天然食用玉米黄色素的研究

一 学o 《食品与发酵工业》 Food and Fermentation Industries 天然食用玉米黄色素的研究 L 王 威 王春利 闫炳宗 (天津师范大学 生物系) ， 摘 要：由玉米淀粉厂的副产品一一黄蛋 白粉提制的食用玉米黄色素是一种油溶性色素。提取率 6 左 ‘右，最大吸收峰 446nm左右，稀溶液呈柠檬黄色 本色素的 1 溶液对太阳光较敏感 ，但在 40C下较稳定。在低 温下或添加到固体食品中稳定性很好=它安全、无毒。而且是 }胡罗 h素类物质t对调节人体代谢有积敏作用。 该色素可用于人造奶油、糖果、糕点等方面的食品着色。 关键词 ： 天然食用色素．隐黄质，玉米黄质 ， 胡罗 h素 玉蜀黍 (Zeamays1)，别名玉米、包谷等。 是一年生禾本科植物。原产拉丁美洲 ，现全球 广为栽培，为主要谷物之一。其果实通常为白 黄、紫粒。除食用外，又是油脂、酿造 、淀粉等 的原料，同时可用来提取天然色素。 我们以黄玉米为原料的玉米淀粉厂副产 品黄蛋白粉为提取原料，提制天然玉米黄色 素。该色素的主要成分为：玉米黄质(Zeaxan thin，3，3’一二 羟基 胡 罗 素)和 隐黄 质 (Cryptoxanthine，3羟基一 胡罗 素)。其分 子式和结构式如下： 玉米黄质分子式 ： s )2； 结构式： ， cH， ， 盘 ／、、 。J＼大器： s ， s 玉求 黄色鸯 提 制／工 艺 玉米黄色紊是以玉米淀粉厂黄蛋白粉为 原料，经过溶剂油(6号溶剂油)抽提，真空浓 缩成血红色油状物。工艺流程如下： 扯 溶剂 墨 雷—匝委盘 —[ 一[匦 饲料 粉 滤液 蒸馏 卜 溶剂 ‘ 陌至丽 抽疆 T I玉米黄色素 i 上述工艺除浸出油溶剂外无任何化学物 质掺人，无重金属离子和有害物质污染，属物 理过程。 主 要 理 化 性 质 1．外观 本色紊 loc以上为血红色油状液体， l0 C以下为黄色半凝固油状物 。 2．溶解性 溶于乙醚、石油醚、丙酮、酯类等有机溶 剂。不溶于水。 维普资讯 http://www.cqvip.com 3．最 大光吸收峰 以 1 色素的 6号溶剂溶液．用 6号溶 剂作 空 白参 比，光 程 为 ]cm，进 行 700～ 360nm可见区的扫描，结果其色素最大吸收 峰为 446nm，见图 1。 图 1． 1 色素溶液最大吸收峰的测定 4．薄层层析 用青岛海洋化工厂生产的高教硅胶板。 活化温度 1i0C，恬化 10rain，以丙酮 ：6号 溶剂；4：6为展开剂。将玉米黄色素原液用 6号溶液稀释 1倍点样，15 C恒温层析。结果 见 图 2。 前沿 ● ● · ● 图 2． 玉米黄色素薄层层析图谱 结果得两个组分，Rf值分别为： PJ ． 一 0．66； PJ2— 0．50 上述两个组分均为黄色斑点。即应为玉 米黄质和隐黄质。 5．色调 本色素 1 溶液为柠檬黄色 6．耐光性试 验 1， 1 溶液的太阳光直射试验 时 间 项 目 对照 1oh 19h 5d 1 2d l8d 眦 (nm ) 446 446 446 446 446 446 消光值 (ABS) 0．59 0．56 0．49 O．3l 0 lO 0 O6 褪色率 0 5 ． 1 l6．9 47．5 83．1 89．8 ( ) 柠檬 柠檬 柠檬 柠檬 拨黄 授淡 色调 黄 黄 色 黄色 澄清 度 透明 透明 透明 透明 透明 透明 360·0 500．0 (m ) 700·。 图 3． 太阳光直射试验各阶段可见光谱 以 6号溶剂配制成 1 溶液，进行太阳 光直接照射试验。对各个光照阶段的色调和 澄清的变化用肉眼观察。各光照阶段的 一 一 ． ． ． j_ 维普资讯 http://www.cqvip.com 和消光值的测定是 6号溶剂作空白参 比， 光程为 lcm，用 13本岛津产 LⅣ 260自动记 录紫外一可见 光分 光光 度计 进行 700nm～ 360nm的可见光区扫描(下面试验相同)。其 结果见表 1和图 3。 结果表明：该色素溶液对光敏感 ，5天的 阳光照射消光值下降近一半，18天基本全部 褪完。这说明该色素在溶液状态下和 阳光直 射条件下不够稳定 。 那么改变上述状态和条件会怎样呢?我 们对添加了 0．5 本色素的人造奶油(常温 下为固体)进行了自然光照的长时间试验． 20C，避光保存的相同的人造奶油作对照 组，分两组进行常温下 自然光 8个月的照射 试验。用肉眼观察结果。见表 2。 表2．添加0．5 色素的人造奶油自然光照试验 幅 。 1 分 组 j对 照 第一组 第二组 色 调 黄 黄 黄 褪色情况 未褪 基本未褪 基本未褪 结果说明：该色素在固体食品中．在常温 和自然光条件下比较稳定。 7．耐温试验 1 的色素溶液分别在 40 C和 100C条 件下进行耐温试验。在一15 C条件下进行低 温试验，其结果分别见表 3和图 4；表 4和图 5；表 5。 结果表明：玉米黄色素在 40C条件下比 较稳定 40C条件下处理 5天，其消光值只 下降了 1 5 。18天时间消光值下降不到 1／ 4 在高温下短时问的处理基本稳定，长时间 则不稳定。然而，该色素在低温下则相当稳 定。在一1 5 C条件下，经过 l8天，消光值只 下降了 2 。 总之一在玉米黄色素的生产、贮存和使用 中应避免直照和高温 。应尽量在低温和避光 条件下保存。在使用中，比较适用于固体食 品 。 38· 表 3． 1 色素溶液的 40C耐热试验 分 组 项 目 对 照 ． 5d 12d 18d 血 (nm) 446 446 446 446 消光值1 8240rng／kg．属 于实际无毒级。 2．Ames试验结果表明，该 色素对 系 菌株均无诱变活性。 3．农药残留量检验表明：“六六六”为 0．35I2ppm；DDT未检出。 