辣椒红色素的微波提取及在仿生牛肉中的应用研究

辣椒红色素的微波提取及在仿生牛肉中的应用研究 辣椒红色素的微波提取及在仿生牛肉中的 应用研究 辣椒红色素的微波提取及在仿生牛肉中的应用研究 唐文婷蒲传奋王世清张岩 青岛农业大学食品科学与学院山东青岛266109 摘要采用有机溶剂微波辅助萃取法从辣椒中提取辣椒红色素,并对其在仿生牛肉中的应用 进行了研究. 以吸光值为指标,采用正交试验优化了色素提取条件:用95%乙醇在微波功率200W,料液比 1:10,提取时间 lOmin的条件下,辣椒红色素的色价最高为76.8.在仿生牛肉中添加此法提取的辣椒红色素, 着色效果较好且 经4d稳定后色素残留率较高. 关键词辣椒红色素微波仿生牛肉应用 Studyonmicrowaveassistedextractiontechniqueandapplication inartificialbeefofcapsicumredpigment AbstractApplicationofcapsicumredpigmentinartificialbeef,whichwasextractedfromdrycapsicumb ymicro— waveassistedtechnique,wasstudiedinthispaper.Accordingtotheabsorbency,theoptimumconditions werechosenby theorthogonalexperiments:95%ethanolasextractant,theratioofcapsicumtoethanolwas1:10,extracti ontimewas10 mins,andpowerofmicrowavewas200w.Thehighestcolorvalueofcapsicumredpigmentgainedundert heseconditions was76.8.Theapplicationexperimentsofcapsicumredpigmentinartificialbeefshowedthatithadbetterc olouringeffect andpigmentresiduewashigherafterfour—daystabilitytime. Keywordscapsicumredpigment;microwave;artificialbeef;application 辣椒红色素(capsicumredpigment)是叶黄素 类共轭多烯烃含氧衍生物,含辣椒红素(Capsan. thin),辣椒玉红素(Capsonrubin),B一胡萝卜素 (B—carotenoid)』.其色泽鲜艳,着色力强,安全 无毒副作用,且具有抗癌,抗辐射等功能,已广泛 用于水产品,肉制品,饮料,罐头等食品的着 色_2J.微波辅助萃取具有设备简单,选择性高, 应用范围广,生产效率高,受热体系温度均匀等优 点J.故本文采用微波辅助提取法从干辣椒中提 取辣椒红色素,优化提取工艺. 向仿生食品中添加天然色素,能改善制品色 泽,增进消费者食欲且安全性高J.本文向仿生 牛肉中添加提取的辣椒红色素,考察其上色效果, 色素残留率等指标,为天然色素在食品加工中的应 用提供一定的理论指导. 1材料与方法 1.1材料与设备 1.1.1材料 干辣椒(粉碎,取60目筛下物),魔芋精粉,大 豆分离蛋白(SPI),牛肉香精,瘦牛肉,食盐,鸡精, 食用碳酸钠(NaCO.),羧甲基纤维素(CMC)等. 95%无水乙醇,石油醚,乙醚,丙酮,98%硫酸, NaOH等均为分析纯. 