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米团花色素的提取及其在油炸方便面中的应用



全 文 :基金项目:广东省科技攻关项目(编号:2007B020712005);东莞市科
技计划项目(编号:2007108101003)
作者简介:欧仕益(1963 -),男,暨南大学食品科学与工程系博士,教
授。E-mail:tosy@ jnu. edu. cn
收稿日期:2009 - 06 - 28
第 25 卷第 6 期
2 0 0 9年 1 1月
OOD&MACHINERY
食 品 与 机 械
Vol . 25,No. 6
Nov . 2 0 0 9
米团花色素的提取及其在油炸方便面中的应用
Extraction of pigment from Leucosceptrum canum(Smith)and its
application in fried instant noodles
欧仕益1
OU Shi-yi1
李宗新1
LI Zong-xin1
武艳梅1
WU Yan-mei1
关少明1
GUAN Shao-ming1
赖燕娜1
LAI Yan-na1
林 满1
LIN Man1
吴清林2
WU Qing-lin2
(1.暨南大学食品科学与工程系,广东 广州 510632;2.东莞理工学院化学生物系,广东 东莞 523106)
(1. Department of Food Science and Engineering,Jinan University,Guangzhou,Guangdong 510632,China;
2. Department of Chemistry and Biology,Dongguan University of Technology,Dongguan,Guangdong 523106,China)
摘要:测定米团花不同温度水浸提液和不同浓度乙醇浸提液
中色价、固形物、还原糖和多糖 4 项指标,同时研究乙醇沉淀
法除多糖的效果。试验表明,采用乙醇水溶液提取色素优于
纯水作溶剂,且提高提取温度和适当提高乙醇浓度均能提高
色素的浸出率。米团花色素提取最佳的工艺条件是:采用
60% ~80%乙醇水溶液在 60 ℃下搅拌浸提 30 min 2 次,固
液比 1 ∶ 10(W ∶ V)。乙醇沉淀法能有效地除去水提液中的
多糖,但色素损失也较大;活性炭对米团花色素具有强烈的
吸附作用,色素吸附率达 99. 6%,采用热水洗涤能除去 92%
的多糖和 95%的还原糖,但未发现有效的色素洗脱方法。将
米团花色素应用到油炸方便面中,其着色效果与柠檬黄相
当,热稳定性好。
关键词:米团花;色素;提取;纯化;方便面
Abstract:Extraction of pigment from Leucosceptrum canum (Smith)by
water and ethanol,and the application of pigment,in fried instant noo-
dle,were investigated. The results showed that extraction by ethanol solu-
tion was more efficient than that by pure water;moreover,raising temper-
ature and increasing the ethanol solution concentration properly can both
increase the pigment yield. The optimal extraction technology was:etha-
nol concentration 60% to 80%,extraction temperature 60 ℃,extraction
time 30min,twice,and solid-liquid ratio 1 ∶ 10(W ∶ V)for 30min at 60
℃ with constant whipping. Ethanol precipitation can remove polysaccha-
rides from water extracts effectively,with 11% color value losing. Active
charcoal was also used to purify L. canum pigment with 99. 6% pigment
absorption,and more than 95% reducing sugars and 92% polysaccharides
were removed,respectively;However,no effective eluents were found to
