一种提取辣椒红色素的新方法

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　　论文摘要　辣椒红色素是一种天然的色素，如何提取,国内许多科研人员作了大量的研究。本文通过介绍四号溶剂的理化性质、工艺萃取效果，介绍一种提取辣椒红色素新方法、新途径。

　　论文关键词　辣椒红色素　四号溶剂　萃取

　　１ 前言

　　随着人类文明的进步，科学技术的发展, 人们越来越重视合成色素对人体的危害。所以目前不少发达国家均已明确规定了食品加工业不允许使用合成色素的最后期限。而天然色素不仅使用安全，有些还具有一定的营养或理作用，深受消费者的信赖和欢迎。开发安全可靠的天然色素对保障人民健康和促进食品工业的发展，都具有十分重要的意义。

　　辣椒红色素（C₄₀H₅₆O₃）是从辣椒中提取的一种天然色素，属于类胡萝卜系色素。其主要成份为辣椒红素，其广泛应用于、食品饮料及高级化妆品中。由于它颜色鲜艳、色调多样，一经问世便深受人们的喜爱。色调如下：将食用乙醇以1：15溶解后，加量为1/5000时呈红色，1/8000时呈桔红色，1/12000时呈黄色，因此具有很重要的生产价值。辣椒红色素对人体无任何副作用，因此国际上规定ADI(人体每日摄入量)为“不限制”。

　　天然辣椒红色素是食品、医药和化妆品的一种重要添加剂。我国辣椒资源十分丰富。从辣椒中提取天然色素现已有多项生产技术，目前，国内已由数十家企业生产辣椒红色素，以适应国际的要求，但因其皆为普通的有机溶剂提取法，所生产的产品中残留的有机溶剂丙酮、二氯甲烷、2-丙酮、正己烷（6号溶剂）等往往达不到国际粮农组织／世界卫生组织所制定标准的要求。超临界CO₂萃取技术生产辣椒红色素工艺中，尽管使用了无毒、无味、价格低廉的二氧化碳作提取剂，可实现辣素和色素的分离，产率高、纯度好，又没有溶剂残留毒性，保持其天然特征，易达出口指标要求。但是，该工艺操作压力较高（25～30Mpa），设备一次性过大，回收周期太长。而安阳市晶华油脂工程有限公司拥有的4号溶剂低温萃取技术(专利号为:90108660.6)提取辣椒红色素，弥补了以上生产工艺的不足。

　　4号溶剂（主要成分为丁烷或丁烷和丙烷按一定比例组成的混合物）萃取技术，是食品加工业的.新兴的一项萃取技术^[1]，它利用四号溶剂沸点低，常温常压下是气态，很容易挥发。用四号溶剂萃取色素，低温下易与物料和色素分离的特性，从原料中萃取、分离色素。这种技术与传统的有机溶剂萃取法相比最大优点是常温萃取、低温脱溶。它克服了传统有机溶剂法萃取在分离过程中，需蒸汽加热，破坏掉热敏性物质、色素易氧化，萃取物和色素中存在有机溶剂残留等缺陷；与ＣＯ₂超临界萃取法相比，萃取压力低（四号溶剂萃取0.4MPa～1.0MPa），工艺简单，设备投资少，操作方便，能实现大规模工业化生产。

　　2、四号溶剂理化性质及浸出油脂能力的分析

　　四号溶剂的主要成份是丁烷和丙烷的混合物^[2]，它是石油生产过程中的一种副产品，液化烃中C₃和C₄量大约各占50%，另外还有少量的C₃、C₄的异构体，其质量标准见表二：

　　表二：四号溶剂质量标准（GB11174-89）

　　项 目 质量标准 实验方法

　　密度（15℃）Kg/m³ 分析报告 ZBE46001

　　蒸汽压（50℃KPa）不大于 1000 GB6602

　　C₅及C₆以上组份含量%(V/V) ≤3.0 SY2081

　　99%蒸发残留物(℃) ≤5

　　油渣观察值(ml) 分析报告

　　铜片腐蚀级不大于 1 SY2083

　　总硫含量(%)不大于 ≤0.05 ZBE46002

　　游离水 无

　　丙烷、丁烷的物化性质见表三：

　　表三: 四号溶剂理化性质参数表

　　萃取所需溶剂要求的最基本条件是可以与色素以任何比例互溶,而溶剂对色素溶解能力的强弱,关键在于二者的极性是否相近,丙、丁烷的介电常数分别是1.69和1.78,与辣椒红色素的很接近,因此,四号溶剂对辣椒红色素以任何比例互溶。

　　在浸出能力方面，丙、丁烷较己烷的粘度小，表面张力小，在色素中扩散系数大，所以原料表面滞流层厚度小，对流扩散系数大，溶剂扩散系数大，原料内溶剂扩散系数也大，在正常情况下，相同粒度的辣椒原料，用四号溶剂萃取比己烷萃取的传质系数大，萃取效率高。

　　图一：丙烷与丁烷混合物饱和蒸汽压图^[3]

　　四号溶剂的饱和蒸汽压是工艺设计的主要参数，其数值大小与丁烷及丙烷的含量有关(见图一)。由图一中可以看出，在正常情况下，在50℃时，四号溶剂的饱和蒸汽压为1.0Mpa,所以该工艺中设备的设计压力不大于1.6 Mpa,在工艺使用过程中较为安全。

　　可以看出，在正常情况下，在50℃时，四号溶剂的饱和蒸汽压为1.0Mpa,所以该工艺中设备的设计压力不大于1.6 Mpa,在工艺使用过程中较为安全。

　　3、辣椒红色素提取工艺及技术参数

　　3.1　预处理工艺技术

　　3.1.1　工艺流程

　　辣椒→清理→烘干、脱籽→粉碎 →造粒→去萃取工序

　　3.1.2　工艺说明

　　清理：收购的干辣椒一般含有一定量的杂质及大量的辣椒梗，首先去除杂质及辣椒梗。

　　烘干、脱籽：烘干便于脱籽、萃取，脱籽是提高单位色素的含量。