專利名稱：：一種樹莓天然紅色素的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種食用色素的制備方法，尤其是一種以樹莓為原料制備固態(tài)的樹莓天然紅色素的制備方法。
背景技術(shù)：
：樹莓就是我們通常所說的托盤、山莓果、懸鉤子，東北地區(qū)稱其為馬林果，中草藥中稱其為覆盆子。樹莓為薔薇科懸鉤子屬的多年生落葉性灌木型果樹，全世界有數(shù)百個(gè)，可食用的品種有五六十個(gè)，主要有紅樹莓和黑樹莓兩種。樹莓營(yíng)養(yǎng)成分豐富，除含有大量糖等基本成分外，還含有豐富的鞣化酸、超氧化物岐化酶(S0D)、黃酮和維生素E等保健成分。樹莓色素是一種花青素，花青素屬類黃酮物質(zhì)的一種?；ㄇ嗨卦谧匀粻顟B(tài)下常與各種單糖形成糖苷，稱為花色苷。花色苷具有抗氧化、抗突變、減輕肝機(jī)能障礙的作用，還可用于預(yù)防膽固醇引起的動(dòng)脈粥樣硬化，作為腫瘤抑制劑、血管保護(hù)劑和輻射防護(hù)劑。此外，花青素在治療眼科及各種血液循環(huán)失調(diào)疾病、發(fā)炎性疾病方面也有療效。樹莓色素含量高，每100g紅樹莓鮮果中含30-60mg紅色素。作為一種天然食用色素，樹莓紅色素安全、無毒、資源豐富，而且具有一定的營(yíng)養(yǎng)和藥理作用，在食品、化妝、醫(yī)藥方面具有很大的應(yīng)用潛力。因此，從樹莓中提取色素具有一定的實(shí)際意義。中國(guó)專利ZL200510047576.4公開了一種樹莓天然紅色素制備工藝及其產(chǎn)品，該發(fā)明專利取樹莓為原料，將樹莓打碎后入浸提罐，經(jīng)浸提溶劑浸提后進(jìn)行超濾、濃縮、純化制得膏狀樹莓紅色素；再經(jīng)吸附包埋、噴霧干燥制得深紅色粉末狀樹莓紅色素。由于采用浸提溶劑提取樹莓紅色素，其中的雜質(zhì)較多，對(duì)色素的品質(zhì)有一定的影響，因此，有待于提供一種樹莓天然紅色素制備方法能夠克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種樹莓天然紅色素的制備方法，所述制備方法以樹莓為原料經(jīng)挑選、清洗、搾汁去籽、酶處理取汁，大孔吸附樹脂吸附、溶劑解吸，然后將解吸液濃縮、干燥制得固態(tài)的樹莓天然紅色素；本發(fā)明的樹莓天然紅色素水溶性好，雜質(zhì)少，色價(jià)高，色澤鮮艷，有很好的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，以及對(duì)甜味劑、防腐劑和部分金屬離子的穩(wěn)定性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種樹莓天然紅色素的制備方法，所述方法有如下步驟.-A、將經(jīng)過挑選、清洗的紅樹莓果榨汁去籽，得到紅樹莓果汁，然后以每1000g紅樹莓果中加入液體果膠酶2-3mL的比例在所述紅樹莓果汁中加入液體果膠酶，并在45-55。C條件下酶解3-4小時(shí)，然后將酶解液進(jìn)行澄清處理，分離沉淀物，得到紅樹莓上柱液；B、將大孔吸附樹脂用95%的乙醇浸泡24小時(shí)，然后用95%的乙醇進(jìn)行洗滌，再用蒸餾水清洗，并將所述大孔吸附樹脂裝入樹脂柱中，再用清水洗滌所述大孔吸附樹脂；C、將紅樹莓上柱液以1.5-2.5BV/h的流速注入大孔吸附樹脂，上柱量為4-6BV后，先用水沖洗大孔吸附樹脂，然后用60%的乙醇將色素從大孔吸附樹脂上解吸下來，得到解吸液；D、將所述解吸液在55"C、-0.lMPa條件下濃縮至原體積的1/20，然后進(jìn)行干燥得到固態(tài)的樹莓天然紅色素。所述的樹莓天然紅色素的制備方法步驟A中所述酶解溫度為5(TC。所述的樹莓天然紅色素的制備方法步驟A中所述的澄清處理是將酶解液在56'C的條件下自然沉降12小時(shí)。所述的樹莓天然紅色素的制備方法步驟A中所述的澄清處理是采用離心機(jī)以4000r/min將酶解液離心5分鐘。所述的樹莓天然紅色素的制備方法步驟B中所述大孔吸附樹脂為AB-8大孔吸附樹脂或X-5大孔吸附樹脂，樹脂柱中填充的大孔吸附樹脂徑高比為l:7.5。