(3)蒸.将大蒜脱皮、搅碎,按蒜/水比例1:1.6投料,水蒸气直接蒸馏。在一定范围内蒜水比例(即投料量)直接影响产率的高低,蒜水比值越大越好。如果采用通入水蒸气蒸馏的水蒸气蒸馏法,蒜水比值还可以提高。
(4)油水分.大蒜油产率大于0.3%。
(5)室温存.10~30℃条件下,大蒜油主要有效成分可在1年内保持不变质。
辐照有利于大蒜保鲜,并能提高大蒜油的产率,当辐照剂量达到0.10kGy时,大蒜油产率可提高到0.37%。
2.溶剂萃取法
工艺流程:
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(1)原料处.将湿大蒜(不得有腐败的)脱皮后清洗,晾干后置80℃干燥箱中干燥24h(含水量应小于8%,若含水量过高,不利于油的萃取,且影响油质量),捣碎成蒜泥。
(2)溶剂萃.称取大蒜泥,按照料液比1:5,即每100g大蒜泥加90%~95%乙醇作为提取剂,调pH=6.5,采用连续加热回流提取法,90℃提取2.5~3h,提取液减压蒸馏得到粗品大蒜油。粗油提取率可达0.28%左右。
3.超临界CO2萃取
工艺流程:
首先挑选大蒜原料,以除去有斑痕、霉烂、病害的大蒜及杂质,满足质量要求的大蒜进行清洗,除去泥沙等,然后对大蒜进行脱皮,用组织捣碎机捣碎成糊。
采用提取温度35℃、压力20MPa、CO2每小时流量30L,提取时间3h为最佳提取条件,提取温度是提取大蒜油的关键影响因素,大蒜油提取率为0.35%。
超临界CO2萃取大蒜油的收率要高于溶剂法,且所得大蒜油的品质与外观都高于溶剂法,但成本远远高于溶剂法。水蒸气蒸馏法提取率可能会偏低,但提取简单易操作,对仪器、设备要求较低,适合小型工业化生产,可降低设备投资成本,增强市场竞争力。
4.大蒜油理化性质
大蒜油是澄清黄色液体,具有大蒜强烈特征的刺激气味,溶于大多数固体油和矿物油,不完全溶于乙醇,不溶于甘油和丙二醇。大蒜油的主要成分是由二烯丙基二硫、二烯丙基三硫等多种烯丙基、丙基组成的硫醚混合物。
大蒜油的理化指标如下:大蒜油含量:0.1%~20.19%;大蒜油密度(25℃):1.0569g/mL;折射率(25℃):1.560;酸价<;4;过氧化值<;0.15%;砷(以As计)<;0.1mg/kg;汞(以Hg计)<;0.05mg/kg。
(二)洋葱油
洋葱油既是食品行业的调味剂,又是许多药品、功能型食品的原料,近年来在国际市场上供不应求。目前市场上的洋葱油多为常压水蒸气蒸馏的产品,产品得率低(0.02%~0.03%),质量差,失去了新鲜洋葱风味。溶剂萃取法提取洋葱油萃取不完全,得率低,而且杂质多,去杂工艺复杂,成本高。减压蒸馏提取和超临界CO2萃取洋葱油品质较好,质量较高。
1.减压蒸馏法萃取洋葱油
称500g洋葱,去皮粉碎成匀浆,按质量1:1加水混匀,30℃室温放置3h,乙酸乙酯有机溶剂萃取3次,在5~8kPa真空度下,以-5℃冰盐水冷却,蒸馏3h,收集蒸馏液;分别用80,40,40mL有机溶剂萃取3次,混合萃取液,加8g无水Na2SO4脱水,回收有机溶液,得洋葱油。有机溶剂乙酸乙酯、二氯甲烷得率无显著差异。二氯甲烷的沸点最低,相对密度较大,所以利用二氯甲烷为溶剂回收能耗低,萃取时分层快,宜用于工厂化生产,但从食品安全的角度以乙酸乙酯为好。产率0.29%左右。
2.超临界CO2萃取
工艺流程:
洋葱..装..萃..分..接..洋葱油
以含水率为6%,粒径在0.45~0.90mm冻干洋葱粉为原料,可获得较高的提取率。
以冻干洋葱粉为原料,加入0.15L/kg的无水乙醇夹带剂,萃取压力28MPa,萃取温度42℃,萃取时间217min,洋葱油得率可达0.483%,且风味良好。
3.理化性质
洋葱油为琥珀黄色至琥珀橙色液体,相对密度1.050~1.135,折射率1.5495~1.5695。主要成分为甲基丙基二硫、甲基丙基三硫、二丙基三硫、二乙烯基硫醚、乙烯基烯丙基硫醚、大蒜素等,具有强烈刺激和持久的洋葱辛辣气味。主要用于汤料、肉类、沙司、调料等食品,也用于药品。极微量用于紫罗兰、风信子、玫瑰等日用香精中。
