關(guān)于天然食用色素的生產(chǎn)工藝第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日第九章天然食用色素的生產(chǎn)工藝§9.1概述§9.2天然色素分類(lèi)§9.3色素的存在形式§9.4胡蘿卜素的提取§9.5葡萄紅色素的提取§9.6姜黃色素的提取§9.7辣椒紅色素的提取§9.1概述第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.1概述1、色素的分類(lèi)1）按來(lái)源可分為：人工合成色素、天然色素2）按結(jié)構(gòu)，人工合成色素可分為：偶氮類(lèi)、氧蒽類(lèi)和二苯甲烷類(lèi)；天然食用色素可分為：吡咯類(lèi)（葉綠素類(lèi)）、多烯類(lèi)（類(lèi)胡蘿卜素）、酮類(lèi)（紅曲素、姜黃素）、醌類(lèi)（紫膠、胭脂紅、紫草醌）和多酚類(lèi)（花青素、花紅素、兒茶素）3）按溶解性可分為：水溶性和脂溶性第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日天然色素的分類(lèi)1）異戊二烯衍生物——類(lèi)胡蘿卜素復(fù)烯烴類(lèi)（胡蘿卜素、番茄紅素等）、復(fù)烯醇類(lèi)（葉黃素、玉米黃素）、復(fù)烯酮類(lèi)（辣椒黃素、辣椒紅素）、復(fù)烯烴的環(huán)氧化物、非四萜類(lèi)的復(fù)烯色素類(lèi)（藏紅花素、梔子色素）從淺黃到深紅色的脂溶性色素，幾乎不溶于水、乙醇，大多溶于石油醚或己烷，隨分子中含氧官能團(tuán)的增多，親脂性也隨之減弱對(duì)熱較穩(wěn)定，但含有較多雙鍵，易被氧化第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日天然色素的分類(lèi)2）多酚衍生物——花青色素與花黃色素植物水溶性色素，分為花青色素、花黃色素和鞣質(zhì)（呈味、呈色物質(zhì)）三大部分，由苯環(huán)和γ-吡喃環(huán)聚合而成，易受氧化劑、溫度等影響而變色第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日天然色素的分類(lèi)3）四吡咯衍生物——葉綠素和血紅素：四個(gè)吡咯環(huán)的α-碳原子通過(guò)次甲基（－CH=）相連成的復(fù)雜共軛體系，也稱(chēng)卟啉類(lèi)色素，廣泛存在于綠色植物的葉部和動(dòng)物的血液中4）酮類(lèi)衍生物——紅曲色素有應(yīng)用價(jià)值的是醇溶性的紅曲色素、紅斑素和紅曲紅素對(duì)pH穩(wěn)定，耐熱、耐光性強(qiáng)，幾乎不受金屬離子、氧化劑和還原劑的影響5）醌類(lèi)衍生物第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日食用合成色素特點(diǎn)及使用現(xiàn)狀合成色素色澤鮮艷，著色力強(qiáng)，品種多、使用方便，但有些品種具有致毒、癌、畸作用（代謝過(guò)程中產(chǎn)生有害物質(zhì)或加工合成過(guò)程中有害物質(zhì)的污染），對(duì)人體均可造成不同程度的危害。50年代全世界至少有100多種合成食用色素，現(xiàn)已證明有20多種曾經(jīng)用過(guò)的合成食用色素具有致癌性，目前國(guó)際上允許的合成食用色素僅20余種各國(guó)允許使用的食用合成色素各不相同，英國(guó)16種合成色素，而美國(guó)僅允許食用9種，我國(guó)八種，僅限于飲料、糖果、配制酒、糕點(diǎn)、青梅等，禁止用于肉、魚(yú)、水果及嬰兒代乳品。第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日天然食用色素及其特點(diǎn)包括植物色素、動(dòng)物色素、微生物色素及礦物色素等，除藤黃有劇毒不使用外，其余對(duì)人體健康一般無(wú)害。我國(guó)允許使用并已制定有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的天然食用色素有：姜黃、紅花黃色素、辣椒紅色素、蟲(chóng)膠色素、紅曲米、醬色、甜菜紅、葉綠素銅鈉鹽和β－胡蘿卜素。由于其對(duì)光、熱、酸、堿等敏感，在加工、貯存過(guò)程中很容易褪色和變色，影響了其感官性能。