CN105166862B - 高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法 - Google Patents

高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105166862B
CN105166862B CN201510492524.1A CN201510492524A CN105166862B CN 105166862 B CN105166862 B CN 105166862B CN 201510492524 A CN201510492524 A CN 201510492524A CN 105166862 B CN105166862 B CN 105166862B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pigment
cellulose
micron
base
nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510492524.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105166862A (zh
Inventor
孙波
张民
司传领
刘锐
吴涛
倪永浩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZHEJIANG JINCHANG SPECIALTY PAPER Co.,Ltd.
Original Assignee
Tianjin University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tianjin University of Science and Technology filed Critical Tianjin University of Science and Technology
Priority to CN201510492524.1A priority Critical patent/CN105166862B/zh
Publication of CN105166862A publication Critical patent/CN105166862A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105166862B publication Critical patent/CN105166862B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs

Landscapes

  • Jellies, Jams, And Syrups (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法，该复合物由主料和辅料两部分组成，所述主料包括功能性成分花青素，及用来负载功能性成分的基材纳米/微米纤维素类物质或其衍生物胶体溶液，而辅料则涵盖稳定剂及多糖类增稠剂，在较低转速下，花青素天然色素的水性/有机溶剂溶液逐滴加入到经过预剪切的以纤维素基胶体溶液为主体成分的基材母液中，高速剪切制得纤维素基色素复合物，所述色素复合物为水基花青素色素复合物乳液，所述水基花青素色素复合物乳液再经过后加工处理而制备得到一种花青素色素复合物的固体颗粒，不同性态的花青素色素复合物在水中均可实现良好分散，并且可以提高色素的贮藏稳定性，延长其作用期限。

