酸溶性紅曲色素及其製備方法與流程

2023-05-02 01:40:31

本發明涉及天然色素製造技術領域，具體涉及一種酸溶性紅曲色素及其製備方法。

背景技術：

食用色素是食品工業、製藥工業和日化工業不可缺少的一類添加劑。近年來，由於安全性問題，一些合成色素已不再適用於食品工業。因此，天然色素的開發日益受到人們的重視。紅曲色素作為一種可廣泛生產、安全無毒的天然色素在食品、藥品、化妝品領域大量應用。但現有技術提供的紅曲色素及其改性產物(如水溶性紅曲紅色素、水溶性紅曲黃色素等)在酸或酸溶液中基本不溶，這大大限制了它的使用範圍，研製酸溶性紅曲色素可有效地彌補這一缺陷。

相關技術中的酸溶性紅曲色素及其製備方法，一般採用紅曲色素粉末、水、乳化劑，經混合、多次乳化及高壓均質等工序製備成液態流體狀的酸溶性紅曲色素。這種酸溶性紅曲色素屬於液態流體狀，不宜長期保藏，耐酸性不穩定且生產工序複雜；特別是引入了大量的乳化劑，生產成本高，並降低了紅曲色素在食品領域的安全性和使用性。

相關技術中的另一種酸溶性紅曲紅色素和酸溶性紅曲黃色素及其製備方法，採用水溶性紅曲紅色素和水溶性紅曲黃色素為原料，在催化劑存在下將水溶性紅曲紅色素、黃色素與有機酸或其酸酐反應，然後經水洗、過濾、乾燥，得到酸溶性紅曲紅色素和酸溶性紅曲黃色素。該技術製備方法複雜且有化學殘留，過程不易控制，不適用於工業化大生產，而且紅曲色素耐酸性不強，其應 用範圍和性能受到很大的限制。

綜上所述，相關技術中的酸溶性紅曲色素因耐酸性不佳、生產工藝複雜及潛在的食用安全性問題，無法在食品、藥品及化妝品領域廣泛使用，因此開發一種酸溶性能良好、品質穩定、安全的紅曲色素，已成為目前亟待解決的問題。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提供一種酸溶性紅曲色素及其製備方法。

一方面，提供了一種酸溶性紅曲色素。該酸溶性紅曲色素中多糖的質量為紅曲色素質量的0.01倍至100倍。

優選地，所述多糖包括兩親性多糖及以下多糖中的一種或多種混合物：N-十二烷基羧甲基澱粉醯胺、乙醯化澱粉、辛烯基琥珀酸澱粉酯、十二烯基琥珀酸澱粉酯、丁二酸澱粉酯、澱粉硬脂酸酯、澱粉辛酸酯、海藻酸十六酯、海藻酸丙二醇酯、海藻酸辛酯、海藻酸十二酯、膽固醇琥珀基-羧乙基普魯蘭多糖、羧乙基普魯蘭多糖、膽固醇基普魯蘭多糖、膽固醇丙烯醯基普魯蘭多糖、普魯蘭多糖硬脂酸酯、乙醯普魯蘭多糖、瓜爾膠硬脂酸酯、羧甲基羥丙基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、N-辛烷基-N-季銨化殼聚糖、月桂基羧甲基殼聚糖、脫氧膽酸殼聚糖酯、聚乳酸殼聚糖酯、油醯殼聚糖、羥乙基纖維素、纖維素羧甲基醚鈉鹽、羥丙基醚化纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥甲基丙基纖維素、阿拉伯膠、辛烯基琥珀酸阿拉伯膠酯、十二烯基琥珀酸阿拉伯膠酯、可溶性大豆多糖、羧甲基化可溶性大豆多糖、辛烯基琥珀酸大豆多糖酯、十二烯基琥珀酸大豆多糖酯、果膠、馬來酸葡甘聚糖酯、辛烯基琥珀酸葡聚糖酯、十二烯基琥珀酸葡聚糖酯、半乳糖甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖、印度樹膠、蔗糖酸酯、辛烯基琥珀酸葡甘聚糖酯、十二烯基琥珀酸葡甘聚糖酯、辛烯基琥珀酸糊精酯、羧甲基環糊精、 環糊精、十二烯基琥珀酸糊精酯、麥芽糊精硬脂酸酯。