因此在食品中有時(shí)添加合成色素。第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日天然食用色素使用現(xiàn)狀目前正在研究開(kāi)發(fā)的天然食用色素種類(lèi)有：五味子紅色素、紫蘇色素、山楂色素、落葵紅色素、黑加侖色素、茶色素、柿皮色素、龍葵色素等，其中不少種類(lèi)顯現(xiàn)出良好勢(shì)頭。天然食用色素的研究與開(kāi)發(fā)存在兩大難題：一是缺乏具有商業(yè)利用價(jià)值的色素資源；二是天然食用色素本身的穩(wěn)定性問(wèn)題。這樣就導(dǎo)致了天然食用色素價(jià)格昂貴，在很大程度上也限制其在應(yīng)用上的普及。第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日天然色素在應(yīng)用方面存在問(wèn)題盡管天然食用色素具有安全性高、色調(diào)自然，兼?zhèn)錉I(yíng)養(yǎng)和藥理作用等優(yōu)點(diǎn)，但目前其使用范圍仍受到局限。缺點(diǎn)：天然色素大多穩(wěn)定性較差，在加工、流通等領(lǐng)域中易受外界因素的影響而發(fā)生不同程度地劣變；還存在染著性差、難配色以及異味、異臭等問(wèn)題。采用微膠囊技術(shù)對(duì)色素進(jìn)行微膠囊化，不僅可提高色素的水溶性，對(duì)熱、儲(chǔ)存時(shí)間的穩(wěn)定性，還可掩蓋色素不良風(fēng)味，如β胡蘿卜素經(jīng)微膠囊化后其溶解性得到顯著改善，其貯存穩(wěn)定性也得到了提高。第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日天然食用色素穩(wěn)定性差的解決途徑將甜菜紅與茶色素結(jié)合使用穩(wěn)定性大大提高；葉綠素通過(guò)銅取代鎂，再制成鈉或鉀鹽→非常穩(wěn)定的綠色素；加入抗氧化劑：天然色素類(lèi)胡蘿卜素系列由長(zhǎng)的雙鍵鏈組成，為油溶性色素，耐熱性強(qiáng)而耐光性差→添加抗氧化劑進(jìn)行處理。當(dāng)與VＣ、VＥ或生育酚、抗壞血酸和迷迭香等天然抗氧化劑合用時(shí)，能較大程度地增強(qiáng)耐光性；使其在保存、使用過(guò)程和最終產(chǎn)品中不褪色。提高色穩(wěn)定性，還具有耐高溫、耐高濃度鹽和耐強(qiáng)光的特性。用明礬、酒石酸鈉、磷酸等作穩(wěn)定劑，與蒽醌類(lèi)天然色素并用，可防止顏色變化；利用生物技術(shù)，改變天然食用色素的色調(diào)，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍采用微膠囊化技術(shù)提高天然色素穩(wěn)定性第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.4胡蘿卜素（Carotene）的提取以異戊二烯殘基為單元組成的共軛雙鍵長(zhǎng)鏈為基礎(chǔ)的一類(lèi)色素，總稱(chēng)為類(lèi)胡蘿卜素顏色從黃、橙、紅到紫色均有，不溶于水而溶于脂肪溶劑，攝入過(guò)多亦無(wú)損害→不限制用量按結(jié)構(gòu)與溶解性質(zhì)分為兩大類(lèi)：1）胡蘿卜素類(lèi)：共軛多烯烴，溶于石油醚，僅微溶于甲醇、乙醇2）葉黃素類(lèi)：共軛多烯烴的含氧衍生物，以醇、醛、酮的形式存在，溶于甲醇、乙醇和石油醚第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日β-胡蘿卜素β胡蘿卜素也是油溶性色素，主要來(lái)源是海藻、胡蘿卜和棕櫚油。用作食品著色劑的β胡蘿卜素絕大多數(shù)是化學(xué)合成的，天然的β胡蘿卜素主要還是用在醫(yī)藥和保健品的添加劑中。合成的β胡蘿卜素已廣泛用在軟飲料和休閑食品中。天然的β胡蘿卜素可以制成含量為20－30％的懸浮體、溶解在植物油中的溶液、微溶于水的乳化液和噴霧干燥后的粉體。在歐洲，天然β胡蘿卜素的供應(yīng)量在穩(wěn)步增長(zhǎng)，估計(jì)每年消耗純?chǔ)潞}卜素超過(guò)2噸。