專利名稱：黑莓色素的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及食用色素的制備領(lǐng)域，特別涉及黑莓鮮果和凍果中天然色素的提取與純化方法。
背景技術(shù)：
黑莓(i ^MW.)是薔薇科懸鉤子屬的漿果類果樹，其果實柔嫩多汁、晶瑩剔透、果味 酸甜爽口，風(fēng)味宜人，生食加工皆宜，果實和加工產(chǎn)品深受歐美等消費者的喜愛。黑莓漿果 中含有豐富的花色苷紅色素，是天然食用紅色素的上佳原料。食用色素是以食品著色為目的的食品添加劑，按其來源分為合成和天然兩大類。目前， 國內(nèi)外用于紅酒、紅葡萄酒、食品、飲料的染色劑大部分是利用合成色素作為染色劑，合成 色素價格較低，色調(diào)較強，但毒性較大，有的還有致癌作用。在很多國家，多種合成色素已 被禁止或限量在食品中使用。天然色素是直接從動植物體內(nèi)提取得到的，它不僅沒有毒性， 有的還有一定的營養(yǎng)成分和保健作用，用天然色素逐漸取代合成色素是必然趨勢。用黑莓果 加工生產(chǎn)的天然紅色素為深寶石紅色，澄清、透明，長時間光照不退色，質(zhì)量穩(wěn)定又富含營 養(yǎng)，可廣泛用于食品工業(yè)的各個領(lǐng)域。江蘇省中國科學(xué)院植物研究所于1986年首次從歐美等國將黑莓引入我國，目前已在江蘇 省溧水縣丘陵地區(qū)建成了我國最大的黑莓種植基地，2007年種植面積近3000hm2，年產(chǎn)量 20000噸。黑莓漿果不耐C運，需及時加工或冷凍貯藏，增加了成本。本發(fā)明提供一種生產(chǎn) 優(yōu)質(zhì)天然色素的方法，為黑莓果增加了一種新的加工產(chǎn)品，生產(chǎn)的黑莓色素質(zhì)量好、純度高， 可大幅度提高黑莓的附加值。
發(fā)明內(nèi)容1. 發(fā)明目的旨在挖掘天然食用色素資源，提供一種安全、高效的黑莓色素提取與制備方法，并對提 取物做進(jìn)一歩的分離純化，得到純度高、水溶性強且性質(zhì)穩(wěn)定的天然食用紅色素。本發(fā)明的 產(chǎn)品為固態(tài)粉末狀，純度高，色澤自然且富有營養(yǎng)，在常溫下存放不變質(zhì)、不結(jié)塊，可以廣 泛應(yīng)用于飲料、糖、酒、肉制品、醫(yī)藥及化妝品等領(lǐng)域。2. 發(fā)明的工藝流程黑莓鮮果經(jīng)過清洗、去雜，或黑莓凍果經(jīng)過解凍，經(jīng)蒸汽快速加熱軟化，破碎機破碎得 到果漿泥，果漿泥經(jīng)鹽酸酒精提取2次，提取液減壓濃縮去除酒精，調(diào)整pH，稀釋至適宜濃 度，通過蝶式離心獲得澄清液，澄清液上大孔樹脂柱純化，先用水沖洗，去除糖酸等物質(zhì)，再用一定濃度的酒精洗脫，得色素溶液，將沖洗液減壓濃縮成浸膏，最后真空干燥或冷凍干 燥得色素粉末。3.花色苷測定方法 (1)色價法色價是我國習(xí)慣采用的表示色素含量的方法，它表示全部發(fā)色物質(zhì)占樣品質(zhì)量的百分率。 具體操作如下-稱取適量樣品，用純凈水稀釋至一定濃度。用移液管吸取2mL樣品液，再吸取pH 3.0
緩沖液18mL，混勻，以緩沖液作空白，在可見光波長范圍內(nèi)掃描吸收光譜，確定特征峰值的波長，在特征峰值波長下測定樣品的吸光度，按下面公式計算色價b= 一W其中E—色價；A—峰值下的吸光度；W—取樣量，g; k—樣品液的稀釋倍數(shù)，樣品 液加緩沖液的體積/樣品液體積。(2) pH示差法稱取適量樣品，用純凈水稀釋至一定濃度。用移液管吸取2mL樣品液，分別用pH1.0
和pH 4.5
