CN117752037A - 一种复配橙色素制剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复配橙色素制剂及其制备方法与应用，首先制备β‑胡萝卜素混合液、水相混合液、稀释液，再将上述成分混合，得到复配橙色素制剂。本发明的优点包括：减少乳化前准备阶段中β‑胡萝卜素的颜色损失，可以有效地将油水两相均匀混合分布，形成和保持稳定的乳液，防止油水分离和沉淀，并实现所需的质地和稳定性，着色使用范围广，生产安全简单，易于多方面应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种食品添加剂，尤其涉及色素添加剂。
背景技术
β-胡萝卜素(C40H56)是广泛应用于食品工业的橙色色素，属于类胡萝卜素之一，存在于蔬菜、水果、植物中，安全性高。它是一种脂溶性化合物，溶解后随浓度增加可呈现黄色至橙红色色泽，但不溶于水、丙二醇、甘油以及酸碱，且对光照和温度的耐受性较差，易受重金属离子(尤其是Fe3+)影响而褪色，这也导致β-胡萝卜素的应用受到了一定的限制。脂溶性状态下，β-胡萝卜素对油脂性食品的着色性能良好，若需使用水溶性原料，需要先对β-胡萝卜素进行乳化处理。
现阶段下，β-胡萝卜素的乳化工艺主要为将β-胡萝卜素与乳化剂(如吐温80，蔗糖脂肪酸酯等)混合后在150℃进行乳化分散。该工艺生产出的β-胡萝卜素乳液为橙色悬浊液，在水中分散后呈现半透明黄色至橙黄色，与乳化前的色泽有一定差异，无法满足橙红色色泽的着色需求，主要原因在于加热过程导致了β-胡萝卜素一定程度上的褪色，且乳化处理时间过短，水包油乳液未能充分分散，进而造成乳液稀释后的不透明现象；另外，在水包油乳液分散后，β-胡萝卜素易因温度降低而破乳化，破坏了乳液的稳定性，主要原因在于乳化剂的使用和搭配不当。因此，为降低β-胡萝卜素使用的局限性，需要开发一种可提供橙红色色泽，稳定性强的水溶性β-胡萝卜素复配制剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复配橙色素制剂及其制备方法与应用，以解决现有技术中β-胡萝卜素稳定性不足、在水中分散后与乳化前相比色泽差异明显等问题。
为了达到上述目的本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种复配橙色素制剂的制备方法，步骤包括：
(1)制备β-胡萝卜素混合液：将β-胡萝卜素油悬液与大豆磷脂按质量比1.10～1：1.14混合搅拌；将得到的混合液搅拌加热为黑色明亮液体；然后快速降温再自然降温，得到β-胡萝卜素混合液；
(2)制备水相混合液：将羧甲基纤维素钠与甘油按质量比1：57～1：133混合，搅拌分散，加热溶解后，将该混合液与单双甘油脂肪酸酯按质量比4.05：1.00搅拌混合为淡黄色浑浊液体，加热分散，得到水相混合液；
(3)制备稀释液：将食品用香精，D-异抗坏血酸钠粉末按质量比3：4混合均匀，加纯化水加热溶解，降温得到稀释液；
(4)将β-胡萝卜素混合液、水相混合液、稀释液温热状态下按比例依次混合均匀，搅拌均匀后冷却得到复配橙色素制剂。
进一步地，步骤(1)的详细过程包括：将β-胡萝卜素油悬液与大豆磷脂按质量比1：1.10～1：1.14的比例混合，以90±30rpm剪切5min；将得到的混合液以90±30rpm边搅拌边加热至155±5℃呈现为黑色明亮液体；然后在5-8min内冷却至≤130℃后变为自然冷却，降温至90±5℃，得到E0.1％1cm65-E0.1％1cm95β-胡萝卜素混合液，保温备用。
进一步地，边搅拌边加热至155～158℃呈现为黑色明亮液体。
进一步地，步骤(2)的详细过程包括：将羧甲基纤维素钠与甘油按质量比1：57～1：133混合，以90±30rpm搅拌分散为白色浑浊液体，加热至90±5℃溶解；将所得混合液与单双甘油脂肪酸酯按质量比4.05：1.00，以90±30rpm搅拌混合为淡黄色浑浊液体，加热至90±5℃分散，得到1800mPa·s-2100mPa·s水相混合液，保温备用。
