辣椒色素的提取工艺研究

湖南工程学院应用技术学院毕业论文题 目： 辣椒色素的提取工艺研究 专业班级： 生物工程 0781 学生姓名： 姚能文 学 号： 200713130109 完成日期： 2010 年 6 月 10 日 指导教师： 蒋开军 评阅教师： 2011 年 6 月应用技术学院 2011 届本科毕业论文2诚 信 声 明本人声明：1、本人所呈交的毕业设计（论文）是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果；2、据查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，毕业设计（论文）中不包含其他人已经公开发表过的研究成果，也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料；3、我承诺，本人提交的毕业设计（论文）中的所有内容均真实、可信。作者签名： 日期： 2011 年 6 月 10 日应用技术学院 2011 届本科毕业论文3毕 业 论 文 任 务 书题目： 辣椒色素的提取工艺研究 姓名 姚能文 学院 应用技术学院 专业生物工程 班级 0781 学号 200713130109 指导老师 蒋开军 职称 讲师 教研室主任 谢 涛 一、基本任务及要求：基本任务：通过试验设计提取辣椒色素，并对辣椒色素提取工艺的优化进行优化，优选出辣椒色素的提取工艺。 要求：培养学生综合运用所学的基础理论与专业知识，在指导教师指导下，提出有一定理论意义与使用价值的问题，分析并解决问题；培养学生独立检索中外文文献的能力，初步具备收集、整理、筛选信息资料的能力；初步掌握科学研究的基本方法，了解科学研究论文的写作技巧与规范化要求，受到科学研究的初步训练。 二、进度安排及完成时间：2011.2.212011.3.5 查阅中外文资料,扩大文献占有量 ,较深入地了解当前国内外该课题的研究状况.找出一篇具代表性的外文文献并翻译。 2011.3.62011.3.19 根据文献资料做可行性分析,写出切实可行的开题报告,并开题。 2011.3.202011.3.26 准备试验用药品及所需简单玻璃仪器,并搭设装置。 2011.3.272011.5.28 进行预实验,分别根据文献阐述方法及自己设计的路线试验过 是否可行,与设想结果是否一致.若实际情况差别较大,则下阶段主要改进。 2011.5.292011.6.4 正式实验阶段,对预实验中出现的问题利用所学理论知识,并结合文献资料逐一解决.该阶段同时解决产物定性、定量的问题。 2011.6.52011.6.11 对前期数据进行汇总并处理实验数据，分析不同因素对结果的影响考察因素对提取效果的影响，建立较优的提取工艺，并对产品性能进行研究。 2011.6.122011.6.15 撰 写 、 修 改 论 文 ,准 备 预答辩及正式答辩。 应用技术学院 2011 届本科毕业论文4目 录摘要 .4ABSTRACT.6前言 .71.实验部分 .111.1 实验仪器 .111.2 实验药品 .111.3 实验原理与方法设计 .111.3.1 酒精提取辣椒红色素工艺 .111.3.2 碱与酒精结合提取辣椒色素工艺 .121.3.3 方案设计 .121.4 分析方法 .131.4.1 辣椒红色素色价测定 .131.4.2 色素相对量 .132.结果与讨论 .142.1 辣椒红色素最大吸收峰的确定 .142.2 不同辣椒品种间的色素相对量 .142.3 取溶剂的选择 .152.4 辣椒红色素的提取单因素实验 .162.4.1 提取时间的选择 .162.4.2 温度的选择 .172.4.3 提取次数的选择 .172.4.4 液料比的选择 .182.5 稳定性的实验结果与分析 .192.5.1 pH 值对辣椒红色素稳定性的实验结果与分析 .192.5.2 光对辣椒红色素稳定 性的实验结果与分析 .20应用技术学院 2011 届本科毕业论文52.5.3 温度对辣椒色素稳定性的实验结果与分析 .203 结论 .22参考文 献 .23致谢 .25辣椒色素的提取工艺研究应用技术学院 2011 届本科毕业论文6摘要：本论文以干红辣椒为原料，以辣椒红色素相对量为评价指标，考察了提取温度、提取时间、液料比以及提取次数对辣椒红色素提取的影响。