優選地，所述的兩親性多糖是指同時含有疏水性基團和親水性基團的多糖。

優選地，所述的紅曲色素為紅麴黴菌發酵生產的色素及其化學改性產物。

優選地，所述紅曲色素包括以下至少之一：醇溶性紅曲紅色素、水溶性紅曲紅色素、水溶性紅曲黃色素。

優選地，所述的紅曲色素包括：粉末狀紅曲色素，以及溶解於水、有機溶劑中的紅曲色素溶液。

另一方面，本發明還提供了一種酸溶性紅曲色素的製備方法。該方法包括：在所述多糖與所述紅曲色素的混合物中，所述多糖與所述紅曲色素質量比為0.01倍至100倍。

優選地，該方法包括：

(1)取料：按照配方進行原材料稱重；

(2)混勻：將紅曲色素和多糖混合，使其混合物中所述多糖的質量為所述紅曲色素質量的0.01倍至100倍；加入蒸餾水，所述蒸餾水的質量為所述多糖與所述紅曲色素混合物質量的0.01倍至5000倍，充分攪拌混勻，直至所述混合物變成均勻流體，即得液態狀酸溶性紅曲色素；

(3)過濾：將步驟(2)得到的均勻流體過濾，取濾液；

(4)濃縮：將步驟(3)得到的所述濾液放置於濃縮設備中，濃縮至濃度為0.01-90％的濃縮液；

(5)乾燥：將步驟(4)得到的所述濃縮液乾燥，得到粉末狀酸溶性紅曲色素。

優選地，上述方法還包括：

(6)備料：生產預設量的紅曲色素粉末或溶解於水、有機溶劑(乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚、石油醚等)中的紅曲色素溶液備用。

優選地，所述多糖選自兩親性多糖及以下多糖中的一種或多種混合物：N-十二烷基羧甲基澱粉醯胺、乙醯化澱粉、辛烯基琥珀酸澱粉酯、十二烯基琥珀酸澱粉酯、丁二酸澱粉酯、澱粉硬脂酸酯、澱粉辛酸酯、海藻酸十六酯、海藻酸丙二醇酯、海藻酸辛酯、海藻酸十二酯、膽固醇琥珀基-羧乙基普魯蘭多糖、羧乙基普魯蘭多糖、膽固醇基普魯蘭多糖、膽固醇丙烯醯基普魯蘭多糖、普魯蘭多糖硬脂酸酯、乙醯普魯蘭多糖、瓜爾膠硬脂酸酯、羧甲基羥丙基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、N-辛烷基-N-季銨化殼聚糖、月桂基羧甲基殼聚糖、脫氧膽酸殼聚糖酯、聚乳酸殼聚糖酯、油醯殼聚糖、羥乙基纖維素、纖維素羧甲基醚鈉鹽、羥丙基醚化纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥甲基丙基纖維素、阿拉伯膠、辛烯基琥珀酸阿拉伯膠酯、十二烯基琥珀酸阿拉伯膠酯、可溶性大豆多糖、羧甲基化可溶性大豆多糖、辛烯基琥珀酸大豆多糖酯、十二烯基琥珀酸大豆多糖酯、果膠、馬來酸葡甘聚糖酯、辛烯基琥珀酸葡聚糖酯、十二烯基琥珀酸葡聚糖酯、半乳糖甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖、印度樹膠、蔗糖酸酯、辛烯基琥珀酸葡甘聚糖酯、十二烯基琥珀酸葡甘聚糖酯、辛烯基琥珀酸糊精酯、羧甲基環糊精、環糊精、十二烯基琥珀酸糊精酯、麥芽糊精硬脂酸酯。