Description

高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种具有良好稳定性的天然食用色素复合物的制备方法，尤其涉及一种高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法，属于天然食用色素的制备技术领域。
背景技术
从植物、动物以及矿物中提取的植物源色素、微生物色素及矿物类色素的天然色素，其中可供食用的天然色素统称为天然食用色素。为了改善食品的色泽或保持食物原有的颜色，通常在加工过程中添加天然食用色素进行着色，因此，天然食用色素是一种非常重要的食品添加剂。
由于天然食用色素的化学结构大多含有不饱和双键及其它可氧化基团，在空气中氧的作用下会发生氧化作用，而导致天然食用色素在添加到食品中极易褪色，直接影响了产品的外观。而造成这一现象的原因，主要是由于天然食用色素分子本身对光、热、金属等因素非常敏感，极易发生结构的分解和转变。天然食用色素较差的稳定性，加之其高昂的价格等缺陷而使其应用范围受到很大的限制。因此，如何制备具有良好稳定性和贮存性能的天然食用色素，成为天然色素试剂领域内的一个热点问题，亦是科研人员亟待开发的课题目标之一。
近些年来，业界工程技术人员在改善天然食用色素的稳定性方面做了大量的研究和开发工作，目前所采用的研究手段主要包括：
1、分离精制技术：天然色素中含有较多的杂质，而杂质的存在往往会降低色素的稳定性，因此，采用适当的精制技术提高色素的稳定性，目前色素的精制方法主要有离子交换法，膜分离法和综合法等。
2、消除金属离子(特别是Fe3+、Sn2+)对生产的色素影响：在色素的生产、储存和使用应尽量避免使用金属容器，所用的水进行离子交换处理，或加入金属离子封闭剂。
3、通过改造天然色素分子的结构，以获得新的色调或改善色素的稳定性、溶解性、着色力：如叶绿素通过用铜取代镁，再制成钠或钾盐，则变成了非常稳定的绿色素，稳定性大大提高。而随着研究的不断深入，食用天然色素还将在实验室中通过克隆所需要的材料进行生产，使食用天然色素生产实现工业化。
4、配方技术研究：多采用复合加工等方式来实现，通过添加稳定剂和抗氧化剂来制备相应的复合物，以保证色素在生产、储藏等过程中延缓褪色，延长其贮存期。常用的稳定剂包括有机酸等；而抗氧化剂则主要有黄酮类和单宁类化合物，它们对多种胡萝卜素、花青素类色素、酮类色素等均具有明显的稳定作用。这种方式的应用途径简易，操作成本可控，是目前应用较多的一种方法。但考虑到现今所采用的复合基材的种类仍然较少，色素复合物的稳定性仍有很大程度的提升空间，因此如何选用新的实用性复合材料，以更大程度地提高色素的稳定性，依然是众多科研工作者们的工作重点。
目前，围绕色素复合物的制备和应用等方面的报道日益增多，其各种配方也多见诸于专利文献中，其中有关制备天然色素复合乳液/颗粒的方法，由下述专利文献予以披露：
1、中国发明专利说明书公开号CN 102150820A(公开日2011年8月17日)“一种辣椒红素和番茄红素双红色素软胶囊的制备方法”公开的一种辣椒红素和番茄红素双红色素软胶囊的制备方法。该胶囊主要由囊材和芯材制成，囊材为水溶性高分子材料，芯材为辣椒红素油树脂和番茄红素油树脂的组合物，将芯材溶解于油溶性溶剂中，再经过均质乳化后得到均一、稳定的双红色素组合物，该双红色素能够调配出多种色调，是一种可在水中稳定分散的固体粉状物。通过将油状的天然红色素组合物进一步包囊化，然后按常规方法滴制或压制成软胶囊。该法制得的辣椒红素和番茄红素双红色素软胶囊能够在水中稳定分散，并且可以提高色素贮藏的稳定性，有利于工业化生产，可应用于食品、医药品和化妆品着色等。
2、中国发明专利说明书公开号CN 85103584A(公开日1986年10月8日)“高稳定性红曲色素的制造方法”公开了一种高稳定性红曲色素的制造方法，该专利通过选择一株高产液体发酵菌株红曲霉菌株(Monascus anka Nakazawa et Sato)M130进行发酵，滤液加蛋白质等电点共沉淀制取蛋白质红曲色素粉。将提取出来的红曲色素蛋白质复合体加多糖制成红曲色素多糖片，显著提高了红曲色素的光和热稳定性。该法采用红曲霉菌种发酵，提高了红曲色素的产量，降低了发酵成本。
3、中国发明专利说明书公开号CN 1321444A(公开日2001年11月14日)“含花色素原的组合物”公开了一种含花色素原的组合物及其制备方法，该专利披露了采用花色素原和带羟基氨基酸或含所述氨基酸的二肽，将上述组分进行复合以用于稳定花色素原特别是用于防止例如因花色素原氧化聚合而变色。该专利同时公开了可食用该复合物的饮料、食品、化妆品或药物的种类。
4、中国发明专利说明书公开号CN 1486700A(公开日2004年4月7日)“花青素复合物及其制备方法”公开了一种花青素复合物及其制备方法，该发明主要针对花青素的多酚基容易通过发生氧化和聚合反应而导致颜色加深，以及其强烈的涩性和收敛性所造成的口感差、胃肠刺激大等问题，通过将花青素的水相溶液与壳聚糖的水相溶液混合在一起，在温度为0～80℃的条件下，充分搅拌，时间为1min～5h，然后采用冷冻干燥或低温真空干燥或喷雾干燥的方法进行干燥而制得的。改法所制成的复合物中的花青素可以缓慢释放，避免发生氧化和聚合反应，可应用于食品、药物和化妆品领域。
5、中国发明专利说明书公开号CN 103882063A(公开日2014年3月27日)“一种高光稳定性红曲红色素的制备方法”公开了一种稳定的红曲红色素复合物的制备方法。该发明以红曲霉作为菌种，通过液体深层发酵后过滤得到滤饼，将该滤饼采用添加了维生素C和荔枝核浸提物的有机溶剂进行浸提，在浸提过程中完成色素复合物的制备。过滤得到红曲红色素溶液并经干燥得到红曲红色素粉末状物。本发明方法制备出的红曲红色素复合物具有高的光稳定性，能够在较长时间的日光和灯光照射下不变色。
上述发明的有益效果和不足之处如下：
有益效果：其选用的色素稳定剂基质原料，作用效果好，产品应用范围广。
不足之处：1、其复合色素的作用期限仍有较大的提升空间。2、非水溶性色素在水性体系中的有效分散性和稳定性仍然较差。这一系列问题在上述发明中并未提及解决方案或效果不是很理想。
上述发明专利1-5中，未提及通过将纤维素类物质及其衍生物的胶体粒子作为天然食用色素的载体，而使色素的稳定性提高，以延长其作用期限；此外，该专利也并未考虑复合色素溶剂体系的转变。
此外，在现有技术中，围绕色素复合物乳液的制备结果表明，当以非水溶性的色素作为原料时，很难制备得到水基的色素复合物，而大量有机溶剂的使用所导致的隐性健康危害和环境污染等问题，成为了限制其广泛开发和应用的一个重要原因。与此同时，无论是水溶性，还是非水溶性的天然色素制剂，其较差的稳定性及较短的有效作用期限，也使其饱受诟病。
因此，如何制备具有良好稳定性和贮存性能的色素复合物乳液/颗粒，成为天然/合成色素试剂领域内的一个热点问题，亦是科研技术人员亟待开发的课题目标之一。
发明内容
本发明的目的，旨在提供一种高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，该复合物由主料和辅料两部分组成，其中的主料包括功能成分花青素，及负载功能成分的基材纳米/微米纤维素类物质或其衍生物胶体溶液，而辅料则涵盖稳定剂及多糖类增稠剂，所述花青素色素复合物为水基花青素色素复合物乳液，所述水基花青素色素复合物乳液再经过后加工处理而制备得到一种花青素色素复合物颗粒，不同形态的花青素色素复合物在水中具有良好分散，并且可以提高色素贮藏的稳定性，延长其作用期限，从而克服现有技术存在的不足。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
一种高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法，其特征在于：由主料和辅料两部分组成物的配方精制而成的纤维素基天然食用花青素色素复合物，所述主料包括功能成分花青素及负载功能成分的由天然纤维降解制得的尺寸为纳米/微米级别的纤维素类物质或其衍生物胶体溶液，而辅料则涵盖稳定剂及多糖类增稠剂，所述纤维素基天然食用花青素色素复合物为水基纤维素基天然食用花青素色素复合物乳液，所述水基纤维素基天然食用花青素色素复合物乳液再经过后加工处理而制备得到一种纤维素基天然食用花青素色素复合物颗粒，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)
性质：是一种广泛存在于植物中，呈现红色至蓝色的色素，其主要来源为葡萄、红醋栗、黑醋栗、草莓、苹果和樱桃，在花青素的来源之中，以葡萄为最重要，尤其葡萄皮，其存在形式为粉末、块状或液体，略有特殊风味，微溶于水；
化学结构式：
R1＝H或OCH3或OH；R2＝OH；R3＝H或OH
产品类别：所述功能成分花青素，包括但不限于大类的天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素，以及细分种类的葡萄皮色素、玫瑰茄色素(玫瑰茄红)、高粱红色素、花生衣红色素、落葵红、黑加仑红、天然苋菜红、桑葚红色素、红米红(黑米红)，其中的一种或几种色素的混合物；
1-1-2作为负载功能成分的基材
由天然纤维降解制得的尺寸为纳米/微米级别的纤维素类物质或其衍生物胶体溶液；
所述纳米/微米纤维素类物质或其衍生物，为纤维素纳米晶(CNC)、纤维素微米晶(MCC)、羟基纤维素纳米/微米晶(CNCC)、纤维素微米纤(MFC)、羟丙基/乙基纤维素纳米/微米晶、纳米/微米纤维素乙酸酯、纳米/微米纤维素硝酸酯、纳米/微米纤维素醚衍生物，其中的一种或几种的混合物；
1-2辅料
1-2-1稳定剂：
为有机酸或多酚类物质，包括苹果酸、丁二酸、阿魏酸、芦丁、柚皮苷、对羟基苯甲酸、半胱氨酸有机酸类和茶多酚、葡萄多酚天然多酚类物质中的一种或其中几种的混合物；
1-2-2多糖类增稠剂：
为低聚壳聚糖类、枸杞多糖类物质；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分花青素 30％～85％
主料-2：基材纳米/微米纤维素类物质或其衍生物 8％～25％
辅料-1：稳定剂有机酸及多酚类物质 0％-1.5％
辅料-2：多糖类增稠剂 补至100％
