食用天然色素的提取方法及发展趋势
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自然色素提取标题(最新版)目录1.引言:介绍自然色素提取的意义和重要性2.自然色素的种类和来源3.自然色素提取的方法和工艺4.自然色素的应用领域5.我国在自然色素提取领域的发展现状和前景正文随着人们对健康和环保意识的不断提高,越来越多的消费者开始关注食品、化妆品等日常消费品的安全性。
作为一种绿色、环保、安全的产品,自然色素受到了广泛关注。
本文将介绍自然色素的种类和来源、提取方法和工艺以及应用领域,并探讨我国在自然色素提取领域的发展现状和前景。
一、自然色素的种类和来源自然色素是指从天然植物、动物或微生物中提取的一类具有染色功能的化合物。
根据来源的不同,自然色素可分为以下几类:1.植物性色素:如胡萝卜素、叶绿素、花青素等,广泛存在于各种蔬菜和水果中。
2.动物性色素:如虾青素、角黄素等,主要来源于虾、蟹等海洋生物和家禽家畜。
3.微生物性色素:如红曲霉素等,主要来源于红曲等微生物发酵产物。
二、自然色素提取的方法和工艺自然色素的提取方法主要有以下几种:1.传统提取方法:如溶剂萃取法、水浸提法等,主要利用有机溶剂或水对色素进行提取。
2.现代提取方法:如超声波辅助提取法、微波辅助提取法、超临界流体萃取法等,采用先进的技术手段提高色素提取效率。
3.生物技术方法:如基因工程、发酵工程等,通过改造生物体基因或调控发酵过程来提高色素产量。
三、自然色素的应用领域自然色素广泛应用于食品、化妆品、药品等领域,具有以下优点:1.安全性:来源于天然物质,不含化学合成色素中的有害物质,对人体无害。
2.稳定性:自然色素在光照、高温等条件下不易褪色,保持时间长。
3.环保性:自然色素的生产过程对环境污染较小,符合绿色环保理念。
四、我国在自然色素提取领域的发展现状和前景近年来,我国在自然色素提取领域取得了显著成果。
一方面,我国政府加大了对自然色素产业的政策支持力度,鼓励企业加大研发投入,提高自主创新能力;另一方面,我国拥有丰富的自然资源和生物多样性,为自然色素提取提供了源源不断的原材料。
我国食用色素现状及对策综述摘要:本文综述了我国食用色素的现状,不足和发展前景。
随着食品工业的快速发展 ,食用色素发挥了越来越重要的作用 , 但我国食用色素工业存在的稳定性、安全性等问题制约着它的进一步发展。
本文针对我国色素工业的发展现状 ,分析了我国食用色素工业存在的问题并提出了相应的发展对策。
关键词:食用色素;工业;现状;对策食品色素是使食品着色从而改善食品色调和色泽的食品添加剂。
属于食品添加剂的一大类。
它在食品中的含量非常少,一般为产品(饮料、酒类、糖果、医药等)的千分之几、万分之几甚至是十万分之几,但是它对食品质量及品质的影响非常大,在产品中的作用以及在食品中的应用范围是任何其他食品添加剂所不可比拟的。
因此,研究食用色素的发展对我国食品工业的发展具有重要的意义。
1 我国色素工业的现状2005 年我国天然色素的产量达10680 吨,焦糖255000 吨,占80 %以上,比2004 年增长29. 6 % ,总产量将近30 万吨,这表明了我国的天然食用色素的产量正在逐年上升[1 ]。
2007 年我国国民经济继续高速发展,增速达11. 4 %。
食品工业和餐饮业以每年超过20 %的速度增长,2007 年食品工业总产值31912 亿元,比上年增长30. 07 % ,实现利润2166 亿元增长40 %。
作为食品工业和餐饮业的重要组成的食品添加剂,无疑也获得可快速的增长。
其中,仅食用着色剂就有32. 46 万吨的产量,同比增长 1. 4 %[2 ]目前,各国允许使用的合成色素几乎均是水溶性色素。