的緩沖液稀釋至20mL，混勻后分別在510nm禾Q700nm處測定吸光值?？偦ㄉ?的含量(以矢車菊色素-3-葡萄糖苷計)按以下公式計算A= [ (A510- A70O) pH 1.0- (A510-A700) pH4.5 ]"aa 、 Ax449.2xl0xV ACY(mg/100g"-- xl00其中V—提取液的總體積，mL; m—取樣量，g; 26900—矢車菊色素-3-葡萄糖苷的 摩爾消光系數(shù)；449.2—矢車菊色素-3-葡萄糖苷的摩爾分子質(zhì)量。 4.結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明(1) 原料鮮果要求完全成熟或9成熟以上的新鮮果實，無病蟲果、僵果、青果和霉?fàn)€變質(zhì)果等劣質(zhì)果實；凍果要求色澤一致，無雜質(zhì)、霉變果。(2) 清洗、去雜首先用氣泡清洗機漂洗，然后用自動噴淋式洗果機淋洗，洗去果實表面污物，最后在挑選帶上人工剔除雜質(zhì)和劣質(zhì)果，瀝干水份。(3) 軟化、破碎將漂洗干凈的漿果或經(jīng)解凍的凍果快速加熱至70 8(TC，使?jié){果軟化， 破壞酶的活性，阻止各類天然色素受熱損失，然后用破碎機破碎，生產(chǎn)出果漿泥。果漿泥需 迅速冷卻至常溫。(4) 色素提取用一定濃度的鹽酸酒精溶液做提取劑，按1 : 1~4的料液比，充分混勻后在室溫(20~30°C)下提取l 2h，過濾，濾渣再提取一次，將兩次所得提取液混合。(5) 減壓濃縮將提取液在一定溫度下減壓濃縮，除去酒精。(6) 粗提液的制備調(diào)節(jié)去除酒精的提取液的pH，用純凈水適當(dāng)稀釋，使提取液可溶性固形物含量達(dá)到6~9%，通過自動排渣的蝶式離心機在8000-12000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下離心，去 除雜質(zhì)，獲得色素澄清液。(7) 粗提液的純化用AB-8型大孔樹脂作為吸附材料，按樹脂體積的3 5倍投放粗提 液。先用純凈水沖洗，去除糖酸等物質(zhì)，直到?jīng)_洗液可溶性固形物含量為O，再用40 80%的 酒精沖洗，直到大孔樹脂恢復(fù)到原色，使色素全部解吸附。(8) 減壓濃縮將酒精洗脫液在50。C以下的溫度下減壓濃縮，除去乙醇和水等，直到 樣品變成粘稠狀浸膏。(9) 浸膏的干燥方法l一真空干燥將浸膏淺淺地放于扁平的不銹鋼容器中，浸膏的厚度以3~5mm為宜， 置于真空干燥機內(nèi)，溫度保持在5(TC以下，保持一定的真空度，干燥8~12小時即得干燥的 片狀色素。方法2—冷凍干燥將浸膏淺淺的放于扁平的不銹鋼容器中，浸膏的厚度以3 5mm為宜， 置于冷凍干燥機內(nèi)，千燥溫度為-3(TC -4(TC，干燥12 18小時，即得干燥的片狀色素。(10) 色素成品制備將干燥所得片狀色素研磨，過IOO目篩，得到色素成品。色素成 品需立即裝入棕色瓶中，密封、干燥、低溫貯藏。本發(fā)明專利的特點(1) 采用鹽酸酒精溶液作提取劑，既提高了提取效率、節(jié)約了成本，又很好的保持了色 素的原色。(2) 采用低溫減壓濃縮工藝，節(jié)省了濃縮時間，減少了色素因高溫造成的損失。(3) 根據(jù)樹脂的性能調(diào)節(jié)樣品液pH，有效提高了樹脂對色素的吸附率和維持了色素的 天然狀態(tài)。(4) 采用真空干燥裝置，使浸膏中的水分在較低的溫度下就能急速排除，熱效率好，色 素的損失少。(5) 采用冷凍干燥裝置，使色素一直處于低溫狀態(tài)，能夠使色素保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且生產(chǎn) 過程中花色苷色素幾乎無損失。該法得到的色素成品只要加入涼水或溫水，就很容易恢復(fù)到 原來狀態(tài)。(6) 本發(fā)明可以使黑莓花色苷的提取保存率超過60%，色素得率達(dá)到0.52~0.68%。(7) 本發(fā)明所得色素成品中花色苷的含量達(dá)到11.38 ~15.67mg/100g，色價在420以上。 經(jīng)溶解試驗，用純凈水稀釋1~2萬倍，色素溶液仍然保持鮮艷的紅色。(8) 本發(fā)明生產(chǎn)出的天然黑莓色素產(chǎn)品，穩(wěn)定性好、耐貯存、易溶解、色澤亮麗，適宜 食品、化妝品等行業(yè)，還可以用作黑莓花色苷保健品的原料。5.