1.1.2仪器与设备 NJL一3试验专用微波炉;UV一2000分光光度 计;WK一200B高速药物粉碎机;RE一5220旋转 蒸发仪. 1.2试验方法 1.2.1辣椒红色素的色价及含量测定 采用分光光度计测量其最大吸收峰(460nm) 处的吸光度,然后用下式计算其色价: E;=af/m×1/100 式中E:460一被测试样为1%,Icm比色皿,在 最大吸收峰460nm处的吸光度,即为色价; A一实测试样的吸光度 产一稀释倍数 m一试样质量 1.2.2碱液脱辣预处理 结合预试验和文献,采用15%NaOH溶液, 料液比1:10,浸泡1.5h进行脱辣处理,然后洗去 碱液至pH值7.0,干燥待用. 1.2.3辣椒红色素的提取工试验 影响辣椒红色素微波辅助萃取效果的因素主要 有萃取溶剂的种类,浓度,料液比,微波功率,提 取时间等.以吸光值为指标,分别考察各单因素对 提取效果的影响,在此基础上进行L.(3)正交 2008年第3期总第323期43 肉类工业肉类食品添加剂 MeatIndustry 试验,确定辣椒红色素微波辅助萃取的最佳工艺条 件. 1.2.4仿生牛肉的基本配方及操作要点 仿生牛肉的基本配方为:魔芋精粉4g,大豆 分离蛋白4g,NaCO0.2g,牛肉香精1g,牛肉汤 30mL,辣椒红色素0.3nag,水50mL,葱,姜, 糖,食盐,鸡精适量. 工艺:牛肉汤的制备一物料的混合一搅拌 混溶一蒸煮一脱水一灭菌一冷藏. 牛肉汤汁的制备:将瘦牛肉切成末状,依次加 入葱,姜,糖,食盐,鸡精,牛肉香精等调味品, 先用大火煮沸,再用小火煮50rain左右,然后过 滤,冷却. 搅拌混溶:依次向牛肉汤汁中添加魔芋精粉, 大豆分离蛋白,辣椒红色素,2%Na,CO水溶液, 加适量水达配方要求,边加边缓慢搅拌均匀.静置 2h,使其充分膨胀,形成凝胶. 蒸煮:凝胶形成之后,将仿生牛肉置于蒸煮锅 内蒸煮30min. 脱水:将冷却后的仿生牛肉放置于60~C恒温 干燥箱内脱水2h,取出自然冷却. 灭菌:121?条件下灭菌10rain. 1.2.5仿生牛肉的感官评定 随机挑选15名鉴评员,对样品的上色效果进 行感官评分. 1.2.6仿生牛肉的色素残留率测定 色素残留率的计算’:将含辣椒红色素的整 块仿生牛肉按1:20(g/mL)比例浸泡于蒸馏水 中,置于相同条件下的阴暗处,每隔24h测定浸出 液的最大吸光值,按下式计算色素残留率.色素残 存率%=[(样品中色素最大吸光值一浸出液中色 素的吸光值)/样品中色素最大吸光值]X100%. 2结果与分析 2.1有机溶剂种类对辣椒红色素提取物吸光值的 影响 分别采用95%乙醇,丙酮,乙醚,石油醚作 为萃取剂,对除辣之后的辣椒进行微波浸提,料液 比1:8,微波功率100W,浸提时间5rllin,浸提2 次,减压蒸馏浓缩,浓缩物稀释相同倍数测得的吸 光值见图1. 由图1可见,乙醚提取的色价最高,但综合考 虑萃取溶剂的毒性和成本,确定用乙醇作为提取溶 剂. 442008年第3期总第323期 乙醚95%乙醇石油醚丙酮 溶剂种类 图1有机溶剂对辣椒红色素吸光值的影响 2.2乙醇浓度对辣椒红色素提取物吸光值的影响 料液比1:8,微波功率100W,提取时间5min, 浸提2次,依次选用浓度为80%,85%,95%乙 醇和无水乙醇提取,减压蒸馏浓缩,浓缩物稀释相 同倍数测得的吸光值见图2. 8085951O0 乙醇浓度/% 图2不同乙醇浓度对辣椒红色素吸光值的影响 0.54 0.53 0.52 0?51 0.50 0.49 0.48 0.47 0.46 1/41/61/81/10 料液比g/ml 图3不同料液比对辣椒红色素吸光值的影响 从图2可得,95%乙醇提取的色素吸光值较 高,故后续实验采用95%乙醇作为提取溶剂. 2.3料液比对辣椒红色素提取物吸光值的影响 95%乙醇作为萃取剂,微波功率100W,提取 时间5rain,浸提2次,料液比依次为1:4,1:6, 1:8,1:10,减压蒸馏浓缩,浓缩物稀释相同倍数 6543210 00O000 们蛇如?即弘弘 0000000000 肉类食品添加剂肉类工业 MeatIndustrv 测得的吸光值见图3. 