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为70％～96.5％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为0.5％～5％，称取纳米/微米纤维素类物质或其衍生物，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中选择性添加稳定剂，或其与富含羟基的天然多糖类增稠剂的混合物，或在胶体溶液中不添加稳定剂，或在胶体溶液不添加增稠剂，其中基材纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的加入量范围为8％～25％(对最终产品总重的质量分数)，其中稳定剂的用量范围为0％～1.5％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，3000r/min～25000r/min)在18000r/min～23000r/min的转速下对纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液进行预剪切，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，剪切时间设定为12min～25min，处理后得到粘度为280mPa·s～600mPa·s的水性纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的基材母液，其中所述稳定剂为有机酸或多酚类天然分子物质，所述增稠剂为低聚壳聚糖类、枸杞多糖类物质，其为分子量25000～48000时，作用效果最佳；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水/溶剂的质量比为1:2.5～1:10，称取功能成分花青素天然食用色素原料，加入到相应的水性/少量有机溶剂溶液中，其中花青素天然色素的添加量范围为30％～85％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(80～100KHZ)的超声处理下，使花青素完全溶解或分散于去离子水/有机溶剂的溶液中而配制得花青素水性/有机溶剂溶液，采用均质机，在6000r/min～10000r/min的较低转速下，向水性纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的基材母液中逐滴滴加含有花青素的水性/有机溶剂溶液，滴加结束后，提高转速至20000r/min～24000r/min，使花青素的水性/有机溶剂溶液与纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基花青素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为30％～85％的复合物乳液，乳液的外观呈蓝色/褐色/浅棕色/红色，可作为乳液形态的产品，或将上述复合物浓缩液进一步通过真空冷冻干燥后，再经超微粒粉碎机处理，得到粒度为0.05μm～8μm的纤维素基花青素复合物固体形态颗粒，颗粒的外观呈蓝色/褐绿色/棕黄色/红色，或将上述复合物浓缩液经过喷雾干燥，得到粒径为0.01μm～10μm的固体粉状产品。
所述功能成分花青素，包括但不限于大类组分的天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素，以及细分种类的葡萄皮色素、玫瑰茄色素(玫瑰茄红)、高粱红色素、花生衣红色素、落葵红、黑加仑红、天然苋菜红、桑葚红色素、红米红(黑米红)，其中的一种或几种色素的混合物。
所述纳米/微米纤维素类物质或其衍生物，为纤维素纳米晶(CNC)、基纤维素纳米晶(CNCC)、纤维素微米纤(MFC)、纤维素微米晶(MCC)、羟丙基/乙基纤维素纳米/微米晶、纳米/微米纤维素乙酸酯、纳米/微米纤维素硝酸酯、纳米/微米纤维素醚衍生物，任选其中的一种或两种的混合物，所述纤维素纳米晶(CNC)为自制或市售产品，其中优选通过水解天然纤维原料而自制的纤维素纳米晶(CNC)，天然原料取自木材(包括针叶木、阔叶木)，棉花、棉短绒、农作物加工副产物(如稻草、甘蔗渣)，选用棉花原料，则控制水解反应的物料浓度为3％～6％，在63.9％(w/w)的硫酸液中于45℃下反应1h～4h后，终止反应，再经过离心洗涤、冷冻干燥或喷雾干燥后得到成品，所制得的棒状纤维素纳米晶(CNC)具备长度80nm～120nm，宽度3nm～45nm，长径比5～50的物理指标参数。
所述有机溶剂，为乙醇、食用级甘油中的一种或两种溶剂的混合物，其用量对乳液总量的重量百分比为0％或0.01％～0.15％，优选其中有机溶剂中的乙醇，以适应其作为食品添加剂使用时的要求。
所述稳定剂，为有机酸或多酚类物质，包括苹果酸、丁二酸、阿魏酸、芦丁、柚皮苷、对羟基苯甲酸、半胱氨酸有机酸类和茶多酚、葡萄多酚天然多酚类物质中的一种或几种的混合物，优选有机酸类，其加入量为0％～1.5％。
所述与稳定剂一起添加于胶体溶液中的富含羟基的天然大分子，为低聚壳聚糖类、枸杞多糖类中的一种或两种的混合物，任选其中一种，其中低聚壳聚糖类、枸杞多糖类物质为分子量20000～35000，其添加量控制为0％～2.5％，作为最佳的加入量。
所述花青素天然食用色素复合物的产品形式，包括纤维素基花青素复合物乳液(色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为30％～85％)，或粒度为0.05μm～8μm的冷冻干燥固体颗粒；或粒径为0.01μm～10μm的喷雾干燥固体粉状产品。
与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果如下：
优点
所选用的基材原料取自天然纤维，安全无毒，复合的制备流程简易，可重复性好，且花青素复合物的稳定期限延长效果明显。
有益效果
1、可使部分微溶/难溶的花青素溶解体系转变为亲水体系，溶解体系的转变可以使色素复合物在应用过程中少用或不用有机溶剂，以减少有机试剂对人体健康的危害，同时可以使得具有良好生化理疗作用的花青素分子更易于溶解于血液当中，而被人体有效吸收和利用。
2、色素复合物稳定期限的延长可以相应地降低色素的使用量，从而达到节约应用成本的目的。
3、提供了一种高稳定性、绿色环保的花青素复合物的制备工艺，这既为纤维素材料的应用开辟了一条新路，也有效扩展了花青素天然色素的应用范围。
4、本发明的花青素复合物乳液/颗粒的应用领域广泛，可通过口服、外用或者以添加剂的形式应用于食品、饮料、生物医药和日用化工等多个领域。关于本发明的饮料形式，可以举例出如作为添加剂用于酒精饮料、保健饮料、果汁饮料和固体饮料。
5、本发明的制备方法，亦适用于的原料，包括天然植物/生物提取的β-胡萝卜素、番茄红素、核黄素、玉米黄色素、甘草色素、紫苏色素、姜黄色素、紫草色素、地芩果红色素、栀子黄色素、叶绿素锌、虾青素。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述技术方案作进一步的说明。
实施例1
一种高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，由主料和辅料两部分组成物的配方精制而成纤维素基天然食用花青素色素复合物，所述主料包括功能成分花青素及负载功能成分的由天然纤维降解制得的尺寸为纳米/微米级别的纤维素类物质或其衍生物胶体溶液，而辅料则涵盖稳定剂及多糖类增稠剂，所述纤维素基天然食用花青素色素复合物为水基纤维素基天然食用花青素色素复合物乳液，所述水基纤维素基天然食用花青素色素复合物乳液再经过后加工处理而制备得到一种纤维素基天然食用花青素色素复合物颗粒，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)
性质：是一种广泛存在于植物中，呈现红色至蓝色的色素，其主要来源为葡萄、红醋栗、黑醋栗、草莓、苹果和樱桃，在花青素的来源之中，以葡萄为最重要，尤其葡萄皮，其存在形式为粉末、块状或液体，略有特殊风味，微溶于水；
化学结构式：
R1＝H或OCH3或OH；R2＝OH；R3＝H或OH
产品类别：所述功能成分花青素，包括但不限于大类的天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素，以及细分种类的葡萄皮色素、玫瑰茄色素(玫瑰茄红)、高粱红色素、花生衣红色素、落葵红、黑加仑红、天然苋菜红、桑葚红色素、红米红(黑米红)，其中的一种或几种色素的混合物，本实施例选用葡萄皮色素；。
1-1-2作为负载功能成分的基材
为由天然纤维降解制得的尺寸为纳米/微米级别的纤维素类物质或其衍生物胶体溶液；
所述纳米/微米纤维素类物质或其衍生物，为纤维素纳米晶(CNC)、纤维素微米晶(MCC)、羟基纤维素纳米/微米晶(CNCC)、纤维素微米纤(MFC)、羟丙基/乙基纤维素纳米/微米晶、纳米/微米纤维素乙酸酯、纳米/微米纤维素硝酸酯、纳米/微米纤维素醚衍生物，其中的一种或几种的混合物，本实施例选用纤维素纳米晶(CNC)；
1-2辅料
1-2-1稳定剂
为有机酸或多酚类物质，包括苹果酸、丁二酸、阿魏酸、芦丁、柚皮苷、对羟基苯甲酸、半胱氨酸有机酸类和茶多酚、葡萄多酚天然多酚类物质中的一种或几种的混合物，本实施例选用苹果酸；
1-2-2多糖类增稠剂
为低聚壳聚糖类、枸杞多糖类物质，本实施例选用壳聚糖；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分-葡萄皮色素 本实施例所用质量分数为65％
主料-2：基材-纤维素纳米晶(CNC) 本实施例所用质量分数为12％
辅料-1：稳定剂-苹果酸 本实施例所用质量分数为0.15％
辅料-2：增稠剂-壳聚糖 补至100％
