红辣椒中无辣味红色素的超声辅助提取

红辣椒中无辣味红色素的超声辅助提取 . 南昌大学学报 理科版 第 卷第 期 . 年 月文章编号: ? ? 红辣椒中无辣味红色素的超声辅助提取 易 醒,尹红梅,陈金红,桂菲菲 南昌大学 中德食品工程中心,江西 南昌 摘 要:采用碱处理结合超声辅助法提取无辣味的辣椒红色素。利用 溶液预处理除辣,单因素实验分别考 察了浸提溶剂、温度、时间、料液比、超声功率五个实验因素对辣椒红色素得率的影响。在单因素实验的基础上进 行正交实验,结果明超声辅助提取辣椒红色素的最佳提取条件为:醋酸乙酯为浸提溶剂,超声时间 ,超声功 率 ,料液比 : ,温度 ?。在此提取条件下,辣椒红色素的得率为 . ,色价为 . 。与 传统有机溶剂提取法比较,该工艺操作简单,生产周期短,色素得率高、无辣味、色价高且符合国际要求 ?。 关键词:辣椒红色素;超声辅助提取;正交实验;色价 中图分类号: . 文献标志码: 辣椒红色素是一种存在于成熟红辣椒果实中的 和方法 具有辣椒香气的深红色粘性油状液体口 ,其色泽鲜 艳、色价高、着色力强、保色效果好,广泛应用于水产 . 材料与仪器 品、肉类、糕点、色拉罐头、饮料等食品的着色。它可 干辣椒 市售 ,无水乙醇,丙酮,石油醚,正己 以有效地延长仿真食品的货架期,安全性高。现代 烷,醋酸乙酯,氢氧化钠均为分析纯 医学已证明,辣椒红色素具有营养保健功能,如抗 旋转蒸发仪 上海爱朗仪器有 癌、抗辐射等。由于无毒副作用,它已被美国、英国、 限公司 ; 超声波清洗机 上海科导超声 日本、中国以及 /审定为无限制性使用 仪器有限公司; 一电热恒温水浴锅 的天然食品添加剂 。 上海森信实验仪器有限公司 ; 新世纪紫外可见 辛辣味的辣椒碱会影响辣椒红色素的品质。在 分光光度计北京普析通用仪器有限公司 ; 辣椒红色素制备工艺中,如何除去辣椒碱是关键步 型高速万能粉碎机天津市泰斯特仪器有限公司 ; 骤之一。辣椒碱含有酚羟基,呈酸性,可以溶解在碱 电子天平 美国 公司 性溶液中 ,故可以利用 溶液除辣。已报 . 方法 道,郑惠华等采用碱与酒精结合法提取辣椒红色 . . 工艺路线 干辣椒一 去籽一碱处理一烘干 素 ,结果显示辣椒红色素的得率和色价都较低,提 粉碎一超声辅助提取一浓缩一烘干一辣椒红色素 取时问较长。 . . 碱处理除辣实验 配制不同浓度的 超声波已广泛用于天然产物的提取。如:橘皮 溶液,按辣椒: 溶液 一 : 的比例 苷 、玫瑰茄红色素、茄子红色素、柿子红色素、天仙 添加碱液,浸泡去籽辣椒。室温下浸泡辣椒 , 果色素的提取已有报道。超声过程中,空化作用使 处理后的辣椒经水洗至中性。取少量口尝,脱 细胞膨胀或击穿细胞壁,气流在细胞问高速扩散,使 辣效果。除辣后的辣椒烘干粉碎备用。 胞内物质溶出,超声提取能大大地缩短生产周 . . 单因素实验 期 。有鉴于此,笔者试图将碱处理和超声辅助法 . . . 浸提溶剂对辣椒红色素得率的影响 分 结合起来应用于辣椒红色素的提取,以缩短提取周 别称取 除辣后的辣椒粉 份,固定超声功率期,提高辣椒红色素得率。具体工艺是先对辣椒原 、提取温度 ?、超声时间 和料液比 : 料进行碱处理除辣,再利用超声辅助法提取辣椒红的条件下,分别加入无水乙醇、丙酮、石油醚、正 色素,结果表明该工艺可以在较短的生产周期中得 己烷、醋酸乙酯提取,取 提取液 . 于 到无辣味的辣椒红色素。 的容量瓶中,用丙酮定容,并以丙酮为参比液,于 收稿日期: ? 。 作者简介:易 醒 一 ,男,副教授。 ?: .。南昌大学学报 理科版 正 . . 辣椒红色素得率的计算 称取辣椒波长下测其吸光度值。根据文献报道,吸光 度值的大小能反应辣椒红色素得率的高低口 。为 粉,采用正交实验确定的优化条件超声辅助提取,抽 便于研究,实验中用吸光度值来代替辣椒红色素的 滤,有机溶剂清洗滤渣,合并提取液,浓缩,至无溶剂 得率。通过比较吸光度值的大小考察浸提溶剂对得 蒸出。浓缩物置于恒温干燥箱中烘干至恒重,称重, 率的影响。 计算辣椒红色素的得率口 。辣椒红色素的得率/ 一 / ×/ :辣椒红色素质量 ; :用于提 . . . 超声时间对辣椒红色素得率的影响 分 别称取 除辣后的辣椒粉 份,固定超声功率取的辣椒质量 。 、提取温度。 、料液比 : ,加入醋酸乙酯, . . 色价的测定方法 采用 ? 摇匀,分别超声提取 、 、 、 、 。方法测定实验所得辣椒红色素的色价。 波长下测定提取液的吸光度值。通过比较吸光度值 结果与分析 大小考察超声时间对得率的影响。 . 。 . 超声功率对辣椒红色素得率的影响 分 . 碱处理优化实验 不同浓度的 溶液除辣效果如表 所示, 别称取 除辣后的辣椒粉 份,固定提取温度 ?