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栀子黄色素是从栀子果实中提取出来的天然水溶性食用黄色素,它着色力强、无毒、安全性高,具有一定的营养价值和保健作用,有望取代日落黄、柠檬黄等人工合成黄色素。
本文以广西鹿寨水栀子为原料。研究了栀子黄色素的提取、分离、除果胶、精制等工艺条件,从而为工业生产具有高色价、OD值小于0.4的高稳定性的栀子黄色素产品提供依据。
首先对比不同产地与不同采收时期栀子果实的成分,确定广西地区水栀子的最佳采收时期为12月,产于农田的较优。破碎后的水栀子果实以水作为溶剂提取栀子黄,通过均匀设计和单因素实验,确定实验范围内提取的最佳工艺条件为:提取温度50℃,提取次数4次,时间60min,料液比1:12。在此最佳条件下,栀子黄提取率92.23%,收率为4.37%,提取液的OD值为2.72,绿原酸325/440为0.51。
然后研究了四种除果胶方法对栀子黄水提取液果胶去除率和栀子黄损失率的影响,通过实验确定了最佳的除果胶方法为果胶酶法结合无机陶瓷膜微滤法。果胶酶处理的最佳工艺条件为:提取液不需调pH值,加入50μL/L的果胶酶,35℃下处理50min。经过除果胶后,得到粗栀予黄液,栀子黄损失了8.6%。
最后,研究大孔树脂吸附法和纳滤膜法对除果胶后的粗栀子黄液进行精制。采用大孔树脂吸附法时,通过树脂筛选实验,比较了14种不同种类的树脂,实验结果表明DH-4对栀子黄色素不仅具有较高的吸附率和解吸率,而且具有最好的选择性,能有效地精制栀子黄色素。DH-4树脂吸附精制栀子黄适宜的工艺条件为:水提取液栀子黄质量浓度为p(栀子黄)=7mg/mL,水提取液与树脂的体积比为7:1,依次用6BV水、4BV体积分数为5%乙醇、3BV体积分数为20%乙醇及4BV体积分数为80%乙醇梯度洗脱。在此条件下,得到OD值为0.394,色价达到423.4的精制产品。采用纳滤法精制栀子黄色素是可行的,研究了聚偏氟乙烯材料、截留分子量为1000的纳滤膜对栀子黄色素的精制效果。通过纳滤操作,可得到OD值为0.27,色价达到380的栀子黄色素产品。在纳滤过程中,浓缩倍数有限,浓缩至8倍时渗透通量减小了70%。浓缩倍数对栀子黄的截留率有一定的影响,纳滤过程中栀子黄损失了1/3。