辣椒红色素的提取方法有哪些?各有什么优缺点?

【专家解说】：1、 油溶法 油溶法是在常温下用呈液状的食用油( 如棉籽 油、豆油、菜籽油等) 浸渍辣椒果皮或干辣椒粉, 使 辣椒红色素溶解在食用油中, 然后通过一定的方法 从油中提取出辣椒红素的一种方法[8]。 工艺流程: 辣椒→浸提→蒸馏→辣椒油树脂→ 水解→ 过滤→ 固型物→ 浸泡→ 减压过滤→ 提取 液→减压蒸馏→浓缩精制色素→烘干→粉末状辣 椒色素。 用油溶法提取辣椒红色素时, 油与色素的分离 较困难,使得辣椒红色素物质提取率低,难以得到色 价高的产品,现已基本停止使用。 2、溶剂法 这是辣椒红色素的常规生产方法: 将去除坏 椒、梗、籽的干辣椒磨成粉后, 用有机溶剂( 如丙酮、 乙醚、氯仿、三氯乙烷、正己烷等) 进行浸提, 将浸提 液浓缩得到初辣椒油树脂, 减压蒸馏得产品[9]。 工艺流程: 辣椒粉末→有机溶剂提取→减压回 收溶剂→油状红色素→有机溶剂萃取→减压回收 溶剂→产品 采用有机溶剂提取辣椒红素有四种方法: 浸渍 法、渗漉法、回流提取法、索氏提取法。 目前国内外生产辣椒红色素的厂家绝大多数 都采用溶剂法提取, 但以上各种提取方法无论采用 那种生产,在提取前均需将辣椒粉碾成粉末,操作费 用较高。此外, 由于提取后的残渣中还残留有相当 量的红色素[10], 所得出品的杂质含量高,精制费用昂 贵,残渣的可利用性差,给生产带来困难。伍明等谈 到在天然辣椒红色素的提取新工艺时, 提到采用热 逆流法提取辣椒红色素的新工艺[11]。 工艺流程:辣椒干→去籽切碎→提取辣味素→除 辣→提取红色素→减压浓缩→真空干燥→红色素 ↓ 残渣深加工→副产品 其优点主要表现在三个方面: 1) 提取时间短, 溶剂用量少, 收率高, 色价高; 2) 原料在提取前不需 要粉碎成粉末, 操作费用降低, 残渣的利用价值大。 目前已开发出附加值高的系列产品。另外, 避免了 由于过分破坏植物细胞壁, 而造成一些分子量较大 的组分被浸取出来的缺点[12]。本工艺集过滤、提取、 浓缩与一体, 因而设备投资和操作费用相对较低; 3) 利用本工艺提取红色素可以一次得到成品, 产品 无须精制, 各项指标均符合有关标准。 总之, 本工艺具有较高的应用价值, 由于所用 设备与目前通用的溶剂法提取辣椒红色素的设备 接近, 故也为生产厂家的工艺改造提供了一种理想 的途径。 3、 超临界CO2 流体萃取法 超临界CO2 流体萃取就是使用高于临界温度、 临界压力的CO2 流体作为溶媒的萃取过程。超临界 流体萃取是一种新型的化工分离技术, 关键是了解 超临界流体的溶解能力及随诸多因素影响的变化 规律。此技术工艺简单, 能耗低, 萃取溶剂无毒、易 回收, 所得产品具有极高的纯度, 残留溶剂符合FA O/WHO 要求。 萃取法制得的色素多为混合色素,方法简便,成 本相对较低, 色价高, 已成为国内外通用的制备工 艺。本法是一种先进的提取方法, 但还有待于进一 步完善。 4、 硅胶柱层析法 硅胶柱层析分离辣椒色素属分配层析法, 是根 据色素和辣素的结构差异在束缚与硅胶上的固定 相和洗脱液中的溶解度不同, 因此在固定相和洗脱 液之间的分配系数不同而达到分离效果。这个操作 简单, 设备条件要求不高, 分离效果很好, 去除辣味 完全。此柱洗脱液为石油醚: 乙醇( 90%) =2∶1 混合溶 剂。 