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为70％～96.5％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为0.5％～5％，称取纤维素纳米晶(CNC)粉末，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加稳定剂苹果酸，及增稠剂壳聚糖，其中基材纤维素纳米晶(CNC)的加入量为12％(对最终产品总重的质量分数)，其中稳定剂苹果酸的用量为0.15％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，转速范围3000r/min～25000r/min)在15000r/min～20000r/min的转速下对纤维素纳米晶(CNC)的胶体溶液进行预剪切，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，剪切时间设定为20min～28min，处理后得到粘度为380mPa·s～650mPa·s的纤维素纳米晶(CNC)的基材母液，其中所述稳定剂有机酸的加入量范围为0％～1.5％(对乳液总量计)，所述增稠剂壳聚糖的分子量为25000～48000时，作用效果最佳，所述均质机的剪切转速控制为18000r/min，剪切时间为25min，所得到的纤维素基母液粘度为490mPa·s；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水/有机溶剂的质量比为1:2.5～1:10，称取葡萄皮天然色素原料，加入到相应的水性/少量有机溶剂溶液中，其中葡萄皮色素的添加量为65％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(80～100KHZ)的超声处理下，使葡萄皮色素完全溶解或分散于去离子水/有机溶剂的溶液中而配制得色素水性/有机溶剂溶液，在本实施例中，采用去离水溶解葡萄皮色素，色素与去离水的质量比为1:5，超声处理的频率设置为100KHZ，采用均质机，在6000r/min～10000r/min的较低转速下，向水性纤维素纳米晶(CNC)的基材母液中逐滴滴加含有葡萄皮色素的水性溶液，在本实施例中，低转速设定为8000r/min，色素溶液滴加结束后，提高转速至20000r/min～24000r/min，使色素的水性溶液与纤维素基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基葡萄皮色素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得葡萄皮色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为30％～85％的复合物乳液，乳液的外观呈蓝色/褐色/浅棕色，可以直接作为乳液形态的产品，或将上述复合物浓缩液进一步通过真空冷冻干燥后，再经超微粒粉碎机处理，得到粒度为0.05μm～8μm的纤维素基色素复合物固体形态颗粒，颗粒的外观呈蓝色/暗紫色/紫红色，或将上述复合物浓缩液经过喷雾干燥，得到粒径为0.01μm～10μm的固体粉状产品。
所述纳米/微米纤维素类物质的衍生物均为自制或市售产品，其中优选通过水解天然纤维原料而自制的纤维素纳米晶(CNC)，天然原料取自木材(包括针叶木、阔叶木)，棉花、棉短绒、农作物加工副产物(如稻草、甘蔗渣)，选用棉花原料，则控制水解反应的物料浓度为3％～6％，在63.9％的硫酸液中于45℃下反应1h～4h后，终止反应，再经过离心洗涤、冷冻干燥或喷雾干燥后得到成品，所制得的棒状纤维素纳米晶(CNC)具备长度80nm～120nm，宽度3nm～45nm，长径比5～40的物理指标参数。
所述有机溶剂，可以选择性地使用乙醇、食用级甘油中的一种或两种溶剂的混合物，优选其中有机溶剂中的乙醇，以适应其作为食品添加剂使用时的要求，有机溶剂用量对乳液总量的重量百分比为0％或0.01％～0.15％。
所述稳定剂，为有机酸或多酚类物质，除了实施例中所述的苹果酸之外，还包括丁二酸、阿魏酸、芦丁、柚皮苷、对羟基苯甲酸、半胱氨酸有机酸类和茶多酚、葡萄多酚天然多酚类物质中的一种或几种的混合物，其中的有机酸类为优选稳定剂，其加入量为0％～1.5％。
所述与稳定剂一起添加于胶体溶液中的富含羟基的天然大分子，除了实施例中所述的壳聚糖，还可以采用枸杞多糖类或两者的混合物，两者的分子量优选25000～48000，其添加量控制为0％～2.5％，作为最佳的加入量。
所述天然食用色素复合物的产品形式，包括纤维素基花青素复合物乳液(色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为30％～85％)，或粒度为0.05μm～8μm的冷冻干燥固体颗粒；或粒径为0.01μm～10μm的喷雾干燥固体粉状产品。
将实施例1中所得的复合色素颗粒和对照样品(未经复合处理的花青素样品)分别用10％醋酸溶液配制10ml色素溶液于具塞试管中，置于室内光照处静置30d，通过测定光照处理前后的各组样品的色素总量，进而计算色素的保存率(保存率＝光照后的色素总量/光照前的色素总量)。其中色素总量的测定采用HPLC法，其具体条件为：色谱柱为Lichrospher5-C18(150mm×4.6mm，5μm)，流动相A为100％的色谱乙腈，流动相B为10％醋酸重蒸馏水溶液(V/V)，流速为0.3ml/min；柱温35℃，检测波长530nm。检测结果表明，未经复合处理的空白样品的色素保存率仅为85.1％，而实施例1中的复合物样品的色素保存率仍高达97.8％，稳定性效果显著。
实施例2
一种高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，其制备工艺步骤与实施例1(固体颗粒)相同，只是不同的是：选用的主料功能成分为水溶/醇溶高粱红色素和负载功能成分的基材物质为纤维素微米纤(MFC)，且在基材母液中不添加增稠剂，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)，在本实施例中，选用高粱红色素。
1-1-2基材：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液，在本实施例中，选用纤维素微米纤(MFC)；
1-2辅料
1-2-1稳定剂：本实施例仍选用苹果酸；
1-2-2多糖类增稠剂：本实施例不添加增稠剂；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分-高粱红色素 本实施例所用质量分数为81.5％
主料-2：基材-纤维素微米纤(MFC) 本实施例所用质量分数为16.5％
辅料-1：稳定剂-苹果酸 补至100％
辅料-2：增稠剂 0
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为90％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为9％，称取纤维素微米纤(MFC)粉末，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加稳定剂苹果酸，其中基材纤维素微米纤(MFC)的加入量为16.5％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，转速范围3000r/min～25000r/min)在16000r/min的转速下对纤维素微米纤(MFC)的胶体溶液进行预剪切，时间设定为18min，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，处理后得到粘度为450mPa·s的水性纤维素微米纤(MFC)的基材母液；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与乙醇的质量比为1:3，称取高粱红天然色素原料，加入到相应的乙醇溶液中，其中高粱红色素的添加量为81.5％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(100KHZ)的超声处理下，使高粱红色素完全溶解或分散于乙醇溶液中，采用均质机，在6500r/min的较低转速下，向水性纤维素微米纤(MFC)的基材母液中逐滴滴加含有高粱红色素的水性溶液，色素溶液滴加结束后，提高转速至24000r/min，使色素的水性溶液与纤维素基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基高粱红色素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得高粱红色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为35％的复合物乳液，将上述复合物浓缩液经过喷雾干燥，得到粒径为0.01μm～10μm的固体粉状产品。
按照实施例1中所述的检测方法，将实施例2中所得的复合色素颗粒和对照样品(未经复合处理的花青素样品)分别用10％醋酸溶液配制10ml色素溶液于具塞试管中，置于室内光照处静置30d，通过测定光照处理前后的各组样品的色素总量，进而计算色素的保存率。检测结果表明，实施例2中的复合物样品的色素保存率可以达到97.2％，贮存稳定性显著高于空白样品(色素保存率仅为85.1％)。
实施例3
一种高稳定性的纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)，在本实施例中，选用桑葚红色素；
1-1-2基材：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液，在本实施例中，选用羧基纤维素纳米晶(CNCC)；
1-2辅料
1-2-1稳定剂：本实施例选用多酚类物质的茶多酚；
1-2-2多糖类增稠剂：本实施例选用枸杞多糖；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分-桑葚红色素 本实施例所用质量分数为79.5％
主料-2：基材-羧基纤维素纳米晶(CNCC) 本实施例所用质量分数为15.5％
辅料-1：稳定剂-茶多酚 本实施例所用质量分数为0.09％
辅料-2：增稠剂-枸杞多糖 补至100％
