3.黃酮類

色素黃酮類化合物廣泛分布于植物界，幾乎絕大多數(shù)植物都能合成黃酮類。Www.Pinwenba.Com 吧近年來，人們對(duì)黃酮類化合物的抗氧化功能和機(jī)理進(jìn)行了比較深入的研究，證實(shí)該類化合物是一種很強(qiáng)的活性氧自由基清除劑。抗氧化劑的主要功能有：①金屬螯合劑和還原劑；②活性氧的清除劑；③終止自由基的連鎖反應(yīng)；④終止單線態(tài)氧的形成；⑤抑制氧化反應(yīng)中的脂氧化酶和NADPH氧化酸的作用，進(jìn)而阻止腫瘤的發(fā)生。

從花生殼中提取的木犀草素對(duì)H.Suis病毒有很強(qiáng)的抑制作用，濃度在1∶35000時(shí)可抑制葡萄球菌和枯草桿菌的生長(zhǎng)，對(duì)卡他、白色念珠、變形桿菌也有抑制作用。木犀草素有抗炎效能，與磷脂配合可治療皮膚炎。木犀草素在皮膚上的滲透力強(qiáng)，可抑制透明質(zhì)酸酶的活性，與透明質(zhì)酸同用能延長(zhǎng)該物質(zhì)的生理活性，抑制和消除皮膚色斑。

以槐花為原料制得的蘆丁，有抗氧、抗炎、抗病毒作用，蘆丁與檸檬烯以50∶1配合對(duì)活性氧有良好的抑制作用，能強(qiáng)烈吸收紫外線，可用于防曬、增白、護(hù)發(fā)類化妝品。

從橘皮中提取的天然色素中含有維生素E和稀有元素Se，它們對(duì)防止癌細(xì)胞的生長(zhǎng)，延遲細(xì)胞衰老，增強(qiáng)人體免疫力均有很好的作用，是集著色與營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化為一體的重要食品添加劑。

4.蒽醌類

大多數(shù)蒽醌化合物都具有抗菌活性，例如，羥基蒽酚類的柯椏素即為治療疥癬的補(bǔ)用藥，蒽酮類因能對(duì)抗角化細(xì)胞的生成，目前常用來治療銀屑病。

5.卟啉化合物類

葉綠素及其衍生物不僅是優(yōu)良的著色劑，還可用來治療肝炎、胃及十二指腸潰瘍、腎炎、皮炎及白細(xì)胞減少癥等，因此廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥和日化業(yè)。葉綠素能增進(jìn)造血機(jī)能及促進(jìn)放射線損害機(jī)體的康復(fù)，外科上用于治療灼傷、痔瘡及子宮疾患等；能抑制葡萄球菌和鏈球菌生長(zhǎng)，對(duì)齒齦炎、口臭、中耳炎等有一定療效；還能治療“蕁麻疹”、“血崩”等。此外，作為醫(yī)藥原料可以生產(chǎn)“肝寶”、“胃甘綠”、“升血寶”及“胃仙U”等。

葉綠素的卟啉環(huán)與鎂離子的螯合穩(wěn)定性不好，可以用銅或鋅置換鎂，這樣既可以增強(qiáng)色素的穩(wěn)定性又具有較好的水溶性。葉綠素銅鈉鹽可用于食品、醫(yī)藥品及化妝品的著色，具有解熱、止血等功能，可治療傳染性非黃疸型肝炎，還是良好的細(xì)胞復(fù)合劑。葉綠素鋅作為人體補(bǔ)鋅劑，具有增強(qiáng)人體免疫功能、促進(jìn)兒童的生長(zhǎng)發(fā)育和提高智力方面有極為重要的作用。

綜上所述，天然色素絕大多數(shù)具有很強(qiáng)的生理功能。值得注意的是，真正作為增補(bǔ)和強(qiáng)化保健的色素添加到食品中的還為數(shù)不多，即使已經(jīng)上市的產(chǎn)品，亦尚未得到營(yíng)養(yǎng)學(xué)家及藥物醫(yī)師的確證。人們已掌握的有關(guān)有效作用劑量、最適服用階段以及藥物動(dòng)力學(xué)、作用機(jī)制、病癥禁忌等的信息還不夠充分，有關(guān)色素的功能及應(yīng)用仍需進(jìn)一步的研究。但天然色素所表現(xiàn)出的優(yōu)越生理功能，已為其開發(fā)及應(yīng)用展現(xiàn)了光輝前景。