内蒙古工业大学提取红色素时, 其柱层析法采 用100 ～200 目硅胶为填料, 石油醚与丙酮( 体积比 为10∶1) , 复合液为洗脱液; 色素回收率为67.2%, 而 且色价较高为65; 可以形成橙黄、红色与淡黄色三 条带, 有利于红辣椒中有效成分的精细分离。 袁庆云用硅胶柱层析分离辣椒红色素[13], 方法 为: 成熟的干辣椒经酶处理后用乙醇和石油醚混合 溶剂提取。提取物通过硅胶柱层析分离, 得到无辣 味的红色素, 再经真空浓缩成粘稠状。得到的红色 粘稠液, 经贵州省药品检验水分含量0.37%, 脂肪含 量90.68%, 色素: 色价为143, 不含辣素。 层析法虽然可制得多种色价的产品, 如呈紫红 色的辣椒红色素和呈橙红色的辣椒玉红素分开, 但 操作费用高, 工艺复杂且难度大。 5、薄层色谱 薄层色谱法分离迅速, 效率高, 灵敏度高, 而且 可用于制备和定量分析, 许多天然色素都可用薄层 色谱进行分析。陈连之等人[14]用20320 硅胶( 上海海 洋化工研究所) 自制板, 在石油醚∶丙酮=10∶1 的展开 剂中, 上行15 分钟得TLC 色谱图。主要黄色素成分 集中在黄1～黄3, 主要红色素成分集中在红1～红 3, 并得Rf( 黄1) 为0.86, Rf( 红1) 为0.46。 6、 溶剂微波提取法 微波是电磁波的一种, 其波长从1mm～lm, 因其 波长介于短波和远红外之间, 故称微波。作为一种 高频电磁波, 微波对处于微波场下的物质发生作 用, 物质中的分子在电场作用下可被电离而极化, 形成极化分子, 极化分子具有正负二极, 它们在电 场中产生定向排列。物料内的极化分子随着微波电 磁场的交替变化, 发生高频振荡。分子运动产生热 量, 这就是微波炉加热的原理。将微波应用于提取, 其对物质的作用表现在: 当被提取物和溶媒共同处 于微波场下时, 目标组份分子受到高频电磁波的作 用, 产生剧烈振荡, 分子本身获得了巨大的能量( 即 活化能) 以挣脱周边环境的束缚, 当环境存在一定 浓度差时, 可以在非常短的时间内实现分子自内向 外的迁移达到一个平衡点。这就是微波可以在短时 间内实现提取目的的原因。 微波提取技术应用于中药有效成分的提取, 可 以克服传统提取方法本身固有的种种缺陷, 表现出 良好的发展前景和巨大的应用潜力。与传统提取方 法相比, 微波提取可以缩短生产时间, 降低能源溶 剂的消耗, 同时可以提高收率和提取物纯度。它的 优越性不仅在于降低设备投资和运行费用, 而且也 符合环境保护的要求。 7、超声波溶剂提取法 此方法在提取过程中, 通过产生强烈的振动, 空化, 搅拌, 从辣椒粉中提取出辣椒红色素。与传统 的提取方法比较, 此法具有收率高, 生产周期短, 无 需加热, 有效成分不破坏等优点。 8、 酶法提取 周旭章等研究提出醇提辣一酶脱脂二步法精 制辣椒红色素粗制品的新工艺。脱辣最佳工艺条 件: 温度为室温; 脱辣剂( 乙醇) 浓度70% ; 投料比1: 2.5 ～1: 3; 萃取次数3 ～4 次。脱脂最佳工艺条件为 pH 8 室温, 脱脂剂(Mix 酶) 浓度10 ～15 mg/L, 反应 时间50min。邵学军等研究不同浓度NaOH 溶液浸 泡辣椒粉脱辣效果, 试验结果认为, 用NaOH 溶液攫 泡辣椒粉脱除辣素的最佳操作条件为辣椒粉( g) 与 15%NaOH 溶液(m1) 之比为1:9, 90℃浸泡1.5 h。