杨梅红色素生产方法研究

李旭颖(华东政法大学，上海200042)

杨梅红色素生产方法研究

李旭颖(华东政法大学，上海200042)

以新鲜杨梅为原料进行杨梅红色素的提取，该方法包括以下步骤，将杨梅果粉粹，用溶剂提取，将提取液真空浓缩，脱油，用大孔树脂进行富集、纯化，再用离子交换层析柱进行精制，最后采用纳滤或者反渗透膜对收集的杨梅红色素进行浓缩。该方法可以得到具有较高的纯度的杨梅红色素产品，一般杨梅红色素含量99.1%。

杨梅红色素;乙醇水溶液;纳滤反渗透膜

天然色素主要是从动物、植物或者微生物中提取的色素。许多天然色素不仅色香诱人，口感甘纯，染着性好、无毒无害，而且富含人体所需的营养物质，有些还对人体有医疗保健作用，具有安全性高、色调自然等优点，还具有一定的营养效果及药理所用。而合成食用色素由于安全性问题，在使用上已逐渐受到限制。天然色素已经逐渐取代合成色素成为食品添加剂最重要的成分。因此，寻找和开发更多的天然色素已成为食用色素发展的趋势[1]。

杨梅是双子叶纲杨梅科常绿乔木植物，为我国南方的特产果树，主要分布在长江以南的江苏、浙江、福建、广东省等。据统计，全国杨梅人工栽培面积在约14万公顷以上，年产量30万吨以上，其中以江浙两省面积最大，产量最多、品质最佳。杨梅中含有丰富的糖类、果酸、VC等多种B族维生素，同时铁元素含量也较高，同时，由于其果实色泽艳丽、无毒，所以杨梅红色素被逐渐认为是极具价值的天然食用色素，近些年逐渐受到人们的重视，毫无疑问的是，杨梅红色素与辣椒红色素相比，无论在口感还是在营养价值方面，都有无可比拟的优势。

在过去，就杨梅相关色素的提取、纯化、工艺研究等，学者均有一定在研究，①在研究的基础上，实践中产生了就植被杨梅花青素提取物②，在杨梅中分离制备矢车菊色素-3-葡萄糖苷（C3G）的方法③，利用杨梅果渣制备天然色素④等一系列杨梅应用于生产实践的现有技术。比较典型的有，以新鲜杨梅为原料,以红色素的吸光度值为评价提取率的指标,在单因素实验的基础上,选用L9(34)进行正交实验,考察盐酸含量(%)、浸取温度、浸取时间、浸取物料比四因素对杨梅红色素提取工艺的影响。结果表明,杨梅红色素的较佳提取工艺条件为:盐酸浓度为0.30%,浸取温度为60℃,浸取时间为40min,浸取物料比为1:10，在此工艺条件下,杨梅红色素得率为13.7%。或者也可以杨梅果实为原料,采用微滤-树脂联用技术分离提取杨梅红色素,研究微滤-树脂技术分离提取的最佳工艺.结果表明,在无机陶瓷膜平均孔径0.2μm,操作压差0.10MPa,膜面流速2500L/h条件下能快速分离提取杨梅红色素,微滤液经D101-A树脂吸附后用75%乙醇洗脱、浓缩蒸发、干燥,可得到高纯度的杨梅红色素产品。虽然市面上有较多的制备杨梅红色素的方式，但在现有的研究文献及现有技术中，均存在杨梅红色素杂质含量高、纯度无法满足高质量标准的要求，或者生产步骤繁琐、成本过高。对此，需要一种能够制备高纯度杨梅红色素且总和生产成本低的方法。

为了解决上述问题，笔者就经过深入研究和大量试验，深入分析导致杨梅红色素杂质含量高的各种原因及其之间的相互作用，发现在以下技术方案中，杨梅红色素的效率可以大大增加。

在经过清洗、晒干的杨梅过粉碎成杨梅果糊状物，将上述的糊状物投入提取容器中，加入糊状物质量3-7倍的醇水混合溶液，该醇水混合溶液为含有10-80体积百分比的乙醇的乙醇水溶液，向该醇水混合溶液中加入PH值缓冲剂，该缓冲剂为两性离子缓冲剂，利用两性离子缓冲剂可以维持提取液的PH值为3-6，在25-60摄氏度的条件下进行浸提，将所得提取液合并，将合并后的提取液在一定的真空度和温度下进行浓缩、萃取，分离出杨梅核中的油溶性物质，将浓缩后的杨梅红色素纯化液过离子交换层析柱进行二次精制，用亲水性溶剂做流动相，按照杨梅红色素含量高低进行区分收集。然后采用纳滤或者反渗透膜将收集的杨梅红色素进行浓缩，温度一般控制在10-50摄氏度，以确保杨梅红色素不被降解，最后采用喷雾干燥或者真空干燥法进行干燥浓缩液，得到杨梅红色素产品。

值得注意的是，上述纳滤可以为多级纳滤，例如两级纳滤，所属纳滤中使用的纳滤膜的构造优选如下：包含支撑层，活性层和聚醚砜膜。聚醚砜膜位于支撑层上，活性层位于聚醚砜膜上，其中在聚醚砜膜中，孔径大于等于60 nm的孔小于总孔数的0.5%，聚醚砜膜中孔径大于等于40nm的孔小于总孔数的0.6%，并且聚醚砜膜中总的孔面积占聚醚砜膜表面积的8-12%，所述活性层可以是聚冼胺层。上述孔面积和孔径分布的反渗透膜特别有利于杨梅红色素中杂质例如杨梅甙、二氢黄酮、二氢黄酮醇的去处，即对杨梅红色素中的杂质具有特别良好的针对性。