附圖是本發(fā)明黑莓色素提取方法的生產(chǎn)工藝流程。6.具體實施方式
實施例1:以1000kg黑莓品種Boysen的鮮果為例，用真空干燥法生產(chǎn)黑莓色素。(1) 果漿泥生產(chǎn)挑選完全成熟或9成熟以上的無病蟲黑莓鮮果1000kg，用自動噴淋式洗果機淋洗，洗去果實表面污物，在挑選帶上人工剔除雜質(zhì)和劣質(zhì)果，瀝干水，將漂洗干凈的漿果在冷熱缸中快速加熱至70~80°C，使?jié){果軟化并滅酶，用破碎機破碎，生產(chǎn)出果漿 泥，迅速冷卻至室溫(25i:左右)。(2) 色素提取先加入2000LP/。HCL-70o/。酒精提取劑，充分混勻后在室溫(25'C左右) 下提取1.5 h，然后壓搾過濾，將果渣用1000L "/。HCL-70Q/。酒精再提取1次，將兩次所得提 取液混合，約得到3500L提取液。將提取液在50 'C下減壓蒸餾除去酒精。將去除酒精的提 取液的pH調(diào)節(jié)為3.0，稀釋提取液，使可溶性固形物含量達(dá)到6%，混勻后經(jīng)自動排渣的蝶 式離心機在8000-12000轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下離心，約獲得1000L澄清提取液。(3) 色素純化用AB-8型大孔樹脂做為吸附材料，樣品按樹脂體積的4倍上樣。先用 純凈水沖洗，直到?jīng)_洗液的可溶性固形物含量為0，再用50%的酒精沖洗，直到大孔樹脂恢 復(fù)到原色，約需50%的酒精1200L。將酒精洗脫液在5(TC下減壓濃縮，除去乙醇和水，直至 洗脫液變成粘稠狀浸膏，約得浸膏10kg。(4) 真空干燥將浸膏淺淺的放于扁平的不銹鋼容器中，浸膏的厚度4mm左右，置于 真空干燥機內(nèi)，溫度保持為5(TC，干燥8 12h，即得干燥的片狀色素，研磨、過100目篩后 得到粉末狀天然黑莓色素產(chǎn)品5.5kg。加工好的色素產(chǎn)品立即裝入棕色瓶中，密封、千燥、低 溫保存。此色素在干燥、0 4t:條件下，保存數(shù)年不變質(zhì)。實施例2:以1000kg黑莓品種Boysen的凍果為例，用真空干燥法生產(chǎn)黑莓色素。(1) 果漿泥生產(chǎn)凍果經(jīng)解凍或?qū)龉苯臃廊肜錈岣字锌焖偌訜嶂?0 8(TC，使?jié){果 軟化并滅酶，用破碎機破碎，生產(chǎn)出果漿泥，迅速冷卻至室溫(25'C左右)。(2) 色素提取操作同實施例。(3) 色素純化操作同實施例l。(4) 真空干燥操作同實施例l。6實施例3:以1000kg黑莓品種Boysen的鮮果為例，用冷凍干燥法生產(chǎn)黑莓色素。(1) 果漿泥生產(chǎn)操作同實施例l。(2) 色素提取操作同實施例1。(3) 色素純化操作同實施例1。(4) 冷凍干燥將所得浸膏置于冷凍干燥機內(nèi)，干燥溫度約為-3(TC -4(TC，干燥12~18 小時，即得干燥的粉狀色素。研磨、過100目篩后即得粉末狀黑莓天然色素5.5kg。加工好的 色素立即裝入棕色瓶中，密封、干燥、低溫保存。此色素在干燥、0~ 4'C條件下，保存數(shù)年 不變質(zhì)。實施例4:以1000kg黑莓品種Boysen的凍果為例，用冷凍干燥法生產(chǎn)黑莓色素。(1) 果漿泥生產(chǎn)操作同實施例2。(2) 色素提取操作同實施例1。(3) 色素純化操作同實施例1。(4) 冷凍干燥操作同實施例3。