所述的樹莓天然紅色素的制備方法步驟C中紅樹莓上柱液的流速為2BV/h，上柱量為5BV。所述的樹莓紅色素的制備方法步驟D中所述干燥為真空干燥。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明制備的樹莓天然紅色素水溶性好，雜質(zhì)少，色價(jià)高，色澤鮮艷，有很好的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，以及對(duì)甜味劑、防腐劑和部分金屬離子的穩(wěn)定性；2、大孔吸附樹脂對(duì)色素的吸附作用較強(qiáng)，對(duì)多種天然色素具有良好的吸附和提純效果，利用大孔吸附樹脂可對(duì)欲分離物質(zhì)進(jìn)行吸附和篩選以達(dá)到分離目的；現(xiàn)有技術(shù)制備的大部分天然色素具有較強(qiáng)的吸濕性,而經(jīng)大孔吸附樹脂處理后，可有效地去除水提或醇提液中的糖類、無機(jī)鹽、粘液等吸濕成分，增強(qiáng)產(chǎn)品的穩(wěn)定性，并且可以達(dá)到提取和純化同步進(jìn)行；3、在天然色素的提取、純化方面，樹脂吸附、分離不僅整個(gè)過程能耗少、成本低、工藝簡(jiǎn)單，而且與傳統(tǒng)的提取工藝(如浸泡、過濾、濃縮)相比，所得天然色素產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。4、本發(fā)明是采用酶解法獲得紅樹莓果汁上柱液。由于樹莓果中果膠物質(zhì)的存在對(duì)樹莓果其他物質(zhì)成分能起到保護(hù)作用，會(huì)使樹莓果汁液混濁難以過濾和澄清，并影響樹莓果的出汁率；因此，在取汁時(shí)采用果膠酶酶解，可提高樹莓果的出汁率，而且使樹莓果中的其他物質(zhì)失去果膠的保護(hù)作用而共同沉淀從而達(dá)到澄清的目的。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作一詳細(xì)描述。實(shí)施例l:一種樹莓天然紅色素的制備方法，所述方法有如下步驟A、將經(jīng)過挑選、清洗的紅樹莓果榨汁去籽，得到紅樹莓果汁，然后以每1000g紅樹莓果中加入液體果膠酶2-3mL的比例在所述紅樹莓果汁中加入液體果膠酶，并在45-55-C條件下酶解3-4小時(shí)，然后將酶解液進(jìn)行澄清處理，分離沉淀物，得到紅樹莓上柱液；本實(shí)施例所選用的是LZ型螺旋搾汁機(jī)，在搾汁的同時(shí)就可以將樹莓籽從下方分離；只要是具備能同時(shí)搾汁并除籽功能的搾汁機(jī)均可采用。本實(shí)施例所選用的液體果膠酶是諾維信(中國(guó))生物技術(shù)有限公司生產(chǎn)的PectinexBEColour液體果膠酶；另外，只要是用于提高漿果出汁率和利于澄清的果膠酶均可以使用。本實(shí)施例步驟A中所述酶解溫度為50。C;所述澄清處理是將酶解液在56'C的條件下自然沉降12小時(shí)，然后棄去沉淀物(果膠、多糖等)；果膠、多糖等物質(zhì)可引起紅樹莓上柱液的混濁，使大孔吸附樹脂容易被堵塞而無法進(jìn)行工作，為使紅樹莓上柱液清澈透亮，必須進(jìn)行澄清處理，使大部分的果膠、多糖等被分離出去；經(jīng)過澄清的紅樹莓上柱液可減輕污染，延長(zhǎng)其使用周期，提高產(chǎn)品的純度。B、將大孔吸附樹脂用95%的乙醇浸泡24小時(shí)，然后用95%的乙醇進(jìn)行洗滌，再用蒸餾水清洗，并將所述大孔吸附樹脂裝入樹脂柱中，再用清水洗滌所述大孔吸附樹脂；先將大孔吸附樹脂與乙醇于容器內(nèi)充分混合均勻，然后將混合均勻的大孔吸附樹脂緩慢注入樹脂柱內(nèi)，此時(shí)應(yīng)注意要緩慢、勻速注入，并保持上下流速一致，否則大孔吸附樹脂在樹脂柱內(nèi)會(huì)產(chǎn)生泡室而影響吸附效果；關(guān)閉下出水閥，待大孔吸附樹脂沉降后，從上方緩慢注入蒸餾水清洗大孔吸附樹脂，控制上方注水的速度與下方的流速相同(目的是為了保持液面高度使得大孔樹脂不曝露在空氣中)，直到洗出的水清澈即可。