優選地，所述的紅曲色素為紅麴黴菌發酵生產的色素及其化學改性產物。

優選地，所述紅曲色素包括以下至少之一：醇溶性紅曲紅色素、水溶性紅曲紅色素、水溶性紅曲黃色素。

優選地，所述的紅曲色素包括：粉末狀紅曲色素，以及溶解於水、有機溶劑中的紅曲色素溶液。

優選地，所述酸溶性紅曲色素包括以下之一：

所述液態狀酸溶性紅曲色素；

所述粉末狀酸溶性紅曲色素；

所述濾液；

所述濃縮液。

本發明的酸溶性紅曲色素極易溶於各種有機酸、無機酸及各種酸性溶液，穩定性好。而水溶性紅曲色素在pH＜4.5時，即開始出現混濁，因此本發明徹底解決了這個難題。

本發明的酸溶性紅曲色素採用安全穩定的食品多糖及紅曲色素為原料，可以與其它食品著色劑配合使用，並應用於多種食品中。例如，飲料、糖果、酸奶、充氣飲料和起泡飲料、水果罐頭、糕點等食品。

具體實施方式

下文中將結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。

本實施例提供了一種酸溶性紅曲色素，該酸溶性紅曲色素中多糖的質量為紅曲色素質量的0.01倍至100倍。

作為一個較優的實施方式，上述的紅曲色素為紅麴黴菌發酵生產的色素及其化學改性產物。

例如：上述紅曲色素包括以下至少之一：醇溶性紅曲紅色素、水溶性紅曲紅色素、水溶性紅曲黃色素。

作為另一個較優的實施方式，上述的紅曲色素包括：粉末狀紅曲色素，以及溶解於水、有機溶劑(乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚、石油醚等)中的紅曲色素溶液。

優選地，所述的多糖選自兩親性多糖及以下多糖中的一種或多種混合物： N-十二烷基羧甲基澱粉醯胺、乙醯化澱粉、辛烯基琥珀酸澱粉酯、十二烯基琥珀酸澱粉酯、丁二酸澱粉酯、澱粉硬脂酸酯、澱粉辛酸酯、海藻酸十六酯、海藻酸丙二醇酯、海藻酸辛酯、海藻酸十二酯、膽固醇琥珀基-羧乙基普魯蘭多糖、羧乙基普魯蘭多糖、膽固醇基普魯蘭多糖、膽固醇丙烯醯基普魯蘭多糖、普魯蘭多糖硬脂酸酯、乙醯普魯蘭多糖、瓜爾膠硬脂酸酯、羧甲基羥丙基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、N-辛烷基-N-季銨化殼聚糖、月桂基羧甲基殼聚糖、脫氧膽酸殼聚糖酯、聚乳酸殼聚糖酯、油醯殼聚糖、羥乙基纖維素、纖維素羧甲基醚鈉鹽、羥丙基醚化纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥甲基丙基纖維素、阿拉伯膠、辛烯基琥珀酸阿拉伯膠酯、十二烯基琥珀酸阿拉伯膠酯、可溶性大豆多糖、羧甲基化可溶性大豆多糖、辛烯基琥珀酸大豆多糖酯、十二烯基琥珀酸大豆多糖酯、果膠、馬來酸葡甘聚糖酯、辛烯基琥珀酸葡聚糖酯、十二烯基琥珀酸葡聚糖酯、半乳糖甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖、印度樹膠、蔗糖酸酯、辛烯基琥珀酸葡甘聚糖酯、十二烯基琥珀酸葡甘聚糖酯、辛烯基琥珀酸糊精酯、羧甲基環糊精、環糊精、十二烯基琥珀酸糊精酯、麥芽糊精硬脂酸酯。

基於相同的構思，本實施例提供了一種製備上述的酸溶性紅曲色素的製備方法，包括如下步驟：

(1)取料：按照配方進行原材料稱重；

(2)混勻：將紅曲色素和多糖混合，並按其混合物質量加入0.01倍至5000倍的蒸餾水，充分攪拌混勻，直至所述混合物變成均勻流體，即得液態狀酸溶性紅曲色素；

(3)過濾：將步驟(2)得到的均勻流體過濾，取濾液；

(4)濃縮：將步驟(3)得到的所述濾液放置於濃縮設備中，濃縮至濃度為0.01-90％的濃縮液；

(5)乾燥：將步驟(4)得到的所述濃縮液乾燥，得到粉末狀酸溶性紅曲色素。

作為另一個較優的實施方式，上述方法還可以包括：(6)備料：生產預設量的紅曲色素粉末或溶解於水、有機溶劑(乙醇、甲醇、乙酸乙酯、丙酮、乙醚、石油醚等)中的紅曲色素溶液備用。

