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姜黄色素的提取、稳定化及其应用研究

郑君花  
【摘要】:以贵州姜为原料,研究姜黄色素的提取方法及其稳定化技术,将所提姜黄色素及稳定化后的姜黄色素应用在食品中。研究内容主要包括姜黄色素的提取、稳定化及应用三方面。1.姜黄色素的提取采用酶法-微波法联合提取姜黄色素,通过单因素试验和正交试验优化得到最佳的工艺条件,即:酶解pH为6.0,酶解温度为60℃,乙醇浓度为75%(v/v),微波时间为10min,此条件下,姜黄色素的提取量为13.91mg/100g。与单一的微波法、单一的酶法、碱法进行对比,酶法-微波法联合提取比单一的微波法提高了14.67%,比酶法提高了37.99%,比碱法提高了41.22%。采用高效液相色谱对提取物进行定性分析,通过对比标准品与样品的保留时间,得到所提姜黄色素中含有脱甲氧基姜黄素和姜黄素两种单体。采用酶法-微波法联合工艺提取贵州5个产地姜中的姜黄色素并测定其含量,得到长顺姜中姜黄色素含量为16.87mg/100g,水城姜中为20.02mg/100g,兴义姜中为8.77mg/100g,安顺姜中为13.61mg/100g,惠水姜中为15.43mg/100g。2.复合稳定剂提高姜黄色素的稳定性采用加入稳定剂的方法提高姜黄色素的稳定性,通过稳定剂的筛选、组合及复配得到色素的复合稳定剂配方,即色素+苹果酸+柠檬酸,且三者用量比例为1:0.5:0.4,此条件下将色素70℃加温10h后,最终残存率为92.31%。对比加入前后色素对温度、pH、光的耐受性,结果显示加稳样在各种条件下均能不同程度地增强姜黄色素对温度、pH、光的耐受性,表明该复合稳定剂能够增加姜黄色素的稳定性。采用恒温加速试验,依据降解速率方程得到不同温度下姜黄色素的降解速率常数,再根据Arrhnius微分方程进行线性回归得到常温下未加稳的色素溶液及加稳的色素溶液的贮存期,结果得到未加稳的色素溶液可以贮存22.3d,加稳色素可以贮存65.4d。3.微胶囊技术提高姜黄色素的稳定性采用微胶囊化方法提高姜黄色素的稳定性,以辛烯基琥珀酸淀粉钠(SSOS)和β-环糊精作为复合壁材,大豆分离蛋白作为乳化剂,对姜黄色素进行包埋,通过单因素试验和正交试验,优化得到姜黄色素微胶囊产品的最优制备配方,即:芯材0.1g,乳化剂添加量为0.8g,芯壁比为1:30,壁材比为1:1,固形物含量为2g,产品包埋率为89.11%。对微胶囊色素产品的理化性质进行初步测定,结果显示微胶囊色素水溶性增加,含水率为2.5%,密度为0.1374kg/m3。对比微胶囊前后色素对温度、pH、光的耐受性,结果得到微胶囊产品比未处理样在各种条件下均能不同程度地增强姜黄色素的的耐受性,说明微胶囊化可以增加姜黄色素的稳定性。在日光灯照射的条件下,将色素残存率的对数对放置时间进行线性回归,建立色素降解的回归方程,通过回归方程可以得到色素的贮存期为33.15d,色素微胶囊产品的贮存期为161.96d。采用扫描电镜观察色素微胶囊产品的表面结构,观察到微胶囊产品颗粒表面圆滑完整,无裂痕,部分颗粒表面皱缩凹瘪,颗粒大小不一。4.姜黄色素的应用将未处理的姜黄色素、加稳姜黄色素、微胶囊化的姜黄色素分别应用在果冻中,制得三种果冻,每隔7天测定一次Lab色值。结果表明随着放置时间的延长,果冻明度增加,色泽减淡;在果冻放置的过程中,三种果冻的色差值均随着时间的增加而增加,但在增加幅度方面,未处理色素果冻加稳色素果冻微胶囊色素果冻,且经过28天放置后,△E(未处理色素果冻)为9.30个NBS,色差感觉值达到大的水平;而△E(加稳色素果冻)为3.59个NBS,色差感觉值达到可识别的水平;△E(微胶囊色素果冻)为2.78个NBS,色差感觉值仅达到可察觉的水平。说明微胶囊处理和加入稳定剂可以增加姜黄色素在果冻应用中的稳定性。


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