第三節(jié) 天然色素的加工工藝

天然色素的加工過程包括：色素的提取、色素溶液的精制、色素溶液濃縮、干燥、檢驗(yàn)包裝等工序。

一、天然色素的提取方法

發(fā)展至今，天然色素的提取方法常見的有有機(jī)溶劑提取法、堿液提取法、超臨界提取法、微波萃取法等幾種方法。以下就這幾種常見方法做簡(jiǎn)單的介紹。

水及水溶液提取法

對(duì)于一些酚類、苯并吡喃類或生物堿類能溶于水的色素，采用水提取是安全而環(huán)保的方法。水提取方法中，根據(jù)色素在不同酸堿性的水溶液中的溶解性能，調(diào)節(jié)水溶液的pH值，以穩(wěn)定色素色澤并促進(jìn)提取，亦可稱為酸性提取和堿性提取。

酸性溶液提取是在水中加入一定的酸來調(diào)節(jié)pH。如紅色玫瑰花色素的提取，可用檸檬酸或鹽酸水溶液作為溶劑來提取玫瑰紅色素，亦可用酸性醇溶液提取。不同性質(zhì)的溶劑其提取效果略有差異。

堿提取主要是應(yīng)用了堿對(duì)多種生物物質(zhì)的影響作用。其提取效率雖不如有機(jī)溶劑提取率高，但從經(jīng)濟(jì)角度和安全性考慮仍有應(yīng)用價(jià)值。如對(duì)黑米色素的提取，就是采取去雜脫脂后，加入pH為9.0～9.5的硼砂-氫氧化鈉堿性緩沖液，加熱攪拌提取三次，得到灰藍(lán)色堿提液，經(jīng)酸沉，再分離干燥即得到色素產(chǎn)品。在姜黃色素的提取中，因姜黃色素易溶于堿水，可用堿水對(duì)姜黃色素進(jìn)行浸提，使用1%的NaOH溶液提取姜黃色素效果較好。蝦殼中的蝦青素大多與蛋白質(zhì)結(jié)合，應(yīng)用堿液脫蛋白的原理，當(dāng)用熱堿液煮蝦殼時(shí)，蛋白質(zhì)溶出，蝦青素也隨著溶出，從而達(dá)到提取蝦青素的目的。高粱紅色素也可用溫?zé)岬膲A性水溶液提取后再中和，經(jīng)濃縮、干燥得到產(chǎn)品。

有機(jī)溶劑提取法

萃取基本原理：用各種溶劑萃取天然色素原料，就是使色素溶解而進(jìn)入溶液，這是一種固-液萃取過程，這種傳質(zhì)作用過程包括：溶劑滲透、色素溶解、濃溶液擴(kuò)散、濃度平衡。

溶劑的選擇：花卉色素原料萃取所用的溶劑應(yīng)根據(jù)不同種原料所含不同色素的性質(zhì)來選擇，一般要求所用溶劑應(yīng)無色無味，選擇性強(qiáng)，在常溫下穩(wěn)定，不易大量揮發(fā)，而在較低的加熱溫度下易蒸發(fā)；對(duì)人體健康危害較小，溶劑沸點(diǎn)范圍較小，尤其是蒸發(fā)后不得有任何殘留物，否則會(huì)帶入產(chǎn)品中，影響產(chǎn)品質(zhì)量；不易和其他成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；價(jià)格便宜，并容易獲得。

影響萃取的因素：

原料的性質(zhì)及粒度。不同原料含有不同種類的色素，甚至不同原料所含的同一種色素，在溶劑中溶解的性能有所不同，例如竹葉葉綠素比菠菜葉綠素溶解就要困難得多。不同原料對(duì)同一種溶劑的親疏程度也不同，同樣也影響溶解過程。這些對(duì)萃取都有影響。根據(jù)菲克-愛因斯坦公式，原料粒度小，萃取時(shí)色素在原料內(nèi)擴(kuò)散距離減小，擴(kuò)散表面積增加，細(xì)胞壁被破碎的部分增加，減少擴(kuò)散阻力，萃取速度加快。理論上，粉末原料萃取過快，但粉末原料透水性差，阻礙轉(zhuǎn)液，堵塞管路，增加萃取液中不溶性雜質(zhì)，而且排渣困難，所以一般不采用粉末萃取。根莖原料多用3～5mm，花朵原料多用10～20mm。