第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日共軛烯烴形成發(fā)色基團(tuán)→產(chǎn)生顏色大多數(shù)天然類(lèi)胡蘿卜素可看為番茄紅素的衍生物，僅有β－紫羅酮環(huán)（雙鍵位置在5，6碳之間，β－胡蘿卜素）是維生素A的前體胡蘿卜素以前僅用于油質(zhì)食品的著色，近年來(lái)：將類(lèi)胡蘿卜素溶于能與水混溶的介質(zhì)中將類(lèi)胡蘿卜素制成極細(xì)的微晶狀將其吸附在明膠或可溶性的糖類(lèi)載體如環(huán)糊精等第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日胡蘿卜素的提取工藝、檢測(cè)及用途有機(jī)溶劑提取（乙醇、乙酸乙酯、丙酮）→（蘿卜中提取時(shí)，酶解去果膠）→濃縮→干燥含量測(cè)定方法：環(huán)己烷溶液中測(cè)定OD455nm光吸收質(zhì)量指標(biāo)及檢測(cè)方法：性狀、純度試驗(yàn)、干燥失重、保存方法及特征吸光光譜抗氧化、維生素A的前體、增強(qiáng)免疫功能、預(yù)防癌癥等第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.5葡萄紅色素的提取花青素類(lèi)天然色素，主要成分包括：錦葵色素-3-葡糖啶、丁香啶、二甲翠雀素、甲基花青素、3‘-甲翠雀素和翠雀素等地中海沿岸國(guó)家的人們有飲用紅葡萄酒的習(xí)慣→冠心病發(fā)病率比其他國(guó)家低→紅葡萄酒中含有較多的花色苷和多酚類(lèi)；白黎蘆醇（抗菌活性、防止低密度脂蛋白氧化、抑制血小板凝聚）→主要存在于葡萄皮中易溶于水，可溶于乙醇、丙二酮、甲醇，不溶于氯仿和己烷，酸性條件下對(duì)熱穩(wěn)定第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日葡萄紅色素干燥紅葡萄皮粉碎并過(guò)篩→乙醇水溶液提取→減壓濃縮→大孔吸附樹(shù)脂分離→干燥除了從葡萄和葡萄皮中提取花青苷色素外，在一些其他食品中也含有豐富的花青素，其中包括黑加侖、草莓或櫻桃果汁。這些作為色素和香料的主要原料，一般都用作為提取附加值更高的天然香料或其他食品添加劑。第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.6姜黃色素的提取姜黃，中藥材，根莖中所含的黃色色素是主要成分。純姜黃素為黃色結(jié)晶性粉末。著色性強(qiáng)，特別適用于蛋白質(zhì)著色，酚性色素等組成食用色素的有效成分，主要組成：姜黃素、脫甲氧基姜黃素、雙脫甲氧基姜黃素作用：耐還原性、蛋白質(zhì)染色性較強(qiáng)，抗誘變、抗腫瘤、降血脂及抗氧化等多種生理功能第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日性質(zhì)及提取、分析方法中性、酸性為黃色，堿性時(shí)紅褐色，味香，著色能力強(qiáng)微溶于水、苯、乙醚，易溶于甲醇、乙醇、冰醋酸，耐光、熱及鐵等金屬離子能力較差提取方法：預(yù)處理→蒸餾法除去姜黃油→乙醇提取→濃縮→堿液水解，HCl調(diào)pH分離→洗滌含量分析：溶于酸性溶液中，OD540nm多年生草本植物，第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.7辣椒紅色素的提取從辣椒中提取的一種天然色素，屬于類(lèi)胡蘿卜素，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、高級(jí)化妝品中，及食品中的飲料、果汁、果酒、糕點(diǎn)等辣椒主要成分為：辣椒素和辣椒色素以及具有特殊香味的揮發(fā)物，產(chǎn)生辣椒味的物質(zhì)為辣椒堿辣椒紅色素和辣椒堿能溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯等有機(jī)溶劑和堿溶液中，辣椒堿→辣味物質(zhì)，對(duì)人體有刺激作用第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日辣椒紅色素的作用辣椒紅色素屬于四萜類(lèi)類(lèi)胡蘿卜素天然色素，其主要成分為辣椒紅素、辣椒玉紅素和黃色素，黃色素的主要成分是β-胡蘿卜素和玉米黃質(zhì)，它們具有維生素A樣活性，所以辣椒紅色素不僅色澤鮮艷，而且有營(yíng)養(yǎng)保健作用，還可用來(lái)治療腦血管疾病為橙紅色粉末或膏狀，辣椒紅色素不溶于水，溶于乙醇、油脂及有機(jī)溶劑。