本實(shí)施例步驟B中所述大孔吸附樹脂為AB-8大孔吸附樹脂或X-5大孔吸附樹脂，樹脂柱中填充的大孔吸附樹脂徑高比為l:7.5。樹脂柱的選擇可根據(jù)實(shí)際情況選擇大小(依據(jù)直徑和高度定做)。一般直徑20-30cm，高度2m左右即可；其中填充的大孔吸附樹脂徑高比為l:7至1:9之間適宜，以徑高比為l:7.5時(shí)其吸附及解吸效果最好；AB-8大孔吸附樹脂的吸附率和解吸率均略高于X-5大孔吸附樹脂。AB-8大孔吸附樹脂是一種球狀、弱極性聚合物吸附劑，是一個(gè)交連聚合物，它與早期的憎水吸附劑不同，在其骨架結(jié)構(gòu)中附加了親水集團(tuán)，又與一般離子交換樹脂不同，在其結(jié)構(gòu)中僅有非離子化功能基。基于其獨(dú)特的加工方法，使其具有相當(dāng)大的比表面和適宜的孔徑。C、將紅樹莓上柱液以1.5-2.5BV/h的流速注入大孔吸附樹脂，上柱量為4-6BV后，先用水沖洗大孔吸附樹脂，然后用60%的乙醇將色素從大孔吸附樹脂上解吸下來，得到解吸液；用恒流泵注入紅樹莓上柱液，打開下出水閥，使上下流速保持一致，并且速度要慢，使得色素被大孔吸附樹脂充分吸附(使用恒流泵就是為了控制流速)。上柱液流速越慢越利于大孔吸附樹脂吸附色素，但考慮到工作效率會(huì)大大降低，最好采用2BV/h的流速。上柱液達(dá)到4BV起開始有少量色素泄漏，當(dāng)上柱液達(dá)到13BV時(shí)大孔吸附樹脂基本不再吸附色素。上柱液量少工作效率不高，上柱液量多又會(huì)造成色素的浪費(fèi)；因此上柱液量為4-6BV較適宜；BV表示的是樹脂柱中樹脂的體積，例如2BV上柱液的具體意思是，如果樹脂柱中的大孔吸附樹脂體積為100mL，那么紅樹莓上柱液為200mL。本實(shí)施例步驟C中紅樹莓上柱液的流速為2BV/h，上柱量為5BV。乙醇安全無毒，可以作為色素的解吸劑，以50_90%的乙醇解吸色素均可，并且以60%的乙醇解吸率最高。乙醇通過約1/3BV時(shí)色素開始被解吸下來，1/2BV后迅速達(dá)到高峰，乙醇通過3BV后，吸附在大孔吸附樹脂上的色素基本被解吸下來。隨著重復(fù)使用次數(shù)的增多，色素的吸附率和解吸率都逐漸降低；當(dāng)重復(fù)使用3次以后，其吸附率和解吸率明顯下降，此時(shí)應(yīng)對(duì)大孔吸附樹脂進(jìn)行再生，所以大孔吸附樹脂重復(fù)使用的次數(shù)不應(yīng)超過3次。D、將解吸液在溫度為55'C、真空度為-O.lMPa的條件下濃縮至原體積的1/20，然后進(jìn)行干燥得到固態(tài)的樹莓天然紅色素。本實(shí)施例采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在溫度50-55°C,真空度-O.lMPa條件下進(jìn)行濃縮。本實(shí)施例步驟D中所述干燥為真空干燥；在溫度50-55'C、真空度為-O.lMPa的條件下真空干燥獲得固態(tài)的樹莓天然紅色素粉。樹莓紅色素溶解性及穩(wěn)定性1.樹莓紅色素的溶解性樹莓紅色素易溶于水、80%乙醇、95%乙醇，微溶于無水乙醇，不溶于甲苯、氯仿、乙醚和石油醚等有機(jī)溶劑?？梢姡瑯漭t色素是一種水溶性色素。2.pH值對(duì)樹莓紅色素的影響pH值在l6時(shí)，色素呈紅色，且隨著pH值的增大，紅色逐漸變淡，pH在78時(shí)，色素不再呈現(xiàn)紅色?？梢姡琾H值影響樹莓色素的呈色。3.樹莓紅色素的光穩(wěn)定性樹莓紅色素在光照或避光100h后其吸光度值變化不明顯，說明樹莓紅色素對(duì)光不敏感，具有一定的穩(wěn)定性。4.樹莓紅色素的熱穩(wěn)定性在2510(TC下處理后的樹莓紅色素溶液的吸光度值變化幅度不大，可見樹莓紅色素具有一定的耐熱性，是一種熱穩(wěn)定性色素。5.常用食品添加劑對(duì)樹莓紅色素的穩(wěn)定性影響表l不同食品添加劑對(duì)色素穩(wěn)定性的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>添加維生素c、檸檬酸的色素溶液顏色略變紅，吸光度值稍有下降，其它食品添加劑的色素溶液顏色基本沒有變化，吸光度值也變化不大?？