天然色素在食品着色剂中的应用毕业作品.docx
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天然色素在食品着色剂中的应用毕业作品
【课设】
【程计】
(届)
天然色素在食品着色剂中的应用
所在学院
专业班级
食品质量与安全
学生姓名
指导教师
完成日期
天然色素在食品着色剂中的应用
【摘要】:
颜色是评价食品外观质量的重要标准之一,人们在判断食物的好坏时往往先观察其色泽,自然、柔和、令人赏心悦目的颜色可以激起人们的食欲,增加消费者的购买欲望;反之,如果食品在生产、加工、运输过程中变色或者退色,食品的质量就会大打折扣。
通常情况下,我们在食品中加入食品着色剂加以调色,以适应广大消费者的需要。
从天然色素的性质特点、天然色素的种类及化学结构、提取技术,色素结构鉴定与性能研究(稳定性,改性,功能性,染色性能),分析检测与评价技术,制备技术(生物制备技术,人工合成等),色素的安全性研究等方面介绍了我国天然食用色素的研究现状。
在我国“天然、健康、多功能”已经是食品添加剂的发展方向,目前,天然又兼具有生理功能的天然色素必将是今后优先快速发展的食品添加剂之一。
【关键词】天然色素葡萄皮紫苏色素叶黄素提取性能检测制备综合利用
1食品着色剂的发展概况
食品着色剂的添加最早可追溯到古埃及,大约在公元前1500年,当地的糖果制造商利用天然提取物给糖果着色;古印度也曾用高梁所含的色素来漂染物品;公元4世纪,大不列颠的阿利克人就开始利用茜草色素对葡萄酒进行着色,而调味品至少早在500年前就开始着色了;我国早在《食经》、《齐民要术》等书中就有利用天然色素给食品着色的记录了。
到了19世纪,英国人w.H.perkins合成了世界上第一种有机着色剂——苯胺紫,之后许多合成着色剂相继合成,由于合成着色剂具有色泽鲜艳、价格便宜等众多优点被广泛使用。
但合成着色剂大多是以焦油衍生物为主要原料合成的三苯甲烷的芳烃化合物或偶氮化合物,这些化合物大多对人体有害。
随着毒理学和分析化学的深入发展,人们逐渐认识到合成着色剂存在一定的安全隐患,“回归自然,崇尚绿色”的呼声也越来越高,因此,天然着色剂再次受到人们的欢迎
2天然色素的性质特点
天然色素的性质特点:
天然色素作为重要的食品添加剂,其性质特点如下:
①绝大多数天然色素无副作用、安全性高。
②很多天然色素中含有人体必需的营养物质或其本身就是维生素或具有维生素性质的物质,如β-胡萝卜素。
③有的具有医疗保健作用,如黄酮类色素,它对心血管系统疾病及别的许多疾病有防治作用。
④天然色素色调比较自然、接近于天然物质,具有较高的实用价值和经济价值。
3我国主要的天然做色剂及其应用
现在我国,许多天然产品有着悠久的历史并一直为人们所喜爱。
当前,开发应用天然食品添加剂正在成为国际趋势,研制开发这些传统产品将使国内企业在全球市场占领独特的领先优势。
其中主要的天然着色剂有以下几种。
3.1天然着色剂叶黄素
3.1.1叶黄素的结构与性质
类胡萝卜素(Carotenoids)是指胡萝卜素(Carotene)和叶黄素(Xanthophylls)两大类色素的总称。
其中最主要的有黄体素(Lutein)、玉米黄素(Zeaxanthin)。
其中黄体素和玉米黄素组成的树脂被习惯成为叶黄素。
叶黄素是一种无维生素A活性的类胡萝卜醇,其分子式为C40H56O2,易溶于氯仿、二氯化碳,可溶于正己烷,微溶于醇、醚。
其稳定性受物理、化学及生物因素的影响较大,例如光辐射、高温、酸、碱、游离卤素、水分状况等,但氧是影响其稳定性的主要因素,特别是纯的结晶产品更易被氧化破坏[3];因而在保存时要将黄体素结晶纯品或含黄体素的材料密闭真空或充入惰性气体包装,避免光照并且低温保存。
黄体素和玉米黄素互为结构同分异构体,同属于脂环族叶黄素。
它们分别是α-胡萝卜素和β-胡萝卜素的3,3-二羟基衍生物,其结构式分别如图1所示:
图1黄体素及玉米黄素结构式
3.1.2叶黄素的分布与来源
叶黄素广泛存在于菠菜、甘蓝以及格桃、芒果和木瓜中。