从单因素实验对辣椒红色素的提取工艺进行优选。结果表明，以乙酸乙酯为提取溶剂，提取温度 70，提取时间 60min，液料比(ml/g)为 20:1，提取 2 次时，提取的辣椒红色素色价可达 101.3，得率为 9.68。对辣椒红色素的稳定性进行了研究，实验结果表明辣椒红色素在高温、光照的作用下不稳定，辣椒红色素宜于低温、避光的条件下保存。色素耐酸碱性好，在室内自然光下不容易褪色，然而当色素暴露在阳光下就会很快褪色。关键词：辣椒色素；提取工艺；稳定性应用技术学院 2011 届本科毕业论文7Study on Extraction of Natural CapsanthinAbstract：In this paper spicy was used as raw materials，the influences of various extraction factor including extracting temperature，extracting time，liquid-solid ratio and extracting times was studied by the experiment，we deter-mined the most suitable conditions：ethyl acetate was used as extracting solvent，extracting temperature was 70 oC，liquid-solid ratio was20： 1，extracting time was 60 min and the extracting two times the color value of the product reached 101.3；the extraction yield is up to9.68.The thermostability，photostability stability of the capsanthin was studied.stored jn a cool and dark placeThe pigment has good resistance to heat，acid，alkali and the indoor natural light Key word:应用技术学院 2011 届本科毕业论文81.前 言随着生活水平的提高以及合成色素对人体危害认识的加深，天然色素的市场需求逐年增加。尤其是 2005 年出现的“苏丹红”事件，更加深了人们对天然色素的青睐。苏丹红是一种红色染料，常用于地板蜡、鞋油、机油等的染色。据世界卫生组织的国际癌症研究机构(International Agency for Research on Cancer, IARC)1995 年确定，苏丹红属于第三类致癌物质，中国和欧盟都禁止将其用于食品生产中。2005 年 2 月 18 日，英国食品标准署(The Food Standard Agency，FSA)就食用含有添加苏丹红色素的食品向消费者发出警告，并在其网站上公布了亨氏、联合利华、麦当劳等 30 家企业生产的可能含有苏丹红的产品清单 1。2005 年 4 月 5 日，国家质检总局在对全国 18 个省、市、区可能含有苏丹红的食品展开专项检查后发现，30 家生产企业的 88 种食品及添加剂含有苏丹红。并立即下令要求各质监部门对所检出含苏丹红的食品及原料，一律强制收回并销毁 2 。使得安全可靠的天然色素的提取及应用的研究成为热点。由于辣椒红色素的色泽优势及保健作用，辣椒将成为提取天然红色素的首选原料 3。1.1 辣椒色素概述辣椒红色素是以辣椒为原料，用物理方法提取精制而成，属类胡萝卜色素中的复烯酮类、系脂溶性色素，具有染色功能。