我国允许使用的食用合成色素共有10 种,包括苋菜红、胭脂红、赤藓红、新红、诱惑红、柠檬黄日落黄、亮蓝以及它们各自的铝色淀[3 ]。
近几年,由于天然色调接近、安全性比合成色素可靠以及具有一定的生理。
活性等优点而备受推崇。
西方的一些发达国家在食品使用天然色素的比例已达85 % ,并有完全取代合成色素的趋势[4 ]。
我国目前允许使用的天然食用色素有40 余种,是目前世界上批准使用天然着色剂最多的国家。
蔬菜中色素的提取食品的色泽是食品的重要感官指标,食品工业中广泛使用着人工合成的色素来增加色泽,但研究表明,一般合成的色素都有不同程度的毒性,有的甚至有致癌性。
因此开发天然无害的食用色素对保证人类健康有重要意义。
蔬菜种类繁多,色彩纷呈,是色素的巨大资源库,从蔬菜中提取的天然食用色素,不仅具有较高的安全性,有的还具有一定的营养价值和保健作用。
且天然色素价格昂贵,市场前景广阔,能够促使蔬菜增值,是蔬菜深加工的一个发展方向。
本文将介绍几种蔬菜中的色素及其提取方法。
一、从番茄中提取番茄红素1.番茄红素的性质及功用番茄红素是油溶性色素,对光线、氧和热都比较敏感,为类胡萝卜素的一种,也是一种强抗氧化剂,抗氧化能力是维生素E的100多倍,远远超过其他诸如。
胡萝卜素、β胡萝卜素的生物活性,能够有效清除体内的自由基,预防和修复细胞损伤,抑制DNA的氧化从而预防癌症的发生。
目前,番茄红素作为色素少量用于番茄酱和番茄汁制品中,多用于保健食品和制药行业。
2.茄红素的提取番茄红素的提取一般分为有机溶剂提取和二氧化碳超临界萃取两种方法,二氧化碳超临界萃取在大规模生产上有难度,目前主要采取有机溶剂提取,首先将番茄加工成番茄酱或番茄粉,用乙酸乙酯、乙醇或正己烷等溶剂进行提取,后经过滤浓缩得到番茄红素粗产品----含量6%以下的含油树脂,进一步冷冻结晶可以得到纯度较高的产品。
二、从辣椒中提取辣椒红素1.辣椒红素的性质辣椒红素又名椒红素、辣椒红,纯的辣椒红素为深胭脂红色针状晶体。
用于食品添加剂等方面的辣椒红素为暗红色油膏状,有辣味。
其主要成分为辣椒红素、类胡萝卜素、辣椒碱和植物油等,不溶于水,易溶于植物油和乙醇,在pH值为3--12时,色调不变化,耐光性和耐热性较好,耐酸碱,耐氧化,可用于罐头、糕点上彩装,也可用于油脂食品、调味品、果汁和冰激淋中。
2.辣椒红素的提取常见的提取辣椒红素的方法大致可分为3种油溶法、溶剂法和超临界流体萃取法。
天然色素的提取和应用研究郭凤华 王慧(山东轻工业学院食品与生物工程学院 济南 250353)摘 要 随着科技的发展和生活水平的提高,天然色素以其健康、安全的特点,将越来越受人们的欢迎。
本文首先介绍了天然色素的几种提取方法:溶剂提取法、超临界流体萃取法、微波萃取法、酶法以及它们各自的优缺点。
然后又对几种具有代表性的色素和他们在某些方面的应用做了简要的介绍。
最后对天然色素的前景开发中存在的问题和方向做了简单的总结。
关键词 天然色素 提取 应用 开发Research of Natural PigmentGUO Fenghua WANG Hui(Shandong Institute of Light Industry,Food and Biological Engineering)Abstract: With the development of science and technology and the rising of life quality. Natural pigment which ishealthy and safe will be used more abroad