梔子黃

桅子黃

梔子黃(crocin,gardenia yellow),別名藏花素,俗稱黃梔子,屬類胡蘿蔔素系列,它是梔子中的黃色色素,其黃色素成分為類胡蘿蔔類色素的藏花素,與藏紅花中徠的藏花素相同。分子式為C44H64O24,相對分子質量976.97。梔子黃可用於果汁(味)型飲料、配製酒、糕點上彩妝、冰棍、雪糕、膨化食品、果凍、麵餅、糖果和栗子罐頭等。

主要成分


化學式
化學式
梔子黃色素主要成分是類胡蘿蔔素類的藏花素(Crocin)和藏花酸(C rocet in) ,還含有環烯醚萜苷類的梔子苷以及黃酮綠原酸。藏花素和藏花酸是少有的水溶性類胡蘿蔔素,分子中存在多個共軛雙鍵,它們一方面賦予梔子色素黃色,另一方面也是梔子色素不穩定的原因之一。梔子黃色素中有七種藏花酸的衍生物,這七種衍生物的彩度( chroma)和明度(brightness) 差別很少,但是隨著與藏花酸連接的葡萄糖基因數目的增加,衍生物色調色( hue)減少,色澤由紅色向黃色轉變。

性質


橙黃色結晶性粉末,微臭。易溶於水,在水中立即溶解成透明的黃色液體。可溶於乙醇和丙二醇,不溶於油脂,pH值對色調幾乎無影響。其色調在酸性(pH值4~6)和鹼性(pH值8~11)時都比β-胡蘿蔔素穩定,特別在鹼性中黃色更鮮明,在波長440nm附近吸光度最大。耐鹽性、耐還原性、耐微生物性均好,在中性或偏鹼性條件下,梔子黃耐光性、耐熱性均較好,而在低pH值時耐熱性、耐光性較差,易褐變。對蛋白質和澱粉染著效果較好,即對親水性食品有良好的著色力,在水溶液中則不夠穩定。在酸性時比在鹼性時褪色顯著。對金屬離子(如鋁、鈣、鉛、銅、錫等)相當穩定,鐵離子有使梔子黃變黑的傾向。

製備方法


生產梔子黃的方法有乙醇溶液提取法、水提取法和乙醇、乙醚浸提法等。僅介紹乙醇溶液提取法如下。
將成熟的梔子果實粉碎,加入CaCO3。用20%乙醇溶液於75℃的溫度下浸提4h,中間換兩次浸提液,過濾,濾液流經多孔性吸附樹脂,以25%乙醇溶液淋洗樹脂,再用50%乙醇溶液淋洗樹脂並收集該淋洗液,減壓濃縮洗液,乾燥得成品色素,或者真空薄膜蒸發濃縮,噴霧乾燥。

安全性


小鼠經口LD50為22000mg/kg體重。蓄積性、致突變試驗:有弱蓄積性,無致突變作用。用添加2%梔子黃色素的飼料進行亞慢性毒性試驗,結果無任何異常,故本色素安全性。按照GB2760-2011《食品添加劑使用衛生標準》規定:梔子黃可用於果汁(味)型飲料、配製酒、糕點上彩妝、冰棍、雪糕、膨化食品、果凍、麵餅、糖果和栗子罐頭等,最大使用量為0.3/kg。實際使用時,用於一般汽水、汽酒為0.2/kg;竹葉青酒為0.19/kg;用梔子黃按1:7加水製得梔子黃色素液,對蛋卷著色,在和面時按25:1加入,染色效果較好;用於月餅餅皮的調色,梔子黃的最大使用量為0.3/kg;用於糖果,其使用量為0.05%~0.2%;用於糕點,其使用量為0.01%~0.1%。梔子黃用於飲料效果好,色澤艷麗,雖高溫煮沸亦不變化,使用量為0.02%~0.1%,但不宜使用於酸性飲料,以防褪色。本品可用於保健品的製備。

分離純化


分離純化流程圖
分離純化流程圖
由於中藥和食品提取梔子黃的目標產物不同,因此採用的提取溶劑也有區別。中藥方面主要用甲醇,而食品方面用水,藏花酸、藏花素及梔子苷均是水溶性的極性分子,也有研究表明,醇利於藏花素、藏花酸的提取,水利於梔子甙的提取。
自1961年開始生產以來,日本一直從中國大陸和台灣進口梔子,梔子黃色素生產的工藝流程如下圖:

精製方法


梔子黃色素提取液可以用果膠酶處理、板框過濾、離心等方法進行初步精製,去除果膠、蛋白質等大分子物質。但要去除引起色素綠變的梔子苷,必須進一步純化。常用的精製方法有:樹脂吸附法、超濾法、反滲透法、超臨界流體萃取法、凝膠層析法、鉛鹽沉澱法、活性炭吸附法等,但真正用於生產的很少,國外僅有大孔樹脂吸附法已應用於工業化生產。

