CN110108653B - 一种鲜辣椒预处理过程中辣椒红素变化规律分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于色素提取技术领域，公开了一种鲜辣椒预处理过程中辣椒红素变化规律分析方法，包括以下步骤：通过单因素实验分析辣椒新鲜度对辣椒红素提取率的影响；系统化分析干燥温度，干燥时间，果实含水量对鲜辣椒干燥过程中辣椒红素含量的影响，并测定其含量的变化，探寻鲜辣椒干燥过程中辣椒红素与温度、时间和含水量之间的相关关系，找出促最佳调控措施，为建立合理的辣椒加工工艺提供基础理论指导；通过单因素实验分析辣椒粉碎粒度对辣椒红素提取率的影响；鲜辣椒预处理方法的确认。

Description

一种鲜辣椒预处理过程中辣椒红素变化规律分析方法

技术领域

本发明属于色素提取技术领域，尤其涉及一种鲜辣椒预处理过程中辣椒红素变化规律分析方法。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：

辣椒红素是红辣椒中呈鲜艳红色的部分，是目前国际公认最好的天然色素，无任何辣味，其显色强度是其它色素的10倍。根据我国相关法规规定，辣椒红素可广泛用于药品、食品、化妆品、以及饲料行业。美国、英国、加拿大、日本、西班牙、墨西哥、以及东南亚国家也广泛采用辣椒红素作药品和天然食品的添加剂。此外，辣椒红素已被现代科学证明具有防治心血管系统疾病、调节免疫系统活性、抗癌、美容、抗氧化等营养保健功能，而且安全性高，有很好的发展前景。目前在辣椒红素提取工艺方面技术含量低、加工工艺落后，指导加工的基础理论薄弱，同时辣椒红素具有不稳定性，使得其在加工及保存过程中出现颜色变淡，导致所得的辣椒红素产品质量不高，经济效益和社会效益亦不理想。因而通过改进工艺获得高品质的辣椒红素就成为各商家及学者研究的热点。现国内外对辣椒红素的工艺研究主要集中于干辣椒或辣椒酱等半成品中辣椒红素的提取，对辣椒红素含量丰富的鲜辣椒的预处理方法及过程中辣椒红素变化规律的研究鲜有报道。

综上所述，现有技术存在的问题是：

辣椒红素提取工艺技术含量低、加工工艺落后，指导加工的基础理论薄弱，导致所得的辣椒红素产品质量不高，缺少对辣椒红素含量丰富的鲜辣椒的预处理方法及过程中辣椒红素变化规律的分析。

解决上述技术问题的难度和意义：

现目前，从辣椒中提取辣椒红色素的方法主要有油溶法、溶剂提取法、超临界CO₂萃取法、微波或超声波辅助提取、以及酶提取法。油溶法中油和色素难以分离；超临界CO₂萃取法虽然有提取和纯化温度较低、无溶剂残留、有效避免产物氧化等优点，但对设备要求较高，在工业上很难实施；微波、超声波辅助提取法设备的一次性投资较大；溶剂法操作简单，工业化程度大，而且我国现有的辣椒红色素生产几乎都采用有机溶剂提取法。基于对各提取方法的比较，采用有机溶剂提取法鲜辣椒中的辣椒红色素，研究辣椒红色素提取工艺，并对选定工艺的具体操作条件进行优化，得到制备辣椒红色素产品的较佳工艺条件，以便寻求更合理的鲜辣椒预处理方法。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种鲜辣椒预处理过程中辣椒红素变化规律分析方法。

本发明是这样实现的，一种鲜辣椒预处理方法，所述鲜辣椒预处理方法将采得的鲜辣椒果实，经初步筛选去除畸形和有损伤的果实，经烘箱50℃条件下烘干5小时，干燥后的样品用高速粉碎机粉碎，过200目筛，精确称取5.0000g辣椒粉，采用丙酮作为提取溶剂，料液比为1:40g/mL，提取沸腾时间45min，回流时间60min。经多次索氏提取直到辣椒粉无肉眼可见红色为止。

本发明的另一目的在于提供一种基于所述鲜辣椒预处理方法的辣椒红素变化规律分析方法，所述辣椒红素变化规律分析方法包括以下步骤：

1)通过单因素实验分析辣椒新鲜度对辣椒红素提取率的影响；

2)系统化分析干燥温度，干燥时间，果实含水量对鲜辣椒干燥过程中辣椒红素含量的影响，并测定其含量的变化，探寻鲜辣椒干燥过程中辣椒红素与温度、时间和含水量之间的相关关系，找出促最佳调控措施，为建立合理的辣椒加工工艺提供基础理论指导；