than the synthetic pigment. Firstly,This paper introduces several kindsof extracting methods:supercritical fluid extraction、solvent extraction、microwave extraction、enzyme ex-traction and advantages and disadvantages of each. Secondly,give a brief introduction of several representativekinds of the natural pigments and their some applications, Finally, give a summary of the problems and develop-ment directions in the exploitation of natural pigment.Keywords: natural pigment; extracting methods; application; exploitation前 言色素分为天然色素和合成色素两大类,天然色素的应用有着悠久的历史,我国古代就有使用天然色素作纺织品染料、米饭、酿酒、化妆品等色料的记载。
浅议天然色素的提取、应用及辣椒红色素的提取方法摘要:随着科学技术的发展,人们对色素的提取及运用有着更高的要求,本文第一部分、第二部分分别对对天然色素的提取方法及运用简单的介绍。
第三部分就最近受到热议的辣椒红色素的提取展开详细的论述及展望。
关键词:天然色素萃取辣椒红色素随着经济的不断发展,人们对生活质量的要求也越来越高,对色素的要求也越来越高,从天然物质中提取无毒无害的食用色素、医用色素已经成为时代发展的潮流。
天然色素大多来自于天然物质,现在大多从植物组织中提取,小部分从动物或微生物中提取。
相对于人造色素而言,天然色素更安全、更健康,在一定程度上还具有保健功能和营养价值。
一、天然色素的提取方法1.超临界流体萃取法(sfe)在sfe技术中所普遍使用的溶剂是co2。
截止目前用二氧化碳进行萃取的历史已经有二十多年。
在使用超临界二氧化碳进行萃取时不仅具有能耗低、萃取便宜、工艺简单都能特点,而且其提取的产品的纯度较高,无毒副作用。
rozzi.nl做的一项研究表明在32~86℃的温度下、在13.7800~48.2686kpa的压力下,从番茄产品中提取番茄红素。
数据表明在86°c及34.7486kpa的条件下的提取率是最高的,高达38.8%。
虽然超临界二氧化碳流体萃取技术已经被很多行业广泛应用,但其在技术上还存在一些相对不完善的地方。
2.有机溶剂提取法目前在提取色素普遍应用的方法是溶剂提取法。
提取高粱红色素的过程为:在浓度为0.1%的盐酸水溶液中浸泡大约两小时,然后对杂质和杂色进行清理,之后在40℃的环境中用浓度为7%的乙醇水溶液进行浸提。
最后经过过滤、浓缩机干燥等步骤便可得到。
以下为几种色素提取过程:用盐酸溶液将虾壳浸泡了大约24小时后过滤,再用浓度为95%的乙醇对滤渣进行浸泡,最后蒸馏并浓缩提取液便可得到虾青素。
辗米机可以剥下黑米表层的米糠,限用植物油将米糠里的油脂提出,然后用乙醇的水溶液对米糠进行浸提,最后除去杂质并浓缩干燥即可得到色素成品。
天然色素在食品安全领域中的应用随着人们对健康食品的需求越来越高,天然色素在食品安全领域中的应用越来越受到关注。
天然色素是指从植物、动物或微生物中提取的颜料,与合成色素相比,具有无毒、无害、易吸收等优点。
本文将探讨天然色素在食品安全领域中的应用及其未来发展趋势。