液固比。液固比是指萃取時(shí)放出的萃取液量和烘干原料的質(zhì)量比。一服來說，液固比越大，色素抽出率越高，但所得萃取液濃度小，會(huì)增加蒸發(fā)的負(fù)荷和蒸汽消耗量，罐組逆流萃取較單罐多次萃取的主要優(yōu)點(diǎn)就是由較小的液固比達(dá)到較高的抽出率。但液固比的下限值是必須保證溶液浸沒原料所需的體積決定的，低于此值，萃取很難正常進(jìn)行。一般固定萃取和攪拌萃取時(shí)為4∶1～5∶1，轉(zhuǎn)動(dòng)萃取為3.5∶1～3∶1。此外萃取罐加料情況也很重要，原料應(yīng)松散地加入萃取器中，料層要保持均勻，高低—致，固定攪拌萃取裝料高度一般為萃取罐的60%～70％，轉(zhuǎn)動(dòng)萃取的裝料高度一般為80%～90％。

萃取溫度。從菲克-愛因斯坦公式中看出，擴(kuò)散速度與絕對(duì)溫度成正比，與溶劑黏度成反比，溫度升高又使溶劑黏度降低，溫度對(duì)萃取效率影響較大。但是色素原料萃取溫度一般是室溫或50℃左右，不宜太高，因?yàn)闇囟壬撸軇┻x擇性變差，大量非色素雜質(zhì)被萃取出，萃取液質(zhì)量明顯下降，給今后的提純、精制帶來很大困難，而且色素對(duì)熱十分敏感，提高萃取溫度，會(huì)使部分色素破壞分解，質(zhì)量下降。

萃取時(shí)間。單罐萃取原料時(shí)，萃取時(shí)間是指從萃取開始到放出萃取液所需的時(shí)間，也就是溶液中濃度與原料中濃度達(dá)到平衡所需的時(shí)間，實(shí)際上達(dá)到平衡是很困難的，工業(yè)生產(chǎn)中往往達(dá)到平衡時(shí)的理論得率的80%～85％時(shí)即停止萃取，對(duì)某些原料甚至只要達(dá)到70%～75％萃取率即可，萃取時(shí)間主要決定于原料品種和原料的組織情況，同時(shí)還和萃取設(shè)備形式及其他萃取條件有關(guān)。萃取時(shí)間一般不宜過長(zhǎng)，越接近萃取終點(diǎn)，色素成分?jǐn)U散越慢，雜質(zhì)溶解與擴(kuò)散反而增加。

萃取次數(shù)。從單罐多次萃取和逆流罐組萃取的物料衡算式中都可以看出，萃取的次數(shù)越多，抽出率越高，在罐組萃取中也就是罐的數(shù)目，罐數(shù)增加，萃取次數(shù)增多。但罐數(shù)過多，對(duì)出率提高不明顯，雜質(zhì)的萃取量增加。而且浸提周期加長(zhǎng)，生產(chǎn)率下降。罐數(shù)太少，萃取不完全，雖然可以采取增加溶液量或萃取時(shí)間來彌補(bǔ)，但會(huì)造成濃度或生產(chǎn)率下降。實(shí)際生產(chǎn)中，決定罐組數(shù)目是和色素原料性質(zhì)及采取的萃取工藝有關(guān)。常常根據(jù)試驗(yàn)情況而定，一般多用3～4罐。

攪拌和溶液流動(dòng)。原料在靜止浸泡時(shí)，主要是靠分子擴(kuò)散，如果使原料表面溶液流動(dòng)并達(dá)到湍流狀態(tài)，就大大加快了擴(kuò)散速度，而且還有渦流擴(kuò)散，同時(shí)還可消除粉末結(jié)塊和不透水現(xiàn)象，改善了萃取條件。對(duì)于轉(zhuǎn)鼓萃取器和攪拌式萃取器，溶液和原料流動(dòng)情況好，對(duì)于罐組萃取常采用溶液自循環(huán)的方式來達(dá)到類似效果。

水溶液提取和有機(jī)溶劑提取統(tǒng)稱為溶劑提取。溶劑提取法是目前從動(dòng)植物中提取色素的一種普遍常用的方法。例如，提取高粱紅色素是用0.1%的鹽酸水溶液浸泡2h，除去雜質(zhì)和雜色后，再用7%的乙醇水溶液在40℃下浸提，然后過濾、濃縮、干燥而得。利用有機(jī)溶劑如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等提取姜黃中姜黃色素。將蝦殼用鹽酸浸泡24h后過濾，濾渣用95%乙醇浸泡，提取液經(jīng)蒸餾后得到濃縮的粗制蝦青素提取物。紫薯中花青素用1%鹽酸的甲醇溶液浸提后，再經(jīng)過濾、濃縮等工藝得到最終產(chǎn)品。從辣椒中提取辣椒紅素是將干辣椒磨成粉后浸泡在丙酮、乙醇、氯仿、三氯乙烷等有機(jī)溶劑中進(jìn)行。