3)通过单因素实验分析辣椒粉碎粒度对辣椒红素提取率的影响；

4)鲜辣椒预处理方法的确认。

进一步，在鲜辣椒中对辣椒红素进行提取分离时，运用索氏提取法提取鲜辣椒中的辣椒红素，并分别对提取剂、提取时间和料液比进行优化，确定最佳提取条件。鲜辣椒预处理过程中辣椒红素变化规律分析方法包括以下步骤：

综上所述，本发明的优点及积极效果为：

本发明通过对索氏提取辣椒红色素，采用丙酮作为提取溶剂，料液比为1:40(g/mL)，提取沸腾时间45min，回流时间60min，与传统工艺相比，缩短了提取时间和节省了提取原料。本发明选择原料的粉碎粒度大小为200目；既保证了提取率，同时节约了能源。本发明分析方法表面干燥温度50℃，水分含量在80％-50％之间最有利于其合成辣椒红素；辣椒含水量在80％-50％时，辣椒红素合成速度最快。

附图说明

图1是本发明实施例提供的鲜辣椒预处理过程中辣椒红素变化规律分析方法流程图。

图2是本发明实施例提供的辣椒红素吸光度随波长变化曲线示意图。

图3是本发明实施例提供的不同提取时间对辣椒红素色价的影响示意图。

图4是本发明实施例提供的不同固液比对辣椒红素色价的影响示意图。

图5是本发明实施例提供的不同粉碎度对辣椒红素提取率的影响示意图。

图6是本发明实施例提供的不同干燥温度和时间对辣椒红素提取率的影响示意图。

图7是本发明实施例提供的果实含水量对辣椒红素提取率的影响示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

如图1所示，本发明实施例提供的鲜辣椒预处理过程中辣椒红素变化规律分析方法包括以下步骤：

S101：将采得的鲜辣椒果实，经初步筛选去除畸形和有损伤的果实，经烘箱50℃条件下烘干5小时，干燥后的样品用高速粉碎机粉碎，过200目筛，精确称取5.0000g辣椒粉；

S102：采用丙酮作为提取溶剂，料液比为1:40g/mL，提取沸腾时间45min，回流时间60min；经多次索氏提取直到辣椒粉无肉眼可见红色为止。

作为优选实施例，在鲜辣椒中对辣椒红素进行提取分离时，运用索氏提取法提取鲜辣椒中的辣椒红素，并分别对提取剂、提取时间和料液比进行优化，确定最佳提取条件。

下面结合具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实施例1：

1、辣椒红素的提取条件的优化

(1)提取溶剂的选择

在相同温度下，分别采用相同体积的丙酮、乙醚、石油醚、正己烷、乙酸乙酯、无水乙醇回流提取，浸提一定质量的辣椒粉，提取一定时间，提取液置于干燥箱内蒸发溶剂至干后，分别用丙酮稀释至100mL，用丙酮作参比液，用分光光度计测定最大吸收峰，其结果见图1。

从图2可以看出，六种溶剂提取出的辣椒红素在丙酮溶液中的最大吸收波长均为460nm。相同条件下，采用丙酮作为提取溶剂所得的辣椒红素的提取率最高，其次是无水乙醇，采用正己烷作为提取溶剂辣椒色素的提取率最低。所以，在辣椒红素的提取中选用丙酮作为提取溶剂。

(2)提取时间的选择

相同的条件下，考察了不同的沸腾时间(15min、30min、45min、60min)和回流时间(30min、45min、60min、80min)对辣椒红素提取率的影响。

由图3可以看出，在相同条件下，当沸腾时间小于45min时，随着时间的增加，辣椒红色素的提取率不断增加，在45min时达到最大值；但沸腾时间大于45min时，随着时间的增长，辣椒红色素的产率反而下降。同样，在相同条件下，当回流时间小于60min时，随着时间的增加，辣椒红色素的提取率不断增加，在60min时达到最大值；当回流时间大于60min时，随着时间的增长，辣椒红色素的产率反而下降。主要原因是提取时间过短，不能够充分有效的破坏原料的细胞壁；但是在长时间高温作用下，辣椒红色素不稳定，被破坏量增加。因此，选择最佳沸腾时间45min，最佳回流时间为60min。

(3)料液比的选择

相同条件下，考察了料液比为1:10、1:20、1:30、1:40、1:50(g/mL)对辣椒红素提取率的影响。从图4中可以看出，随着溶剂量的增加，辣椒红色素的提取率逐渐升高，但是料液比越高，溶剂用量越大，提取成本增加，因此试验选取料液比1:40g/mL。