wash out the pigment from active charcoal in this experiment. L. canum
pigment showed high thermal stability in fried instant noodle and the same
sensory value to tartrazine.
Keywords:Leucosceptrum canum (Smith);Pigment;Extraction;Purifi-
cation;Instant noodle
天然色素具有天然和健康属性,世界天然色素市场正以
2 倍以上人工合成色素的速度快速增长,其售价为合成色素
的数倍至数十倍[1]。目前,开发“天然、安全、健康”的食用色
素已成全球食品色素的发展趋势。在红、黄、兰(绿)3 类色素
中,黄色素是应用最广的一种,涉及的食品有焙烤食品、油炸
食品(方便面)、饮料(含果汁)、罐头、糖果、凉果类、冰淇淋、肉
制品等。国内天然黄色素市场需求量在 10 万 t以上,占色素
总需求量的 60%,而我国黄色素实际产量不足 6 000 t[2]。
米团花 (Leucosceptrum canum,Smith)是山区的一种多
年生灌木或乔木,其叶片可作为猪、羊饲料,故又称羊巴巴。
其花为蜂源花,山区一些居民自古以来就用其花浸提色素染
色面制品[3,4]。前期研究[4,5]表明,米团花色素水溶性好,色
价高,对光、热、酸、氧化剂、还原剂都较稳定,且无毒副作用,
说明米团花色素是一种很有开发前途的天然黄色色素。
但由于米团花的花多糖含量高,贮藏时(特别是低温储
存)容易产生絮状沉淀。本试验探讨了米团花色素的最佳提
取条件,同时研究了其在油炸方便面中的应用。
1 材料与方法
1. 1 材料与设备
米团花:云南保山市,经过晒干处理,提取前 80 ℃烘干
78
DOI:10.13652/j.issn.1003-5788.2009.06.024
8 h;
葡萄糖、硫酸铜、酒石酸钾纳、氢氧化钠、亚甲基蓝、丙酮
等:均为分析纯;
紫外可见分光光度计 :Spectrum lab 22PC,上海棱光技
术有限公司;
电热鼓风干燥箱:101C-3 型,上海实验仪器厂有限公司;
电子分析天平:HR-200,A & D Company;
离心机:KDC-1044,科大创新股份有限公司中佳分
公司;
旋转蒸发仪:RE-52CS-2,上海沪西分析仪器公司;
全自动白度计:WSD-3C型,北京康光仪器有限公司。
1. 2 方法
1. 2. 1 色素提取 分别采用水提法和醇提法,并分别测定
提取液的色价、固形物、还原糖和多糖含量。
(1)水提:称取 20. 0 kg 米团花于 500 mL 锥形瓶中,加
入 200 mL水,分别在 40,60 和 80 ℃恒温水浴锅中搅拌提取
30 min,尼龙布过滤,滤渣加入 200 mL 水在同样条件下提取
30 min,过滤,合并 2 次滤液,冷却至室温后抽滤,滤液定容至
500 mL。
(2)醇提:称取 20. 0 g米团花于 500 mL锥形瓶中,分别
用 200 mL的 20%、40%、60%、80%乙醇水溶液在 60 ℃下搅
拌提取 30 min,尼龙布过滤,滤渣加入 100 mL乙醇再提取 30
min,合并 2 次滤液,置于旋转蒸发器中 60 ℃减压蒸去乙醇。
冷却至室温后用水定容至 500 mL。
1. 2. 2 色素的纯化 称取 100 g米团花用 1 000 mL水在 60
℃下提取 30 min,尼龙布过滤,虑渣再用 1 000 mL 水提取 1
次,合并滤液,冷却后抽滤,滤液再用旋转蒸发器在
(70 ± 2)℃下减压浓缩,冷却后 4 000 r /min 离心 30 min,上
清液用水定容至 200 mL(浓缩液),备用。
(1)乙醇沉淀法:取 10 mL上清液分别加入无水乙醇 0,
5,10,15,20,25,30,35,40 mL,静置 2 h 后,4 000 r /min 离心
30 min,将沉淀物移至干燥的表面皿中,在(90 ± 2)℃烘箱中
烘干至恒重,测定沉淀物量;上清液在旋转蒸发器中蒸去乙
醇,然后用水定容至 100 mL,测定色价和多糖含量。
(2)活性炭吸附法:取 10 mL 浓缩液稀释至 100 mL 加
入有 10. 0 g 干燥活性炭的具塞碘量瓶中,150 r /min 振荡
2 h。抽滤,用 200 mL 沸水洗涤,滤渣备用;滤液用旋转蒸发
器减压浓缩,冷却后定容至 100 mL,在 433 nm下测定吸光度
和多糖、还原糖含量。
滤渣置于典量瓶中,加入 150 mL 洗脱液,充分震摇
30 min后抽滤,测定滤液的 OD433。洗脱液分别为乙醇与不同
比例的水、丙酮、正己烷、石油醚和 6 mol /L NaOH 溶液配比
组成。
1. 3 米团花色素在方便面中的应用
配置色价为 0. 15 U /mL 的柠檬黄 (OD428)和米团花色
素(OD433)溶液 100 mL,按表 1 的配方用家庭面条机制作方