超臨界與亞臨界CO2流體萃取法

超臨界CO2流體萃取是近一二十年發(fā)展起來的一種新型物質(zhì)分離、精制技術(shù)。它兼?zhèn)溆袣怏w低黏度、高擴(kuò)散和流體的高密度、大溶解度兩方面的特點(diǎn)。由于超臨界CO2提取工藝簡(jiǎn)單，能耗低，萃取劑便宜，提取的產(chǎn)品具有純度高、溶劑殘留少、無毒副作用等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到人們的重視。

Tsunco等的專利報(bào)道中，應(yīng)用超臨界CO2從蝦殼中提取蝦青素，濃度可達(dá)到8.33%。超臨界CO2流體萃取技術(shù)是一種新型的綠色分離技術(shù)，但因?yàn)榇嬖诩夹g(shù)尚不完善、設(shè)備復(fù)雜且昂貴、運(yùn)行成本高等問題，使這種方法在該領(lǐng)域的發(fā)展應(yīng)用受到了一定的限制。

微波萃取法

微波萃取是在密閉容器中用微波加熱樣品及有機(jī)溶劑，將待測(cè)物質(zhì)組分從樣品基體中提取出來的一種方法，是由密閉容器中酸硝解樣品和凝固萃取有機(jī)物兩種技術(shù)相結(jié)合演變出來的。其能在短時(shí)間內(nèi)完成多種樣品組分的萃取，溶劑用量少，結(jié)果重現(xiàn)性好。微波萃取克服了超臨界和溶劑萃取方法的上述缺陷，既降低了操作費(fèi)用，又符合環(huán)境保護(hù)的要求，表現(xiàn)出良好的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用潛力。

唐課文等人建立了微波輔助浸提和S-8大孔樹脂吸附分離從姜黃中提取姜黃素的新方法，使姜黃素的純度有較大的提高。陳栓虎等人利用微波萃取了柿子紅色素，該色素屬多酚類水溶性色素，對(duì)光、熱穩(wěn)定性好，對(duì)大多數(shù)食品添加劑影響不大，安全性高，是一種很有開發(fā)前景的食用色素新品種，利用微波萃取柿子紅色素，時(shí)間短，提取率高。

微波萃取天然色素技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室工作中雖然已經(jīng)取得一定重要成果，但由于受它的特性的限制，應(yīng)用范圍受到了一定的影響。如果用微波的促進(jìn)傳質(zhì)作用，來克服傳統(tǒng)浸提中存在的傳質(zhì)障礙，則可大大提高生產(chǎn)效率。目前此項(xiàng)工作正受許多科研工作者的重視，多項(xiàng)研究成果顯示微波萃取這一方法的優(yōu)越性，開展微波萃取技術(shù)在天然色素提取上的應(yīng)用研究具有廣闊的前景。

在各種提取方法中，花卉色素提取常用的方法為水溶液及有機(jī)溶劑萃取法，用各種溶劑把色素成分萃取出來，再進(jìn)行后續(xù)處理。

二、天然色素的提取工藝要求

提取是天然花卉色素生產(chǎn)比較重要的工序，提取工藝是否合理，溶劑選擇是否得當(dāng)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，也影響下面工序的進(jìn)行，對(duì)提取工藝的要求是：

保持色素在提取中的穩(wěn)定性。天然色素一般穩(wěn)定性較差，對(duì)光、熱、酶等都很敏感，易分解、破壞，因此提取過程中，應(yīng)盡量避免由這些因素導(dǎo)致的分解、破壞。

盡量避免其他雜質(zhì)隨著色素的提取也被提取出來，減少以后凈化、分離工序的繁雜程度，雖然提取中其他雜質(zhì)不可避免地提取出來，但選擇適當(dāng)?shù)娜軇刂坪眠m當(dāng)?shù)妮腿囟龋鶎?duì)此是很重要的。

