辣椒紅色素的提取方法有哪些?各有什么優(yōu)缺點?

【專家解說】：1、 油溶法 油溶法是在常溫下用呈液狀的食用油( 如棉籽 油、豆油、菜籽油等) 浸漬辣椒果皮或干辣椒粉, 使 辣椒紅色素溶解在食用油中, 然后通過一定的方法 從油中提取出辣椒紅素的一種方法[8]。 工藝流程: 辣椒→浸提→蒸餾→辣椒油樹脂→ 水解→ 過濾→ 固型物→ 浸泡→ 減壓過濾→ 提取 液→減壓蒸餾→濃縮精制色素→烘干→粉末狀辣 椒色素。 用油溶法提取辣椒紅色素時, 油與色素的分離 較困難,使得辣椒紅色素物質(zhì)提取率低,難以得到色 價高的產(chǎn)品,現(xiàn)已基本停止使用。 2、溶劑法 這是辣椒紅色素的常規(guī)生產(chǎn)方法: 將去除壞 椒、梗、籽的干辣椒磨成粉后, 用有機溶劑( 如丙酮、 乙醚、氯仿、三氯乙烷、正己烷等) 進行浸提, 將浸提 液濃縮得到初辣椒油樹脂, 減壓蒸餾得產(chǎn)品[9]。 工藝流程: 辣椒粉末→有機溶劑提取→減壓回 收溶劑→油狀紅色素→有機溶劑萃取→減壓回收 溶劑→產(chǎn)品 采用有機溶劑提取辣椒紅素有四種方法: 浸漬 法、滲漉法、回流提取法、索氏提取法。 目前國內(nèi)外生產(chǎn)辣椒紅色素的廠家絕大多數(shù) 都采用溶劑法提取, 但以上各種提取方法無論采用 那種生產(chǎn),在提取前均需將辣椒粉碾成粉末,操作費 用較高。此外, 由于提取后的殘渣中還殘留有相當 量的紅色素[10], 所得出品的雜質(zhì)含量高,精制費用昂 貴,殘渣的可利用性差,給生產(chǎn)帶來困難。伍明等談 到在天然辣椒紅色素的提取新工藝時, 提到采用熱 逆流法提取辣椒紅色素的新工藝[11]。 工藝流程:辣椒干→去籽切碎→提取辣味素→除 辣→提取紅色素→減壓濃縮→真空干燥→紅色素 ↓ 殘渣深加工→副產(chǎn)品 其優(yōu)點主要表現(xiàn)在三個方面: 1) 提取時間短, 溶劑用量少, 收率高, 色價高; 2) 原料在提取前不需 要粉碎成粉末, 操作費用降低, 殘渣的利用價值大。 目前已開發(fā)出附加值高的系列產(chǎn)品。另外, 避免了 由于過分破壞植物細胞壁, 而造成一些分子量較大 的組分被浸取出來的缺點[12]。本工藝集過濾、提取、 濃縮與一體, 因而設(shè)備投資和操作費用相對較低; 3) 利用本工藝提取紅色素可以一次得到成品, 產(chǎn)品 無須精制, 各項指標均符合有關(guān)標準。 總之, 本工藝具有較高的應(yīng)用價值, 由于所用 設(shè)備與目前通用的溶劑法提取辣椒紅色素的設(shè)備 接近, 故也為生產(chǎn)廠家的工藝改造提供了一種理想 的途徑。 3、 超臨界CO2 流體萃取法 超臨界CO2 流體萃取就是使用高于臨界溫度、 臨界壓力的CO2 流體作為溶媒的萃取過程。超臨界 流體萃取是一種新型的化工分離技術(shù), 關(guān)鍵是了解 超臨界流體的溶解能力及隨諸多因素影響的變化 規(guī)律。此技術(shù)工藝簡單, 能耗低, 萃取溶劑無毒、易 回收, 所得產(chǎn)品具有極高的純度, 殘留溶劑符合FA O/WHO 要求。 萃取法制得的色素多為混合色素,方法簡便,成 本相對較低, 色價高, 已成為國內(nèi)外通用的制備工 藝。本法是一種先進的提取方法, 但還有待于進一 步完善。 4、 硅膠柱層析法 硅膠柱層析分離辣椒色素屬分配層析法, 是根 據(jù)色素和辣素的結(jié)構(gòu)差異在束縛與硅膠上的固定 相和洗脫液中的溶解度不同, 因此在固定相和洗脫 液之間的分配系數(shù)不同而達到分離效果。這個操作 簡單, 設(shè)備條件要求不高, 分離效果很好, 去除辣味 完全。此柱洗脫液為石油醚: 乙醇( 90%) =2∶1 混合溶 劑。