梢娋S生素c和檸檬酸對(duì)樹莓紅色素略有增色作用，而葡萄糖、蔗糖、苯甲酸鈉、碳酸氫鈉和麥芽糖對(duì)樹莓紅色素沒有影響。6.金屬離子對(duì)樹莓紅色素穩(wěn)定性的影響添加Ca"、Mg2+、K+、Na+的色素溶液顏色基本沒有變化，吸光度值變化不大，說明這四種金屬離子對(duì)樹莓紅色素影響不大；添加A1"、Zn2+、Cu2+、F,的色素溶液顏色分別呈藍(lán)紫、灰綠、灰綠、紅綜，吸光度值升高幅度大，可見這四種金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性的影響很大。表2不同金屬離子對(duì)色素穩(wěn)定性的影響<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>Cu2+0.7330.8560.630Fe2+0.9820.8940.8297結(jié)論綜上所述樹莓紅色素是一種水溶性色素。樹莓紅色素在pH值為l6內(nèi)均為紅色，pH值對(duì)樹莓色素的呈色有很大影響。此外，樹莓紅色素具有一定的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，維生素C、檸檬酸對(duì)色素稍有增色作用，甜味劑葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、防腐劑苯甲酸鈉、碳酸氫鈉以及金屬離子Ca2+、Mg2+、K+、Na+對(duì)色素影響不大，但A1"Zn2+Cu2+Fe2+對(duì)色素有消色作用，在操作中應(yīng)注意避免。由此可見，樹莓紅色素是一種性質(zhì)穩(wěn)定的水溶性色素。所述樹莓固態(tài)天然紅色素的制備方法，以加工1000g紅樹莓果為例，其制備步驟如下挑選、清洗紅樹莓果1000g，用搾汁機(jī)榨汁去籽，得到紅樹莓果汁，加入3mL液體果膠酶，在5(TC的培養(yǎng)箱中酶解3小時(shí)，放在5'C的冰箱中自然沉降12小時(shí)，棄去容器下部的沉淀物，將上清液移入其他容器，可獲得700g紅樹莓上柱液。將經(jīng)過預(yù)處理(經(jīng)95%的乙醇浸泡、洗滌，再用蒸餾水清洗)的約150mL的AB-8大孔吸附樹脂裝入直徑2.5cm、高35cm的樹脂柱中，并用清水洗滌AB-8大孔吸附樹脂，直到下方流出的水清澈即可。用恒流泵將紅樹莓上柱液以2BV/h的流速注入AB-8大孔吸附樹脂，吸附完畢，用水沖洗AB-8大孔吸附樹脂，直至下方流出的水清澈，再用500mL60%的乙醇以2BV/h的流速將色素從AB-8大孔吸附樹脂上解吸下來，得到解吸液。將解吸液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在55。C、-0.lMPa條件下濃縮至25mL，最后放在真空干燥器(溫度50-55'C，真空度-O.lMPa)中干燥，可得固態(tài)的樹莓天然紅色素約0.5g。實(shí)施例2:在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例步驟A中所述的澄清處理是采用離心機(jī)以4000r/min將酶解液離心5分鐘。所述樹莓固態(tài)天然紅色素的制備方法，以加工lOOOg紅樹莓果為例，其制備步驟如下挑選、清洗紅樹莓果1000g，用榨汁機(jī)榨汁去籽，得到紅樹莓果汁，加入3mL液體果膠酶，在5(TC的培養(yǎng)箱中酶解3小時(shí)，自然冷卻，用離心機(jī)以4000r/min將酶解液離心5分鐘，得到紅樹莓上柱液750g。將經(jīng)過預(yù)處理(經(jīng)95%的乙醇浸泡、洗滌，再用蒸餾水清洗)的約150mL的AB-8大孔吸附樹脂裝入直徑2.5cm、高35cm的樹脂柱中，并用清水洗滌AB-8大孔吸附樹脂，直到下方流出的水清澈即可。用恒流泵將樹莓清汁以2BV/h的流速注入AB-8大孔吸附樹脂。