【科普】：天然色素的主流提取方式_珠海靖浩生物科技有限公司

【科普】：天然色素的主流提取方式

2022-02-01

色素分天然色素和合成色素两大类，天然色素的应用有着悠久的历史，我国古代就有使用天然色素作纺织品染料、米饭、酿酒、化妆品等色料的记载。自从1856年英国人帕金合成出第一种人工色素—苯胺紫之后，合成色素因其色泽鲜艳、着色力强、性质稳定且价格便宜等特点，在人们的生活中就开始扮演着非常重要的角色。

随着毒理学和分析化学的不断发展，人类逐渐认识到多数合成色素品种对人体有较为严重的毒性和致畸、致癌性，世界各国严格限制使用尚未弄清其安全性的合成色素品种，不少合成色素相继从各国许可使用的名单中删除。因而，现在利用无毒无害的天然物质提取食用、化妆品和医用色素，成为一种新的发展趋势。

天然色素来自天然物质，现今主要由植物组织中提取，也包括来自动物和微生物的一些色素。天然色素具有安全、健康的特点，许多还具有一定的营养价值和药理功能。

天然色素的生产和获得主要有三条途径：一是直接提取；二是人工合成；三是利用生物技术生产。目前绝大多数品种的天然色素是采用直接提取方法生产的。色素的提取主要有下列方法：溶剂提取法、萃取法、酶法、压榨法、粉碎法、组织培养法、微生物发酵法及人工合成法等，下面仅介绍几种常用的、具有发展前景的天然色素提取方法。

1.1溶剂提取法

溶剂提取法是目前从动植物中提取色素的一种普遍常用的方法。溶剂提取法包括浸渍法、渗漉法、煎煮法和回流提取法。以水为溶剂提取天然色素可用浸渍法和煎煮法，前者适用于有效成分能溶于水，对湿、热稳定且不易挥发的原料用有机溶剂提取可采用回流提取法。

提取高粱红色素是用0.1％的盐酸水溶液浸泡2h，除去杂质和杂色后，再用7％的乙醇水溶液在40℃下浸提，然后过滤、浓缩、干燥而得。

利用有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等提取姜黄中的姜黄色素。

将虾壳用盐酸浸泡24h后过滤，滤渣用95％乙醇浸泡，提取液经蒸馏后得到浓缩的粗制虾青素提取物。

相对而言，有机溶剂提取法萃取剂便宜，设备简单，操作步骤简单易行，提取率较高，但用其提取的某些产品的质量较差，纯度较低，有异味或溶剂残留，影响产品的应用范围。

1.2超临界流体萃取法

目前在超临界流体萃取(SFE)技术中使用最普遍的溶剂是CO2。超临界二氧化碳流体萃取是近一二十年发展起来的一种新型物质分离、精制技术。它兼备有气体低粘度、高扩散和流体的高密度、大溶解度两方面的特点。由于超临界CO2提取工艺简单，能耗低，萃取剂便宜，提取的产品具有纯度高、溶剂残留少，无毒副作用等优点，越来越受到人们的重视。

Rozzi.NL研究了32～86℃、13.7800～48.2686kPa条件下从番茄副产品中提取番茄红素。结果表明，在86℃、34.478 6 kPa条件下得到了38.8％的最大提取率。超临界CO2流体萃取技术是一种新型的绿色分离技术，但因为存在技术尚不完善、设备复杂且昂贵、运行成本高等问题，使这种萃取方法在该领域的发展和应用受到了一定的限制。

1.3微波萃取法

微波萃取是在密闭容器中用微波加热样品及有机溶剂，将待测物质组分从样品基体中提取出来的一种方法。其能在短时间内完成多种样品组分的萃取，溶剂用量少，结果重现性好。

目前，微波技术用于提取色素的报道不断出现，涉及生物碱、黄酮、单宁类等物质。王伟华等人研究出了利用微波萃取番茄红素的最佳工艺条件，使得番茄红素的提取率达到95％，使提取时间大大缩短，与超临界CO2萃取相比，它成本低，投资少，提取率高。微波萃取天然色素技术在实验工作中虽然已经取得一定重要成果，但由于受它的特性的限制，应用范围受到了一定的影响。

1.4酶法

在植物色素提取的过程中，色素往往被包裹在细胞壁内，而大部分植物的细胞壁由纤维素构成。用纤维素酶可以破坏β-D一葡萄糖苷键，使植物细胞壁破坏，有利于成分提取。

根据此原理，在提取植物成分前先用纤维素酶酶解，使植物细胞壁破坏后再进行提取，可提高活性成分的提取率。而不管是否使用酶，提取物的成分一致，这说明酶解没有破坏植物色素的成分。

总结，传统的提取方法如粉碎法、压榨法、有机溶剂提取法、回流法等存在着提取时间长、劳动强度大、原料预处理能耗高、热敏性组分易被破坏、生产的色素产品纯度差、有异味和溶剂残留等缺点，直接影响了天然色素的发展及应用。

对人工合成法而言，由于生物合成代谢的复杂性，许多天然色素物质很难在人工控制下化学合成，人工合成的方法只能生产极个别的具有天然色素化学组成和分子结构的物质，如胡萝卜素。

近年来随着生物技术的发展，利用生物技术生产天然色素已为人们开阔了广泛的领域，利用微生物发酵方法生产蓝色素、红曲色素等多种天然色素已成为现实。

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[10]vowing, 天然色素, 新浪博客

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