便面,150 ℃油炸 3 min。将干燥方便面粉碎,用白度计测定
a、b、L值和白度,并取 20 g样品加入 100 mL沸水浸泡5 min,
干燥粉碎,考察色素的附着力。为了进一步测定色素在加工
过程中的稳定性,取 10 g粉碎样品于 200 mL的 60%的乙醇
溶液索氏抽提 60 min,测定提取液中 OD433。
表 1 油炸方便面配方
Table 1 Formula of fried instant noodle
样品
面粉 /
g
食盐 /
g
碳酸钾 /
g
CMC /
g
水 /
mL
色素溶液 /
mL
柠檬黄 100 1. 0 0. 14 0. 2 25 20
米团花 100 1. 0 0. 14 0. 2 5 20
1. 4 理化指标测定
1. 4. 1 固形物的测定 参照水含量测定法[6](GB /T5009.
3———2003)。
1. 4. 2 色素含量测定 用色价或 OD433 表示。样品液稀释
适当倍数,以蒸馏水为空白,在 433 nm 波长下测定其吸光
度。色价按式(1)计算:
色价(U/g或 U/mL)=
OD433 × 稀释倍数
100 × 花重或取样体积
(1)
1. 4. 3 还原糖含量的测定 采用 DNS法(以葡萄糖计)[7]。
1. 4. 4 多糖含量的测定 采用 Fehling 滴定法[8]。将色素
溶液用 90%的乙醇沉淀,离心,沉淀用 90%乙醇洗去其它小
分子物质后用 6 mol /L盐酸、在(80 ± 2)℃下水解 2 h,冷却,
中和,定容后用碱性酒石酸铜溶液滴定。
1. 5 统计分析
所有数据重复 3 次,采用 SPSS13. 0 软件统计。
2 结果与分析
2. 1 不同水温和乙醇浓度对色素提取的影响
米团花为蜂源花,含糖量较高,多糖含量也高,多糖不仅
影响色素纯度,而且在放置过程中缓慢沉淀而形成褐色胶体
物质。由表 2 可知,提高水温能大大提高色素的产量,温度
从 40 ℃升高到 80 ℃,色价增加 1. 8 倍;固形物和还原糖含
量增加幅度不如色价大,但多糖含量增加 2 倍多,说明温度
升高有益于色素提取,但同时也给色素纯化带来麻烦。
表 2 不同水温提取对色素溶液理化特性的影响
Table 2 Effect of extraction temperature on chemical
composition of the pigment solution
提取温
度 /℃
色价 /
(U·g - 1)
固形物 /
(mg·g - 1)
还原糖 /
(mg·g - 1)
多糖 /
(mg·g - 1)
40 2. 64 ± 0. 14 290. 0 ± 10. 5 105. 2 ± 3. 2 52. 5 ± 2. 8
60 3. 75 ± 0. 16 322. 5 ± 14. 8 108. 0 ± 2. 1 91. 5 ± 3. 4
80 4. 76 ± 0. 12 337. 5 ± 12. 6 113. 3 ± 2. 7 116. 4 ± 3. 0
为了减少多糖的溶出量,本试验尝试采用不同浓度的乙
醇提取,结果见表 3。
比较表 2 和表 3 可以发现,乙醇溶液提取能增加色素的
88
提取与活性 2009 年第 6 期
提取率,60 ℃时 20%乙醇溶液提取液的色价为纯水提取的
1. 22 倍;而且,随着乙醇浓度的增加,色价显著增加,80%乙
醇溶液提取液的色价为 20%时的 1. 23 倍。改变乙醇浓度对
总固形物和还原糖含量影响不大,但大大降低多糖含量,说
明乙醇溶液提取的总体效果好于水提。
表 3 不同浓度乙醇提取对色素溶液理化特性的影响
Table 3 Effect of concentration of ethanol on chemical
composition of the pigment solution
乙醇浓
度 /%
色价 /
(U·g - 1)
固形物 /
(mg·g - 1)
还原糖 /
(mg·g - 1)
多糖 /
(mg·g - 1)
20 4. 58 ± 0. 18 357. 5 ± 12. 5 111 ± 5. 6 157. 5 ± 4. 7
40 5. 08 ± 0. 22 365 ± 10. 3 111. 75 ± 4. 8 124. 5 ± 3. 1
60 5. 58 ± 0. 19 360 ± 11. 2 112 ± 3. 5 116. 25 ± 3. 6
80 5. 61 ± 0. 17 350 ± 12. 3 111. 5 ± 4. 2 96 ± 3. 3
2. 2 色素的纯化
在水提浓缩液中添加乙醇能使部分固形物沉淀,沉淀量
随乙醇添加量的增加而增加(图 1)。当乙醇浓度达 80%时
(即添加 40 mL)98%的多糖被沉淀。但是,采用乙醇沉淀法
同时也造成了色素的共沉,当乙醇浓度达 80%时,色价损失
了 11%(图 2),因此,采用乙醇沉淀纯化色素时还应考虑色
素回收问题。
乙醇体积
Ethanol/mL





