HP40或钻石离子HP50； AMBERLITEＸＡＤ－４、AMBERLITEＡＤ－７或AMBERLITEＸＡＤ－２０００。

优选的，步骤（b3）中在5-100℃下进行酸处理，更优选的温度是20-100℃，更优选的温度是40-100℃；酸处理时间为5-60min。

优选的，步骤（d）中所述赋形剂选用糊精或乳糖。

优选的，步骤（e）中所述乳化剂选用甘油脂肪酸酯、脱水山梨醇脂肪酸酯或阿拉伯胶。

优选的，步骤（e）中还加入增稠剂和/或乳化稳定剂和/或抗氧化香料，所述增稠剂、乳化稳定剂和抗氧化香料与所述粉末状色素产品的重量比为1:1:1:100。

优选的，步骤（b2）离子交换树脂中阳离子交换树脂选用钻石离子SKIB、钻石离子SK102、钻石离子SK116、钻石离子PK208、钻石离子WK10或钻石离子WK20；阴离子交换树脂选用钻石离子SA10A、钻石离子SA12A、钻石离子SA20A、钻石离子PA306、钻石离子WK10或钻石离子WK20。

优选的，步骤（b4）膜分离选用膜过滤器，超滤膜，反渗透，膜反渗透膜，电力透析膜或机能性高分子膜进行过滤处理；还可以选用离子区分膜使用浓度勾配透析法，作为隔膜使用的离子交换膜或可以施加电压的电力透析；在工业上的反渗透膜法，优选膜分离法；膜的材料，可以是天然、合成、半合成的，选用纤维素、醋酸纤维素、三醋酸纤维素、聚酰胺或聚丙烯腈。分子量在104-106的范围内使用ＮＴＵ－３１５０膜、ＮＴＵ－３２５０膜、ＮＴＵ－３５５０膜、ＮＴＵ－３８００ＵＦ膜；Ｃｅｆｉｌｔ－ＵＦ；ＡＨＰ－２０１３膜、ＡＨＰ－３０１３膜或ＡＨＰ－１０１０膜分离除去高分子化合物；分子量约为2000-4000的范围内使用ＮＴＲ－７２５０膜、ＮＴＲ－７４１０膜、ＮＴＲ－７４３０膜、ＮＴＲ－７４５０膜；ＡＩＰ－３０１３膜、ＡＣＰ－３０１３膜、ＡＣＰ－２０１３膜、ＡＩＰ－２０１３膜、ＡＩＯ－１０１０膜分离除去，优选的是处理分子量为3000的化合物。

优选的，步骤（e）中加入的增稠剂选用淀粉，黄蓍胶，阿拉伯胶，茄替胶，果胶，阿拉伯半乳聚糖，刺槐豆胶，瓜尔豆胶，罗望子胶，琼脂，藻酸盐，角叉菜胶，黄原胶，支链淀粉或类似物；乳化稳定剂选用乙醇、甘油、木糖醇、山梨糖醇或甘露糖醇；抗氧化香料选用迷迭香、芝麻、生姜、姜黄、马郁兰。

根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备的可食用油墨。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）利用本方法制备的可食用油墨，其配方中所有组分均为食品及食品添加剂，不仅具有可食性，而且还含有一定量的营养成分，所以将该油墨以图案的形式喷绘和印刷在食品和食品包装容器表面上，既增加产品的营养的成分，又提高了食用者的食欲，从而增加产品的市场竞争力。

（2）利用本方法制备的可食用油墨没有色素特有的臭味，基本上不改变食品的味道和质地，印刷适性好，耐湿摩擦性、附着力好，印刷于食品表面，直接赋予食品丰富的色彩，具有良好的市场前景。

（3）本发明的配方组分安全可食、制作方法简单、操作性好、成本低、投资少，极易于实现工业化规模生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

（a）提取：将10kg甘薯的根部磨碎加入pH为1的20L柠檬酸水溶液中，室温下放置12h得到色素提取液；

（b1）吸附：将步骤（a）得到的色素提取液添加10kg硅藻土进行过滤，得到甘薯色素提取液25L，将12.5kg氧化硅胶与其混合吸附，用清水洗净氧化硅胶后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到10L洗提液1；

