水溶性天然色素生产技术的创新与应用

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获奖名称：

获奖区域：

河北省

获奖等级：

二等奖

主要完成人：

卢庆国; 暴海军; 连运河; 薛强; 安晓东; 任庆海; 刘新朝

关键词：

技术;  色素;  天然色素;  创新与应用;  创新;  水;  生产;  天然;  水溶性;  生产技术; 

第一完成单位：

晨光生物科技集团股份有限公司

获奖时间：

2012

项目名称：

联系人：

杨香瑜

联系电话：

0310-8859312;13582603681

电子邮件：

yangxiangyu2009@163.com

邮编：

地址：

河北省曲周县城晨光路1号

合作完成单位：

单位电话：

0310-8859031;8851168

传真：

0310-8851011;8851666

网址：

推荐单位(专家)：

来源网站：

河北省科学技术厅

来源网址：

https://kjt.hebei.gov.cn/www/index_ssl/index.html

摘要：

　　本项目创新生产的水溶性天然色素，是指植物原料来源的、多以花色苷类为主要着色成分的天然食用色素。其特点是天然、安全、有效，广泛应用于食品、药品、化妆品等领域。 　　我国是植物资源大国，各类水溶性色素的原料优势由来已久，但2005年以前国内技术粗放，普遍落后于欧美、日本等国家和地区，萃取收率低，产品杂质多、品质差、稳定性差，难以满足出口要求。因此，开展水溶性天然色素生产技术的创新与应用技术攻关，对缩小与国外差距，提升产业的国际竞争力，具有重要的现实意义和紧迫性。 　　本项目以多品种规模化、高端化、高质化、稳定化为目标，着眼于工艺和设备两方面，通过持续自主创新，突破了以下关键技术： 　　1）关键萃取因素优化组合及创新，突破水溶性色素萃取得率瓶颈 　　花色苷类色素的萃取得率往往不超过50%，其萃取条件的关键是：萃取溶剂极性、pH值、料液比、温度等，本项目通过单因子试验、多因子双水平正交设计试验和响应面分析，创新出弱酸环境、温度梯度、过程保护等多因素优化组合的工艺技术，能够充分萃取并减少过程损失，创新后的红米红得率由传统的40%左右提高到98%以上，甘蓝红由50%左右提高到95%以上，甜菜红由30%左右提高到80%以上。 　　2）创新产品除杂精制技术，打破高端市场垄断 　　萃取液的瞬间高温及冷冻沉淀非目的物的技术创新，使产品胶质含量由创新前的0.1g/100mL以上降至0.01g/100mL以下；复合酶法降解大分子量非目的物的技术创新，使水解率达到95%以上，小分子物质可高效去除；多级膜分离纯化去除杂质的纯化工艺技术，在降低色素损失的前提下提高产品纯度。 　　3）脱除产品异臭工艺技术的创新，扩大产品应用领域 　　十字花科植物含有特殊的芥甙物质，其降解产物有特殊的异臭，并成为甘蓝红、萝卜红等水溶性色素的严重品质缺陷。本项目创新出树脂脱味技术、溶剂脱味技术、超临界精制脱味技术三类技术，攻克了十字花科植物色素异味脱除技术难关，突破了在食品领域的应用限制。　　4）天然色素稳定化处理，提高产品稳定性 　　通过酚类化合物与红米红等花色苷C8位的结合，使红米红色价存放一年的损失率由10%降至2%；甜菜红生产中添加天然安全的稳定剂，使其稳定性提高40%；用微胶囊化包埋甜菜红并制成制剂，使其稳定性提高40%。 　　5）设计实施满足多品种共用一条生产线的装备集成，填补国际空白 　　针对行业使用水泥池浸泡的落后技术，自主创新行业专用的拖链式萃取设备，并将膜分离除杂、大孔树脂纯化、圆盘干燥等多个单元操作偶联，实现了对红米红、甜菜红、甘蓝红、甘薯红、萝卜红、栀子黄等水溶性色素制备的连续化、规模化。萃取吨料溶剂消耗降为原来的1/15，降低成本，提高安全性，环境友好。 　　依托创新成果，晨光集团近三年新增销售额1.5亿元，新增利润2191.65万元，新增税收417.99万元，水溶色素产销量国内第一。 　　创新成果已在国内企业推广，带动我国水溶性色素产业升级。高品质产品已经批量出口至美国、韩国、德国等。 　　项目带动农业种植，对整个植物提取物行业有重要示范和指导意义。