进一步地，步骤(3)的详细过程包括：将食品用香精，D-异抗坏血酸钠粉末按质量比3：4混合均匀，加入总质量比25.0～98.5倍纯化水，以90±30rpm搅拌加热至90±5℃，溶解为无色澄清透明液体，得到1.0°Bx-4.0°Bx稀释液，保温备用。
进一步地，步骤(4)的详细过程包括：将E0.1％1cm65-95的β-胡萝卜素混合液、1800-2100mPa·s水相混合液、1.0-4.0°Bx稀释液按照重量比1：3.43-4：2.36-3，在78-103℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，得到天然复配橙色素制剂。
进一步地，步骤(4)的详细过程包括：将E0.1％1cm95的β-胡萝卜素混合液、2100mPa·s水相混合液、4.0°Bx稀释液按照重量比1：4：3，在78-103℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，即得天然复配橙色素制剂。
进一步地，步骤(4)的详细过程包括：将E0.1％1cm80的β-胡萝卜素混合液、1950mPa·s水相混合液、2.5°Bx稀释液按照重量比1.0：3.5：2.5，在83-98℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，得到天然复配橙色素制剂。
进一步地，步骤(4)的详细过程包括：将E0.1％1cm65的β-胡萝卜素混合液、1800mPa·s水相混合液、1.0°Bx稀释液按照重量比1.00：3.43：2.36，在85-95℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，得到天然复配橙色素制剂。
本发明还提供一种所述制备方法得到的复配橙色素制剂。
本发明还提供一种所述复配橙色素制剂在制备食品着色剂中的应用。
本发明的优点包括：
磷脂和单双甘油脂肪酸酯进行复配乳化，磷脂为油性液体，在加热过程中能与β-胡萝卜素充分混合分散，减少乳化前准备阶段中β-胡萝卜素的颜色损失，单双甘油脂肪酸酯中包括单酯和双酯，它们都具有良好的乳化能力，可以有效地将油水两相均匀混合分布，形成和保持稳定的乳液，防止油水分离和沉淀，并实现所需的质地和稳定性。
使用范围更广，可提供淡黄色至橙红色的水溶性液体，且适用于大多数食品，不受乳化剂原料的限制，乳化效果更好，稀释液为透明液体。
使用原料易得，设备要求简单，易于生产，生产过程绿色安全，易于行业推广应用。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
制备E0.1％1cm65-E0.1％1cm95β-胡萝卜素混合液，步骤如下：
(1)将β-胡萝卜素油悬液与大豆磷脂按质量比1：1.10～1：1.14的比例混合，以90±30rpm剪切5min；
(2)将(1)中混合液以90±30rpm边搅拌边加热，133-138℃时呈现黑色，至155±5℃呈现为黑色明亮液体；
(3)将(2)中混合液进行快速降温，在5-8min内冷却至≤130℃后变更工艺为自然冷却，降温至90±5℃，保温备用；
制备1800mPa·s-2100mPa·s水相混合液，步骤如下：
(1)将羧甲基纤维素钠与甘油按质量比1：57-1：133混合，以90±30rpm搅拌分散为白色浑浊液体，加热至90±5℃溶解；
(2)将(1)中混合液与单双甘油脂肪酸酯按质量比4.05：1.00，以90±30rpm搅拌混合为淡黄色浑浊液体，加热至90±5℃分散，保温备用；
制备1.0°Bx-4.0°Bx稀释液，步骤如下：