保證達(dá)到足夠的抽出率，這樣才能使廢渣中所殘留的色素少，降低單位產(chǎn)品的原料消耗量及相應(yīng)成本。

保持提取液較高的色素濃度，色素溶液濃度太稀，將會(huì)增加下面濃縮的困難，增加蒸汽消耗量，所以在保證足夠抽出率的前提下，應(yīng)盡量提高提取液的濃度。

提取工藝的幾點(diǎn)工藝要求，表面是相互矛盾的，如何總體掌握好這些要求，選擇最佳提取條件是很重要的，應(yīng)該根據(jù)原料本身的性質(zhì)、提取難易程度、原料價(jià)格、所含色素種類等不同情況來綜合考慮，沒有固定不變的。

三、色素液的蒸發(fā)濃縮

蒸發(fā)就是用加熱的方法使溶液中的部分溶劑汽化除去。在花卉色素生產(chǎn)中，蒸發(fā)提取液有兩個(gè)目的，一是提高提取液的濃度，另一是回收溶劑。在花色素的生產(chǎn)中，很多是有機(jī)溶劑提取的，通過蒸發(fā)可以回收一部分溶劑，減少損失。

蒸發(fā)是以飽和蒸汽作為加熱蒸汽，可采用單效蒸發(fā)或多效蒸發(fā)，一般蒸發(fā)有機(jī)溶劑采用單效蒸發(fā)，蒸發(fā)水多采用多效蒸發(fā)，天然色素大多對(duì)熱很敏感，為了避免色素受熱破壞，多采用真空蒸發(fā)。

蒸發(fā)濃縮的方法

1.單效真空蒸發(fā)天然色素萃取液蒸發(fā)一般都采用真空蒸發(fā)，主要原因是：真空蒸發(fā)，溶液沸點(diǎn)降低，可減少色素在高溫蒸發(fā)時(shí)可能發(fā)生的分解和破壞，保證產(chǎn)品有較高純度；真空蒸發(fā)，溶液沸點(diǎn)降低，如加熱蒸汽溫度不變，但增大了傳熱推動(dòng)力，即溫度差增大，在一定的蒸發(fā)量情況下，可減少蒸發(fā)器所需傳熱面積；由于溶液沸點(diǎn)降低，還可減少蒸發(fā)器的散熱損失。

色素溶液濃縮通常溶液量不是很大，單效真空濃縮是較為常見的濃縮方法。

單效蒸發(fā)是由一臺(tái)蒸發(fā)器和冷凝器及抽真空裝置組合而成。萃取液進(jìn)入蒸發(fā)器后，加熱蒸汽在管外加熱，管內(nèi)溶液受熱沸騰，二次蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝，不凝性氣體由真空泵抽出，使整個(gè)裝置處于真空狀態(tài)。濃縮后的溶液達(dá)到濃度要求，可間歇或連續(xù)排出。

2.多效蒸發(fā)

由于萃取液濃度很低，當(dāng)水作萃取溶劑時(shí)需要蒸發(fā)大量水分，為了減少加熱蒸汽的消耗而采用多效蒸發(fā)，即第1效的2次蒸汽不冷凝，引入第2效加熱室作為第2效的加熱蒸汽，第3效也相似。

蒸發(fā)工藝條件和影響因素

對(duì)蒸發(fā)工序工藝上提出的要求有：

保證色素在蒸發(fā)過程中不因受熱而分解或破壞。色素萃取液蒸發(fā)的溫度不宜過高，真空蒸發(fā)有利于防止色素的破壞，溶液在蒸發(fā)器中停留時(shí)間不宜過長(zhǎng)，并要注意避光保存。

保證濃縮液濃度，經(jīng)過蒸發(fā)工序后，萃取液應(yīng)達(dá)到要求的濃度，過低的濃度使干燥工序負(fù)荷增加，而每蒸發(fā)1kg水分和干燥除去1kg水分相比較，蒸發(fā)要經(jīng)濟(jì)得多，干燥負(fù)荷增加是十分不經(jīng)濟(jì)的。對(duì)于一些以有機(jī)溶劑為萃取劑來講，在蒸發(fā)濃縮的同時(shí)，還起到回收部分有機(jī)溶劑的作用。這就更需要保持足夠的濃度，否則損失就更大了。但在蒸發(fā)過程中濃度不宜過高，要注意防止色素溶液由于濃度提高而析出結(jié)晶，造成損失或滯留在蒸發(fā)器中。