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为85％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为5.5％，称取羧基纤维素纳米晶(CNCC)粉末，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加稳定剂茶多酚和增稠剂枸杞多糖，其中基材羧基纤维素纳米晶(CNCC)的加入量为15.5％(对最终产品总重的质量分数)，其中稳定剂茶多酚的用量为0.09％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，转速范围3000r/min～25000r/min)在18000r/min的转速下对羧基纤维素纳米晶(CNCC)的胶体溶液进行预剪切，时间设定为18min，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，处理后得到粘度为450mPa·s的羧基纤维素纳米晶(CNCC)的基材母液；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水的质量比为1:3，称取桑葚红天然色素原料，加入到相应的去离水中，其中桑葚红色素的添加量为79.5％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(80KHZ)的超声处理下，使桑葚红色素完全溶解或分散于水溶液中，采用均质机，在8000r/min的较低转速下，向水性羧基纤维素纳米晶(CNCC)的基材母液中逐滴滴加含有桑葚红色素的水性溶液，色素溶液滴加结束后，提高转速至23000r/min，使色素的水性溶液与纤维素基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基桑葚红色素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得桑葚红色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为30％的复合物乳液，乳液呈红色/紫红色。
按照实施例1中所述的检测方法，将实施例3中所得的复合色素乳液和对照样品(未经复合处理的花青素样品)分别用10％醋酸溶液配制10ml色素溶液于具塞试管中，确保两者所含的桑葚红色素活性组分的含量相同，将样品置于室内光照处静置30d后，计算色素的保存率。检测结果表明，实施例3中的复合物样品乳液的色素保存率可以达到98.1％，贮存稳定性显著高于空白样品(色素保存率仅为85.1％)。
实施例4
一种高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)，在本实施例中，选用玫瑰茄色素；
1-1-2基材：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液，在本实施例中，选用纤维素微米晶(MCC)；
1-2辅料
1-2-1稳定剂：本实施例选用有机酸类物质的阿魏酸；
1-2-2多糖类增稠剂：本实施例选用壳聚糖；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分-玫瑰茄色素 本实施例所用质量分数为85.5％
主料-2：基材-纤维素微米晶(MCC) 本实施例所用质量分数为13.5％
辅料-1：稳定剂-阿魏酸 本实施例所用质量分数为0.8％
辅料-2：增稠剂-壳聚糖 补至100％
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为75％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为9.5％称取纤维素微米晶(MCC)粉末，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加稳定剂阿魏酸和增稠剂壳聚糖，其中基材纤维素微米晶(MCC)的加入量为13.5％(对最终产品总重的质量分数)，其中稳定剂阿魏酸的用量为0.8％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，转速范围3000r/min～25000r/min)在15000r/min的转速下对纤维素微米晶(MCC)的胶体溶液进行预剪切，时间设定为15min，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，处理后得到粘度为400mPa·s的纤维素微米晶(MCC)的基材母液；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水的质量比为1:3，称取玫瑰茄天然色素原料，加入到相应的去离水中，其中玫瑰茄色素的添加量为85.5％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(100KHZ)的超声处理下，使玫瑰茄色素完全溶解或分散于水溶液中，采用均质机，在8600r/min的较低转速下，向水性纤维素微米晶(MCC)的基材母液中逐滴滴加含有玫瑰茄色素的水性溶液，色素溶液滴加结束后，提高转速至23000r/min，使色素的水性溶液与纤维素基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基玫瑰茄色素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得玫瑰茄色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为38％的复合物乳液，将上述复合物浓缩液进一步通过真空冷冻干燥后，再经超微粒粉碎机处理，得到粒度为0.05μm～8μm的纤维素基玫瑰茄色素复合物固体形态颗粒，颗粒桔红色/紫红色。
按照实施例1中所述的检测方法，将实施例4中所得的复合玫瑰茄色素颗粒和对照样品(未经复合处理的花青素样品)分别用10％醋酸溶液配制10ml色素溶液于具塞试管中，确保两者所含的玫瑰茄色素活性组分的含量相同，将样品置于室内光照处静置30d后，计算色素的保存率。检测结果表明，实施例4中的复合物样品颗粒的色素保存率可以达到97.1％，贮存稳定性显著高于空白样品(色素保存率仅为85.1％)。
实施例5
一种高稳定性的纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)，在本实施例中，选用红米红色素；
1-1-2基材：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液，在本实施例中，选用纤维素纳米晶(CNC)；
1-2辅料
1-2-1稳定剂：本实施例选用有机酸类物质的阿魏酸；
1-2-2多糖类增稠剂：本实施例选用壳聚糖；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分-红米红色素 本实施例所用质量分数为77％
主料-2：基材-纤维素纳米晶(CNC) 本实施例所用质量分数为19.9％
辅料-1：稳定剂-阿魏酸 本实施例所用质量分数为1.6％
辅料-2：增稠剂-壳聚糖 补至100％
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为80％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为5.2％称取纤维素纳米晶(CNC)粉末，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加稳定剂阿魏酸和增稠剂壳聚糖，其中基材纤维素纳米晶(CNC)的加入量为19.9％(对最终产品总重的质量分数)，其中稳定剂阿魏酸的用量为1.6％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，转速范围3000r/min～25000r/min)在18500r/min的转速下对纤维素纳米晶(CNC)的胶体溶液进行预剪切，时间设定为20min，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，处理后得到粘度为470mPa·s的纤维素纳米晶(CNC)的基材母液；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水的质量比为1:6，称取红米红天然色素原料，加入到相应的去离水中，其中红米红色素的添加量为77％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(100KHZ)的超声处理下，使红米红色素完全溶解或分散于水溶液中，采用均质机，在8500r/min的较低转速下，向水性纤维素纳米晶(CNC)的基材母液中逐滴滴加含有红米红色素的水性溶液，色素溶液滴加结束后，提高转速至21500r/min，使色素的水性溶液与纤维素基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基红米红色素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得红米红色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为33％的复合物乳液，将上述复合物浓缩液进一步通过真空冷冻干燥后，再经超微粒粉碎机处理，得到粒度为0.1μm～5μm的纤维素基红米红色素复合物固体形态颗粒，颗粒为深红色/橙红色。
按照实施例1中所述的检测方法，将实施例5中所得的复合红米红色素颗粒和对照样品(未经复合处理的花青素样品)分别用10％醋酸溶液配制10ml色素溶液于具塞试管中，确保两者所含的红米红色素活性组分的含量相同，将样品置于室内光照处静置30d后，计算色素的保存率。检测结果表明，实施例5中的复合物样品颗粒的色素保存率可以达到96.9％，贮存稳定性显著高于空白样品(色素保存率仅为85.1％)。
实施例6
