色素提取方法的研究进展

2008，25（ 5） ： 639 － 643．
［16］ 刘晶晶，任莉红，郭仁红，等． 双水相萃取体系分离纯化
［8］ 许正虹，高彦祥，石素兰，等． 微波辅助萃取紫甘薯色素
甜菜红色素的方法： 中国，201010105069［P］． 2010 － 06
的研究［J］． 食品科学，2005，26（ 9） ： 234 － 238．
·34·
山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2011 年第 40 卷
色素提取方法的研究进展
陈明俊
（ 淮南师范学院 化学与化工学院，安徽 淮南 232001）
摘要：主要从有机溶剂法、碱提取法、超临界 CO2 流体萃取法、微波技术辅助萃取法、酶法提取法、膜分离法等方面综述了色素提取 的方法及其特点。
参考文献
［1］ 张志健，李新生． 橡子壳色素提取技术研究［J］． 中国食 品添加剂，2010，99（ 2） ： 105 － 110．
［3］ 文赤夫，向小奇，刘旋，等． 银杏叶黄色素提取及稳定性 研究［J］． 食品科学，2010，31（ 8） ： 43 － 45．
［3］ 畅功民，陕方，刘森，等． 天然辣椒红色素提取精制工艺 研究［J］． 山西农业科学，2001，29（ 2） ： 70 － 73．
中国农学通报，2010，26（ 9） ： 91 － 96．
［J］． 食品工业科技，2010，31（ 10） ： 319 － 321．
［11］ 向洪平，葛建芳，张蓝月，等． 超声波辅助萃取功能性天 ［19］ 赵玉红，王静，金秀明，等． 超声波辅助酶法提取榛子壳
然色素的研究与应用进展［J］． 江苏农业科学，2010
由于近年来不断出现合成色素的食品安全问 题，色素的 提 取 和 应 用 主 要 集 中 在 天 然 色 素 方 面。 我国幅员辽阔，大自然产生的各种天然色素种类繁 多，开发利用的潜力巨大，如何提取并加以应用，是 广大科研工作者需要不断深入研究的一个课题。随 着各种提取方法的有效应用，各种天然色素的应用 也会越来越广泛，我们的生活也将会变得更加丰富 多彩。
分子蒸馏是一种特殊的液 － 液分离技术，可以 在高真空度下进行连续操作。该技术能大大降低高 沸点物料的分离成本，极好地保护热敏性物料的品 质，真正保持了纯天然的特性。分子蒸馏技术适合 于把粗产品中高附加值的成分进行分离和提纯，并 且这种分离是其它常用分离手段难以完成的。曾凡 坤等［14］采用分 子 蒸 馏 法，以 冷 榨 甜 橙 油 为 原 料，提 取其中的类 胡 萝 卜 素。 王 芳 芳 等［15］ 应 用 刮 膜 式 分 子蒸馏装置对辣椒红色素的提纯进行研究。分子蒸 馏技术在制备天然色素方面具有独特优势，制得的 色素产品质量、外观、得率都高于真空蒸馏的产品， 克服了传统分离提取法的种种缺陷，必将在天然色 素的制备方面起到巨大的推动作用。 2． 7 双水相萃取技术
色素按来源可分为人工合成色素和天然色素， 而其中按结构，人工合成色素又可分为偶氮类、氧蒽 类和二苯甲烷类等； 天然色素又可分为吡咯类、多烯 类、酮类、醌类和多酚类等。按色素的溶解性可分为 脂溶性色素和水溶性色素。 1． 2 色素的性能简介
色素广泛存在于生活之中，对人类的生活生产 有着重要的贡献。食用色素使食品具有悦目的色 泽。而天然色素营养价值高，除色泽鲜艳外，有的兼 具一定的药理作用。如将一定量的叶黄素添加到食 品中可防止人体因器官衰老引起的一系列疾病，并 有保护视觉，预防白内障、动脉硬化，增强免疫力等 功效； 叶绿素也具有改善便秘，降低胆固醇，抗突变 等生理功能。 2 色素的提取方法 2． 1 有机溶剂提取法
目前随着各种行业的发展，对色素的需求量不 断增加，但由于传统的色素提取方法比较落后，影响 了色素的发展及应用。针对不同性质的色素，选用 适当的提取方法以及对色素的提取方法不断进行改 进，提高提取率及产物纯度，对色素在生产和生活中 的应用具有重要的实际意义。 1 色素的分类及性能简介 1． 1 色素的分类