權(quán)利要求
1.黑莓色素的提取及純化方法，其特征在于將黑莓鮮果分選、清洗，或凍果經(jīng)解凍后，加熱軟化、破碎、提取、減壓濃縮、調(diào)節(jié)pH、稀釋、離心、純化、減壓濃縮、干燥、研磨等工藝方法制成天然黑莓色素產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利1所述方法，其特征在于黑莓鮮果或凍果的軟化條件是快速加熱至70 80°C，以破壞酶的活性，阻止各類天然色素受熱損失。破碎后冷卻至25 35。C。
3. 根據(jù)權(quán)利l所述方法，其特征在于提取過程所用提取劑為鹽酸酒精溶液，鹽酸濃度0.5~1.5%，酒精濃度50~95%。按l : 1~1 :4的料液比，充分混勻后在25 35'C的溫度下提取 l~3h，然后壓榨、過濾，將果渣再次用一半體積的提取劑提取一次，將兩次所得提取液混合。
4. 根據(jù)權(quán)利l所述方法，其特征在于減壓濃縮的溫度為45 5(TC。
5. 根據(jù)權(quán)利l所述方法，其特征在于pH應(yīng)調(diào)節(jié)為2.0 3.5。
6. 根據(jù)權(quán)利1所述方法，其特征在于樣品上柱的提取液可溶性固形物含量應(yīng)控制在 6~9%。
7. 根據(jù)權(quán)利l所述方法，其特征在于蝶式離心機的轉(zhuǎn)速應(yīng)在8000~12000轉(zhuǎn)/分。
8. 根據(jù)權(quán)利l所述方法，其特征在于采用AB-8大孔樹脂進(jìn)行色素的純化。
9. 根據(jù)權(quán)利l所述方法，其特征在于洗脫所用溶液為純凈水和50%~80%的乙醇。
10. 根據(jù)權(quán)利1所述方法，其特征在于干燥方法為真空干燥或冷凍干燥，真空干燥的 溫度為50。C以下，干燥8 12h;冷凍干燥的溫度為-3(TC -4(TC，干燥12-18 h。
全文摘要
黑莓色素的提取方法涉及用黑莓鮮果或凍果生產(chǎn)天然黑莓色素的技術(shù)。本專利用黑莓果加工生產(chǎn)的天然黑紅色素，色澤亮麗，質(zhì)量穩(wěn)定，又富含營養(yǎng)，可廣泛用于食品工業(yè)的各個領(lǐng)域。本專利方法是根據(jù)黑莓種植基地果實成熟期集中、漿果不耐貯存的特點，在果實采收期采用工廠化生產(chǎn)，將黑莓鮮果加工成色素粉末；或者在企業(yè)生產(chǎn)淡季，采用工廠化生產(chǎn)，將黑莓凍果加工成色素粉末。本專利方法是將黑莓鮮果或?qū)龉?，加熱軟化、破碎、提取、減壓濃縮、調(diào)節(jié)pH、稀釋、離心、純化、減壓濃縮、干燥、研磨等工藝方法，制成黑莓天然色素粉末。本發(fā)明提供了一種安全、高效的黑莓色素提取、純化的方法，得到純度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、水溶性強的天然色素。
文檔編號A23L1/27GK101255280SQ20071019093
公開日2008年9月3日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者吳文龍, 張友才, 李維林, 王小敏, 趙惠芳, 閭連飛 申請人:江蘇省中國科學(xué)院植物研究所