一种高稳定性的纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)，在本实施例中，选用落葵红色素；
1-1-2基材：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液，在本实施例中，选用羧基纤维素纳米晶(CNCC)；
1-2辅料
1-2-1稳定剂：本实施例将不添加稳定剂；
1-2-2多糖类增稠剂：本实施例选用壳聚糖；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分-落葵红色素 本实施例所用质量分数为83％
主料-2：基材-羧基纤维素纳米晶(CNCC) 本实施例所用质量分数为13.5％
辅料-1：稳定剂 0
辅料-2：增稠剂-壳聚糖 补至100％
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为80％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为6.2％称取羧基纤维素纳米晶(CNCC)粉末，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加增稠剂壳聚糖，其中基材羧基纤维素纳米晶(CNCC)的加入量为13.5％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，转速范围3000r/min～25000r/min)在19000r/min的转速下对羧基纤维素纳米晶(CNCC)的胶体溶液进行预剪切，时间设定为19min，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，处理后得到粘度为470mPa·s的羧基纤维素纳米晶(CNCC)的基材母液；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水的质量比为1:5，称取落葵红天然色素原料，加入到相应的去离水中，其中落葵红色素的添加量为83％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(100KHZ)的超声处理下，使落葵红色素完全溶解或分散于水溶液中，采用均质机，在9000r/min的较低转速下，向水性羧基纤维素纳米晶(CNCC)的基材母液中逐滴滴加含有落葵红色素的水性溶液，色素溶液滴加结束后，提高转速至22000r/min，使色素的水性溶液与纤维素基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基落葵红色素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得落葵红色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为30％的复合物乳液，乳液呈桔红色/紫红色。
按照实施例1中所述的检测方法，将实施例6中所得的复合色素乳液和对照样品(未经复合处理的花青素样品)分别用10％醋酸溶液配制10ml色素溶液于具塞试管中，确保两者所含的落葵红色素活性组分的含量相同，将样品置于室内光照处静置30d后，计算色素的保存率。检测结果表明，实施例6中的复合物样品乳液的色素保存率可以达到98.3％，贮存稳定性显著高于空白样品(色素保存率仅为85.1％)。
实施例7
一种高稳定性的纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)，在本实施例中，选用花生衣红色，
1-1-2基材：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液，在本实施例中，选用纤维素微米晶(MCC)；
1-2辅料
1-2-1稳定剂：本实施例选用有机酸类物质的丁二酸；
1-2-2多糖类增稠剂：本实施例选用壳聚；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分-花生衣红色素 本实施例所用质量分数为82.5％
主料-2：基材-纤维素微米晶(MCC) 本实施例所用质量分数为14.9％
辅料-1：稳定剂-丁二酸 本实施例所用质量分数为1.1％
辅料-2：增稠剂-壳聚糖 补至100％
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为85％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为10.5％称取纤维素微米晶(MCC)粉末，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加稳定剂丁二酸和增稠剂壳聚糖，其中基材纤维素微米晶(MCC)的加入量为14.9％(对最终产品总重的质量分数)，其中稳定剂丁二酸的用量为1.1％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，转速范围3000r/min～25000r/min)在15500r/min的转速下对纤维素微米晶(MCC)的胶体溶液进行预剪切，时间设定为16min，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，处理后得到粘度为410mPa·s的纤维素微米晶(MCC)的基材母液；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水的质量比为1:4，称取花生衣红天然色素原料，加入到相应的去离水中，其中花生衣红色素的添加量为82.5％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(100KHZ)的超声处理下，使花生衣红色素完全溶解或分散于水溶液中，采用均质机，在8800r/min的较低转速下，向水性纤维素微米晶(MCC)的基材母液中逐滴滴加含有花生衣红色素的水性溶液，色素溶液滴加结束后，提高转速至22000r/min，使色素的水性溶液与纤维素基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基花生衣红色素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得花生衣红色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为30％的复合物乳液，将上述复合物浓缩液进一步通过真空冷冻干燥后，再经超微粒粉碎机处理，得到粒度为0.05μm～8μm的纤维素基花生衣红色素复合物固体形态颗粒，颗粒为紫红色/橙褐色。
按照实施例1中所述的检测方法，将实施例7中所得的复合花生衣红色素颗粒和对照样品(未经复合处理的花青素样品)分别用10％醋酸溶液配制10ml色素溶液于具塞试管中，确保两者所含的花生衣红色素活性组分的含量相同，将样品置于室内光照处静置30d后，计算色素的保存率。检测结果表明，实施例7中的复合物样品颗粒的色素保存率可以达到98.2％，贮存稳定性显著高于空白样品(色素保存率仅为85.1％)。
实施例8
一种高稳定性的纤维素基天然食用花青素色素复合物制备方法，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)，在本实施例中，选用黑加仑色素；
1-1-2基材：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液，在本实施例中，选用纤维素纳米晶(CNC)；
1-2辅料
1-2-1稳定剂：本实施例选用有机酸类物质的苹果酸；
1-2-2多糖类增稠剂：本实施例选用枸杞多糖；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
组分 用量(质量分数，对最终产品的总重计)
主料-1：功能成分-黑加仑色素 本实施例所用质量分数为80.6％
主料-2：基材-纤维素纳米晶(CNC) 本实施例所用质量分数为17.8％
辅料-1：稳定剂-苹果酸 本实施例所用质量分数为1.3％
辅料-2：增稠剂-枸杞多糖 补至100％
2-2工艺操作步骤
步骤一：纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为78％的去离子水(电导率0.08μS/cm，25℃)，按对去离子水的重量百分比为3.5％称取纤维素纳米晶(CNC)粉末，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加稳定剂苹果酸和增稠剂枸杞多糖，其中基材纤维素纳米晶(CNC)的加入量为17.8％(对最终产品总重的质量分数)，其中稳定剂苹果酸的用量为1.3％(对最终产品总重的质量分数)，利用均质机(型号IKA-T25，转速范围3000r/min～25000r/min)在16500r/min的转速下对纤维素纳米晶(CNC)的胶体溶液进行预剪切，时间设定为18min，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，处理后得到粘度为430mPa·s的纤维素纳米晶(CNC)的基材母液；
步骤二：在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水的质量比为1:5，称取黑加仑天然色素原料，加入到相应的去离水中，其中黑加仑色素的添加量为80.6％(对最终产品总重的质量分数)，在特定频率(80KHZ)的超声处理下，使黑加仑色素完全溶解或分散于水溶液中，采用均质机，在8000r/min的较低转速下，向水性纤维素纳米晶(CNC)的基材母液中逐滴滴加含有黑加仑色素的水性溶液，色素溶液滴加结束后，提高转速至23500r/min，使色素的水性溶液与纤维素基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基黑加仑色素复合物的稀乳液；