4．黄曲霉毒素 B 检测结果：未检出 综上所述说明，由玉米黄蛋白粉提取、精 制的玉米黄色素具有较高的安全性，可作为 食品添加剂使用。由于该色素的安全性较高． 在 1986年编人《中华人民共和国国家标准》 GB2760 86，即“食 品添加剂 使 用卫 生标 准”。此标准中规定了该色素可使用于人造奶 油和糖果等。最大使用量为5．0g，kg。 应 用 试 验 为了了解玉米黄色素在食品中应用的效 果和使用范围．我们分另 在天津第一食品厂． 天津利 民食品厂进行了人造奶油、硬糖、软糖 等添加玉米黄色素的着色试验。其用量和效 果如下 ： 人造奶油t色素添加量 0．5 稳定的 自 然黄色，比较用 z着色更加接近真奶油。 硬 糖：色素添加量 0、26％ 稳 定的黄 色。 软 糖 色 素添 加量 0．4 。此 软糖 在 100C下添加色素，70C烘干 50h，无明显变 化。着色后软糖色泽自然、逼真、可代替合成 色素使用。 综 合 讨 论 从玉米淀粉厂副产品的黄蛋白粉中提取 的玉米黄色素是农副产品深加工及综合利用 维普资讯 http://www.cqvip.com 型产品。该色素安全无毒，且属于 胡罗 素类物质 因而既有天然食用色素的作用又 兼有维生素之营养强化剂的功效。符合天然 食品添加剂“天然”“营养”“多功能”的发展方 向 本色素提取工艺 、技术合理成熟、无污染 。 生产设备比较简单 在食品中应用效果 良好 。 如果打开国内外市场，将是一项经济效益和 社会效益十分显著的项 目。 该色素技术已于 1986年通过天津市级 鉴定，经专家评价，此色素及技术属 国内首 创 Studies on an Edible Natural Maize-yellow Pigment W ang W ei W ang Chunli Yan Bingzong (Department of Biology，"fianjin Normal University，"Iianjin) ABS’lRAC l’ n 1e ediNe maize—yellow pigment is made from yellow protein powder which is a by—product in a corn starch plant．Itisoil—soluble，andits extraction rateis about_6 ．Thema ximum absorptionpe akis 441nm．It appears lemon—ydlow in the dilute solution，and is more~nfitive to sun[i出 in 1 u tion，but more stable below 40 C．Maize—yellow pigm ent is sta ble when it is preserved at low tempe ra— ture or is added to food．The constituent of the pigm ent belongs to p-caroten．．According to the results of the solubility，colour reaction，stability and safety tests，the pigment can be used in n~rgafin，eonfec一 "don，cake and so on ．and it can regulate human metaboli．~n． Key words：Edible natural pigment，Cryptoxanthine，Zeaxanthin，~9-carotene (上接第 17页) A Study of Pilot Scale for the Suspended-bed Bioreactor Suitable for Flocs Bai Fengwu Feng Pusun (INlian UniversiVy of Technology，Dalian) ABSTRA( Lk．ing the flocs formed by yeast cells self—flocculating as a kind of immobilized cell methods，a pi— lot ms'vended bed bioreaetor谢廿1 a working volumn of 0．5Mawasset up，and the pilot scale—uD 0f it was investigated under operation dilution rams of 0．05．0 10+0 1 5 and 0．20h ．The seale-up pnnei— ple of controlling the supe rficial ga s velocities on the dangerous ercss-sections was advanced n1e su— perficial gas veloeities on the dangerous cross sections inside and ourside the&aft—tube should be con trolled carefully less than rhe ma xium values of 1 85 and 0．65cm／s respaefivdy Key word ：Floes，Suspe nded bed bioreactor，Continuous ethanol fermentation Dangerous eress seetion 维普资讯 http://www.cqvip.com