Pr
ec
ip
ita
te
/g
0.35
0 5 10 15 20

0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
25 30 35 40 45


◆ ◆


◆ ◆
图 1 沉淀物与乙醇添加量的关系
Figure 1 Relationship between ethanol added (to
10 mL of pigment)and the precipitation

乙醇体积
Ethanol/mL





Pi
gm
en
tl
os
e/
%
12
0 5 10 15 20
10
8
6
4
25 30 35 40 45






◆ ◆
图 2 色素损失与乙醇添加量关系
Figure 2 Relationship between ethanol added (to
10 mL of pigment)and pigment lose
活性炭对米团花色素有强烈吸附作用,吸附率达
99. 6%,沸水能将 95%的还原糖和 92%的多糖洗脱。但色
素很难被洗脱,试验的 5 种洗脱液没有一种能有效洗脱色素
(表 4),说明用活性碳纯化色素不是可选工艺。
表 4 不同洗脱液对被活性碳吸附色素的洗脱作用
Table 4 Effect of different rinsing solution
on recovery of the pigment
洗脱液 /mL OD433
乙醇 ∶ 水(100 ∶ 50) 0. 019
乙醇 ∶ 水 ∶ 正己烷(100 ∶ 40 ∶ 20) 0. 075
乙醇 ∶ 水 ∶ 石油醚(100 ∶ 50 ∶ 20) 0. 064
乙醇 ∶ 水 ∶ 丙酮 (100 ∶ 50 ∶ 20) 0. 046
乙醇 ∶ 水 ∶ NaOH (100 ∶ 50 ∶ 5) 0. 083
2. 3 米团花色素在方便面中的应用
米团花色素添加到方便面中后,面体感官与添加相同色
价的柠檬黄相当。白度计测定结果表明,添加米团花色素的
面体 a值和白度值大于柠檬黄,b和 L值小于柠檬黄(表 5),
说明添加米团花色素的面体黄色略淡;面体浸泡后,两者 a
值都显著增加,其它指标变化不显著,说明米团花色素的附
着力与柠檬黄相当。抽提试验表明,米团花色素经油炸后仍
有 96%的色素被抽提出来,进一步说明米团花色素在油炸过
程中稳定性较高。
表 5 添加 2 种色素的面体沸水浸泡 5 min前后的白度值
Table 5 White value of the two kind of instant noodles
after soaking in boiling water for 5 min
方法
色素值
a b L 白度
米团花不浸泡 1. 08 ± 0. 06 23. 28 ± 0. 17 73. 18 ± 0. 90 64. 92 ± 0. 19
米团花沸水浸
泡 5 min
2. 14 ± 0. 02 21. 64 ± 0. 68 73. 17 ± 0. 87 65. 09 ± 0. 75
柠檬黄不浸泡 0. 25 ± 0. 04 26. 95 ± 0. 65 75. 19 ± 0. 50 63. 63 ± 0. 80
柠檬黄沸水浸
泡 5 min
0. 75 ± 0. 10 25. 91 ± 0. 47 75. 01 ± 0. 40 65. 39 ± 0. 56
3 结论
米团花色素是一种水溶性较好的黄色色素。米团花色
素在油炸方便面中应用显示较高的热稳定性,且感官较好,
是一种有较好应用前景的天然色素,有必要继续开展其在其
他食品中的应用研究。
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98
第 25 卷第 6 期 欧仕益等:米团花色素的提取及其在油炸方便面中的应用
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
1.电动机 2.减速器 3.揣面机构 4.间歇移盆机构 5.揣头 6.面盆
图 6 揣面机结构图
Figure 6 Structure drawing of kneading
flour dough machine
主要技术参数如下:
电机功率:0. 55 kW(单相);
电机转速:1 400 r /min;
揣头工作频率:20 次 /min;
揣头工作压力:500 N;
面团重量:10 ~ 20 kg。
6 结论
根据以上设计与分析可知,该揣面机体积小,机构简单,
操作方便,基本满足揣面过程的环境要求、动力要求和功能
要求。机构设计是可行的。根据市场调查目前尚无此类机
器,此设计可使食品加工行业增添一种新型加工设备。但此
设计仅为揣面机的初步机构设计,有关揣面机的结构设计和
运动分析还有待于进一步深入研究。
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