2、辣椒预处理过程辣椒红素变化规律

(1)原料粉碎粒度对提取效果的影响

浸提作用是利用溶质通过细胞壁的渗透作用，来对存在于细胞中的辣椒红色素进行的提取，因此细胞壁的存在会对提取产生的阻力作用，导致浸取速率变极。如果将原料进行粉碎，不同程度地破坏植物细胞，增加与溶剂接触的表面积，使明显提高浸提速度。不同粉碎粒度对辣椒红素的提取效果的影响如图4所示。

对原料进行粉碎、研磨,等预处理可以帮助固体原料中的溶质能尽快被提取出来。由图5可见，色素的提取率随原料的粉碎粒度减小而增加，特别是在60目与200目，增加幅度较为明显。这主要是因为60目时辣椒粉的粒度较大，色素从原料中溶解出来较慢，随着粒度的减小，达到200目以上时，原料的表而积逐渐增加，加快了色素的浸提速度，但增加的幅度不大。因此从提収率和节约能源的角度综合考虑，粉碎度选为200目时比较合适。

(2)干燥温度和干燥时间对提取效果的影响

由图6可以看出，温度对辣椒中辣椒红素含量影响较大，干燥起始阶段，各温度条件下辣椒红素呈增加趋势，50℃处理辣椒红素的含量增幅最快。25℃、75℃和100℃处理，辣椒红素含量缓慢增长。主要是由于，温度过低辣椒红素的生物合成不完全。温度过高会抑制辣椒中辣椒红素的合成和存在小幅的降解与转化。在干燥后期，辣椒红素的变化处于一个相对平稳的过渡状态，其含量没有大幅度的变化。各干燥温度条件下，干燥时间在5小时左右时，辣椒红素含量均达到最大值，所以选择的最佳干燥时间为5小时。

(3)果实含水量对提取效果的影响

辣椒干燥过程中辣椒红素的生物合成分成两个阶段：第一阶段色素含量快速增加，第二阶段在此基础上色素缓慢减少，但最终总类胡萝卜素含量增加；当水分含量达到60％-65％时第一阶段结束，第二阶段开始进行。由图7可见，辣椒中水分含量在50％-80％之间辣椒红素合成速率最快，随后随着水分的逐渐降低类胡萝卜素并没有损失，而是增加的速率变缓。

3、结果

(1)通过对索氏提取辣椒红色素的初步研究表明，采用丙酮作为提取溶剂，料液比为1:40(g/mL)，提取沸腾时间45min，回流时间60min，与传统工艺相比，缩短了提取时间和节省了提取原料。

(2)原料的粉碎粒度大小对辣椒红素的提取存在着一定影响，色素的提取率随着粒度的减小而增大，当原料粉碎粒度达到200目以上时，原料的表而积逐渐增加，加快了色素的浸提速度，但增加的幅度不大，从提取率和节约能源的角度综合考虑，粉碎度选为200目。

(3)在辣椒干燥过程中温度和果实含水量对辣椒类胡萝卜素的合成影响很大。干燥温度50℃，干燥时间在5小时，水分含量在80％-50％之间最有利于其合成辣椒红素。辣椒含水量在80％-50％时，辣椒红素合成速度最快。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种鲜辣椒预处理方法，其特征在于，所述鲜辣椒预处理方法包括对辣椒红素变化规律的分析步骤，所述分析步骤包括：

1)通过单因素实验分析辣椒新鲜度对辣椒红素提取率的影响；

2)系统化分析干燥温度，干燥时间，果实含水量对鲜辣椒干燥过程中辣椒红素含量的影响，并测定其含量的变化，探寻鲜辣椒干燥过程中辣椒红素与温度、时间和含水量之间的相关关系，找出促最佳调控措施，为建立合理的辣椒加工工艺提供基础理论指导；

3)通过单因素实验分析辣椒粉碎粒度对辣椒红素提取率的影响；

4)鲜辣椒预处理方法的确认；

将采得的鲜辣椒果实，经初步筛选去除畸形和有损伤的果实，经烘箱50℃条件下烘干5小时，干燥后的样品用高速粉碎机粉碎，过200目筛，称取5.0000g辣椒粉，采用丙酮作为提取溶剂，料液比为1:40g/mL，提取沸腾时间45min，回流时间60min；辣椒含水量在80%-50%时，辣椒红素合成速度最快；经多次索氏提取提取直到辣椒粉无肉眼可见红色为止。

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