一种从西瓜中提取食用红色素的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于食用色素制备领域，涉及一种提取食用红色素的方法。
【背景技术】
[0002] 天然色素是由天然资源获得的食用色素。主要从动物和植物组织及微生物(培养） 中提取的色素，其中植物性着色剂占多数。天然色素不仅具有给食品着色的作用，而且，相 当部分天然色素具有生理活性。在天然色素的开发与应用方面，日本居于世界前列，早在 1975年天然色素的使用量就已超过合成色素。我国天然食用色素产品中次焦糖色素的产量 最大，年产量约占天然食用色素的86%，主要用于国内酿造行业和饮料工业。随着我国人民 生活水平的进一步提高，回归大自然一食用全天然原料的产品必将成为今后食品消费的主 流，国内食品制造业对天然食用色素的需求将不断增长，同时也将开辟天然色素在医药一 日化等方面更广阔的应用领域。
[0003] 西瓜红色素属于众多食用色素中的一种，其色素鲜艳，安全无毒，具有广阔的市场 潜力。但是目前西瓜红色素的提取工艺尚为实验阶段，只能极小规模地生产。现有的西瓜 红色素提取方法一般包括以下步骤：西瓜一一取囊一一打浆一一过滤一一干燥一一加入色 素提取剂一一取上层清液一一大孔树脂吸附一一除杂一一洗脱一一浓缩一一干燥一一冷 冻保存。一些发明人开展了西瓜红色素提取方法的研究，如： 【题名】西瓜红色素的提取及抗氧化活性研究【刊名】内蒙古农业大学学报【作者】张美 枝一黄海英一邹寅一李正英一周群【发表日期】2013年1月【内容提要】该研究公开了一种 西瓜红色素的提取方法：洗净西瓜表面，取瓢去籽，用高速组织捣碎机打浆，经纱布过滤，离 心（4000r/min，10min)，沉淀用真空冷冻干燥机干燥。称取2.00g西瓜瓢冻干粉末，置于锥 形瓶中，加人20mL丙酮，连接回流装置，在50°C条件下浸提3次，lh/次，提取西瓜红色素， 离心（4000r/min，10min)，上清液通过旋转蒸发仪真空浓缩，用适量的蒸馏水溶解。水相 上D-101大孔吸附树脂层析柱，首先用水洗脱杂质，然后利用丙酮与乙酸乙醋的混合液（2 : 1)淋洗液洗脱，即得纯化的西瓜红色素溶液。
[0004] 现有西瓜红色素提取工艺主要存在以下缺点：1.大量使用有机溶剂进行萃取，生 产成本过高，同时降低色素食用安全性；2.生产过程要进行多次色素浸提，操作不便，效率 低下；3.部分工艺采用丙酮等有毒物质，不利于生产操作者身体健康。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是克服现有西瓜红色素提取工艺存在的缺点和不足，提供一种成本 低、操作简单、产品安全性好的食用红色素提取方法。
[0006] -种从西瓜中提取食用红色素的方法，包括取瓢一打衆一色素浸提一制备色素粗 品一色素纯化一浓缩干燥的步骤，所述色素浸提过程中使用淀粉絮凝杂质，具体操作步骤 如下： a.取瓤：从新鲜西瓜中取出西瓜瓤； b. 打浆：将西瓜瓤进行组织破碎得到瓤浆，再将瓤浆进行过滤，得到西瓜汁，过滤目数 为 120-200 ; c. 色素浸提：往西瓜汁中加入淀粉，料液重量比为1 :80-120,再往溶液中加入65-75% 的乙醇溶液，西瓜汁和乙醇溶液的体积比为1 :2-3,搅拌充分后，静置2-4个小时，使色素溶 入乙醇，杂质絮凝沉降； d. 制备色素粗品：将静置所得的西瓜汁进行固液分离；再将所得的分离液进行真空浓 缩，冷冻干燥浓缩物，得到色素粗品； e. 色素纯化：将色素粗品用蒸馏水配制成6. 0-10.Og/L的色素粗品液；以0. 2-2. 5ml/ min的流速流经大孔吸附树脂柱，进行色素吸附；然后用蒸馏水对大孔吸附树脂柱进行冲 洗，洗脱杂质；再用65-75%的乙醇溶液洗脱大孔吸附树脂柱，得到洗脱液； f. 浓缩干燥：将洗脱液进行减压浓缩，得到浓缩物；将浓缩物进行低温真空干燥，干燥 至粉末状后取出，得到成品色素。
[0007] 本发明的从西瓜中提取食用红色素的方法在色素浸提过程中使用淀粉絮凝杂质， 可以大幅度提高色素浸提效率和增强洁净效果：淀粉本身是一种絮凝剂，对西瓜汁中大部 分大分子物质有较好吸附作用，能絮凝西瓜汁中果肉纤维、悬浮颗粒等成分；多次试验表 明，在添加淀粉的情况下，色素浸提工艺完成后，西瓜汁洁净程度能够提升80%以上；需要 说明的是，淀粉对西瓜红色素分子吸附能力较弱，西瓜汁与淀粉的料液重量比为1 :80的情 况下，红色素吸附率不到5% ;该工艺中，淀粉是一种无毒添加剂，不影响色素成品的食用用 途，也不影响色素的正常色泽。添加淀粉后，色素浸提效果大幅度提高，可以将原来3次以 上的浸提次数，缩减为1次或两次。