(三)姜精油和油树脂
精油和油树脂是目前姜的两种主要的深加工产品。
1.姜精油
姜精油是指从姜根茎中提取得到的具有浓郁的芳香气味挥发性精油,主要应用于食品及饮料的加香、调味,是国内外市场都需要的价格不菲的香精原料和药用原料。
姜精油除具有调理情绪、促进新陈代谢作用而用于芳香治疗外,还具有消炎、镇痛、抗过敏及健胃止吐功能和对肝损害保护等作用。姜精油作为香料主要应用于男士化妆品和食品中。
姜精油的提取方法目前常用的主要有传统的水蒸气蒸馏提取、压榨法和超临界CO2萃取法。
(1)水蒸气蒸馏法提取姜精.称取干姜粉180g,置于挥发油提取装置中,加水1500mL,连续蒸馏8h,精油和水混合蒸气经冷凝器冷却得馏出液,将其用NaCl饱和后,再用分液漏斗将油相与水相分开,得产物1.75g。水蒸气蒸馏生姜精油的得率一般在1.5%~2.5%。
(2)超临界CO2萃取
新鲜生..清..切..晾..烘..粉..超临界CO2萃取
以冻干粉姜粉粒径为0.3mm最佳,萃取温度40℃、萃取压力20MPa、萃取时间90min,产率4.67%。
理化性质:姜精油是透明、浅黄到橘黄可流动的液体,是一种复杂的混合物,其折射率为1.4880~1.4940,旋光性为-45.~-28.,相对密度为0.871~0.882。不同贮存期的姜用水蒸气蒸馏获得的姜精油物理参数大体相同。但姜精油组分中有些化合物是化学不稳定的,长时间暴露在光与空气下会增加黏度,形成非挥发性聚合的残留物,降低旋光性。当温度超过90℃时,姜精油的成分、气味、风味就会发生有害变化。
2.姜油树脂
姜油树脂是用有机溶剂萃取姜根茎,然后回收有机溶剂,剩下的比较黏稠的半流体物质。它既含有少量精油的挥发性成分,也含有精油不具备的非挥发性的脂肪成分。因此姜油树脂口感芳香、辛辣,含有姜作为香辛料的全部风味。其中不挥发成分在呈香方面有着仿真的作用,且对挥发性精油起着天然定香剂的作用。而且姜油树脂的高沸点不易挥发的特性特别适用于需要进行高温加工的食品,是一种高品质的调味料和食品配料。目前获得生姜油树脂的常用方法有有机溶剂浸提法和超临界CO2萃取法。
(1)有机溶剂浸提.以乙醇为萃取油树脂的溶剂,具有提取成本低,使用设备简单,适用性强等优点,有极大的推广应用价值。
乙醇循环法提取干姜油树脂的工艺为乙醇浓度80%,粉碎粒度30~60目,浸泡时间90min,固液比1:1,浸提温度50℃。
(2)超临界CO2萃.将新鲜生姜切片,在40℃烘箱中烘干,用粉碎机粉碎成粒状,过筛筛掉细小粉末,制成干姜粉备用。准确称取干姜粉置于超临界萃取釜中进行超临界萃取,萃取压力30MPa,萃取温度为50℃,萃取时间为4.5h,CO2流量为26kg/h条件下,最大萃取率为5.27%。
超临界二氧化碳萃取姜油树脂,同传统萃取方式相比较,具有简便、高效、环保、产物易于分离等特点,并且能够获得较高的萃取率,是一种很好的姜油树脂提取分离方法。
理化性质:姜油树脂是一种深琥珀色至深棕色的黏稠液体,几乎不溶于水,醇溶度也较低,静置后可产生粒状沉淀。姜油树脂的化学组成通常比较稳定,但其中姜辣素中的姜酚类物质化学性质不稳定,所以在贮藏过程中也会发生组分的变化。
(四)辣椒油树脂
辣椒油树脂又称辣椒精,是从辣椒中提取、浓缩而得到的一种油状液体,具有辣椒固有的强烈辛辣味。它除了含有辣椒的辛辣成分外,还含有辣椒醇、蛋白、果胶、多糖、辣椒色素等不少于100种其他的化学物质。
用食用酒精溶剂将辣椒中呈味物质(油树脂)提取出来,以食用胶为壁材,经喷雾干燥制成辣椒油树脂微胶囊,食用方便,呈味均匀,没有残渣,能明显提高菜肴和加工食品的感官水平,能持久的保持风味,防止呈味物质的氧化和挥发,还可以控制其释放速度,具有很好的市场前景。
1.辣椒油树脂
工艺流程:
原料→粉..溶剂抽..减压浓..含水油树脂
(1)原料预处理:选用色红、味辣、无霉变的干辣椒,经60℃恒温干燥1.5h后,粉碎,过60目筛,分别收集,待用。