从图3可以看出,微波提取的最佳料液比是 1:10.但料液比取1:10与1:8相比,色素吸光度 相差不大,后者所用乙醇较前者多,综合考虑故选 用料液比1:8. 微波功率100W,提取时间3min,5rain,10min, 12min,减压蒸馏浓缩,浓缩物稀释相同倍数测得 的吸光值见图5. 0,6 2.4微波功率对辣椒红色素提取物吸光值的影响0.5 95%乙醇作为萃取剂,提取时间5rain,浸提2 次,料液比1:8,微波功率分别取100W,200W, 300W,400W,500W,减压蒸馏浓缩,浓缩物稀 释相同倍数测得的吸光值见图4. 图4微波功率对辣椒红色素吸光值的影响 从图4可以看出,300,400W高微波功率条 件下提取的色素吸光度最高,但达到500w后反而 有所下降,考虑到在能耗和色素的稳定性,选择 300W作为萃取功率. 2.5提取时间对辣椒红色素提取物吸光值的影响 95%乙醇作为萃取剂,浸提2次,料液比1:8, j四 0.4 0.3 351012 提取时间/min 图5提取时间对辣椒红色素吸光值的影响 2.6正交试验优化微波辅助萃取结果 从1可知各因素对辣椒红色素的影响程度依 次为(R值):乙醇浓度>萃取时间>料液比>微 波功率.直观分析表明辣椒色素提取最优条件为 A3B3C2D1,数据分析表明辣椒色素提取的最优条 件为A3B2C3D1.直观分析与数据分析结果不统 一 ,在此基础上进行验证试验,得出A3B3C2D1 条件的吸光值(0.558)优于A3B2C3D1的吸光值 (0.545).即最佳提取条件为采用95%乙醇为萃取 剂,料液比1:10,提取时间为10min,微波功率为 200w时辣椒红色素的吸光度最大为0.558,此时其 色价为76.8. 表1试验及试验结果分析 2008年第3期总第323期45 肉类工业肉类食品添加剂 MeatIndustpr’ 表2方差分析表 从表2可以得出因素A,B水平的改变对辣椒 色素吸光度的影响显着,而C因素的改变对辣椒 色素吸光度的影响为较显着. 2.7辣椒红色素在仿生牛肉中的添加 2.7.1感官色泽评定结果 从表3可以看出,样品B,C的整体呈色效果 明显优于样品A,样品B略好于样品C.F= 158.63>F..=3,22,说明三种处理方法对仿生牛 肉的色泽影响有极显着性差异,辣椒红色素对仿生 牛肉的着色效果较好. 表3感官色泽评定结果 462008年第3期总第323期 2.7.2仿生牛肉的色素残留率测定 由图6可见,仿生牛肉中的辣椒红色素随贮藏 时间的延长,残留率逐渐降低,4d之后基本保持 在80%以上不再变化,说明其在仿生牛肉中具有 良好的着色效果. \ {j《卜 鼬 埘《 姐] 100 80 60 40 20 h k\_一? 123456 时间/d 图6辣椒红色素残留率随时间变化 3结论 辣椒红色素的微波辅助提取最佳条件为采用 95%乙醇为萃取剂,料液比l:10,提取时间为 10min,微波功率为200w,辣椒红色素的吸光度最 大为0,558,色价为76.8.将辣椒红色素添加至仿 生牛肉中,感官评定和色素残留率测定试验表明其 具有良好的着色效果. 为增强提取的辣椒红色素的稳定性,可考虑采 用包埋技术处理后再应用于食品加工中,同时控制 溶剂残留,这也是今后本课题研究的重点. 参考文献 1姜菲,姜爱丽等.辣椒红色素提取工艺研究与进展 [J].保鲜与加工,2007,(1):4,8 2陈小全,周秀艳等.微波辅助提取辣椒红色素[J].食 品研究与开发,2006,27(10):92,94 3TomokoHayashi,etc.AnHPLCmethodfortheanalysisof PaprikacolorinfoodusingCapsanthinASanindicator[J]. 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