[0008] 本发明采用的主要色素浸提剂是65-75%的乙醇溶液，相比传统技术使用的高浓 度丙酮等有机试剂，大幅度提高了色素食用安全性；选择65-75%浓度区间，不但满足了工 业浸提色素要求，也降低了生产成本。
[0009] 作为本发明的进一步说明，步骤c，色素浸提过程中，保持溶液温度在5-KTC之 间。所述淀粉为玉米、甘薯、野生橡子、葛根淀粉中的一种或多种；所述淀粉中支链淀粉与直 链淀粉的比率为10 :3-1。色素浸提过程的温度比较重要，保持5-KTC的温度，一方面可以 有效保护色素分子不被破坏，另一方面增强淀粉絮凝杂质的作用，使杂质沉降后，固液界线 更加分明。支链淀粉与直链淀粉的比率对絮凝效果有直接影响，试验证明比率为10 :3-1的 时候淀粉能有效絮凝西瓜汁中大部分杂质。玉米、甘薯、野生橡子、葛根淀粉的比率达到了 上述范围，而且价格较为低廉，适合用于工业生产。
[0010] 作为本发明的进一步说明，步骤c，色素浸提过程中，采用边加料边搅拌的方式，加 料速度恒定，加料时间为2-5min，搅拌频率为15-30圈/min，加料完毕继续搅拌5-10min。 边加料边搅拌的作用在于促进物料混合，增强絮凝效果。
[0011] 作为本发明的进一步说明，步骤c和步骤e中，所用的乙醇溶液PH值均为 2. 0-4. 0。设定该范围的PH值是为了防止色素分子遭到过酸或过碱破坏，保证成品色泽。
[0012] 作为本发明的进一步说明，步骤e中，所述大孔吸附树脂柱的型号为HPD101，其径 高比为1 :10-20。试验证明HPD101型大孔吸附树脂柱对西瓜汁中的红色素吸附效果最好， 能提取西瓜汁中90%左右的色素。
[0013] 作为本发明的进一步说明，步骤d中，所述固液分离的方法为：将静置分层后的西 瓜汁用100-150目的纱布进行过滤。纱布过滤的方式成本较低，固液分离效果良好，但是操 作相对麻烦。
[0014] 作为本发明的进一步说明，步骤d中，所述固液分离的方法也可以是：待西瓜汁静 置分层后，用排液通道导出上层清液。导出上层清液的方式操作比较方便，但是原料利用率 稍低。
[0015] 作为本发明的进一步说明，步骤d中，所述固液分离的方法还可以是：用离心机对 西瓜汁进行离心沉淀分离，离心机转速为2000-5000rpm，离心时间为10_15min。离心分离 方式的过滤效果好，原料利用率高，操作简单，但是设备要求较高。
[0016] 实际生产过程需要根据具体生产条件和工艺要求选择上述不同的固液分离方式。
[0017] 本发明从西瓜中提取食用红色素的方法与现有技术相比具有以下进步： 1、浸提效率更高：本发明的优点是色素浸提过程中使用淀粉絮凝杂质，可显著缩短提 取时间，降低有机溶剂的使用量，而且工艺简单，操作容易，可以将原来3次以上的浸提次 数，缩减为1次或两次，浸提时间节省30%以上。
[0018] 2、操作简单、设备要求低：本发明生产工艺仅涉及取瓤、打浆、色素浸提、制备色素 粗品、色素纯化、浓缩干燥等步骤，执行简单的破碎、搅拌、过滤、干燥即可完成上述操作。工 艺只涉及常用的滤布、干燥机等仪器设备，国内绝大部分色素加工企业的生产条件都达到 该工艺要求。
[0019] 3、所得色素食用安全、色泽好：主要色素浸提剂是65-75%的乙醇溶液，成品色素 中不含丙酮等有毒物质，砷含量<2ppm，铅含量〈1. 5ppm，重金属含量<13ppm;成品色素纯度 达>90以上，色泽明亮。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合实施例详细说明本发明的技术方案。
[0021] 实施例1 :一种从西瓜中提取食用红色素的方法，具体操作步骤如下： a. 取瓤：从新鲜西瓜中取出西瓜瓤； b. 打浆：将西瓜瓤进行组织破碎得到瓤浆，再将瓤浆进行过滤，得到西瓜汁，过滤目数 为 120-200 ; c. 色素浸提：往西瓜汁中加入淀粉，料液重量比为1 :80,再往溶液中加入65%的乙醇 溶液，西瓜汁和乙醇溶液的体积比为1 :2,搅拌充分后，静置2个小时，使色素溶入乙醇，杂 质絮凝沉降； d. 制备色素粗品：将静置所得的西瓜汁进行固液分离；再将所得的分离液进行真空浓 缩，冷冻干燥浓缩物，得到色素粗品；