盡量減少蒸汽消耗。萃取液濃度較稀，要求提高到較高濃度，所以蒸汽耗量較大，降低能耗是蒸發(fā)工序應(yīng)重視的問題，應(yīng)盡量減少蒸汽耗量和冷凝用水消耗量。多效蒸發(fā)可以減少蒸汽消耗，并注意保持疏水器工作良好。

盡量提高蒸發(fā)強(qiáng)度。蒸發(fā)器單位加熱面積在單位時(shí)間內(nèi)的蒸發(fā)量標(biāo)志著蒸發(fā)器本身結(jié)構(gòu)是否合理以及蒸發(fā)操作工藝條件是否恰當(dāng)。除在蒸發(fā)器的選型或設(shè)計(jì)中應(yīng)注意選用蒸發(fā)強(qiáng)度較高的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)形式外，在蒸發(fā)操作中還應(yīng)合理地提高加熱蒸汽壓強(qiáng)和尾效的真空度，保持加熱器內(nèi)凝結(jié)水和不凝性氣體的排出而無積累，及時(shí)清除管垢，保持穩(wěn)定的液位及其他操作條件，都有利于蒸發(fā)強(qiáng)度的提高。

五、花卉色素的精制

溶劑在萃取花卉色素的時(shí)候，不可避免地要浸出各種雜質(zhì)，這些雜質(zhì)對(duì)色素的質(zhì)量形成很大危害，并為以后的加工工藝帶來許多困難。因此，在提取時(shí)就應(yīng)考慮選擇適當(dāng)?shù)姆椒ǎ苊怆s質(zhì)浸出，同時(shí)要考慮對(duì)萃取液進(jìn)行凈化與提純。

天然花色素生產(chǎn)中常要除去的雜質(zhì)有精油、樹脂類物質(zhì)、果膠、蛋白質(zhì)、糖和淀粉等，這些雜質(zhì)的存在都影響色素的質(zhì)量，但是如果能很好分離，除了大大提高色素產(chǎn)品質(zhì)量以外，還能得到副產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益。

主要雜質(zhì)成分及其分離方法1.樹脂類物質(zhì)這類雜質(zhì)是指油脂、蠟和樹脂類物質(zhì)，它們?cè)谑覝叵虏粨]發(fā)，也不能使用水蒸氣蒸餾的方式蒸出來。這類物質(zhì)其中很多是屬多萜類，除去的方法是用溶劑萃取。萃取的方法有以下兩種：

將色素原料在萃取色素之前，先用石油醚或苯萃取，樹脂類物質(zhì)則溶解其中，再蒸出溶劑，殘留物即樹脂物質(zhì)。

如果不預(yù)先處理，色素原料在用乙醇萃取時(shí)，樹脂類雜質(zhì)將和一些溶于乙醇的色素一同被乙醇萃取出，然后將乙醇萃取液濃縮，蒸去大部分乙醇，然后再用石油醚或苯萃取，可除去油脂和蠟等物質(zhì)。

萃取法除去樹脂類物質(zhì)，要經(jīng)過多次萃取才能取得滿意效果。

2.果膠

果膠是天然色素生產(chǎn)中經(jīng)常需要除去的雜質(zhì)，特別是以漿果、果皮、花萼、其他果實(shí)為原料，用水做溶劑萃取的天然色素，大量的果膠同時(shí)被萃取出，它們將嚴(yán)重影響產(chǎn)品純度，必須除去。

植物體內(nèi)的果膠質(zhì)一般有三種狀態(tài)：第一種是原果膠，它是一類天然狀態(tài)的果膠質(zhì)，不溶于水，在酶或酸存在下加熱可抽提出水溶性果膠酸；第二種是果膠酯酸，它是一類部分羧基酯化的膠態(tài)聚半乳糖醛酸，在適當(dāng)?shù)膒H和糖同時(shí)存在可形成凝膠體；第三種是果膠酸，它是一類膠態(tài)的聚半乳糖醛酸，不與甲基酯化，溶于水，在酶的作用下，可繼續(xù)分解為低分子聚半乳糖醛酸和α-半乳糖醛酸。

果膠屬于直線型多糖，其鏈狀構(gòu)型內(nèi)包含有數(shù)百到上千個(gè)結(jié)構(gòu)單元，平均相對(duì)分子質(zhì)量約為5000～150000。果膠分子的結(jié)構(gòu)單元主要為D-半乳糖醛酸。在半乳糖醛酸的側(cè)鏈和主鏈上通常還存在一些其他中性糖類，D-半乳糖醛酸是以α-1，4配糖鍵連結(jié)在一起，這種多聚體即為聚半乳糖醛酸，其部分羧基與甲基酯化。游離的羥基也可部分或全部為鈉、鉀或銨離子所中和。

