[发明专利]一种紫甘薯色素提取液的预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紫甘薯色素提取液的预处理方法，属于食品加工技术领域，尤其是提取色素时加入氯化钙，降低淀粉类杂质的析出，而且减少了调pH所用酸的使用量；提取完毕，加入单宁酸，与溶液中的蛋白质、多糖和钙离子结合，起到共沉淀的作用，去除了易引起沉淀的杂质，得到澄清稳定的溶液，以利于后续色素溶液的树脂吸附纯化操作。

背景技术

紫甘薯色素是从番薯属植物紫甘薯(Ipomoea batatas)的块根中提取的天然产物，主要成分是矢车菊-3-葡萄糖苷类花青素。紫甘薯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。

目前工业生产色价为30以上的紫甘薯色素的方法是先采用酸水提取法得到提取液，然后经过预处理去除易产生沉淀的物质，再采用吸附树脂进行分离纯化，浓缩得到液体状产品，或进一步喷雾干燥得到粉状产品。紫甘薯色素提取液如果直接进行树脂吸附纯化，在吸附过程中不断产生沉淀，导致树脂床层的堵塞，而且沉淀物易转入到终产品中，使产品纯度降低，达不到要求。工业上对紫甘薯色素提取液的预处理方法有两种，一种是采用多级自然沉降的方法，另一种方法是采用直接过滤的方法，如：陶瓷膜微滤法、板框过滤法或硅藻土过滤的方法。这两种预处理方法，存在以下问题：

(1)采用多级自然沉降的方法，耗时长，生产效率低，且天然色素稳定性较差，易被氧化，会导致色素一定的损失。

(2)采用过滤的方法，操作时间短，但处理不彻底，溶液中的一些大分子物质如淀粉、蛋白质和纤维素等成分会随时间的延长进行聚集，缓慢产生沉淀，给后续的柱吸附操作造成堵塞。

本发明的任务就是要解决工业上紫甘薯色素提取液预处理生产过程中存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种紫甘薯色素提取液的预处理方法，采用含有氯化钙的水溶液进行提取，钙离子能跟紫甘薯中大量存在的淀粉类物质螯合，螯合物形成网络结构，起到一定的包封作用，降低淀粉的析出；单宁酸具有结合和沉淀蛋白质的能力，加入单宁酸后，一方面与溶液中的蛋白质结合，还能够与淀粉、纤维素、半纤维素类多糖结合，而且与钙离子结合后能产生共沉淀，这样溶液中悬浮的淀粉、蛋白质、纤维素等杂质都能有效的沉淀下来，经此处理后，可得到澄清稳定的溶液，避免了后续沉淀物对吸附柱的堵塞问题，提高了终产品的纯度。

本发明技术方案所采用的生产工艺过程为：紫甘薯块根——清洗——切片、丝——含氯化钙的水溶液提取——加入单宁酸——静置沉淀——澄清色素提取液。

具体路线是：将紫甘薯块根清洗、切片、再切丝，加入1.0-2.5％(质量体积比，w／v％)的氯化钙水溶液进行浸泡提取，调节提取液的pH值为1.5-2.5，浸泡提取2-6h，将提取液进行过滤或离心，然后加入单宁酸水溶液，使单宁酸的加入量为0.02-0.03％(质量体积比，w／v％)，混合均匀，静置2-4h，分离除去固体沉淀物，得到澄清稳定的色素提取液。

本发明的效果益处是：

(1)采用氯化钙和单宁酸复合添加的沉淀方法，与不加任何试剂的色素提取液所做的空白对照进行比较，在660nm下的透光率能提高6-10倍，澄清效果显著。

(2)提取时加入氯化钙，因为氯化钙是酸性盐，可以降低调节pH值所用的浓盐酸或浓硫酸的用量，用量可以减少20％以上，因加酸量的减少，同时降低了酸对设备的腐蚀。

(3)单宁酸的有效加入量仅为0.02-0.03％(质量体积比，w／v％)，对操作成本没有明显影响。与工业所用的过滤法相比，易导致二次沉淀的杂质去除彻底：与多级自然沉降相比，既缩短了时间，又提高了澄清效果。

具体实施方式

以下结合技术方案，详细叙述本发明的具体生产步骤：

(1)色素提取：将紫甘薯块根，清洗，切片、切丝，称取200g，按料液比1∶1.5加入300mL2％(质量体积比，w／v％)的氯化钙水溶液，再加入浓盐酸或浓硫酸，使最终提取液的pH为2.0，间歇搅拌提取4h，纱布过滤得到提取液。

(2)混合沉降：单宁酸需要先配制成溶液，然后加入，这样能保证混合均匀，否则若加入单宁酸的固体粉末，分散不匀，局部过浓，易出现局部片状沉淀；配制单宁酸必须用去离子水，水溶液中金属离子的存在，易产生单宁酸盐沉淀，降低对产品杂质的沉淀效果。将单宁酸用去离子水配成0.02g/mL的溶液，取此单宁酸水溶液4.2mL，加入到上述提取液中，混合均匀，静置沉降3h。

(3)分离制取澄清液：用乳胶管虹吸抽取上层清液，下面的混浊沉淀物采用离心的方法，去除沉淀，汇集上清液，即得到稳定澄清的色素提取液，用于后续树脂吸附进一步纯化。