天然色素在食品中的应用天然色素在食品中的应用非常广泛。
目前,常见的天然色素包括叶绿素、类胡萝卜素、花青素、胡萝卜素等,它们可以用于食品、饮料、保健品、药品等领域。
这些天然色素不仅可以为产品添加色彩,还可以增强产品的风味和营养价值。
1. 食品:天然色素不仅可以给食品增添色彩,还可以使食品更加美味和有营养。
比如,花青素可以增加葡萄酒、蓝莓酱、紫苏饭等食品的颜色和味道;叶绿素可以增加面包、饼干、糕点等食品的颜色和营养价值;胡萝卜素可以增加鲜橙汁、胡萝卜汁、番茄酱等食品的颜色和营养价值。
2. 饮料:天然色素可以增添饮料的颜色和口感。
比如,文化乳中的花青素可以使饮料更加美味和营养。
3. 保健品:天然色素可以用于保健品,如葡萄籽提取物、芦荟提取物等。
它们可以增强人体免疫力、改善肝脏功能、防止衰老和心血管疾病等。
天然色素的未来发展趋势未来,天然色素在食品安全领域中的应用还将继续扩大。
以下是未来发展趋势:1. 天然色素将成为食品加工的趋势。
随着人们对健康的需求不断增加,天然色素将逐渐取代合成色素。
2. 绿色天然色素将更受到青睐。
绿色天然色素具有抗氧化、防癌、降低血脂等功效,将逐渐成为市场的主流。
3. 生物技术将推动天然色素的发展。
随着生物技术的不断发展,天然色素的生产效率将得到大幅提升,对环境的污染也将减少。
总结天然色素在食品安全领域中有着广泛的应用前景,不仅可以增加食品的颜色和味道,还可以增强产品的营养价值。
在未来的发展趋势中,天然色素将成为食品加工的趋势,绿色天然色素将更受到青睐,生物技术也将推动天然色素的发展。
《风味化学与食品添加剂》 课程论文
论文题目 食用天然色素的提取方法与发展趋势 学 院 食品科学与工程
专 业 食品科学与工程 毕业届别 2010级 姓 名 XXX 指导教师 梁 琪 教授 日 期 2013.6.19
食品科学与工程学院 食用天然色素的提取方法与发展趋势 XXX (甘肃农业大学食品科学与工程学院,甘肃兰州,730070) 摘要:食用天然色素是指从植物、动物或微生物中提取的对食品具有着色能力的物质的总称。随着世界各国相继制订法规、淘汰大部分有毒的化学合成色素, 那些不仅有染色功能, 而且还有营养和保健功效, 并能赋予食品许多新功能的天然色素将面临广阔的市场前景。文章详细地介绍了食用天然色素及其提取技术和发展趋势。
关键词: 食用天然色素 提取方法 发展趋势
前言 天然色素广泛存在于多种生物特别是动植物体中,其安全性和营养价值高,有的兼具一定的药理作用。用天然色素着色,色调自然纯正。由于传统的提取方法存在提取时间长,劳动强度大,原料预处理能耗高,热敏性组分易被破坏,生产的色素产品纯度差,有异味和溶剂残留等缺点,直接影响了天然色素的发展及应用。伴随着现代化工业技术的迅速发展以及人们安全意识的提高,一些现代化高新技术不断应用到天然色素的生产中。开发天然色素是世界食用色素业和医药等业的发展趋势之一。我国目前还处在合成色素与天然色素并存及同时发展的状态。由于合成色素的安全性问题, 本文就目前天然色素的提取种类、提取方法及提取物的性质研究进行综述。
1发展简史
我国使用天然色素已有悠久历史,《史记·货殖传》记载:“茜栀千亩,亦比千乘之家。”说明古代就利用了茜草科植物和黄栀子等天然色素。北魏末年(公元6世纪)农学家贾思勰所著的《齐民要术》一书中就有从植物中提取色素的记载。[1]我国古代使用天然色素,在日本近年出版的《天然着色料》一书就引证了这些文献。 公元前1500年,埃及墓碑上就绘有着色的糖果。公元前4世纪,葡萄酒就用色素着色,大不列颠的阿利克撒人就开始利用茜草色素。公元10世纪,美洲的托尔铁克人与阿芝特克族人相继栽培胭脂虫的寄生植物,繁殖胭脂虫,并提制胭脂红用于食品着色等。[2]然而,这些天然色素不论在品种上或是性能上都远不能满足食品工业发展的需要。天然色素着色力低,对光、热、氧气、pH