吸附完畢，用水沖洗AB-8大孔吸附樹脂，直至下方流出的水清澈。再用500mL60%的乙醇以2BV/h的流速將色素從AB-8大孔吸附樹脂上解吸下來，得到解吸液。將解吸液用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在55°C、-0.IMPa條件下濃縮至25mL，最后放在真空干燥器(溫度50-55°C，真空度-O.IMPa)中干燥，可得固態(tài)的樹莓天然紅色素約0.5g。權(quán)利要求1.一種樹莓天然紅色素的制備方法，其特征在于所述方法有如下步驟A、將經(jīng)過挑選、清洗的紅樹莓果榨汁去籽，得到紅樹莓果汁，然后以每1000g紅樹莓果中加入液體果膠酶2-3mL的比例在所述紅樹莓果汁中加入液體果膠酶，并在45-55℃條件下酶解3-4小時(shí)，然后將酶解液進(jìn)行澄清處理，分離沉淀物，得到紅樹莓上柱液；B、將大孔吸附樹脂用95％的乙醇浸泡24小時(shí)，然后用95％的乙醇進(jìn)行洗滌，再用蒸餾水清洗，并將所述大孔吸附樹脂裝入樹脂柱中，再用清水洗滌所述大孔吸附樹脂；C、將紅樹莓上柱液以1.5-2.5BV/h的流速注入大孔吸附樹脂，上柱量為4-6BV后，先用水沖洗大孔吸附樹脂，然后用60％的乙醇將色素從大孔吸附樹脂上解吸下來，得到解吸液；D、將所述解吸液在55℃、-0.1MPa條件下濃縮至原體積的1/20，然后進(jìn)行干燥得到固態(tài)的樹莓天然紅色素。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的樹莓天然紅色素的制備方法，其特征在于步驟A中所述酶解溫度為5(TC。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹莓天然紅色素的制備方法，其特征在于步驟A中所述的澄清處理是將酶解液在56。C的條件下自然沉降12小時(shí)。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述為的樹莓天然紅色素的制備方法，其特征在于步驟A中所述的澄清處理是采用離心機(jī)以4000r/min將酶解液離心5分鐘。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的樹莓天然紅色素的制備方法，其特征在于步驟B中所述大孔吸附樹脂為AB-8大孔吸附樹脂或X-5大孔吸附樹脂，樹脂柱中填充的大孔吸附樹脂徑高比為l:7.5。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹莓天然紅色素的制備方法，其特征在于步驟C中紅樹莓上柱液的流速為2BV/h，上柱量為5BV。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹莓天然紅色素的制備方法，其特征在于步驟D中所述干燥為真空干燥。全文摘要本發(fā)明涉及一種樹莓天然紅色素的制備方法。所述制備方法以樹莓為原料經(jīng)挑選、清洗、榨汁去籽、酶處理取汁，大孔吸附樹脂吸附、溶劑解吸，然后將解吸液濃縮、干燥制得固態(tài)的樹莓天然紅色素。用本發(fā)明的制備方法制備的樹莓天然紅色素水溶性好，雜質(zhì)少，色價(jià)高，色澤鮮艷，有很好的光穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，以及對(duì)甜味劑、防腐劑和部分金屬離子的穩(wěn)定性；在取汁時(shí)采用果膠酶酶解，可提高樹莓果的出汁率；本發(fā)明的制備方法能耗少、成本低、工藝簡(jiǎn)單，所得天然色素產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。文檔編號(hào)A23L1/28GK101253987SQ20081010334公開日2008年9月3日申請(qǐng)日期2008年4月3日優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日發(fā)明者蓉蘭,李雙石,王彥輝,白立敏,辛秀蘭申請(qǐng)人:辛秀蘭;王彥輝