色素椒提提取工艺

人们发现，人工合成色素用于食品、饮料，长期食用会严重危害人类的健康，食用天然色素则成为当今时尚。近几年来，我国食用天然色素有较大发展，其品种已从9种增加至20种左右，年产量也有大幅度提高，其中辣椒红色素的发展尤为迅速。 辣椒红色素是从成熟的辣椒果皮中提取的，为暗红色膏状物，不溶于水，溶于乙醇和油脂中，在pH值3一12使用时色调不变。由于具有良好的乳化分散性，及耐光、耐热、耐酸碱和耐氧化性，因而被广泛应用于食品、医药、肥皂以及化妆、品等工业产品的着色过程。

　　辣椒红色素中主要含类胡萝卜素、β—胡萝卜素和多种维生素，本身具有丰富的营养含量，对人体无毒，有一定的防癌治癌功效，因此，深受消费者喜爱。资料表明，日本、美国以及欧洲一些国家每年都需大量进口辣椒红色素。

　　l.辣椒红色素生产现状

　　目前，国内外提取辣椒红色素的生产方法主要有油溶法、溶剂法和超临界萃取法3种。油溶法中，油和色素的分离困难，难以得到浓稠的色素；超临界萃取法的设备投资较大，操作技术要求高，不易推广。故目前国内外厂家绝大多数都采用溶剂法提取。 溶剂法按操作方式又可分为浸渍法、渗漉法、回流提取法及索氏提取法。以上各种方法在提取前，均需将辣椒粉碎成粉末，操作费用较高。此外，提取后的残渣中还残留有相当量红色素，所得粗品的杂质含量高，精制费用昂贵，残渣的可利用性差，给生产带来困难。

　　2．新工艺的优越性

　　对溶剂提取法进行试验研究，提出一套利用热逆流法提取辣椒红色素的新工艺。经试验，所提色素纯度较好，得率较高，不需要将辣椒果粉碎成粉末，故所得残渣的可利用性强。本文着重讨论这一新工艺，并与传统的提取方法进行比较。

　　3．新工艺实验

　　(1)设备和材料 切碎机、电热套、超级恒温器、逆流冲洗器、索氏提取器、热逆流提取器(自制)、真空干燥箱、真空泵、ZFQ85A型旋转蒸发器、72l型分光光度计、岛律IR—440光谱仪； 四川产尖牛角椒，去籽切碎，粒度小于15毫米即可，测得原料含水量为12．0％左右；氢氧化钠(化学纯)，95％食用乙醇。

　　(2)工艺流程 辣椒干—去籽切碎—提取辣味素—除辣—提取红色素—减压浓缩—真空干燥—红色素

　　(3)实验方法

　　①除辣 将经过提取辣味素后的辣椒果品置于一容器内，加入浓度为2％的氢氧化钠溶液，碱液用量为辣椒果品原重的10一15倍。将容器放入超级恒温器内，在55℃下恒温2小时左右，然后过滤，并将辣椒果皮置于逆流冲洗器中冲洗至pH值为7左右，取出果皮，晾干备用。

　　②提取红色素

　　A．热逆流提取法 将原重为30克并经过除辣处理后的辣椒果皮装入自制的热逆流提取器中，向底部的三颈烧瓶中加入95％的食用乙醇150毫升，向分馏头中通入冷却水，然后开始提取操作。 提取时先关闭支管控制旋塞，让加热溶剂所产生的蒸汽经旋塞进入主管，通过筛板和辣椒填充层后进入分馏头被冷却，冷凝液全部回流至主管内由下而上流人辣椒填充层中。当逆流而上的蒸汽速率足够大时，辣椒填充层的底部将有液泛现象发生，为使溶质能有充分时间溶出，可控制在液泛条件下操作，当液面高度接近辣椒填充高度时，立即开启支管旋塞，让蒸汽由支管直接进入分馏头中冷凝，提取液则流人三颈瓶内。 重复上述操作，直至提取达到要求为止。 提取完毕后，用电磁铁吸引摆动漏斗，开启支管旋塞，并关闭主管旋塞，向夹套中通入加热介质，以回收残渣中的溶剂和浓缩提取液时产生的溶剂蒸汽，回收的溶剂存于接液瓶中，以供重复使用。

　　B．索氏提取法 将原重为30克并经过除辣处理后的辣椒果皮装入索氏提取器中，加入95％的食用乙醇200毫升，加热提取240分钟，然后对提取液进行初浓缩。

　　C．回流提取法 将原重为30克并经过除辣处理后的辣椒果皮干燥，并粉碎至粉末状。然后将其装入接有回流冷凝器的圆底烧瓶中，加入95％的食用乙醇300毫升，力口热回流提取120分钟。滤出提取液，向残渣中再加入300毫升溶剂，重复提取一次，滤出提取液。两次提取液合并进行初浓缩。

　　(3)浓缩及干燥 将各法所提红色素的初浓缩物分别上旋转蒸发器浓缩至粘稠状，然后移至真空干燥箱内，在80℃、l 300帕下真空干燥120分钟，即得红色素产品。

　　4．结果与讨论

　　(1)与传统方法的比较利用热逆流法从辣椒果皮中提取红色素，其色值明显高于传统的索氏法和回流提取法，收率大大高于索氏提取法。这主要是由于热逆流法充分利用了加热溶剂时所产生的蒸汽，增加了液相的湍动程度，提高了溶质的扩散速率，同时，因为不断有新鲜溶剂(冷凝液)加入，从而使辣椒果皮与溶剂间保持较高的浓度梯度，明显提高了相际间的传质推动力，使提取收率得到提高。

　　热逆流法与回流提取法的收率相近，但残渣颜色不同。这主要是由于回流提取法在提取过程中需要把物料粉碎成粉末，难免在提取过程中把一些大分子量物质和超细粉末带入色素中，而热逆流法不需将原料粉碎成粉末，因此避免了由于过分破坏植物细胞壁，而造成一些分子量较大的组分被浸取出来的缺点。

　　(2)与有关文献的对照 利用热逆流法提取红色素的各项指标均符合有关标准，其色价超过超临界萃取法。 此外，热逆流法所提取的红色素其红外光谱与国外有关文献提供的 辣椒红色素纯样的红外光谱对比，其主要特征吸收峰基本吻合，吸收强度也很接近，而且热逆流法提取物的红色素纯度较高，因而具有较高的色值。

　　(3)结论 经对比，热逆流法具有以下优势：

　　①提取时间短，溶剂用量少，收率高、色价高。

　　②原料在提取前不需要粉碎成末，操作费用低，残渣的利用价值大。并可开发出附加值高的系列产品。

　　③本工艺集过滤、提取、浓缩于一体，因而设备投资和操作费用相对降低。

　　④利用本工艺提取红色素可一次得到成品，产品无须精制，各项指标均符合有关标准。