辣椒紅色素提取新工藝

1、一種提取辣椒紅色素的新方法摘要：辣椒紅色素是一種天然的色素，如何提取,國內(nèi)許多科研人員作了大量的研究。本文通過介紹四號溶劑的理化性質(zhì)、工藝萃取效果，介紹一種提取辣椒紅色素新方法、新途徑。 關(guān)鍵詞：辣椒紅色素；亞臨界溶劑；萃取。 前言    隨著人類文明的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 人們越來越重視合成色素對人體的危害。所以目前不少工業(yè)發(fā)達(dá)國家均已明確規(guī)定了食品加工業(yè)不允許使用合成色素的最后期限。而天然色素不僅使用安全，有些還具有一定的營養(yǎng)或藥理作用，深受消費(fèi)者的信賴和歡迎。開發(fā)安全可靠的天然色素對保障人民健康和促進(jìn)食品工業(yè)的發(fā)展，

2、都具有十分重要的意義。    辣椒紅色素（C40H56O3）是從辣椒中提取的一種天然色素，屬于類胡蘿卜系色素。其主要成份為辣椒紅素，其廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品飲料及高級化妝品中。由于它顏色鮮艷、色調(diào)多樣，一經(jīng)問世便深受人們的喜愛。色調(diào)如下：將食用乙醇以1：15溶解后，加量為1/5000時呈紅色，1/8000時呈桔紅色，1/12000時呈黃色，因此具有很重要的生產(chǎn)價值。辣椒紅色素對人體無任何副作用，因此國際上規(guī)定ADI(人體每日攝入量)為“不限制”。     天然辣椒紅色素是食品、醫(yī)藥和化妝品的一種重要添加劑。

3、我國辣椒資源十分豐富。從辣椒中提取天然色素現(xiàn)已有多項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)，目前，國內(nèi)已由數(shù)十家企業(yè)生產(chǎn)辣椒紅色素，以適應(yīng)國際市場的要求，但因其皆為普通的有機(jī)溶劑提取法，所生產(chǎn)的產(chǎn)品中殘留的有機(jī)溶劑丙酮、二氯甲烷、2-丙酮、正己烷（6號溶劑）等往往達(dá)不到國際糧農(nóng)組織世界衛(wèi)生組織所制定標(biāo)準(zhǔn)的要求。超臨界CO2萃取技術(shù)生產(chǎn)辣椒紅色素工藝中，盡管使用了無毒、無味、價格低廉的二氧化碳作提取劑，可實(shí)現(xiàn)辣素和色素的分離，產(chǎn)率高、純度好，又沒有溶劑殘留毒性，保持其天然特征，易達(dá)出口指標(biāo)要求。但是，該工藝操作壓力較高（2530Mpa），設(shè)備一次性投資過大，成本回收周期太長。而安陽市晶華油脂工程有限公司擁有的4號溶劑低溫萃取

4、技術(shù)(專利號為:90108660.6)提取辣椒紅色素，彌補(bǔ)了以上生產(chǎn)工藝的不足。    亞臨界溶劑（主要成分為丁烷或丁烷和丙烷按一定比例組成的混合物）萃取技術(shù)，是食品加工業(yè)的新興的一項(xiàng)萃取技術(shù)1，它利用亞臨界溶劑沸點(diǎn)低，常溫常壓下是氣態(tài)，很容易揮發(fā)。用亞臨界溶劑萃取色素，低溫下易與物料和色素分離的特性，從原料中萃取、分離色素。這種技術(shù)與傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取法相比最大優(yōu)點(diǎn)是常溫萃取、低溫脫溶。它克服了傳統(tǒng)有機(jī)溶劑法萃取在分離過程中，需蒸汽加熱，破壞掉熱敏性物質(zhì)、色素易氧化，萃取物和色素中存在有機(jī)溶劑殘留等缺陷；與2超臨界萃取法相比，萃取壓力低（亞臨界溶劑萃取

5、0.4MPa1.0MPa），工藝簡單，設(shè)備投資少，操作方便，能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。2 2、亞臨界溶劑理化性質(zhì)及浸出油脂能力的分析    亞臨界溶劑的主要成份是丁烷和丙烷的混合物3，它是石油生產(chǎn)過程中的一種副產(chǎn)品，液化烴中C3和C4量大約各占50%，另外還有少量的C3、C4的異構(gòu)體，其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)見表二： 表二：亞臨界溶劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB11174-89）項(xiàng)目質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法密度（15）Kg/m3  分析報(bào)告ZBE46001 蒸汽壓（50KPa）不大于 1000GB6602 C5及C6以上組

6、份含量%(V/V) 3.0   SY2081 99%蒸發(fā)殘留物() 5    油渣觀察值(ml)       分析報(bào)告  銅片腐蝕級不大于  1SY2083總硫含量(%)不大于  0.05ZBE46002  游離水   無        &

7、#160;                      丙烷、丁烷的物化性質(zhì)見表三：表三:  亞臨界溶劑理化性質(zhì)參數(shù)表項(xiàng)目單位丙烷丁烷化學(xué)式 C3H8C4H10分子量 4458摩爾體積m3/kol21.9421.5氣體常數(shù)Kg.m/kg.19.2514.6氣體粘度Pa.S（×10-7）8.27.6氣體導(dǎo)熱系數(shù)W/m.k0.660.