(2)室温连续浸提法:称取原料10g,置连续浸提装置中,用30mL食用酒精溶液浸泡一段时间后让浸液流出,缓缓加入浸出液和50mL新鲜溶剂,放置了3h后,打开底阀,控制流速每分钟2mL,浸提液流完后,再加入20mL新鲜溶剂,继续连续浸提。待连续浸提完后,压出原料中余液与浸提液合并。
(3)提取液在70℃,80~85kPa,减压蒸馏,回收乙醇,去除部分水分,获得含油辣椒油树脂,置于称量皿中,先在60℃恒温干燥箱中浓缩2h,再在105℃干燥至恒重,得辣椒油树脂。
辣椒油树脂是暗红色的黏稠液体,辛辣,折射率为1.3854,相对密度1.0628,pH5.2,黏度0.006Pas。
2.辣椒油树脂微胶囊
工艺流程:
配..乳..均..喷雾干..辣椒油树脂微胶囊
按油树脂:食用胶为1:0.63称取,其中食品胶由阿拉伯胶:麦芽糊精为2:8构成加水搅拌溶解及乳化,在30MPa条件下经均质机均质15min,得O/W型乳化液,将乳化液在高速离心喷雾干燥机中以压力196kPa进风,进风温度120~130℃,出风70~80℃进行喷雾干燥,得辣椒油树脂微胶囊,该微胶囊形态良好。
第二.蔬菜色素的提取
食品的色泽是食品重要的感官指标,食品工业中广泛使用着人工合成的色素来增加色泽,但研究表明,一般合成的色素都有不同程度的毒性,有的甚至有致癌性。因此开发天然无害的食用色素对保证人类健康有重要意义。蔬菜种类繁多,色彩纷呈,是色素的巨大资源库,从蔬菜中提取的天然食用色素,不仅具有较高的安全性,有的还具有一定的营养价值和保健作用。且天然色素价格昂贵,市场前景广阔,能够促使蔬菜增值,是蔬菜深加工的一个发展方向。本文将介绍几种蔬菜中的色素及其提取方法。
一、天然食用色素生产与加工
(一)植物食用色素种类和应用
按照天然色素的化学结构分类,蔬菜中研究较多的色素主要有以下几类。
1.黄酮类及花青素类色素
黄酮类色素溶解度范围较广,多呈浅黄色,少数为橙黄色,具有抗衰老、防癌、抗癌、抗菌、抗病毒、调节内分泌等多方面功效,还可作血管保护剂,调节冠状、下肢血管的扩张,防止动脉硬化和栓塞。花青素,也称花色苷,花色苷能强烈吸收紫外光,在体内起着紫外屏障作用,并具有清除氧自由基、抑制脂质过氧化及抑制癌细胞等方面的功能,而且低毒,因此成为药物和营养剂中经常使用的天然色素。这两种色素都广泛存在于蔬菜中。
2.类胡萝卜素类色素
类胡萝卜素系共轭烯烃,天然色素,在自然界中大约有600多种,番茄红素是一种较为优秀的类胡萝卜素。该类色素是光合作用的光吸收剂和光过敏作用的保护剂,除作为色素使用外,大多具有多种生物学作用,可作为维生素A前体、机体免疫力的增强剂、细胞增生与肿瘤转化的抑制剂,还可以降低某些疾病发生的危险,如某些心血管病、癌症、老年性白内障与眼睛黄斑退化所致失明等。
3.叶绿素类色素
叶绿素是生命赖以生存的主要物质。叶绿素具有抗突变和防癌作用,叶绿素铜钠作为医药原料,可促进胃肠溃疡面的愈合、急慢性肝炎及肝炎引起的肝肿大、肝硬化,促进肝功能的恢复;作为食品着色剂,广泛应用于糕点、饮料、糖果等食品;作为日用化工原料,大量用于各种绿色药物牙膏和化妆品,对治疗牙周炎、口腔溃疡和口臭具有明显疗效。
4.醌类色素
醌类色素是醌类衍生物,有苯醌、萘醌、蒽醌等形式,植物性醌类色素主要有紫草红色素和紫胶红色素,具有抗菌、抗病毒、抗癌等作用。如紫草中的紫草素,属萘醌类物质,具有很强的抑菌作用,并能有效地促进上皮组织生长,加速创口愈合,紫草的其他成分能促进血液循环,促进毒素排泄。
(二)食用色素的提取和精制
1.食用色素的提取方法
天然食用色素大多从植物中提取,压榨法是从天然新鲜浆果、花朵中提取色素最简单的方法,但这种方法色素损失较大,杂质含量高,需要较好地控制原料破碎程度。目前,天然植物食用色素的提取方法主要有浸提法、培养法、冻结-融解法、直接粉碎法、酶反应法、浓缩法等。蔬菜色素生产上主要有以下几种提取方法。
(1)溶剂提取.该浸提方法常用于水溶性、醇溶性的花青素类、黄酮类脂溶性色素的提取,根据色素性质的差异,选择不同的提取溶剂、再经过滤、减压浓缩、真空干燥得到色素粗品。