、料液比 : ,醋酸乙酯为浸提溶剂,设定超声 随着溶液浓度的增高,辣昧逐渐减小,当用 功率分别为、、、、 ,超声提取 溶液浸泡除辣时,辣味就基本消失,因。 波长下测定提取液的吸光度值。通过 此本实验选用浓度为 的 溶液除辣。 比较吸光度值大小考察超声功率对得率的影响。 表 不同浓度氢氧化钠的除辣效果 ? 如 加 兮. . . 提取温度对辣椒红色素得率的影响 分 浓度/ 别称取 除辣后的辣椒粉 份,固定料液比 : 辣味程度 辣味很重 辣味较重 无辣味 无辣味 无辣味、超声功率 ,醋酸乙酯为浸提溶剂,在水浴 . 单因素实验对辣椒红色素得率的影响 温度分别为 、 、 、 、 ?条件下,超声提取 . . 浸提溶剂对辣椒红色素得率的影响 辣椒 。 波长下测定提取液的吸光度值。 红色素易溶于丙酮、正己烷、乙醇、醋酸乙酯等有机 通过比较吸光度值大小考察提取温度对得率的影 溶剂。由图 可知,醋酸乙酯为浸提溶剂时,辣椒红 响。 色素的提取效果最好,丙酮次之,无水乙醇最差。因 . . . 料液比对辣椒红色素得率的影响 分别 此,选择醋酸乙酯为浸提溶剂。 称取 除辣后的辣椒粉 份,固定超声功率 、温度 ?,分别 按 : 、 : 、 : 、 : 、 : 、 : 的料液比加入醋酸乙酯,摇匀,超声提 取。 波长下测定提取液的吸光度值。 ? 考虑到不同料液比时的体积不同,参考文献口 ,将料 米 液比对得率的影响采用料液比对提取量的影响来确 定;辣椒红色素的提取量以 × × / 来表示为吸光度值, 为稀释的倍数, 为溶剂的体积 丙酮 石油醚 正乙烷 无水乙醇 醋酸乙酯 , 为辣椒粉的质量 。 浸提溶剂 . . 正交实验 在单因素实验的基础上,选取料 图 浸提溶剂对辣椒红色素得率的影响 液比,超声时间及超声功率为考查因素,以辣椒红色 . . 超声时间对辣椒红色素得率的影响 素的提取量为指标,采用正交表 。安排三因素 由图 可知,随着超声时间的增加,辣椒红色素的得 三水平实验,因素水平选取见表 ,结果见表 。 率先增加后减小。笔者推测其原因为:超声时间过 表 正交实验因素水平设计表 短,辣椒细胞破壁不完全,辣椒红色素提取不完全; 超声时间过长,超声产生局部过热,部分辣椒红色素 由于局部过热结构不稳定 ,导致辣椒红色素得率 降低。实验结果显示超声 ,辣椒红色素得率 最高。第 期 易 醒等:红辣椒中无辣味红色素的超声辅助提取 . 量达到最高,继续增大料液比,提取效果变化甚微。 . 综合考虑,确定最佳料液比为 : 。 . . 表 料液比对辣椒红色素提取效果的影响 . . 料液比/一 : :::: :. . 辣羹美景素 。 。。 。 。 。 。 / . 正交实验结果分析 图 超声时间对辣椒红色素的提取效果的影响 由表 的结果可知,在实验范围内,各因素影响 . . 超声功率对辣椒红色素得率的影响 如图 提取量的次序为: 超声时间 料液比 所示,随着超声功率增大,辣椒红色素的吸光度值 超声功率 ,由此确定辣椒红色素超声提取的最佳 随之增大;当超声功率为 时,吸光度值达最 工艺条件是或。。从节能角度考虑, 大值,功率再增大时吸光度值呈现略微下降的趋势。 因素 超声功率 选择 为宜,因此,辣椒红 产生这种现象的原因可能为:当超声功率高于色素超声提取的最佳工艺条件 是 。,即:超声 时,超声处理过程中溶液局部过热,辣椒色素不 时间,料液比 : ,超声功率 。在最 稳定,从而造成一定量色素的损失。从节约能源的 佳条件下进行验证实验,结果辣椒红色素的提取量 角度出发,选择超声功率 较适宜。 为 ,与优化前的提取量相比有明显的提高,说 验一~. 明该组参数为最优的工艺条件。 号一 . .表 超声辅助提取辣椒红色素正交实验结果 .提 一~一一一一一一一一一~~均? 培?.. . . . 图 超声功率对辣椒红色素提取效果的影响 量一一% 卯 % ?% . . 提取温度对辣椒红色素得率的影响 由图 可知, ?温度下提取,辣椒红色素得率最高,且 此温度下提取的辣椒红色素较稳定。辣椒红色素在 高温条件下不稳定,因此确定最佳提取温度为? . .. . . 辣椒红色素的得率和色价 .辣椒红色素的得率/ 一 / ×一 . / . × 一 . % . 【 采用 ? 法测得吸光度值为 一 .,已知辣椒红色素的稀释倍数 一 × ? 图 提取温度对辣椒红色素提取效果的影响 , 一 . 。产品的色价计算为: 一 × / × /一 .× / . × / ? . 。 . . 料液比对辣椒红色素得率的影响 由表 实验所得辣椒红色素的得率为 . ,色价 可以看出,随着料液比的增大,辣椒红色素提取效果 为 . 。据文献报道,董新荣等 采用碱有机溶剂 渐渐提高。当料液比为 : 时,辣椒红色素提取