果膠溶于水而不溶于乙醇、乙醚、碳?xì)浠衔锏扔袡C(jī)溶劑中，因此果膠的除去方法有：

醇沉淀法。基本原理是利用果膠不溶于醇類溶劑的特點(diǎn)，將大量的乙醇加入色素萃取液中，形成醇-水的混合溶劑將果膠沉淀出來，據(jù)介紹如在醇中加入少量的苯或醋酸乙酯等物質(zhì)來沉淀果膠，效果更佳。乙醇水溶液濃度應(yīng)控制為55%～60%，濃度低，果膠沉淀不完全，乙醇濃度過高，損失大。沉淀出來的果膠用離心機(jī)分離，溶液得到凈化。

超濾膜精制。利用孔徑在0.01～10μm之間超濾膜可截留住果膠大分子，而讓有機(jī)低分子通過，達(dá)到除去果膠雜質(zhì)的目的。

3.糖與淀粉

用有機(jī)溶劑萃取時(shí)淀粉不會(huì)被浸出，用丙酮、甲醇、乙醇等極性溶劑萃取時(shí)，有時(shí)會(huì)帶出少量糖。許多色素原料含有大量的糖和淀粉，若用水萃取，水提取液中含有大量的糖和淀粉，可以設(shè)法避免用水做萃取劑。如果必須用水萃取，則可以將水液蒸干，用無水乙醇處理，糖和淀粉不溶而被除去。

多糖類溶于熱水而難溶于冷水，在萃取后立即冷卻即可分離多糖，或者將萃取的水溶液濃縮，加入等量或數(shù)倍量的乙醇，此時(shí)多糖類能以纖維狀或膠狀沉淀析出。此方法應(yīng)注意在沉淀時(shí)，溶液濃度不宜太濃，否則沉淀的多糖體有時(shí)會(huì)與溶劑一起包含雜質(zhì)，并形成大塊膠狀沉淀。反之濃度過稀時(shí)多糖會(huì)沉淀為乳狀，而難于分離，而且消耗有機(jī)溶劑量大，因此須適當(dāng)控制溶液的濃度，這和多糖的種類和聚合度有關(guān)。

丙酮也可代替乙醇。使用沉淀劑的方法一般不常用，因?yàn)槭苟嗵浅恋淼某恋韯┐蠖鄬?duì)人體健康不利，不宜采用。

4.蛋白質(zhì)

很多色素原料含有蛋白質(zhì)，用有機(jī)溶劑萃取時(shí)蛋白質(zhì)不會(huì)被提出，用水萃取時(shí)蛋白質(zhì)也被提出，可加等量或過量的乙醇或丙酮使其沉淀再用過濾或離心分離除去。也可以使用鹽沉淀法除蛋白質(zhì)，例如硫酸銨、氯化鈉、磷酸鉀都可作沉淀劑。

5.油脂、蠟質(zhì)類物質(zhì)

色素中所含的油脂、蠟和樹脂類物質(zhì)，一般在萃取色素之前先用石油醚提取，先把這些物質(zhì)除去。如果不預(yù)先處理，可直接用乙醇提取，提取液蒸去大部分乙醇后，再用石油醚萃取可除去油脂和蠟。

精制方法

采用一般的萃取工藝經(jīng)濃縮得到的液體產(chǎn)品或由此經(jīng)干燥得到的固體產(chǎn)品都是粗制天然色素。由于沒有經(jīng)過精制，產(chǎn)品色價(jià)低、雜質(zhì)含量高，有的還具有原料本身帶有的特殊的異臭、異味。有的具高強(qiáng)烈的吸水性，無法使用。這些都將直接影響到天然色素的穩(wěn)定性、染著性，限制了它的應(yīng)用范圍。所以國(guó)外的天然色素生產(chǎn)工藝都引入先進(jìn)的化工技術(shù)進(jìn)行精制，將粗制天然色素進(jìn)一步制成精制品，這樣改善了食用天然色素性能，并擴(kuò)大了它的應(yīng)用范圍。目前國(guó)內(nèi)外所采用的精制方法有以下幾種。