将食品用香精，D-异抗坏血酸钠粉末按质量比3：4混合均匀，加入总质量比25.0～98.5倍纯化水，以90±30rpm搅拌加热至90±5℃，溶解为无色澄清透明液体，保温备用。
实施例1
将E0.1％1cm95的β-胡萝卜素混合液、2100mPa·s水相混合液、4.0°Bx稀释液按照重量比1：4：3，在78-103℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，即得天然复配橙色素制剂1。
实施例2
将E0.1％1cm80的β-胡萝卜素混合液、1950mPa·s水相混合液、2.5°Bx稀释液按照重量比1.0：3.5：2.5，在83-98℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，即得天然复配橙色素制剂2。
实施例3
将E0.1％1cm65的β-胡萝卜素混合液、1800mPa·s水相混合液、1.0°Bx稀释液按照重量比1.00：3.43：2.36，在85-95℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，即得天然复配橙色素制剂3。
将等浓度水性β-胡萝卜素和本发明复配橙色素制剂3分别配制成质量分数为1％的色素溶液，利用色彩色差仪检测，天然复配橙色素制剂3样品h0值大于水性β-胡萝卜素样品的h0值，表明天然复配橙色素制剂3样品相较于水性β-胡萝卜素样品更偏向红色，更能满足橙红色状态的需求，且呈色效果更加稳定，使用更安全、更广泛。
以下是本发明复配橙色素制剂3及等浓度水性β-胡萝卜素分别用于糖果、气泡水调色实施例。
实施例4
以市售水性β-胡萝卜素为对照组，分别将本发明实施例3所制备的天然复配橙色素制剂、市售水性β-胡萝卜素作为色素添加剂，按照β-胡萝卜素的使用方法和用量比例(质量比0.2-0.5％)添加到糖果中，放入恒温观察室(温度35℃、17W灯光光照10h/d、湿度50％RH)放置35天，每日定时取样观察，利用色彩色差仪，测定并记录样品L值，a值，b值，C值等指标的变化，如表1所示：
表1
表1中，L表示样品的亮度，数值越大，亮度越高；a正值表示红色，数值越大越接近纯红色；b正值代表黄色，数值越大越接近纯黄色；h0值表示色调角，在0～90°色调角范围，数值越小越偏向于黄色，数值越大越偏向于红色。
随着观察时间的增加，样品亮度整体下降，其中，采用天然复配橙色素制剂3制备的样品的衰减程度(2.24％)小于水性β-胡萝卜素的(3.37％)；采用水性β-胡萝卜素制备的样品的h0值在观察期间大于采用天然复配橙色素制剂3制备的样品h0值，且随着时间增加，二者均呈现增长趋势，采用水性β-胡萝卜素制备的样品h0的波动幅度(1.43％)大于采用天然复配橙色素制剂3样品制备的样品的波动幅度(1.17％)，说明采用水性β-胡萝卜素制备的样品整体显色偏向于橙黄色和黄色，采用天然复配橙色素制剂3制备的样品相较于水性β-胡萝卜素样品更偏向红色，呈现橙红色状态，且呈色效果更加稳定。
实施例5
以水性β-胡萝卜素为对照组，分别将本发明实施例3所制备的天然复配橙色素制剂3按照β-胡萝卜素的使用方法和用量(质量比0.2-0.5％)添加到气泡水，放入恒温观察室(温度35℃、17W灯光光照10h/d、湿度50％RH)放置35天，每日定时取样观察，利用分光光度计在波长415±1nm分别测定并记录留置期间气泡水吸光度的变化情况，如下表2所示：
表2
表2中，采用天然复配橙色素制剂3制备的样品吸光度的波动幅度(2.25％)明显低于采用水性β-胡萝卜素制备的样品，说明采用天然复配橙色素制剂3制备的样品的稳定性优于水性β-胡萝卜素的。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种复配橙色素制剂的制备方法，其特征在于：
步骤包括：
(1)制备β-胡萝卜素混合液：将β-胡萝卜素油悬液与大豆磷脂按质量比1.10～1：1.14混合搅拌；将得到的混合液搅拌加热为黑色明亮液体；然后快速降温再自然降温，得到β-胡萝卜素混合液；