步骤三：具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器(真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃)进行浓缩，制得黑加仑色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为33％的复合物乳液，将上述复合物浓缩液进一步通过真空冷冻干燥后，再经超微粒粉碎机处理，得到粒度为0.1μm～5μm的纤维素基黑加仑色素复合物固体形态颗粒，颗粒为紫红色/红色。
按照实施例1中所述的检测方法，将实施例8中所得的复合黑加仑色素颗粒和对照样品(未经复合处理的花青素样品)分别用10％醋酸溶液配制10ml色素溶液于具塞试管中，确保两者所含的黑加仑色素活性组分的含量相同，将样品置于室内光照处静置30d后，计算色素的保存率。检测结果表明，实施例8中的复合物样品颗粒的色素保存率可以达到97.3％，贮存稳定性显著高于空白样品(色素保存率仅为85.1％)。
本发明产品可应用的领域广泛，利惠于诸多民生行业，制得的天然食用色素复合物可以通过口服或者以添加剂的形式应用于食品、饮料、生物医药和日用化工等多个领域。
在本发明中，由于采用一种新兴的纳米尺寸的天然高分子的纳米/微米纤维素类物质及其衍生物，作为基材来对花色素功能成分进行有效负载，来制得相应的纤维素基天然食用色素复合物，该工艺可以显著提高天然色素的贮藏稳定性，延长其作用期限。
从制备工艺而言，由于纳米/微米纤维素强烈的电子云系统和丰富的羟基含量，其可以通过单纯的物理剪切来完成对三氯生杀菌剂、天然抗氧化剂等小分子的乳化，但考虑到花青素类天然食用色素本身的表面羧基、羟基等活性基团的数量差异较大，且反应性能也各不相同，为了提高纳米/微米纤维素对花青素色素的负载率，本发明率先采用超声辅助物理高速均质化的处理方式(特定超声频率80KHZ～100KHZ)，来完成纤维素基花青素天然食用色素复合物的制备。通过该方式制备得到的色素复合物，其不同物质分子间的键合效率高，成键强度大，可以显著提高色素复合物的光、热稳定性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的专业人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法，其特征在于：由主料和辅料两部分组成物的配方精制而成的纤维素基天然食用花青素色素复合物，所述主料包括功能成分花青素及负载功能成分的由天然纤维降解制得的尺寸为纳米/微米级别的纤维素类物质或其衍生物胶体溶液，而辅料则涵盖稳定剂及多糖类增稠剂，其制备方法包括1备料和2制备工艺：
1备料
1-1主料
1-1-1功能成分：花青素(Anthocyanin)
花青素，包括但不限于大类的天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素，以及细分种类的葡萄皮色素、玫瑰茄色素、高粱红色素、花生衣红色素、落葵红、黑加仑红、天然苋菜红、桑葚红色素、红米红，其中的一种或几种色素的混合物；
1-1-2作为负载功能成分的基材
由天然纤维降解制得的尺寸为纳米/微米级别的纤维素类物质或其衍生物胶体溶液；所述纳米/微米纤维素类物质或其衍生物，为纤维素纳米晶(CNC)、纤维素微米晶(MCC)、羟基纤维素纳米/微米晶(CNCC)、纤维素微米纤(MFC)、羟丙基/乙基纤维素纳米/微米晶、纳米/微米纤维素乙酸酯、纳米/微米纤维素硝酸酯、纳米/微米纤维素醚衍生物，其中的一种或几种的混合物；
1-2辅料
1-2-1稳定剂
包括苹果酸、丁二酸、阿魏酸、芦丁、柚皮苷、对羟基苯甲酸、半胱氨酸有机酸类、茶多酚、葡萄多酚中的一种或其中几种的混合物；
1-2-2多糖类增稠剂
为低聚壳聚糖类、枸杞多糖类物质；
2制备工艺
2-1配方
制备固体颗粒复合物产品的用料配方
各种组分的用料以对最终产品的总重计，主料-1功能成分花青素的质量分数为30％～85％，主料-2纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的质量分数为8％～25％，辅料-1稳定剂有机酸及多酚类物质的质量分数为0％～1.5％，辅料-2多糖类增稠剂补充至100％；
2-2工艺操作步骤
步骤一
纳米/微米纤维素类物质或其衍生物基材母液的配制
在化料釜中加入水溶液为对乳液总量的重量百分比为70％～96.5％的去离子水，去离子水的电导率0.08μS/cm，25℃，按对去离子水的重量百分比为0.5％～5％，称取纳米/微米纤维素类物质或其衍生物，并加入到去离子水中配制得纤维素基胶体溶液，向胶体溶液中添加稳定剂与多糖类增稠剂的混合物，其中基材纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的加入量范围为8％～25％，对最终产品总重的质量分数计，其中稳定剂的用量范围为0％～1.5％，对最终产品总重的质量分数计，利用型号IKA-T25，转速范围为3000r/min～25000r/min的均质机，在18000r/min～23000r/min的转速下对纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的胶体溶液进行预剪切，此操作在超声/冰水浴的条件下进行，剪切时间设定为12min～25min，处理后得到粘度为280mPa·s～600mPa·s的水性纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的基材母液，其中增稠剂的分子量25000～48000；
步骤二
在超声辅助的条件下，制备得纤维素基花青素色素的复合物稀乳液
按色素与水/溶剂的质量比为1:2.5～1:10，称取功能成分花青素天然食用色素原料，加入到相应的水性/少量有机溶剂溶液中，其中花青素天然色素的添加量范围为30％～85％，对最终产品总重的质量分数计，在特定频率80～100KHZ的超声处理下，使花青素完全溶解或分散于去离子水/有机溶剂的溶液中而配制得花青素水性/有机溶剂溶液，采用均质机，在6000r/min～10000r/min的较低转速下，向水性纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的基材母液中逐滴滴加含有花青素的水性/有机溶剂溶液，滴加结束后，提高转速至20000r/min～24000r/min，使花青素的水性/有机溶剂溶液与纳米/微米纤维素类物质或其衍生物的基材母液充分混合，从而制得水基纤维素基花青素复合物的稀乳液；
步骤三
具有高稳定性的纤维素基花青素复合物产品乳液/颗粒的制备
将上述稀乳液通过真空旋转蒸发器进行浓缩，真空度<-0.08MPa，温度30℃～36℃，制得色素活性组分量对乳液总量的绝干比重为30％～85％的复合物乳液，乳液的外观呈蓝色/褐色/浅棕色/红色，可作为乳液形态的产品，或将上述复合物乳液进一步通过真空冷冻干燥后，再经超微粒粉碎机处理，得到粒度为0.05μm～8μm的纤维素基花青素复合物固体形态颗粒，颗粒的外观呈蓝色/褐绿色/黄色/红色，可作为乳液形态的产品，或将上述复合物乳液进一步通过冷冻干燥后，再经超微粒粉碎机处理，得到粒径为0.01μm～10μm的固体粉状产品。
2.根据权利要求1所述高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法，其特征在于：所述功能成分花青素，包括但不限于大类组分的天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素，以及细分种类的葡萄皮色素、玫瑰茄色素、高粱红色素、花生衣红色素、落葵红、黑加仑红、天然苋菜红、桑葚红色素、红米红，其中的一种或几种色素的混合物。
3.根据权利要求1所述高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法，其特征在于：所述纳米/微米纤维素类物质或其衍生物，为纤维素纳米晶(CNC)、基纤维素纳米晶(CNCC)、纤维素微米纤(MFC)、纤维素微米晶(MCC)、羟丙基/乙基纤维素纳米/微米晶、纳米/微米纤维素乙酸酯、纳米/微米纤维素硝酸酯、纳米/微米纤维素醚衍生物，任选其中的一种或两种的混合物，所述纤维素纳米晶(CNC)为自制或市售产品，其中通过水解天然纤维原料而自制的纤维素纳米晶(CNC)，天然原料取自木材，棉花、棉短绒、农作物加工副产物，选用棉花原料，则控制水解反应的物料浓度为3％～6％，在63.9％w/w的硫酸液中于45℃下反应1h～4h后，终止反应，再经过离心洗涤、冷冻干燥或喷雾干燥后得到成品，所制得的棒状纤维素纳米晶(CNC)具备长度80nm～120nm，宽度3nm～45nm，长径比5～50的物理指标参数。
4.根据权利要求1所述高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂，为乙醇、食用级甘油中的一种或两种溶剂的混合物，其用量对乳液总量的重量百分比为0％或0.01％～0.15％。
5.根据权利要求1所述高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法，其特征在于：所述与稳定剂一起添加于胶体溶液中的多糖类增稠剂，为低聚壳聚糖类、枸杞多糖类中的一种或两种的混合物，其添加量控制为0％～2.5％。
CN201510492524.1A 2015-08-12 2015-08-12 高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法 Active CN105166862B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510492524.1A CN105166862B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510492524.1A CN105166862B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105166862A CN105166862A (zh) 2015-12-23
CN105166862B true CN105166862B (zh) 2018-08-17

