楊梅紅色素生產方法研究

李旭穎(華東政法大學，上海200042)

楊梅紅色素生產方法研究

李旭穎(華東政法大學，上海200042)

以新鮮楊梅為原料進行楊梅紅色素的提取，該方法包括以下步驟，將楊梅果粉粹，用溶劑提取，將提取液真空濃縮，脫油，用大孔樹脂進行富集、純化，再用離子交換層析柱進行精制，最后采用納濾或者反滲透膜對收集的楊梅紅色素進行濃縮。該方法可以得到具有較高的純度的楊梅紅色素產品，一般楊梅紅色素含量99.1%。

楊梅紅色素;乙醇水溶液;納濾反滲透膜

天然色素主要是從動物、植物或者微生物中提取的色素。許多天然色素不僅色香誘人，口感甘純，染著性好、無毒無害，而且富含人體所需的營養物質，有些還對人體有醫療保健作用，具有安全性高、色調自然等優點，還具有一定的營養效果及藥理所用。而合成食用色素由于安全性問題，在使用上已逐漸受到限制。天然色素已經逐漸取代合成色素成為食品添加劑最重要的成分。因此，尋找和開發更多的天然色素已成為食用色素發展的趨勢[1]。

楊梅是雙子葉綱楊梅科常綠喬木植物，為我國南方的特產果樹，主要分布在長江以南的江蘇、浙江、福建、廣東省等。據統計，全國楊梅人工栽培面積在約14萬公頃以上，年產量30萬噸以上，其中以江浙兩省面積最大，產量最多、品質最佳。楊梅中含有豐富的糖類、果酸、VC等多種B族維生素，同時鐵元素含量也較高，同時，由于其果實色澤艷麗、無毒，所以楊梅紅色素被逐漸認為是極具價值的天然食用色素，近些年逐漸受到人們的重視，毫無疑問的是，楊梅紅色素與辣椒紅色素相比，無論在口感還是在營養價值方面，都有無可比擬的優勢。

在過去，就楊梅相關色素的提取、純化、工藝研究等，學者均有一定在研究，①在研究的基礎上，實踐中產生了就植被楊梅花青素提取物②，在楊梅中分離制備矢車菊色素-3-葡萄糖苷（C3G）的方法③，利用楊梅果渣制備天然色素④等一系列楊梅應用于生產實踐的現有技術。比較典型的有，以新鮮楊梅為原料,以紅色素的吸光度值為評價提取率的指標,在單因素實驗的基礎上,選用L9(34)進行正交實驗,考察鹽酸含量(%)、浸取溫度、浸取時間、浸取物料比四因素對楊梅紅色素提取工藝的影響。結果表明,楊梅紅色素的較佳提取工藝條件為:鹽酸濃度為0.30%,浸取溫度為60℃,浸取時間為40min,浸取物料比為1:10，在此工藝條件下,楊梅紅色素得率為13.7%?；蛘咭部梢詶蠲饭麑崬樵?采用微濾-樹脂聯用技術分離提取楊梅紅色素,研究微濾-樹脂技術分離提取的最佳工藝.結果表明,在無機陶瓷膜平均孔徑0.2μm,操作壓差0.10MPa,膜面流速2500L/h條件下能快速分離提取楊梅紅色素,微濾液經D101-A樹脂吸附后用75%乙醇洗脫、濃縮蒸發、干燥,可得到高純度的楊梅紅色素產品。雖然市面上有較多的制備楊梅紅色素的方式，但在現有的研究文獻及現有技術中，均存在楊梅紅色素雜質含量高、純度無法滿足高質量標準的要求，或者生產步驟繁瑣、成本過高。對此，需要一種能夠制備高純度楊梅紅色素且總和生產成本低的方法。

為了解決上述問題，筆者就經過深入研究和大量試驗，深入分析導致楊梅紅色素雜質含量高的各種原因及其之間的相互作用，發現在以下技術方案中，楊梅紅色素的效率可以大大增加。

在經過清洗、曬干的楊梅過粉碎成楊梅果糊狀物，將上述的糊狀物投入提取容器中，加入糊狀物質量3-7倍的醇水混合溶液，該醇水混合溶液為含有10-80體積百分比的乙醇的乙醇水溶液，向該醇水混合溶液中加入PH值緩沖劑，該緩沖劑為兩性離子緩沖劑，利用兩性離子緩沖劑可以維持提取液的PH值為3-6，在25-60攝氏度的條件下進行浸提，將所得提取液合并，將合并后的提取液在一定的真空度和溫度下進行濃縮、萃取，分離出楊梅核中的油溶性物質，將濃縮后的楊梅紅色素純化液過離子交換層析柱進行二次精制，用親水性溶劑做流動相，按照楊梅紅色素含量高低進行區分收集。然后采用納濾或者反滲透膜將收集的楊梅紅色素進行濃縮，溫度一般控制在10-50攝氏度，以確保楊梅紅色素不被降解，最后采用噴霧干燥或者真空干燥法進行干燥濃縮液，得到楊梅紅色素產品。

值得注意的是，上述納濾可以為多級納濾，例如兩級納濾，所屬納濾中使用的納濾膜的構造優選如下：包含支撐層，活性層和聚醚砜膜。聚醚砜膜位于支撐層上，活性層位于聚醚砜膜上，其中在聚醚砜膜中，孔徑大于等于60 nm的孔小于總孔數的0.5%，聚醚砜膜中孔徑大于等于40nm的孔小于總孔數的0.6%，并且聚醚砜膜中總的孔面積占聚醚砜膜表面積的8-12%，所述活性層可以是聚冼胺層。上述孔面積和孔徑分布的反滲透膜特別有利于楊梅紅色素中雜質例如楊梅甙、二氫黃酮、二氫黃酮醇的去處，即對楊梅紅色素中的雜質具有特別良好的針對性。