（b2）膜分离：将步骤（b1）得到的洗提液1使用超滤膜进行过滤处理3.5kg/cm2，得到洗提液2；

（b3）酸处理：将pH为1.0的柠檬酸加入步骤（b2）得到的洗提液2中，在1℃下搅拌60分钟，得到pH为4的洗提液3；

（b4）膜分离：将步骤（b1）得到的洗提液3加入5L水后使用反渗透膜进行过滤处理，得到1L洗提液4；

（c）浓缩：将洗提液4进行减压浓缩，得到甘薯色素制剂120g；

（d）赋形：将所述甘薯色素制剂120g与糊精120g混合通过喷雾干燥，得到粉末状色素产品240g；

（e）配制：将240g所述粉末状色素产品、4800g阿拉伯胶和24kg的去离子水搅拌均匀后用0.8μm的膜过滤器过滤，即得。

实施例2：

（a）提取：将10kg甘薯的根部磨碎加入pH为6.5的20L乳酸的乙醇溶液中（乙醇量为40%），室温下放置10h得到色素提取液；

（b1）离子交换：将步骤（a）得到的色素提取液添加10kg离子交换树脂进行过滤，得到甘薯色素提取液，将所述离子交换树脂用清水洗净后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到洗提液1；

（b2）膜分离：将步骤（b1）得到的洗提液1使用膜过滤器进行过滤处理，得到洗提液2；

（b3）酸处理：将pH为6.5的乳酸的乙醇溶液（乙醇量为40%）加入步骤（b2）得到的洗提液2中，在100℃下搅拌5分钟，得到pH为1的洗提液3；

（d）赋形：将所述甘薯色素制剂120g与乳糖120g混合通过喷雾干燥，得到粉末状色素产品240g；

（e）配制：将240g所述粉末状色素产品、4800g甘油脂肪酸酯和24kg的去离子水搅拌均匀后用0.8μm的膜过滤器过滤，即得。

实施例3：

（a）提取：将10kg甘薯的根部磨碎加入pH为2的20L乙酸的乙醇溶液中（乙醇量为25%），室温下放置4h得到色素提取液；

（b2）吸附：将步骤（b1）得到的洗提液1添加10kg硅藻土进行过滤，得到甘薯色素提取液25L，将12.5kg多孔陶瓷与其混合吸附，用清水洗净多孔陶瓷后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到10L洗提液2；

（b3）酸处理：将pH为3的乙酸的乙醇溶液（乙醇量为25%）加入步骤（b2）得到的洗提液2中，在40℃下搅拌20分钟，得到pH为2的洗提液3；

（b4）膜分离：将步骤（b3）得到的洗提液3加入5L水后使用电力透析膜进行过滤处理，得到1L洗提液4；

（e）配制：将240g所述粉末状色素产品、4800g脱水山梨醇脂肪酸酯和24kg的去离子水搅拌均匀后用0.8μm的膜过滤器过滤，即得。

实施例4：

（a）提取：将10kg甘薯的根部磨碎加入pH为4的20L酒石酸的乙醇溶液中（乙醇量为10%），室温下放置8h得到色素提取液；

（b1）吸附：将步骤（a）得到的色素提取液添加10kg硅藻土进行过滤，得到甘薯色素提取液25L，将12.5kg活性炭与其混合吸附，用清水洗净活性炭后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到10L洗提液1；

（b2）膜分离：将步骤（b1）得到的洗提液1加入5L水后使用机能性高分子膜进行过滤处理，得到1L洗提液2；

（b3）离子交换：将步骤（b2）得到的洗提液2添加10kg离子交换树脂进行过滤，得到甘薯色素提取液，将所述离子交换树脂用清水洗净后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到洗提液3；

（c）浓缩：将洗提液3进行减压浓缩，得到甘薯色素制剂120g；

实施例5：

（a）提取：将10kg甘薯的根部磨碎加入pH为3的20L苹果酸的乙醇溶液中（乙醇量为5%），室温下放置9h得到色素提取液；

（b2）酸处理：将pH为3的苹果酸的乙醇溶液（乙醇量为5%）加入步骤（b1）得到的洗提液1中，在20℃下搅拌30分钟，得到pH为3的洗提液2；

（b4）膜分离：将步骤（b3）得到的洗提液3加入5L水后使用超滤膜进行过滤处理，得到1L洗提液4；

实施例6：

（a）提取：将10kg甘薯的根部磨碎加入pH为5的20L柠檬酸的水溶液中，室温下放置11h得到色素提取液；

（b1）酸处理：将pH为5的柠檬酸的水溶液加入步骤（a）得到的色素提取液中，在300℃下搅拌10分钟，得到pH为4的洗提液1；

（b2）离子交换：将步骤（b1）得到的洗提液1添加10kg离子交换树脂进行过滤，得到甘薯色素提取液，将所述离子交换树脂用清水洗净后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到洗提液2；