等稳定性差,成本高。随着科学技术的发展,特别是染料化工的发展,出现了合成色素。1856年英国W.H.珀金斯(Perkins)发明了第一个合成有机色素苯胺紫,以后,又不断合成了许多新的有机合成色素,并有一些被应用在食品上,使得合成色素在食品的应用上得到迅速发展。[3]由于合成色素具有色泽鲜艳、着色力强、稳定性好、无臭无味、易于溶解和调色、成本低等优点,几乎取代了天然色素在食品中的应用。到20世纪初,用于食品着色的合成色素已发展到近80种之多。
20世纪初,随着医学的发展,很多国家发现,许多合成色素对人体有害,除了它本身的化学性能危害人体健康,而且在合成过程中,还可能被砷、铅及其它有害化学物质所污染。专家们认为食品着色首先应当符合卫生学观点,必须对人体是无害的,尽管合成色素价格、色泽均优于天然色素,但不能提高食品的营养价值,有的甚至对人体有毒,因此,大部分国家先后制定出合成色素使用的立法条例,严格限制合成色素的应用,准许使用的数目逐年减少,1958年世界各国曾作为食用色素的品种有90余种,而现在仍在使用的仅50余种。[4]
在这种情况下,人们对天然食用色素的兴趣就大大提高了,各国政府对使用天然食用色素的限制比较少。特别是以农作物和果菜类为原料的天然色素,人们安全感更高。目前国外食品色素都是以天然色素为主,合成色素为辅。所以,食用色素的发展可以概括为这样三个阶段:最初是以使用原始型天然色素(动、植物为原料)再发展到以合成色素为主、加工天然色素为辅的阶段,目前是以精制天然色素为主、合成色素为辅的阶段。
2 提取方法 天然色素常用的制备方法,大致有萃取法、组织培养法、粉碎法、压榨法、酶反应法、微生物发酵法以及人工合成法,其中最常用的是萃取法。
2.1 溶剂提取法 溶剂提取法是目前从动植物中提取色素的一种普遍常用的方法。溶剂提取法包括浸渍法、渗入法、煎煮法和回流提取法。以水为溶剂提取天然色素可用浸渍法和煎煮法, 前者适用于有效成分能溶于水, 对湿、热稳定且不易挥发的原料用有机溶剂提取可采用回流提取法。主要工艺是将采集的天然色素植物原料,通过分选、水洗去泥、晒干去水,再经粉碎机粉碎后置于溶液中浸泡提取,提取液经离心分离、浓缩、干燥、精制而得成品。工艺流程图为:
原料分选→ 水洗→ 干燥粉碎→ 溶剂萃取→过滤分离→干燥→精制→成品[5] 溶剂提取法萃取剂便宜,设备简单,操作步骤简单易行,提取率较高,但用其提取的某些产品的质量较差,纯度较低,有异味或溶剂残留,影响产品的应用范围。 2.2超临界CO2 流体萃取法 超临界二氧化碳流体萃取是近二十年发展起来的一种新型物质分离、精制技术。它兼备有气体低粘度、高扩散和流体的高密度、大溶解度两方面的特点。由于超临界CO2 提取工艺简单, 能耗低, 萃取剂便宜, 提取的产品具有纯度高, 溶剂残留少, 无毒副作用等优点, 越来越受到人们的重视。Tsunc 等的专利报道中, 应用超临界CO2 从虾壳中提取虾青素, 浓度可达到8.331%。[6]宿树兰等采用正交试验优化超临界流体萃取姜黄药材中姜黄素, 得到姜黄素占萃取物量高达8.91%。[7]
2.3微波萃取法 微波萃取是在密闭容器中用微波加热样品及有机溶剂, 将待测物质组分从样品基体中提取出来的一种方法, 是由密闭容器中酸硝解样品和液固萃取有机物两种技术相结合演变出来的, 其能在短时间内完成多种样品组分的萃取。工艺流程为:
原料的预处理→ 溶剂与原料的混合→ 微波萃取→ 冷却→过滤→滤液→溶剂与萃取组分分离→萃取组分[7]