優選地，所述酸溶性紅曲色素包括以下之一：

所述的液態狀酸溶性紅曲色素；

所述的粉末狀酸溶性紅曲色素；

所述濾液；

所述濃縮液。

下面結合具體示例對上述實施例以及優選實施方式進行詳細描述：

實施例1

本實施例提供了一種酸溶性紅曲紅色素的製備方法，在本實施例中，可以將1克水溶性紅曲紅色素粉末與0.4克果膠混合，加入200ml蒸餾水攪拌混勻30分鐘，過濾棄渣、取濾液噴霧乾燥，即可得到粉末狀酸溶性紅曲紅色素。

實施例2

本實施例提供了一種酸溶性紅曲黃色素的製備方法，在本實施例中，可以將1克水溶性紅曲黃色素粉末與0.2克羥甲基丙基纖維素混合，加入300ml蒸餾水攪拌混勻20分鐘，過濾棄渣、取濾液噴霧乾燥，即可得到粉末狀酸溶性紅曲黃色素。

實施例3

本實施例提供了一種液態酸溶性紅曲紅色素的製備方法，在本實施例中，可以將10克水溶性紅曲紅色素的水溶液(水溶性紅曲紅色素的質量分數為10％) 與0.3克果膠、0.3克羥甲基丙基纖維素混合，再加入100ml蒸餾水攪拌混勻60分鐘，過濾棄渣、取濾液，即可得到液態酸溶性紅曲黃色素。

實施例4

本實施例提供了一種酸溶性紅曲黃色素的製備方法，在本實施例中，將10克水溶性紅曲黃色素的水溶液(水溶性紅曲黃色素的質量分數為15％)與0.6克可溶性大豆多糖混合，再加入100ml蒸餾水攪拌混勻60分鐘，即可得到液態酸溶性紅曲黃色素。

實施例5

本實施例提供了一種酸溶性紅曲黃色素的製備方法，在本實施例中，將1克水溶性紅曲黃色素粉末與0.2克阿拉伯半乳聚糖混合，再加入300ml蒸餾水攪拌混勻60分鐘，即可得到液態酸溶性紅曲黃色素。

實施例6

本實施例提供了一種酸溶性紅曲黃色素的製備方法，在本實施例中，將1克水溶性紅曲黃色素粉末與0.25克半乳糖甘露聚糖混合，再加入300ml蒸餾水攪拌混勻60分鐘，即可得到液態酸溶性紅曲黃色素。

實施例7

本實施例提供了一種酸溶性紅曲黃色素的製備方法，在本實施例中，將1克水溶性紅曲黃色素粉末與0.25克辛烯基琥珀酸澱粉酯混合，再加入400ml蒸餾水攪拌混勻60分鐘，即可得到液態酸溶性紅曲黃色素。

實施例8

本實施例提供了一種酸溶性紅曲紅色素的製備方法，在本實施例中，將1克水溶性紅曲紅色素粉末與0.25克月桂基羧甲基殼聚糖混合，再加入400ml蒸餾水攪拌混勻90分鐘，過濾棄渣、取濾液噴霧乾燥，即可得到粉末狀酸溶性紅 曲紅色素。

實施例9

本實施例提供了一種酸溶性紅曲紅色素的製備方法，在本實施例中，將1克水溶性紅曲紅色素粉末與0.35克聚乳酸殼聚糖酯混合，再加入800ml蒸餾水攪拌混勻120分鐘，即可得到液態酸溶性紅曲紅色素。

實施例10

本實施例提供了一種酸溶性紅曲紅色素的製備方法，在本實施例中，將1克水溶性紅曲紅色素粉末與0.35克瓜爾膠硬脂酸酯混合，再加入800ml蒸餾水攪拌混勻120分鐘，過濾棄渣、取濾液噴霧乾燥，即可得到酸溶性紅曲紅色素。