辣椒红色素不仅色泽鲜艳，而且具有较好的耐光、耐热、耐酸碱、耐氧化性能，无毒副作用，是高品质的天然色素，也是目前国际上公认的最好、销量最大的红色素，主要应用于食品、饮料、饲料、保健药品和化妆品等领域 4。辣椒红色素也被美国 FAO、英国、日本、EEC、WHO 和中国国标等组织审定为无限制性使用的天然食品添加剂。其国际市场非常紧俏，辣椒红色素是一种天然类胡萝卜素，主要成分为辣椒红素、辣椒玉红素、叶黄素、玉米黄质、胡萝卜素等，对人体无任何毒副作用，被美国 FDA、英国、日本 EEC、FAO/WHO 和中国 GB 等组织审定为无限制性使用的天然食品添加剂。由于其良好的耐受性及强着色力，广泛应用于食品、医药及化妆品生产。同时，类胡萝卜素具有相当的营养价值，深受消费者喜爱。仅美国、日本及欧洲市场的年需求量约为 4 000t，市场前景看好。我国是世界辣椒的最大生产国，种植面积为 27 万 hm2，约占世界总种植面应用技术学院 2011 届本科毕业论文9积的 25%。湖南省地处长江流域，气候干燥温暖，光照充足，平均风力和刮风频率较高，极有利于辣椒红色素和脂肪的形成。所产辣椒色红、味纯，曾经是本省出口创汇的拳头产品。但就全国辣椒业现状而言，基本以初级原料销售为主，辅以少量辣椒酱、辣椒粉、辣椒油等初级加工制品。深加工、精加工产业甚少。建立以高品质辣椒红色素为主导产品的深加工出口基地，是顺应市场经济规律的高效发展之路。辣椒红色素，分子式为 C40H56O3，是从辣椒中提取的一种四萜类天然色素，含有辣椒红色素(Capsanthin) 、辣椒玉红素(Capsonrubin) 、玉米黄质(Zeaxanthin)、B-胡萝卜素(B-carotenoid) 、隐辣椒质(Caprytocapsin)等 5，其主要组分是辣椒红色素和辣椒玉红素，占红色素总量的 50-60，红辣椒中辣椒红色素总含量一般为 0.2-0.5% ，其中约 95含在果皮中。1.1.1 辣椒红色素辣椒红色素作为从成熟辣椒果皮中提取的天然色素的主要成分 6，是目前国际上公认的最好的红色素，无任何辣味，其显色强度为其它色素的 10 倍 7。辣椒红色素不溶于水，易溶于乙醇、丙酮、正已烷、油脂、乙酸乙酯等有机溶剂，因极性较强，在超临界二氧化碳中几乎不溶解 8。辣椒红色素的一个重要指标就是色价(Color value units)，即辣椒红色素颜色深浅的衡量指标，实际测定时是在 处的吸光值，成品辣椒红色素在 pH=312 范围内使用时色价不变 9。辣椒红色素分子结构如下：化学式：C 40H56O4 M=58445结构式：辣椒红色素色泽鲜美，无毒副作用，具有很高的生理价值，被联合国粮农组织和世界卫生组织列为 A 类食用色素，在使用中不加以限量 10-11。根据我国食品卫生法，辣椒红色素可用于油性食品、调味剂、水产品加工、蔬菜制品、应用技术学院 2011 届本科毕业论文10果冻、冰淇淋、奶油、人造奶油、干酪、色拉、调味酱、米制品、烘烤食品等食品中，还广泛应用于化妆品和制药业中。随着合成色素毒性的不断发现，国外使用的合成色素日趋减少，辣椒红色素作为绿色环保产品除在食品行业应用外，在化妆品、饮料糖果、医药、饲料等行业都有着十分广泛的使用，美国、英国、加拿大、日本、西班牙、墨西哥以及东南亚国家都广泛采用辣椒红色素作为天然食品添加剂。天然辣椒红色素不仅使用安全，而且还具有一定的营养价值，因而深受消费者的喜爱，近几年天然食用色素在国际市场上销售额的年增长率一直保持在 10以上，由于市场前景看好，需求量逐年上升，各国竞相开发生产。1.1.2B-胡萝卜素B-胡萝卜素深红紫色晶体或粉末，不溶于水、酸、碱和低级醇，溶于苯、氯仿、已烷、植物油和超临界二氧化碳。B-胡萝卜素属脂溶性物质，在 50、29.5MPa 下，纯 B-胡萝卜素在二氧化碳中溶解度为 5.3 g/m3。化学式：C 40H56 M=53688结构式：B-胡萝卜素是国家允许使用的食品添加剂，具有着色和营养作用。近年来，有