甜菜红色素的提取工艺及其理化性质研究
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摘要
甜菜红色素作为天然食用色素的一种,不仅安全无毒,而且营养价值较高,对人体有诸多医疗保健作用,是世界通用的安全无毒的天然色素之一。
     本文以新疆农科院经作所从美国引进的新品种红甜菜“R--thirty-six”为实验材料,对其热烫温度、热烫时间、切丝粗细、浸提剂以及过滤、浓缩和干燥等工艺技术进行了研究;提取的甜菜红色素从温度、PH值、光照、金属离子及添加剂等影响因子对色素的稳定性进行了比较试验,在此基础上筛选了甜菜红色素稳定剂;同时对甜菜红色素的理化性质进行了较为详尽的分析,为甜菜红色素的产业化及其应用提供科学依据。
     研究结果表明,甜菜红色素用水浸提法是切实可行的。经过净处理,首先在90℃的温度下热烫15分钟,冷却后再切丝为4mm粗细,然后用PH5的去离子水以5:1(水:红甜菜)的提取比浸提50分钟(干样则是120分钟为宜);过滤后的提取液在40℃以下真空浓缩,浓缩液用真空冷冻干燥制得粉末状成品,立即密封保存。最高产率达到了9.56%,较传统喷雾工艺提高约60%。
     此色素溶于弱酸性或中性条件(PH 4-6为宜,PH=5时最佳)的水及含水的溶剂中,不溶于有机试剂;大多数金属离子对色素稳定性无不良影响,Fe~(3+)、Fe~(2+)、Cu~(2+)、Ca~(2+)略有影响;色素耐热性、抗氧化性极差,适宜在低温条件下使用;耐光性和抗还原性能较差;甜味剂蔗糖对色素稳定性基本没有什么影响,防腐剂可有效防止霉变,但对延缓色变无明显效果。
     筛选的稳定剂配方为0.04%Vc+0.02%苯甲酸钠。实验结果表明,加入混合稳定剂的色素溶液残存率相比对照提高47.9%,稳定效果较为显著。
     对该色素粗成分、微量元素及其他指标等检测表明,此色素安全无毒且富含营养,各项指标基本符合国家标准,定性鉴别实验结果完全符合国标要求。
Edible pigments are widely used in all trades and professions. Compared with synthetic pigments, natural edible pigments gain their advantages for the characteristics of edibleness, innocuousness and free of side effects.
    In this paper, we selected new species of red beef introduced from America by Economy Crops Institute, Xinjiang Academy of Agricultural Science as experiment material and carried out a comparatively careful study on extraction technology. During contrast experiments, we studied the effects of various time and temperature for heat treatment, digestion agent, digestion efficiency, different condensation and drying process, and found out the optimal extraction technology for beef red pigment. Then the stability of extracted pigments was comparatively studied from several influencing factors, such as light, heat, pH value, metal ion, additives(oxidant, reduction agent , sugar agent, preservative), and the composition and recipe of optimal stabilizing agent is ascertained. Furthermore, we undertook a conscientious study on physical & chemical properties on the extracted beef red pigment.
    The results illustrate water digestion method is feasible to extract red pigment from beef, which detailed technology process as the following: firstly, do a net treatment, heat it under 90 for 15min, choose water as the extractor, (the ratio of water/red beef is 5:1) , then, extract for 50minutes (dry sample is optimal at 120 minutes) , after the extraction the solution is vacuum concentrated under 40 , then ,by the Freeze Drying for concentrated solution, pulverous product are obtained and sealed for preservation. Under the experimental conditions, the yield reached 9.56%,apparently higher than Spray Drying previously reported .
    The pigment is soluble in water, insoluble in organic agents, in application to slightly acid condition (PH=5 is optimal) . While the majority metal ions had no side-effect on pigment stability, only Fe3+, Fe2+, Cu2+, Ca2+had a little influence. Heat-resistant, oxidize-resistant, and its light-resistance and reducing-resistance is rather bad. Oxidant agent can destruct pigment stability completely, reducing agent and sugar agent also effect stability greatly, and preservative has no obvious effect.
    The selected composition of stability agents was 0.04% Vitamin C and 0.02% sodium Benzoate. As far as the results indicates, when the stable agent is added into, the stability of pigment can be improved greatly, the survival rate can be improved 47.9% compared to the control experiments.
    Hazardous trace elements analysis and test indicate that the pigment is safe, harmless, nutritious and all the indicators are accord with national standard.
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