需要說明的是，上述實施例中的製備採用的參數僅僅是為了說明，並不用作對本申請的限制，對於本領域技術人員來說，可以根據實際需要，靈活選擇製備參數。

本發明所述的兩親性多糖可以採用相關技術中所有兩親性多糖中的一種及其混合物，本發明所指明的兩親性多糖只是用於列舉，並不是對兩親性多糖的種類進行限制。除本發明所指明的兩親性多糖之外，新發現的兩親性多糖也可用於本發明製備酸溶性紅曲色素。本發明的核心就是藉助兩親性(同時具有親水、疏水的特性)多糖對紅曲色素的絡合包覆作用，通過將兩者簡單混勻來製備酸溶性紅曲色素，在具體實施例及更具體的技術方案中採用以下多糖做為示例：N-十二烷基羧甲基澱粉醯胺、乙醯化澱粉、辛烯基琥珀酸澱粉酯、十二烯基琥珀酸澱粉酯、丁二酸澱粉酯、澱粉硬脂酸酯、澱粉辛酸酯、海藻酸十六酯、海藻酸丙二醇酯、海藻酸辛酯、海藻酸十二酯、膽固醇琥珀基-羧乙基普魯蘭多糖、羧乙基普魯蘭多糖、膽固醇基普魯蘭多糖、膽固醇丙烯醯基普魯蘭多糖、 普魯蘭多糖硬脂酸酯、乙醯普魯蘭多糖、瓜爾膠硬脂酸酯、羧甲基羥丙基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、N-辛烷基-N-季銨化殼聚糖、月桂基羧甲基殼聚糖、脫氧膽酸殼聚糖酯、聚乳酸殼聚糖酯、油醯殼聚糖、羥乙基纖維素、纖維素羧甲基醚鈉鹽、羥丙基醚化纖維素、羧甲基纖維素鈉、羥甲基丙基纖維素、阿拉伯膠、辛烯基琥珀酸阿拉伯膠酯、十二烯基琥珀酸阿拉伯膠酯、可溶性大豆多糖、羧甲基化可溶性大豆多糖、辛烯基琥珀酸大豆多糖酯、十二烯基琥珀酸大豆多糖酯、果膠、馬來酸葡甘聚糖酯、辛烯基琥珀酸葡聚糖酯、十二烯基琥珀酸葡聚糖酯、半乳糖甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖、印度樹膠、蔗糖酸酯、辛烯基琥珀酸葡甘聚糖酯、十二烯基琥珀酸葡甘聚糖酯、辛烯基琥珀酸糊精酯、羧甲基環糊精、環糊精、十二烯基琥珀酸糊精酯、麥芽糊精硬脂酸酯。

由於本發明採用兩親性多糖的特性，在本發明沒有列舉的兩親性多糖也可以用於製備酸溶性紅曲色素。

上述實施例中的酸溶性紅曲色素，可以作為食品的著色劑溶於多種酸，如：檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸、酒石酸、冰醋酸、醋酸溶液、植酸、乳酸、磷酸等有機酸和無機酸。其水溶液在紫外-可見光譜中的最大吸收波長為與紅曲色素原料一致。這種色素保留了紅曲色素原料相當好的光、熱和金屬離子穩定性。本申請通過將紅曲色素與食品中廣泛使用的多糖進行物理混合，使其轉化為酸溶性色素，簡單、安全且保留紅曲色素原料的特性，這是目前其它色素所不具備的性質。

本發明的酸溶性紅曲色素採用安全穩定的食品多糖及紅曲色素為原料，可以與其它食品著色劑配合使用，並應用於多種食品中。例如，飲料、糖果、酸奶、充氣飲料和起泡飲料、水果罐頭、糕點等食品。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用於限定本發明的保護範圍。 凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均包含在本發明的保護範圍內。

本發明的核心就是藉助水溶性多糖的兩親性(同時具有親水、疏水的特性)來製備酸溶性紅曲色素。由於本發明採用兩親性多糖的特性，在本發明沒有列舉的兩親性多糖也可以用於製備酸溶性紅曲色素。本發明雖然已經列舉了一些兩親性多糖的種類，根據本發明的構思其它兩親性多糖也可用於製備酸溶性紅曲色素，在此我們無法全部羅列。