[发明专利]一种酶催化酯化分子蒸馏精制辣椒红色素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高色价辣椒红色素的生产工艺，具体来说是一种利用酶催化酯化、分子蒸馏生产高色价辣椒红色素的方法。本发明属于天然有机化学领域。

背景技术

辣椒红色素是一种优质的天然类胡萝卜食用色素，其主要成分是辣椒红素、辣椒玉红素和辣椒玉黄素等，它不仅色泽鲜艳、色价高、着色力强，而且安全性高，对人体无任何毒副作用，同时可延长仿真食品的货架期，广泛应用于食品、医药和化妆品等与人体健康紧密相关的行业。

国内生产辣椒红色素基本上采用6#溶剂、正己烷、乙醇等溶剂提取，经浓缩回收溶剂后生产出的辣椒红色素是一种油树脂，含有极强的辣味、大量的树脂磷脂类胶状物质和游离脂肪酸，严重影响了辣椒红色素的品质，制约了其应用。辣椒红色素要作为产品使用，必须对其精制处理。

目前，主要采用丙酮溶解辣椒红色素而使丙酮不溶物沉淀的方法除去胶状物质。该方法在生产过程中，使用的大量丙酮，并涉及丙酮的回收，而丙酮具有沸点低、有毒、易燃易爆、价格高等特点，因此在使用过程中，溶剂易挥发，损失大、生产成本高，同时存在着严重的安全隐患。

为提高产品色价，必须除掉辣椒红油树脂中的游离脂肪酸，目前往往采用高真空蒸馏或分子蒸馏的方法。但由于辣椒红油树脂粘度大，造成脱溶、脱气比较困难；同时游离脂肪酸的沸点较高、熔点较低，在分子蒸馏过程中，需要较高的蒸馏温度，色价损失大，并且需要热水冷凝，能耗较大，而且蒸馏出来的副产品游离脂肪酸不能直接利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种适合大规模连续生产高色价、少杂质、性能稳定、低成本的辣椒红色素生产工艺。本工艺：(1)用低碳醇脱胶状物后，不需要进行溶剂回收，而直接参加酯化反应；(2)解决了在分子蒸馏过程中脱气困难，蒸馏温度高，副产物不能直接利用的问题。

本发明的目的是通过如下技术方案实现：

一种酶催化酯化分子蒸馏精制辣椒红色素的方法，包括如下步骤：

步骤一：脱胶状物

将质量比1∶1～1∶10的辣椒红油树脂和脱胶剂混合，控制温度20℃～60℃，以100～800转/分钟的速度进行搅拌；搅拌均匀后，将温度控制在0～5℃，静置或间歇搅拌沉降；沉降5～20小时后，冷冻液在真空条件下，抽滤得到滤液，滤液经分离，得到脱胶色素液；

步骤二：酯化反应

向脱胶色素液中加入脂肪酶和水，混合均匀，反应温度控制在30～60℃之间，搅拌速度控制在50～300转/分钟；反应2～10小时后，脱水1～3小时；脱水结束后过滤脂肪酶，将色素液减压回收溶剂，得到含辣椒红色素的脂肪酸酯溶液；

步骤三：分子蒸馏

含辣椒红色素的脂肪酸酯溶液经两级分子蒸馏，制得高色价辣椒红色素。

优选地，步骤一中脱胶剂为甲醇、无水乙醇、体积分数80％以上的乙醇水溶液或它们的混合物。

优选地，步骤二中脱胶剂、脂肪酶和水的质量比为100∶(0.5～10)∶(1～5)。

优选地，所述脂肪酶为Novozym 435、Lipozyme RM IM、Lipozyme TL IM中的一种或几种混合。

优选地，步骤二中减压回收温度为30～60℃，真空度为4×10⁴Pa～8×10⁴Pa。

优选地，步骤三中第一级分子蒸馏为薄膜蒸发器，脱气真空度为8×10³Pa～6×10⁴Pa，脱气温度为50～100℃。

优选地，步骤三中第二级分子蒸馏真空度为0.1Pa～20Pa，蒸馏温度为100～160℃。

优选地，步骤一中的真空条件为5×10³Pa～2×10⁴Pa。

优选地，步骤一中离心使用的是萃取离心机、管式离心机或蝶式离心机。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)生产过程中不使用丙酮作为溶剂，降低了溶剂成本。

(2)生产过程中通过酯化反应将辣椒红油树脂中的脂肪酸转化为脂肪酸酯，降低了辣椒红油树脂的粘度和沸点，加快了分子蒸馏前的脱气的速度，同时降低了蒸馏的温度，进而降低了能耗。

(3)脱胶剂为酯化反应的原料，脱胶后不需回收溶剂而直接参加酯化反应。

(4)分子蒸馏后的副产物为可利用的脂肪酸甲酯或乙酯(生物柴油)，提高了经济效益。

(5)工艺简单、产品含量高(色价＞280)，丙酮不溶物少(＜1％)、生产成本低。

附图说明