辣椒紅色素耐熱、耐光、不受環(huán)境pH值及金屬離子影響，安全性高，能夠調(diào)節(jié)生理代謝，在食品、化妝品中作為著色劑使用，生產(chǎn)時(shí)可按需要量添加。第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日§9.7辣椒紅色素的提取辣椒紅色素是從辣椒干中提取的脂溶性色素，為深紅色粘性油狀液體。通過(guò)乳化也可得微水溶性的辣椒紅乳液。在歐洲，每年消耗400噸的辣椒絕大多數(shù)作為調(diào)味品，由于提取物中辣椒堿帶辣味，且含有其它異味，作為食品著色受到一定限制如今采用超臨界萃取技術(shù)去除了辣椒堿，使其應(yīng)用不斷擴(kuò)大，除原有的肉類(lèi)、水產(chǎn)品、番茄制品之外，還擴(kuò)大到桔汁飲料和調(diào)味汁等。第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日辣椒紅色素的提取工藝目前提取辣椒紅色素主要采用：有機(jī)溶劑提取、分離純化得到產(chǎn)物提取用有機(jī)溶劑有：乙醇、丙酮、正己烷、乙酸乙酯等分離純化方法有：柱層析（硅膠吸附柱）、石油醚重結(jié)晶、鹽析后用乙醇二次提取或酸堿處理得到沉淀第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日其它天然色素——紅曲紅曲是我國(guó)的傳統(tǒng)發(fā)酵制品，相傳有上千年的歷史，主要產(chǎn)于我國(guó)南方各省。紅曲一般用于制酒，并具有健身功效，如福建的紅曲酒等；它還可用于食品著色，如紅腐乳等。近年有食品生產(chǎn)廠家將其應(yīng)用于火腿腸的著色，以減少肉制品中發(fā)色劑亞硝酸鹽的用量。此外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)紅曲中含有抑制膽固醇產(chǎn)生的莫那克林K，這是一種調(diào)節(jié)血脂的重要物質(zhì)，具有降脂、降糖和降壓的功效。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售的降脂藥物，有很多是紅曲制劑。第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日我國(guó)紅曲的發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)過(guò)有關(guān)單位的努力開(kāi)發(fā)，我國(guó)已能生產(chǎn)出含洛伐他丁0.4%以上的紅曲，有的達(dá)到0.8%以上，稱(chēng)為功能紅曲。美國(guó)已開(kāi)始從中國(guó)進(jìn)口功能紅曲，作為食物補(bǔ)充劑推向市場(chǎng)。歐洲則以食品配料從中國(guó)進(jìn)口紅曲，用于火腿腸生產(chǎn)。據(jù)了解，目前我國(guó)紅曲的年出口量已經(jīng)達(dá)到4000噸左右。生產(chǎn)企業(yè)有10多家，總產(chǎn)量約為5000噸，大部分采取傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵法。第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日天然食用色素的生產(chǎn)方法總結(jié)壓榨法和粉碎法：工藝簡(jiǎn)單，但產(chǎn)品質(zhì)量較差，一般很少用;溶劑萃取法：是目前天然食用色素生產(chǎn)的主要方法,其優(yōu)點(diǎn)是投資少、設(shè)備簡(jiǎn)單，但存在能耗大等缺點(diǎn);人工合成法：是用化學(xué)方法合成與天然色素結(jié)構(gòu)一致的物質(zhì),如用該法來(lái)生產(chǎn)β-胡蘿卜素、核黃素等。缺點(diǎn)是產(chǎn)品中可能含有合成中殘留的各種有害物質(zhì)，故部分國(guó)家并不把此法生產(chǎn)的產(chǎn)品列入天然色素范疇;第二十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日組織培養(yǎng)法：利用組織細(xì)胞培養(yǎng)來(lái)生產(chǎn)天然色素的方法，優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)量高，不受自然氣候的限制，目