叶黄素和玉米黄均属胡萝卜素系,在人体血浆中也能测出来。
它在疾病预防中具有抗氧化作用。
据了解,叶黄素有8种异构体,难以人工合成,所以至今只能从植物中提取而获得。
德国NUTRACEUTICALS公司指出,叶黄素现在多由金盏花提取,因为金盏花中所含的叶黄素比菠菜高20倍。
金盏花花瓣中所含的叶黄素主要是叶黄素酯形式,能在人体内代谢生成叶黄素。
研究表明,摄入叶黄素能减轻退行性老年斑的形成,并有利于保护眼睛的健康。
美国KEMIN公司为满足市场对叶毒黄素的需求,2000年将叶黄素的生产擎能力提高了1倍。
我国目前年产叶黄素为20t左右。
经过人们长期的寻找发现,万寿菊花中黄体素和玉米黄素的含量极高,其它类胡萝卜素杂质少,易于分离纯化,可作为工业生产的良好来源。
万寿菊花(Marigold.Tageteserectal),又名金盏草(或金盏花),一年生草本,粗壮直立,高约60cm,叶对生,羽状深裂,裂片矩圆形或极针形。
头状花序单生,黄色至橙色,直径5~10cm。
种子繁殖,夏秋连续采摘。
采摘后,在闭光发酵池中在发酵菌群的作用下发酵,再经压榨、干燥、粉碎、制粒等加工工序,可使总类胡萝卜素的含量达到15—25克/公斤,成为提取叶黄素的最佳原料。
我国是一个发展中的农业大国,万寿菊花更适合于我国东北、西部地区等地种植,我国具有廉价的农村劳动力,且万寿菊花的种植成本相对较低,具有国际市场竞争力。
3.1.3叶黄素的着色作用
叶黄素突出生理作用是其卓越的着色能力。
人们主要把含叶黄素的材料作为饲料添加剂,用在家禽、水产动物和鸟的蛋黄、皮肤、羽毛以及肉的着色上。
在世界许多国家和地区,特别是美国和许多亚洲国家的消费者,由于习惯和心理作用,多数人偏爱金黄色或橙红色的蛋黄,喜欢金黄色皮肤的禽类、软红的肉质,并且往往从蛋黄的色泽判断蛋品的营养价值和新鲜程度。
消费者根据经验将黄色的皮肤视为肉质和风味较好的肉鸡的标志,直接影响产品的售价。
因此在现代养禽业中,饲料公司为了迎合市场的需要,往往在饲料中添加超常量的合成商品着色剂,不仅使成本大大增加,且对人类健康不利。
因此,生物来源的含叶黄素和玉米黄素的材料就成为天然饲料着色剂的主要来源,其研究日益受到关注。
在以此为饲料的家禽中,禽蛋上有70%的色素为叶黄素,而且当禽蛋煮熟后其着色效果并无变化。
因为其良好的着色能力和稳定安全等特性,在欧美等国家已经把叶黄素列为食品着色剂,赋予食品美丽的金黄色。
3.2红曲色素
红曲是我国的传统发酵制品,相传有1000多年的历史,主要产于我国福建、浙江、广东等南方省区。
红曲一般用于制酒,具有健身功效,目前有福建的红曲酒、台湾的江露酒等;它还可用于食品着色,如制作红腐乳等;近年来有食品厂家将其应用于火腿肠的着色,以减少肉制品中发色剂亚硝酸盐的使用量,因为亚硝酸盐食用超量会引发癌症。
此外,科学家发现红曲中含有抑制胆固醇产生的莫那克林K,这是调节血脂的一种重要物质,因此引起了有关方面对红曲的极大重视。
中国中医研究院进行的I临床试验证实,红曲具有降脂、降糖及降压的功效。
目前国内市场销售的降脂药物,有很多是红曲制剂。
据了解,经过有关单位的研究开发,我国已能生产出含洛佛他丁0.4%以上的红曲,有的达到0.8%以上,称为功能红曲。
据悉,美国已开始从中国进口功能红曲,作为食物补充剂推向市场,欧洲国家则以食品配料从中国进口红曲,用于火腿肠生产。
据了解,目前我国红曲的年出口量已经达到4000t左右,生产企业有10多家,总产量约为5000t,大部分采取传统固态发酵法。
3.3.紫苏提取物
紫苏是我国传统药用植物。
紫苏全草含有的色素属花青素,含量为2%~3%,主要成分为紫苏素和紫苏宁。
紫苏具有特殊的芳香,主要成分为紫苏醛。
紫苏具有解毒、散寒和胃的功效。
鲜紫苏叶经提取得到的色素有较好的耐热、耐光性能,在pH值低于4时还具有较好的稳定性,因而适合作酸陛饮料和食品的着色剂。
我国山东胶东半岛种植了大量紫苏,紫苏叶主要出口日本,是日本菜肴中重要的调味配料,日本市场上现在已有健康饮料——紫苏水。