8、015氣體比熱Kj/Kg.mol.75.36100.5氣體密度Kg/m3(30)22.736.25液體比熱KJ/Kg(30)3.062.55液體粘度Pa.S(30)0.0100.016液體表面張力N/m(30)10-7611.2介電常數(shù) 1.691.78氣化潛熱KJ/Kg(30)329358.4液體比重300.48400.5680豆油中擴(kuò)散系數(shù)105cm2/s2.061.54沸  點(diǎn)-42.07-0.50蒸汽壓MPa(30)1.090.32爆炸上限(體積%)2.41.6爆炸下限(體積%)9.58.5危險(xiǎn)度 2.964.31自燃點(diǎn)470365臨界溫度95.

9、7152.8臨界壓力Mpa4.43.6臨界密度Kg/m3226225     萃取所需溶劑要求的最基本條件是可以與色素以任何比例互溶,而溶劑對色素溶解能力的強(qiáng)弱,關(guān)鍵在于二者的極性是否相近,丙、丁烷的介電常數(shù)分別是1.69和1.78,與辣椒紅色素的很接近,因此,亞臨界溶劑對辣椒紅色素以任何比例互溶。    在浸出能力方面，丙、丁烷較己烷的粘度小，表面張力小，在色素中擴(kuò)散系數(shù)大，所以原料表面滯流層厚度小，對流擴(kuò)散系數(shù)大，溶劑擴(kuò)散系數(shù)大，原料內(nèi)溶劑擴(kuò)散系數(shù)也大，在正常情況下，相同粒度的辣椒原料，用四號溶劑萃取

10、比己烷萃取的傳質(zhì)系數(shù)大，萃取效率高。 亞臨界溶劑的飽和蒸汽壓是工藝設(shè)計(jì)的主要參數(shù)，其數(shù)值大小與丁烷及丙烷的含量有關(guān)。在正常情況下，在50時，亞臨界溶劑的飽和蒸汽壓為1.0Mpa,所以該工藝中設(shè)備的設(shè)計(jì)壓力不大于1.6 Mpa,在工藝使用過程中較為安全。 3、辣椒紅色素提取工藝及技術(shù)參數(shù)     3.1預(yù)處理工藝技術(shù)     3.1.1工藝流程  辣椒清理烘干、脫籽粉碎 造粒去萃取工序 3.1.2工藝說明 清理：收購的

11、干辣椒一般含有一定量的雜質(zhì)及大量的辣椒梗，首先去除雜質(zhì)及辣椒梗。烘干、脫籽：烘干便于脫籽、萃取，脫籽是提高單位色素的含量。粉碎：粉碎能有效破壞辣椒的組織結(jié)構(gòu)及物理形態(tài)，提高物料的表面積，浸出時有利于色素分子向溶劑中擴(kuò)散。粉碎后的物料粒度一般為4060目。造粒：辣椒粉通過環(huán)模顆粒機(jī)，造成4×8的棒狀顆粒。 3.2浸出工藝技術(shù) 3.2.1工藝流程    粉碎的辣椒浸出罐濕粕低溫脫溶低溫辣椒粕           

12、0;                混合油 減壓蒸發(fā)脫溶脂溶性辣椒紅色素 3.2.2工藝說明     浸出：浸出工藝是在浸出罐內(nèi)進(jìn)行的，浸出罐是低壓容器，溶劑或混合油的打入、打出是間歇的。提取辣椒紅色素是一般按逆流四浸工藝進(jìn)行，第一遍、第二遍、第三遍分別用上一罐浸出的第二遍、第三遍、第四遍混合油浸泡（如果是剛開車，前面三遍都是用新鮮溶劑浸出），第四遍用新鮮溶劑浸泡，每

13、遍浸泡30分鐘。第一遍浸出的混合油打到蒸發(fā)罐內(nèi)，其余三遍打到其它浸出罐或混合油暫存罐。浸出溫度為40，壓力為0.4MPa1.0MPa。為了提高浸出效果，浸泡當(dāng)中適當(dāng)進(jìn)行攪拌，有利于油脂分子與溶劑分子的進(jìn)行對流擴(kuò)散。溶劑比按1:1.31.5，最后粕中殘油能達(dá)到0.6%以下。    濕粕脫溶：濕粕脫溶是利用壓力降低時，四號溶劑由液態(tài)變成氣態(tài)，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮冷凝后，變成液態(tài)的性質(zhì)進(jìn)行的。粕脫溶，是一種吸熱過程，因此在脫溶時，需向粕中補(bǔ)充一定熱量。補(bǔ)充熱量時，為了不使粕中熱敏性物質(zhì)變性，控制加熱溫度在60以下，在脫溶過程中，進(jìn)行慢速攪拌，有助于溶劑地?fù)]發(fā)和熱量地傳遞。   混合油蒸發(fā)：混合油的蒸發(fā)也是利用減壓來進(jìn)行的，所需熱量用循環(huán)熱水來補(bǔ)充。不能直接用蒸汽來加熱，以免溫度失控，破壞辣椒紅色素中的熱敏性成份。循環(huán)熱水溫度一般控制在5560之間。 生產(chǎn)出辣椒紅色素主要指標(biāo)為: 辣椒紅色素中殘溶量:20ppm 辣椒紅色素中含水(%):測不出 丙酮不溶物 (%):2 辣椒紅色素得率94% 色價  (460nm) 170180 4、結(jié)論 &#