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)提取紅色素時, 其柱層析法采 用100 ～200 目硅膠為填料, 石油醚與丙酮( 體積比 為10∶1) , 復(fù)合液為洗脫液; 色素回收率為67.2%, 而 且色價較高為65; 可以形成橙黃、紅色與淡黃色三 條帶, 有利于紅辣椒中有效成分的精細分離。 袁慶云用硅膠柱層析分離辣椒紅色素[13], 方法 為: 成熟的干辣椒經(jīng)酶處理后用乙醇和石油醚混合 溶劑提取。提取物通過硅膠柱層析分離, 得到無辣 味的紅色素, 再經(jīng)真空濃縮成粘稠狀。得到的紅色 粘稠液, 經(jīng)貴州省藥品檢驗水分含量0.37%, 脂肪含 量90.68%, 色素: 色價為143, 不含辣素。 層析法雖然可制得多種色價的產(chǎn)品, 如呈紫紅 色的辣椒紅色素和呈橙紅色的辣椒玉紅素分開, 但 操作費用高, 工藝復(fù)雜且難度大。 5、薄層色譜 薄層色譜法分離迅速, 效率高, 靈敏度高, 而且 可用于制備和定量分析, 許多天然色素都可用薄層 色譜進行分析。陳連之等人[14]用20320 硅膠( 上海海 洋化工研究所) 自制板, 在石油醚∶丙酮=10∶1 的展開 劑中, 上行15 分鐘得TLC 色譜圖。主要黃色素成分 集中在黃1～黃3, 主要紅色素成分集中在紅1～紅 3, 并得Rf( 黃1) 為0.86, Rf( 紅1) 為0.46。 6、 溶劑微波提取法 微波是電磁波的一種, 其波長從1mm～lm, 因其 波長介于短波和遠紅外之間, 故稱微波。作為一種 高頻電磁波, 微波對處于微波場下的物質(zhì)發(fā)生作 用, 物質(zhì)中的分子在電場作用下可被電離而極化, 形成極化分子, 極化分子具有正負二極, 它們在電 場中產(chǎn)生定向排列。物料內(nèi)的極化分子隨著微波電 磁場的交替變化, 發(fā)生高頻振蕩。分子運動產(chǎn)生熱 量, 這就是微波爐加熱的原理。將微波應(yīng)用于提取, 其對物質(zhì)的作用表現(xiàn)在: 當被提取物和溶媒共同處 于微波場下時, 目標組份分子受到高頻電磁波的作 用, 產(chǎn)生劇烈振蕩, 分子本身獲得了巨大的能量( 即 活化能) 以掙脫周邊環(huán)境的束縛, 當環(huán)境存在一定 濃度差時, 可以在非常短的時間內(nèi)實現(xiàn)分子自內(nèi)向 外的遷移達到一個平衡點。這就是微波可以在短時 間內(nèi)實現(xiàn)提取目的的原因。 微波提取技術(shù)應(yīng)用于中藥有效成分的提取, 可 以克服傳統(tǒng)提取方法本身固有的種種缺陷, 表現(xiàn)出 良好的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用潛力。與傳統(tǒng)提取方 法相比, 微波提取可以縮短生產(chǎn)時間, 降低能源溶 劑的消耗, 同時可以提高收率和提取物純度。它的 優(yōu)越性不僅在于降低設(shè)備投資和運行費用, 而且也 符合環(huán)境保護的要求。 7、超聲波溶劑提取法 此方法在提取過程中, 通過產(chǎn)生強烈的振動, 空化, 攪拌, 從辣椒粉中提取出辣椒紅色素。與傳統(tǒng) 的提取方法比較, 此法具有收率高, 生產(chǎn)周期短, 無 需加熱, 有效成分不破壞等優(yōu)點。 8、 酶法提取 周旭章等研究提出醇提辣一酶脫脂二步法精 制辣椒紅色素粗制品的新工藝。脫辣最佳工藝條 件: 溫度為室溫; 脫辣劑( 乙醇) 濃度70% ; 投料比1: 2.5 ～1: 3; 萃取次數(shù)3 ～4 次。脫脂最佳工藝條件為 pH 8 室溫, 脫脂劑(Mix 酶) 濃度10 ～15 mg/L, 反應(yīng) 時間50min。邵學(xué)軍等研究不同濃度NaOH 溶液浸 泡辣椒粉脫辣效果, 試驗結(jié)果認為, 用NaOH 溶液攫 泡辣椒粉脫除辣素的最佳操作條件為辣椒粉( g) 與 15%NaOH 溶液(m1) 之比為1:9, 90℃浸泡1.5 h。