微波萃取溶剂用量少, 结果重现性好,克服了超临界萃取和溶剂萃取方法的上述缺陷, 既降低了操作费用, 又符合环境保护的要求, 表现出良好的发展前景和巨大的应用潜力。陈栓虎等[8]利用微波萃取了柿子红色素, 该色素属多酚类水溶性色素, 对光、热稳定性好, 对大多数食品添加剂影响不大, 安全性高, 是一种很有开发前景的食用色素新品种。
2.4分子蒸馏技术 分子蒸馏是一种特殊的液—液分离技术, 其基本原理是基于不同物质分子在高真空下分子运动平均自由程的差别, 在远低于物质常压沸点温度的条件下将其分离出来。
该技术具有蒸馏温度低, 蒸馏压力低, 分离程度高, 受热时间短等特点, 因而能大大降低高沸点物料的分离成本, 极好地保护热敏性物料的品质, 真正保持了纯天然的特性。钟耕等[9]采用分子蒸馏法, 以冷榨甜橙油为原料, 提取其中的类胡萝卜素。结果表明, 采用分子蒸馏法, 从脱蜡的甜橙油中一步提取的色素, 不含有机溶剂, 纯度高, 色价高。
2.5 双水相萃取技术( ATPE) 双水相萃取技术是二十世纪60 年代以来研究开发的新型固—液分离技术。其基本原理是利用被提取物质在不同的两相系统间分配行为的差异进行分离。 与传统的萃取方法相比, ATPE 技术所形成的两相大部分为水,两相界面张力很小, 为有效成分的溶解和萃取提供了适宜的环境, 相际间的质量传递快, 操作方便, 时间短, 条件温和, 易于工程放大和连续操作。
2.6 液相色谱技术
2.6.1 高效液相色谱( HPLC) 技术 HPLC 是一种以液体为流动相的现代柱色谱分离分析技术。该技术具有分离效率高,分析速度快,用样量少,灵敏度高, 流出组分可收集,兼具分析和制备等优点, 适应于高沸点、大分子、强极性和热稳定性差的化合物的分离分析。对于热不稳定性或极性大的天然色素来说, HPLC 是一种有效的分离分析方法。赵明波等[10]建立了菊科植物红花中的主要有效成分羟基红花黄色素A的HPLC 定量分析方法。
2.6.2 高速逆流色谱技术( HSCCC) HSCCC 是近20年发展起来的一种不用任何固态载体或支撑体的液—液分配色谱技术, 其基本原理是利用样品在两相中分配系数的不同实现分离。与传统分析方法相比,HSCCC具有分离效率高,产品纯度高,不存在载体对样品的吸附和粘染, 制备量大和溶剂消耗量少等优点。Michael S等采用HSCCC 分离分析了接骨木果汁中的花青素, 溶剂系统为正丁醇- TBME- 乙腈- 水,体积比3∶1∶1∶5, 流速5.0 mL/min。夏明等[11]用HSCCC 对提取得到的红曲色素进行分离,溶剂系统为石油醚- 甲醇- 乙酸乙酯- 水,体积比3∶6∶5∶4, 流速1.0 mL/min,将一种黄色素与一种紫红色素分离。
2.6.3 高效毛细管电泳技术( HPCE) HPCE 是二十世纪80 年代发展起来的一种新型液相分析技术,其基本原理是以高压电场为驱动力,以毛细管为分离通道,依据样品中各组分之间淌度和分配行为上的差异实现分离分析的。近年来,HPCE已被广泛应用于天然色素结构分析中。吕元琦等[12]采用HPCE技术分析了密蒙花中的橙皮素、木犀素和芹菜素。HPCE技术克服了HPLC 试验成本高, 重现性差,时间长的缺点。
2.7色谱- 质谱联用技术 色谱- 质谱联用技术结合了色谱、质谱两者的优点,实现了优势互补,成为现代仪器分析的热点。
目前,联用技术在天然色素分析中的应用有一些报道,如尹佩玉等[13]利用气相色谱- 质谱(GC-MS)联用分析技术发现黑芝麻中的黑色素具有儿茶酚型黑色素的结构特征。刘良忠等[14]采用薄层色谱、高效液相色谱-质谱-质谱( HPLCMS-MS) 及