超临界二氧化碳流体萃取是近二十年发展起来 的一种新型物质分离、精制技术。李敏等就超临界 CO2 技术 在 天 然 色 素 提 取 中 的 应 用 专 门 做 了 综 述［5］。罗金岳等［6］以超临界 CO2 从箬竹叶中提取 叶绿素。时海香等［7］以超临界 CO2 从常山胡柚外 果皮中提取天然色素。超临界二氧化碳流体萃取所 得产品无毒性、无溶剂残留、价廉易得，对人与环境 无害，保证 了 被 提 取 物 的 纯 天 然 特 性 与 自 然 风 味。 近年来，该方法在色素提取中得到了广泛的应用。 2． 4 微波技术辅助萃取法
－ 16．
［9］ 张卫强，邓宇． 微波辐射萃取番茄红素的研究［J］． 食品
［17］ 薛伟明，张效林，亢茂德，等． 红花黄色素的酶法提取应
工业科技，2002，23（ 5） ： 36 － 37．
用研究［J］． 化学工程，1999，27（ 1） ： 42 － 45．
［10］ 温志英，姜如意． 花生壳黄色素微波辅助提取工艺［J］． ［18］ 孙晓侠，马龙． 纤维素酶法提取黑豆皮色素的工艺研究
碱提取法主要是应用碱对多种生物物质的影响 作用 来 进 行 提 取。畅 功 民 等［3］ 以 15% ～ 40% 的 NaOH 水溶液可提取辣椒油树脂中的辣椒红色素。 王学增等［4］利用碱溶酸沉法可提取黑米天然色素。 碱提法由于提取过程需消耗大量酸碱，且废液较难 回收，因此近几年来对碱提法的研究报道较少。 2． 3 超临界二氧化碳流体萃取法
超声提取法具有省时、节能、提取率高等优点。 向洪平等［11］近期 专 门 就 超 声 波 辅 助 萃 取 功 能 性 天 然色素作了 综 述。 黄 丹 等［12］ 对 红 曲 霉 液 态 发 酵 的 菌体内红曲色素采用超声波辅助法进行了提取，得 到了较好的提取效果。薛敏敏等［13］研究了微波 － 超声波协同提取法对野生毛葡萄皮色素提取效果的 影响。微波 － 超声波协同提取的效果优于传统水浴 提取法，提取时间由 70min 缩短为 2min，总花色苷 含量提高了 41% 。 2． 6 分子蒸馏技术
与传统的萃取方法相比，该技术所形成的两相 大部分为水，不 会 影 响 色 素 的 生 物 活 性，且 操 作 方 便、分离时间短，易于工程放大和连续操作。刘晶晶 等［16］采用酸性水 溶 液 从 甜 菜 块 根 中 浸 泡 提 取 甜 菜 红色素，得到色素粗提液，然后调整 pH 值，加入聚 乙二醇和硫酸铵形成双水相系统，进行充分的混合 萃取，静置后形成两相，甜菜红色素进入聚乙二醇上 相，糖类杂质进入硫酸铵下相。上相采用超滤膜法 将甜菜红色素和聚乙二醇分离开，甜菜红色素采用 反渗透或纳滤膜进行浓缩，然后再真空浓缩至固含
微波萃取通过微波能加热与样品相接触的溶
收稿日期：2011 － 04 － 14 作者简介：陈明俊（ 1970—） ，安徽六安人，讲师，硕士，从事超分子化学与电化学研究，E － mail： cmj188@ sohu． com。
第5 期
陈明俊： 色素提取方法的研究进展
·35·
来自百度文库
剂，将所需化合物从样品基体中分离出来并进入溶 剂。微波萃取由于萃取时间短，萃取效率高等优点， 在色素提 取 中 的 应 用 发 展 迅 速。 许 正 虹 等［8］ 以 紫 甘薯粉为原料，在微波条件下萃取其色素，通过响应 面法确定 了 最 佳 萃 取 工 艺。 张 卫 强 等［9］ 研 究 了 微 波法提取番茄红素的工艺条件，确定了最佳提取工 艺条件。温志 英 等［10］ 利 用 微 波 萃 取 技 术 对 花 生 壳 黄色素的最佳提取工艺进行了研究。目前微波萃取 基本上还停留在实验室小样品的提取及分析，一旦 应用于大生产，必将大大促进色素提取的工业化革 命。 2． 5 超声波技术辅助萃取法