据统计,仅在日本年消费色价为60的液体紫苏色素就已达10t,因而开发紫苏色素大有可为。
3.4.葡萄红
葡萄红为葡萄皮提取物,主要成分有锦葵素、芍药素、翠雀素、花青素配糖体等。
我国卫生标准规定其最高用量为1g/kg,可用于配制酒、饮料、冰棍等。
众所周知,地中海沿岸国家的人们有饮用红葡萄酒的习惯,冠心病的发病率也低于其他国家。
德国MARCUS公司研究认为,人们从食物中摄取到的花色苷和多酚,其主要来源之一是红葡萄酒。
该公司的专有技术是从压榨葡萄汁后的渣子中分出葡萄皮,用水萃取获得红葡萄提取物,其中含有较高的花色苷和多酚类。
据介绍,法国SEPPIC公司曾于2000年德国法兰克福健康食品配料展览会上,展出了名称为PROVINOLS的葡萄抗氧剂。
其广告上是一个从红葡萄酒瓶中倒出来的紫红色粉末的图案,说明是从红葡萄酒中提炼出来的抗氧化剂,含有不少于95%的红葡萄酒多酚,不含酒精和任何溶剂及载体,为水溶性物质,适合作为健康食品和膳食补充剂。
近年来国内外研究均发现,红葡萄酒中含有一近年来国内外研究均发现,红葡萄酒中含有一种白黎芦醇,有抗菌活性,具有防止低密度脂蛋白氧化、抑制血小板凝集的作用,它主要分布在葡萄皮中。
总之,葡萄所含的抗氧化物质主要存在于葡萄皮中,而葡萄皮在葡萄酒和葡萄汁的生产中均是废弃物。
一般在压榨后的渣子中,葡萄皮占到45%。
我国有丰富的葡萄资源,年产葡萄酒在30万t左右,我国人民也比较喜爱饮用红葡萄酒,所以从葡萄皮中提取葡萄红抗氧化物的发展潜力巨大。
3.5.紫草红素
紫草红是从东北硬紫草根中提取的食用着色剂,在我国可用于果味饮料、雪糕、冰棍和果酒的调色。
硬紫草是传统中药材,主要功能为凉血、活血、抗菌消炎等。
该产品虽为濒于灭绝的野生中草药,但在20世纪90年代东北地区互人工培育成功,1994年由国家科委以“紫草生产方法”评定为填补国内空白的重大科技成果。
国内目前已建有种植基地,并完成了从紫草种籽中提取紫草互红及紫草油技术的开发。
据了解,紫草红是用二氧化碳超临盖界萃取法从紫草根皮中提取的萘醌类色素,主要成分是紫草素及其衍生物。
紫草红色泽鲜艳、纯正、着色力强、渗透力强、物理化学性能稳定,具有抗菌、消炎、促进肉芽组织生长等多种生理和药用功效,在食品、保健品、医药等行业具有广阔的应用前景
4提取技术
天然色素的提取通常采用在一定温度条件下,在提取罐中溶剂浸泡、沥滤、渗漉等方法。
这些常规浸提法有工艺简单设备投资少,提取操作简单,便于生产的优点,但存在浸提时间长、劳动强度大、原料预处理能耗大、产品质量不太理想(色素溶解性差、色泽变化较大等缺陷),且有大量溶剂回收导致产品生产成本高的问题。
研究利用高新技术改进常规技术或开发新技术成为研究的热点之一。
4.1浸提法
工艺流程:
原料采集---筛选---水洗---干燥---原料处理---浸提---分离纯化---干燥浓缩---制品化
绝大多数天然色素都可采用浸提法提取。
其操作过程如下:
(1)利用在一般条件下制得的色素成品,用分光光度计测得天然色素的最大吸收峰所对应的波长,以此波长为测定标准,对浸提剂种类、浸提剂浓度、浸提温度、浸提时间、浸提液pH和料液比这六个因子进行较大范围的单因子试验,得到各单因子的最佳条件。
(2)以单因子最佳条件为中心,向两边扩展,选择各个因子的具有代表性的若干个水平(一般是四个水平)进行正交试验,以确定试验因子对试验结果的综合影响和各因子对色素提取影响的大小。
(3)利用不同浸提次数所对应的总提取率,确定其最佳浸提次数。
三者综合起来就得到该种天然色素的最佳浸提工艺。
4.2酶反应法
通过酶反应产生所需要的颜色。
如:
栀子果实提取的黄色素,在食品加工中经酶处理产生栀子蓝色素、栀子红色素。
4.3压榨法
利用挤压方法,将粉碎的新鲜材料中的天然色素成分挤压出来,此法适
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- 天然 色素 食品 着色 中的 应用 毕业 作品