(2)制备水相混合液：将羧甲基纤维素钠与甘油按质量比1：57～1：133混合，搅拌分散，加热溶解后，该混合液与单双甘油脂肪酸酯按质量比4.05：1.00搅拌混合为淡黄色浑浊液体，加热分散，得到水相混合液；
(3)制备稀释液：将食品用香精，D-异抗坏血酸钠粉末按质量比3：4混合均匀，加纯化水加热溶解，降温得到稀释液；
(4)将β-胡萝卜素混合液、水相混合液、稀释液温热状态下按比例依次混合均匀，搅拌均匀后冷却得到复配橙色素制剂。
2.根据权利要求1所述一种复配橙色素制剂的制备方法，其特征在于：
步骤(1)的详细过程包括：将β-胡萝卜素油悬液与大豆磷脂按质量比1：1.10～1：1.14的比例混合，以90±30rpm剪切5min；将得到的混合液以90±30rpm边搅拌边加热至155±5℃呈现为黑色明亮液体；然后在5-8min内冷却至≤130℃后变为自然冷却，降温至90±5℃，得到E0.1％1cm65-E0.1％1cm95β-胡萝卜素混合液，保温备用。
3.根据权利要求1所述一种复配橙色素制剂的制备方法，其特征在于：
步骤(2)的详细过程包括：将羧甲基纤维素钠与甘油按质量比1：57-1：133混合，以90±30rpm搅拌分散为白色浑浊液体，加热至90±5℃溶解；将所得混合液与单双甘油脂肪酸酯按质量比4.05：1.00，以90±30rpm搅拌混合为淡黄色浑浊液体，加热至90±5℃分散，得到1800mPa·s-2100mPa·s水相混合液，保温备用。
4.根据权利要求1所述一种复配橙色素制剂的制备方法，其特征在于：
步骤(3)的详细过程包括：将食品用香精，D-异抗坏血酸钠粉末按质量比3：4混合均匀后，加入总质量比25.0～98.5倍纯化水，以90±30rpm搅拌加热至90±5℃溶解为无色澄清透明液体，得到1.0°Bx-4.0°Bx稀释液，保温备用。
5.根据权利要求1所述一种复配橙色素制剂的制备方法，其特征在于：
步骤(4)的详细过程包括：将E0.1％1cm65-95的β-胡萝卜素混合液、1800-2100mPa·s水相混合液、1.0-4.0°Bx稀释液按照重量比1：3.43-4：2.36-3，在78-103℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，得到天然复配橙色素制剂。
6.根据权利要求5所述一种复配橙色素制剂的制备方法，其特征在于：
步骤(4)的详细过程包括：将E0.1％1cm95的β-胡萝卜素混合液、2100mPa·s水相混合液、4.0°Bx稀释液按照重量比1：4：3，在78-103℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，即得天然复配橙色素制剂。
7.根据权利要求5所述一种复配橙色素制剂的制备方法，其特征在于：
步骤(4)的详细过程包括：将E0.1％1cm80的β-胡萝卜素混合液、1950mPa·s水相混合液、2.5°Bx稀释液按照重量比1.0：3.5：2.5，在83-98℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，得到天然复配橙色素制剂。
8.根据权利要求5所述一种复配橙色素制剂的制备方法，其特征在于：
步骤(4)的详细过程包括：将E0.1％1cm65的β-胡萝卜素混合液、1800mPa·s水相混合液、1.0°Bx稀释液按照重量比1.00：3.43：2.36，在85-95℃条件下依次混合均匀，搅拌均匀后冷却，得到天然复配橙色素制剂。
9.一种如权利要求1-8任一所述制备方法得到的复配橙色素制剂。
10.一种如权利要求9所述复配橙色素制剂在制备食品着色剂中的应用。
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