Abstract： Gave much emphasis on the methods and their characteristics of pigment extraction primarily from organic solvents，alkaline extraction，supercritical fluid extraction，microwave extraction，enzymatic extraction，membrane separation． Key words： pigment； extraction methods； progress
量 20% 以上，最后采用喷雾干燥的方法得到甜菜红 色素产品。 2． 8 酶法提取法
对于一些被细胞壁包围不易提取的原料可用酶 法提取。如薛 伟 明 等［17］ 采 用 纤 维 素 酶 法 提 取 工 艺 提取红花中的红花黄色素，与传统水浸提取工艺相 比，提取率大大提高。孙晓侠等［18］研究了黑豆皮色 素的酶法提取工艺。与未加纤维素酶的工艺相比， 提取率提高了 8． 2% 。赵玉红等［19］采用超声波辅 助纤维素酶提取榛子壳色素，实验结果表明超声波 辅助酶法能更好地提取榛子壳色素。 2． 9 膜分离法
对于水溶性较差、甚至不溶于水的脂溶性色素 采用有机溶剂如乙醇、丙酮、石油醚、乙酸乙酯等浸
提。如提取 橡 子 壳 色 素 提 取 剂 可 用 40% 乙 醇［1］。 提取银杏叶黄色素可用乙酸乙酯对石油醚的体积分 数为 70% 的混合溶剂［2］。相对而言，有机溶剂提取 法萃取剂便宜，设备简单，操作简单易行，提取率较 高。但由于通过该法提取的某些产品存在纯度较低 及溶剂残留等缺点，影响了其应用范围。 2． 2 碱提取法
［4］ 王学增，王景晟，王亚蕾，等． 碱溶酸沉法提取黑米天然 色素的研究［J］． 信阳师范学院学报，1995，8（ 4） ： 392 － 395．
［5］ 李敏，余小林，辛修锋，等． 天然色素的超临界流体萃取 研究［J］． 现代食品科技，2006，22（ 2） ： 275 － 281．
［6］ 罗金岳，陈芳，朱春雷，等． 超临界 CO2 从箬竹叶中提取 叶绿素的研究［J］． 林产化学与工业，2005，25（ 3） ： 81 － 84．
膜分离技术是近年来在全球迅速崛起的一项新 技术，近半个世纪以来，膜分离技术得到了迅速的发 展。与传统的分离操作相比，具有能耗低、分离效果 高、无二次 污 染、工 艺 简 单 的 特 点。 刘 志 强 等［20］ 以 花生衣的原花色素提取液为原料，研究不同孔径的 膜组件纯化原花 色 素 提 取 液 的 效 果。 张 小 曼 等［21］ 以山竺果皮为原料，对山竺红色素提取、纯化工艺进 行研究，应用膜分离技术对山竺红色素提取液进行 除杂纯化，超滤液经蒸发、干燥可得到纯度较高的山 竺红色素，其色价达 22． 15，为未经超滤提取色素色 价的 3． 5 倍。 3 结束语
关键词：色素； 提取方法； 进展
中图分类号：TS264． 4
文献标识码：A
文章编号：1008 － 021X（ 2011） 05 － 0034 － 03
Study on Extraction Methods of Pigment
CHEN Ming － jun
（ Depatment of Chemistry and Chemical Engineering，Huainan Normal University，Huainan 232001，China）
色素工艺条件的研究［J］． 中国调味品，2010，35（ 4） ：
（ 3） ： 360 － 362．
110 － 114．
［12］ 黄丹，方春玉，周健，等． 超声波辅助法在红曲色素提取 ［20］ 刘志强，张初署，孙杰，等． 膜分离技术纯化花生衣中
中的应用研究［J］． 中国调味品，2010，35（ 4） ： 65 － 68．
·36·
山东化工 SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY
2011 年第 40 卷
［7］ 时海香，仲山民，吴峰华． 超临界二氧化碳萃取常山胡柚 ［15］ 王芳芳，江英，苏丽娜． 应用分子蒸馏技术分离提纯辣
外果皮中天然色素的工艺研究［J］． 浙江林学院学报，
椒红色素［J］． 食品科技，2009，34（ 2） ： 196 － 199．