Family

ID=54889707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510492524.1A Active CN105166862B (zh) 2015-08-12 2015-08-12 高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105166862B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105614764B (zh) * 2015-12-29 2019-11-15 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 一种桑椹纳米微胶囊的制备方法及由其组成的营养粉
CN109135327B (zh) * 2017-06-27 2021-02-05 上海茉笠品牌管理有限公司 茉莉花色素提取方法及包含茉莉花色素的组合物
CN108968074B (zh) * 2018-06-06 2021-09-28 福建省农业科学院农业工程技术研究所 一种结肠靶向递送的银耳糖醛酸多糖-芙蓉李花青素复合物及其制备方法
CN109247462A (zh) * 2018-09-29 2019-01-22 广东鲜活果汁生物科技有限公司 不添加合成色素的含果肉红西柚浓浆及其制备方法
CN109463614B (zh) * 2018-10-15 2022-03-11 郑州中科新兴产业技术研究院 一种高稳定性栀子黄色素的保护剂及高稳定性栀子黄色素的制备工艺和着色工艺
CN109430878B (zh) * 2018-10-19 2022-04-05 天津科技大学 芦丁壳寡糖复合物及其制备方法和应用
CN109394562A (zh) * 2018-12-07 2019-03-01 安阳工学院 一种制备花生衣原花青素儿童润唇膏的方法
CN109907206B (zh) * 2019-03-01 2022-01-04 山东华玫生物科技有限公司 一种提高红玫瑰花干燥过程及贮藏期间天然色泽稳定性的方法
EP3906015A4 (en) * 2019-05-10 2022-11-23 Anomera Inc. MICROPARTICLES OF CELLULOSE ANOCRYSTALS WITH BOUND PIGMENT NANOPARTICLES AND PROCESS FOR THEIR MANUFACTURE
CN112748078A (zh) * 2020-12-15 2021-05-04 北京农业信息技术研究中心 一种用于鱼肉新鲜度智能指示标签的溶液及其应用
CN114957185B (zh) * 2022-05-31 2024-07-16 安徽大学绿色产业创新研究院 一种提高花青素稳定性的方法
CN115584062B (zh) * 2022-10-24 2023-11-14 上海工程技术大学 一种紫外光固化醋酸纤维素膜及其制备方法
CN115737727B (zh) * 2022-11-23 2024-03-01 长沙医学院 一种治疗阿司匹林诱导胃黏膜损伤的药物组合

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103181544B (zh) * 2011-12-30 2014-12-17 深圳劲创生物技术有限公司 新型膜分离技术制备的稳定花青素及其方法
CN104082287B (zh) * 2014-07-25 2016-06-22 孙波 一种纤维素基杀菌乳液的制备方法
CN104692389A (zh) * 2015-02-13 2015-06-10 江苏大学 一种纳米结构材料的制备

Also Published As

Publication number Publication date
CN105166862A (zh) 2015-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105166862B (zh) 高稳定性纤维素基天然食用花青素色素复合物的制备方法
Kalušević et al. Effects of different carrier materials on physicochemical properties of microencapsulated grape skin extract
CN101999577B (zh) 一种β-胡萝卜素微囊粉及其制备方法
Zhao et al. Enzyme-assisted extraction of astaxanthin from Haematococcus pluvialis and its stability and antioxidant activity
CN104887583B (zh) 一种纤维素基多酚类天然抗氧化复合物的制备方法
Moreno et al. Storage stability and simulated gastrointestinal release of spray dried grape marc phenolics
Gawałek et al. Effects of the spray drying conditions of chokeberry (Aronia melanocarpa L.) juice concentrate on the physicochemical properties of powders
CN107674451B (zh) 一种蓝莓色素微胶囊及其制备方法
CN102919857B (zh) 食用碳酸钙微球及其制备方法
CN102773052B (zh) 冷水可分散性类胡萝卜素微囊产品的制备方法
CN102429141B (zh) 一种蜂胶微胶囊的制备方法及应用
CN110547455A (zh) 一种含有唾液酸与类胡萝卜素的微胶囊及其制备方法和应用
DE69806247T2 (de) Wasserdispergierbare carotenoidpigment zubereitung
CN101434756A (zh) 一种水分散型辣椒红色素微胶囊化的制备方法
CN105166094A (zh) 一种月见草油和玫瑰果油复合微胶囊的制备方法
CN109646425B (zh) H1、h2或j型虾青素聚集体水分散体系的制备方法与应用
CN113812615A (zh) 一类水溶蛋白基虾青素制品及其制备方法
JP6543048B2 (ja) 紅麹色素及び／又は紅麹黄色素を含有する非乳化色素製剤
CN106880046A (zh) 一种蓝莓色素软胶囊及其制备方法
CN102475265B (zh) 水溶性辣椒红素乳剂及其制备工艺
CN104774483A (zh) 一种微纳米玉米黄色素的制备方法
CN103756360B (zh) 玉米黄色素微粉的制备方法
CN102860476B (zh) 一种荔枝速溶粉及其制备方法
CN104212246B (zh) 一种氧化铁油性色浆
CN104327599B (zh) 一种彩色涂料用着色剂

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201123

Address after: No.37 Jinxing Avenue, Longyou Industrial Park, Quzhou City, Zhejiang Province

Patentee after: ZHEJIANG JINCHANG SPECIALTY PAPER Co.,Ltd.

Address before: 300457 No. thirteenth, 29 Avenue, Tianjin economic and Technological Development Zone, Binhai New Area, Tianjin

Patentee before: Tianjin University of Science and Technology

TR01 Transfer of patent right