為了進一步闡明上述研究，下面結合以下實施例和對比例對本發明作進一步詳細的描述，，但本發明的實施方式不限于此。

將干燥的楊梅果洗凈、晾干，然后粉粹成糊狀物，取200kg放入提取罐中，將65%的乙醇以4倍的質量加入提取罐中，向所述的提取罐中加入0.5重量%的N-(2-乙酰胺基)亞胺基二乙酸，維持PH值為4左右，在30攝氏度的條件下提取120分鐘，重復3次，合并濾液。在－0.08MPa的真空度下75攝氏度濃縮，得楊梅紅色素提取濃縮液。將上述得到的提取濃縮液環己烷溶劑在25攝氏度、35轉／分鐘的條件下連續進行萃取，分離出油溶性物質；脫油后料液用4倍的去離子水稀釋，在HPD-100A型非極性大孔吸附樹脂柱中進行吸附，待吸附結束后用樹脂體積3倍的去離子水洗滌樹脂床，最后用85%的乙醇水溶解液解脫楊梅紅色素至樹脂床無色素為止。將色素解脫液在－0.08MPa的真空度下，65攝氏度減壓回收乙醇得到楊梅紅色素提純濃縮液。將楊梅提純濃縮液用去離子水稀釋3倍后過層析樹脂床，用43%的乙醇作流動相，接受不同楊梅紅色素含量的楊梅紅色素。并用反滲透膜在25攝氏度條件下進行濃縮至色素濃度至45%。用噴霧干燥機在170-180攝氏度條件下干燥成楊梅紅色素粉末。經檢驗，楊梅紅色素指標為：楊梅紅色素含量99.1%，完全符合GB2760-2007標準，同時也充分符合歐盟、日本和美國的相關標準。

在對比例中，重復實施上述的菜做，不同之處在于對比例中不使用兩性離子PH值緩沖劑步驟。經檢測楊梅紅色素標準為：楊梅紅色素含量87.6%，不符合歐盟、日本及美國的相關標準。

從上述實施例和對比例中可知，當使用兩性離子ph值緩沖劑時，楊梅紅色素含量現住提高，經分析，當不使用兩性離子PH值緩沖劑時，楊梅紅色素降解嚴重，其降解物難以與楊梅紅色素分離，即使后來采取了后續樹脂分離、反滲透等方式。

此外，在研究過程中，筆者發現，楊梅籽仁中含油量在40%以上，主要以不飽和脂肪酸和亞油酸為主，每百克油中VE含量更是高達249mg，楊梅籽油可以作為一種優質的油品加以開發利用，在本技術中，通過將楊梅籽仁中的油加以提取利用，可以增加額外收益，從而降低綜合生產成本。⑤另外，在現在很多色素提取工藝中，基本都沒有認識到色素提取過程中脫油的重要性，因為本領域一般認為，在首先用乙醇或者水進行提取色素時，油溶性物質已被分離出去，及時存在少量油溶性物質，也能夠在后續大空吸附樹脂和離子交換樹脂純化時被除去，然而，事實上，筆者研究發現，極少量的油溶性物質的存在，由于大孔樹脂上的基團例如磺酸基和酰胺基對楊梅紅色素中的油溶性物質比較敏感，這會嚴重影響后續大孔吸附樹脂的分離吸附性能，尤其對于連續化工業生產，這種缺陷會在連續的生產過程中被不斷的累積和放大，嚴重影響企業的產值和產出效率。

注釋：

①嚴和平：《楊梅紅色素的提取工藝研究》，載《食品工業科技》，2009年第6期，第306-308頁；夏紅；《不同酸體系中楊梅紅色素加工穩定性的研究》，載《食品科學》，2010年第9期，第59-61頁；李帥：《楊梅渣紅色素的超聲提取和微膠囊化工藝研究》，載《浙江大學學報（自然科學版）》，2012年第2期，第209-215頁等。

②楊梅花青素提取物制備方法如下：（1）用1-10倍鮮果重量的50%－95%重量的乙醇水溶液浸泡楊梅果肉4小時以上；（2）過濾，出去乙醇，得到藥液；（3）將所得藥液調至ph至1-4，過大孔樹脂吸附柱；（4）用水洗滌柱，至流出液為無色；（5）用20%-95%重量的乙醇水溶液洗脫，收集洗脫液；（6）過濾，回收乙醇，40-80攝氏度真空干燥得到洗脫液。

③采用酸化甲醇或酸化乙醇浸提楊梅中的花色苷，用陽離子交換樹脂對浸提物初步純化，用逆流色譜儀分析純化楊梅色苷粗提物中的C3G，其溶劑系統由常溫下處于業態的正丁醇、乙腈、甲基叔丁醚（TBME）和含三伏氟乙酸（TFA）水溶液組成，TBME、乙腈和正丁醇的體積比為1-2:1:1-4，水的用量保證使溶劑系統上下分層，TFA水溶液的濃度為0.1%－1%，用紫外可見檢測器檢測出洗出液，根據所得的色譜圖收集C3G組分。

④桑葚果渣提取純化物40%－70%，楊梅果渣提取物30%－60%，硒酵母0.0005-0.0008%,即得到天然色素產品。

⑤在現有的楊梅紅色素中，通常是先將核去除，在進行楊梅紅色素的提取核楊梅籽仁油的提取。一般認為這種方法有利于楊梅紅色素的提取，然而沒這種采取預先核肉分離的方法也增加了額外的工藝成本，并且工藝程序的延長，增加了楊梅紅色素降解的風險。

[1]周立國．食用天然色素及其提取應用[M].濟南：山東科學技術出版社,1993．