为了进一步阐明上述研究，下面结合以下实施例和对比例对本发明作进一步详细的描述，，但本发明的实施方式不限于此。

将干燥的杨梅果洗净、晾干，然后粉粹成糊状物，取200kg放入提取罐中，将65%的乙醇以4倍的质量加入提取罐中，向所述的提取罐中加入0.5重量%的N-(2-乙酰胺基)亚胺基二乙酸，维持PH值为4左右，在30摄氏度的条件下提取120分钟，重复3次，合并滤液。在－0.08MPa的真空度下75摄氏度浓缩，得杨梅红色素提取浓缩液。将上述得到的提取浓缩液环己烷溶剂在25摄氏度、35转／分钟的条件下连续进行萃取，分离出油溶性物质；脱油后料液用4倍的去离子水稀释，在HPD-100A型非极性大孔吸附树脂柱中进行吸附，待吸附结束后用树脂体积3倍的去离子水洗涤树脂床，最后用85%的乙醇水溶解液解脱杨梅红色素至树脂床无色素为止。将色素解脱液在－0.08MPa的真空度下，65摄氏度减压回收乙醇得到杨梅红色素提纯浓缩液。将杨梅提纯浓缩液用去离子水稀释3倍后过层析树脂床，用43%的乙醇作流动相，接受不同杨梅红色素含量的杨梅红色素。并用反渗透膜在25摄氏度条件下进行浓缩至色素浓度至45%。用喷雾干燥机在170-180摄氏度条件下干燥成杨梅红色素粉末。经检验，杨梅红色素指标为：杨梅红色素含量99.1%，完全符合GB2760-2007标准，同时也充分符合欧盟、日本和美国的相关标准。

在对比例中，重复实施上述的菜做，不同之处在于对比例中不使用两性离子PH值缓冲剂步骤。经检测杨梅红色素标准为：杨梅红色素含量87.6%，不符合欧盟、日本及美国的相关标准。

从上述实施例和对比例中可知，当使用两性离子ph值缓冲剂时，杨梅红色素含量现住提高，经分析，当不使用两性离子PH值缓冲剂时，杨梅红色素降解严重，其降解物难以与杨梅红色素分离，即使后来采取了后续树脂分离、反渗透等方式。

此外，在研究过程中，笔者发现，杨梅籽仁中含油量在40%以上，主要以不饱和脂肪酸和亚油酸为主，每百克油中VE含量更是高达249mg，杨梅籽油可以作为一种优质的油品加以开发利用，在本技术中，通过将杨梅籽仁中的油加以提取利用，可以增加额外收益，从而降低综合生产成本。⑤另外，在现在很多色素提取工艺中，基本都没有认识到色素提取过程中脱油的重要性，因为本领域一般认为，在首先用乙醇或者水进行提取色素时，油溶性物质已被分离出去，及时存在少量油溶性物质，也能够在后续大空吸附树脂和离子交换树脂纯化时被除去，然而，事实上，笔者研究发现，极少量的油溶性物质的存在，由于大孔树脂上的基团例如磺酸基和酰胺基对杨梅红色素中的油溶性物质比较敏感，这会严重影响后续大孔吸附树脂的分离吸附性能，尤其对于连续化工业生产，这种缺陷会在连续的生产过程中被不断的累积和放大，严重影响企业的产值和产出效率。

注释：

①严和平：《杨梅红色素的提取工艺研究》，载《食品工业科技》，2009年第6期，第306-308页；夏红；《不同酸体系中杨梅红色素加工稳定性的研究》，载《食品科学》，2010年第9期，第59-61页；李帅：《杨梅渣红色素的超声提取和微胶囊化工艺研究》，载《浙江大学学报（自然科学版）》，2012年第2期，第209-215页等。

②杨梅花青素提取物制备方法如下：（1）用1-10倍鲜果重量的50%－95%重量的乙醇水溶液浸泡杨梅果肉4小时以上；（2）过滤，出去乙醇，得到药液；（3）将所得药液调至ph至1-4，过大孔树脂吸附柱；（4）用水洗涤柱，至流出液为无色；（5）用20%-95%重量的乙醇水溶液洗脱，收集洗脱液；（6）过滤，回收乙醇，40-80摄氏度真空干燥得到洗脱液。

③采用酸化甲醇或酸化乙醇浸提杨梅中的花色苷，用阳离子交换树脂对浸提物初步纯化，用逆流色谱仪分析纯化杨梅色苷粗提物中的C3G，其溶剂系统由常温下处于业态的正丁醇、乙腈、甲基叔丁醚（TBME）和含三伏氟乙酸（TFA）水溶液组成，TBME、乙腈和正丁醇的体积比为1-2:1:1-4，水的用量保证使溶剂系统上下分层，TFA水溶液的浓度为0.1%－1%，用紫外可见检测器检测出洗出液，根据所得的色谱图收集C3G组分。

④桑葚果渣提取纯化物40%－70%，杨梅果渣提取物30%－60%，硒酵母0.0005-0.0008%,即得到天然色素产品。

⑤在现有的杨梅红色素中，通常是先将核去除，在进行杨梅红色素的提取核杨梅籽仁油的提取。一般认为这种方法有利于杨梅红色素的提取，然而没这种采取预先核肉分离的方法也增加了额外的工艺成本，并且工艺程序的延长，增加了杨梅红色素降解的风险。

[1]周立国．食用天然色素及其提取应用[M].济南：山东科学技术出版社,1993．