1.酶法

酶是具有專一性的高效催化劑，近代酶制劑工業(yè)的進(jìn)展可利用生物體合成的酶經(jīng)物理化學(xué)方法分離提取出酶制品。酶的催化作用常常在常溫、近中性的條件下就能進(jìn)行，這就特別適合耐熱性不強(qiáng)的天然色素的精制。酶法精制就是利用酶的催化作用，使天然色素粗制品中的雜質(zhì)通過酶反應(yīng)而除去，達(dá)到精制目的。

從蠶沙中提取葉綠素可作為食用天然色素，未精制的提取產(chǎn)品會(huì)帶有某種異樣氣味，從而影響它使用價(jià)值。采用酶法精制其色素粗產(chǎn)品可得到優(yōu)質(zhì)葉綠素。方法是在pH=7的緩沖溶液中加入脂肪酶制劑，在30℃下攪拌30min，進(jìn)行活化。再把活化酶液加到37℃粗制的蠶沙葉綠素中，攪拌反應(yīng)1h，即可除去令人不愉快的刺激性氣味。

將梔子黃色素經(jīng)食品加工用酶處理后制成梔子藍(lán)色素、梔子綠色素。或?qū)d子果實(shí)萃取物，使其中所含的呈色配糖體水解后，添加天然氨基酸，再經(jīng)酶作用而制得梔子紅色素。

2.超濾法

目前化學(xué)工業(yè)已生產(chǎn)出許多種多孔性微孔薄膜，其孔徑小到可有選擇地阻止溶液中較大溶質(zhì)分子通過，這種特殊的微孔薄膜就是超濾膜。超濾膜孔徑一般不大于0.4μm，有時(shí)把1μm以下的也稱作超濾膜。天然食用色素工業(yè)可選用適當(dāng)孔徑的超濾膜，使水分甚至小分子雜質(zhì)通過超濾膜，而使溶液中有效成分被阻留，從而達(dá)到某種程度的純化和高倍數(shù)濃縮的目的，國(guó)外已經(jīng)使用超濾膜精制天然色素，我國(guó)也已有工業(yè)化實(shí)例，如精制甜葉菊苷等。

例如可可色素屬黃酮類天然色素，原料是可可豆殼，萃取液含有可可堿等各種雜質(zhì)。采用管式聚砜超濾膜分離精制，操作溫度50℃，pH＝9，入口壓力為0.5MPa，可除去雜質(zhì)而且也進(jìn)行了濃縮。用此法可制得無異味的可可色素，得率6.3%。

紅曲色素是利用紅曲發(fā)酵后的產(chǎn)物，再用溶劑萃取培養(yǎng)物，所以萃取液中含有菌體、蛋白及膠狀不溶物。將紅曲菌萃取液用1～80nm孔徑的聚酰胺、聚酯或聚丙烯腈膜過濾，再減壓濃縮，反滲透處理，最后干燥，可得到色澤鮮艷、溶于水、透明度很高的優(yōu)質(zhì)色素。

3.吸附、解吸法精制

根據(jù)不同色素的性質(zhì)選擇不同色素特定的吸附劑，用吸附、解吸附法精制色素。意大利曾有用吸附劑精制葡萄汁色素的報(bào)道，可除去葡萄汁中的果膠質(zhì)及某些重金屬離子，所制得的精制品作為高級(jí)葡萄酒和飲料的著色劑。

四川涪陵色素廠使用吸附劑精制蘿卜紅色素。蘿卜紅色素主要成分是天竺葵素的葡萄糖苷的衍生物，粗制的蘿卜紅色素含許多雜質(zhì)，易吸潮、結(jié)塊并帶有很濃的蘿卜臭味，用吸附、解吸法精制后的蘿卜紅色素，可起濃縮作用外，而且除去了90％以上的糖和果膠等雜質(zhì)，使特有的蘿卜氣味也大大降低。選用的吸附劑可以再生，吸附容量無明顯變化，可反復(fù)使用，基本上沒有損失。

4.交換樹脂法

選擇適宜的離子交換樹脂對(duì)粗制色素溶液進(jìn)行離子交換處理可以達(dá)到分離其中的雜質(zhì)，如糖、有機(jī)酸、無機(jī)鹽等，達(dá)到凈化、提純的目的。例如美國(guó)曾報(bào)道將葡萄皮色素浸提濃縮液用磺酸型陽(yáng)離子交換樹脂進(jìn)行純化，可除去其中的糖和有機(jī)酸，經(jīng)過如此精制后的葡萄皮紅色素穩(wěn)定性有所提高。