影響因素


梔子黃
梔子黃
紫外-可見光區內梔子黃色素水溶液有三個吸收峰:238nm、325nm、440nm,分別是梔子苷、綠原酸、藏花素和藏花酸特徵吸收峰。
梔徠子黃色素液在pH 1~ 7時為橙黃色,pH 8~12時為亮黃色。在酸性條件下色素穩定性較差,中性、鹼性條件下色素穩定性良好。與其他類胡蘿蔔色素相似,梔子黃色素耐日光性較差。除Fe 、Cu 以外,常見金屬離子對梔子黃基本無影響。
梔子黃色素溶液與氧化劑共存時會因氧化作用而導致褪色。因此,若在食品中使用梔子黃色素, 就應盡量避免在加工和貯存過程中與氧化劑接觸,延緩或減輕梔子黃色素的褪色現象。
在添加梔子黃色素作為染著劑的食品體系中,同時添加抗壞血酸、異抗壞血酸鈉,能夠明顯延緩色素的褪色。因此,在不影響產品風味和其他質量指標的前提下,可以添加適量抗氧化劑,阻止或延緩梔子黃色素的褪色。

劣變防治


褪色防治

梔子黃提取過程中藏花素、藏花酸分子本身含有多個不飽和共軛雙鍵, 易受親電試劑如H+、金屬離子等破壞,逐漸變為飽和烴,色素吸收峰向紫外區漂移,即發生褪色。通過添加色素穩定劑(如EDTA 二鈉) ,避免與金屬離子接觸,調整色素所在體系的酸鹼度等方向可有效防止褪色。

綠變防治

梔子苷是引起桅子黃色素綠變的主要因素,它在蛋白酶或B-葡萄糖苷酶的作用下易與伯氨基化合物發生反應生成梔子藍色素。為了有效防止綠變,必須從提取和精製著手,儘可能地除去色素中的梔子苷。

綜合防治

梔子黃色素和B- 環糊精相互作用形成1:1型包合物, 梔子黃色素的長鏈結構進入B- CD 的疏水內腔,使其所處微環境發生了改變,抑制了光、熱、酸鹼、氧化等因素引起的褪色反應,大大增強了色素的穩定性。EDTA-Na2 能穩定桅子黃色素的分子結構,鰲合色素中的金屬離子,增強色素穩定性。多聚磷酸鈉,偏磷酸鈉,磷酸氫二鈉,,C- 谷維素, 3, 5-二咖啡醯奎寧酸,3 4- 二咖啡醯奎寧酸,4, 5- 二咖啡醯奎寧酸,3, 4, 5- 三咖啡醯奎寧酸和它們的鹽類都可作桅子色素的護色劑, 防止褪色。
橘皮苷的二糖苷、在藏花酸分子上連接龍膽二糖, 可使桅子黃色素對紫外光的穩定性增強。加入一定量苯甲酸、山梨酸、八角水提液或酒精提取液, 可防止桅子黃色素著色的面類製品綠變。

主要用途


食品行業

梔子
梔子
桅子黃色素可抑制80 % 亞麻油酸的氧化, 因而可作為食品加工過程中的抗氧化劑;它的耐熱性良好,在80 ℃,120 分鐘條件下,色素殘存率在85 % 以上;在可見光(40lun -700nln ) 範圍內, 對光的照射是穩定的,而對波長250nm一390nm 範圍內的光的照射不穩定。因而,桅子黃色素可作為抗氧化劑和著色劑應用於食品工業中。
桅子黃色素對蛋白質、澱粉等具有優良的染色能力,可廣泛應用於糕點、糖果、麵粉、飲料、果凍、餅乾、雪糕等各種食品上。

絲綢織物

研究顯示天然梔子黃對絲綢織物的染色性能。改變染色條件,採用直接染色法和媒染染色法對絲綢進行染色,經正交試驗分析獲得優化的染色最佳工藝。結果表明:梔子黃對絲綢織物可以直接染色,染料用量對染色結果影響最大,染料的提升性能較好。梔子黃媒染時適合採用后媒染色,與直接染色相比,后媒染色的織物顏色沒有明顯變化,除了日晒牢度不超過3級外,其他各項牢度基本都在4級以上,更多還原。

藥品行業

桅子黃色素除含色素成分可著色外,又含有一定的和血、活血、祛疲、止痛、降壓等醫療價值極高、售價昂貴的藏紅花酸, 可應用到藥品行業。

使用方法


將所需數量的色素,加入適量的水或稀乙醇中,稀釋攪拌均勻,再將此黃色溶液加入所需染色的產品中,均勻攪拌即可。操作溫度應低於80度。