（b3）吸附：将步骤（b2）得到的洗提液2添加10kg硅藻土进行过滤，得到甘薯色素提取液25L，将12.5kg多孔陶瓷与其混合吸附，用清水洗净多孔陶瓷后再用60%（v/v）的乙醇水溶液洗涤，得到10L洗提液3；

（b4）膜分离：将步骤（b3）得到的洗提液3加入5L水后使用反渗透膜进行过滤处理，得到1L洗提液4；

实施例7：

（a）提取：将10kg甘薯的根部磨碎加入pH为6的20L苹果酸的水溶液中，室温下放置12h得到色素提取液；

（b2）酸处理：将pH为6的苹果酸的水溶液加入步骤（b1）得到的洗提液1中，在80℃下搅拌50分钟，得到pH为4的洗提液2；

（b4）膜分离：将步骤（b3）得到的洗提液3加入5L水后使用膜过滤器进行过滤处理，得到1L洗提液4；

实施例1-7之一所述各组分均为市售产品，将各组分用量按照相同比例增加或减少，所得各组分的重量百分比关系均属于本发明的保护范围。

对本发明所制备的从甘薯中提取紫红色可食用油墨的性质进行了评价，评价基准如下：

1、色调：将可食用油墨印刷在同一材质颜色的底板上，用肉眼观察；

2、耐光性：在荧光灯（3000ux）下照射3h，通过肉眼比较色素的残存率（%）；

3、耐热性：在35℃的恒温器中保存7天后，通过肉眼比较色素的残存率（%）；

4、气味：对食品进行印刷后，对色素的气味进行评价，臭味由浓到淡依次为：+++>++>+>±>-,“-”表示色素特有的臭气没有影响到食品的风味。

检测结果如下表：

Figure 2013101973530100002DEST_PATH_IMAGE001

如上表所示，用红曲色素和甜菜色素的情况下，不能够印刷红色及紫红色，耐光性也明显的变差。用甘蓝色素和紫甘薯色素的情况下，在可食用油墨印刷的部位欠缺鲜明的颜色，另外，色素特有的臭气影响食品自身，耐光性不好等的一些缺点，比实施例色素差。用本发明的方法制备出的可食用油墨，鲜亮的红色及紫红色的喷墨印刷是可以的，而且没有给食品的风味带来影响，是安全性高的可食用油墨，而且具有好的耐光性和耐热性。

检测结果表明，根据本发明提供的方法制备的可食用油墨不仅具有安全可食性，而且色彩鲜明，能够醒目地显示出印刷的图案或文字，油墨的耐热性和耐光性良好而且没有色素特有的气味，既解决了印刷后油墨保留时间短的问题，又不会因油墨的的气味，影响食品的风味。因此，该油墨是一种可广泛喷绘和印刷于食品及包装袋表面上的可食用性油墨。

上述参照实施例对该一种用于巧克力印刷的可食用油墨及其制造方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种从甘薯中提取紫红色可食用油墨的制备方法，其特征在于：

（a）提取：将甘薯的根部磨碎加入pH为1.0-6.5的酸化剂中，所述甘薯与所述酸化剂的重量体积比为1:2，室温下放置4-12h得到色素提取液；

（b3）酸处理：将pH为1.0-6.5的所述酸化剂加入步骤（a）得到的色素提取液或步骤（b1）-（b4）中任一步骤得到的洗提液中，在1-300℃下搅拌5-60分钟，得到pH为1.0-4.0的洗提液；和/或

（c）浓缩：将所述洗提液进行减压浓缩，得到甘薯色素制剂；

（d）赋形：将所述甘薯色素制剂与赋形剂混合通过喷雾干燥，得到粉末状色素产品；

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述酸化剂包括柠檬酸、乳酸、乙酸、酒石酸或苹果酸的水溶液或含水的醇溶液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述酸化剂的含水醇溶液是含水的乙醇溶液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述含水的乙醇溶液含醇量在0-40%（v/v）。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述含水的乙醇溶液含醇量在0-25%（v/v）。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述吸附剂选用活性炭、氧化硅胶或多孔陶瓷。

7.根据权利要求1所述的制备方法：其特征在于：步骤（b3）中在5-100℃下进行酸处理。

8.根据权利要求1所述的制备方法：其特征在于：步骤（d）中所述赋形剂选用糊精或乳糖。

9.根据权利要求1所述的制备方法：其特征在于：步骤（e）中所述乳化剂选用甘油脂肪酸酯、脱水山梨醇脂肪酸酯或阿拉伯胶。

10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备的可食用油墨。