摘要：本文通過超濾膜和超臨界CO2裝置對蘿卜紅色素進行萃取、澄清過濾，并采用GC-MS分析蘿卜紅色素氣味物質(zhì)，最后得出截留分子量為8000的超濾膜比較合適，超臨界萃取前后，蘿卜紅色素花青素含量出現(xiàn)了較小的降低；超臨界萃取前后分別鑒定出鑒定出19種和14種揮發(fā)性風味物質(zhì)化合物，最主要的揮發(fā)性風味成分為二甲基硫醚和二甲基二硫，它們屬于產(chǎn)生惡臭的風味的最主要來源。

關(guān)鍵詞：蘿卜紅色素 工藝優(yōu)化 研究

中圖分類號：TS264.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5336（2014）02-0001-03

1 前言

蘿卜是人們經(jīng)常食用的蔬菜，其紅色素主要從紅心蘿卜中提取，主要成分是天竺葵素的葡萄糖苷衍生物，蘿卜紅色素作為純天然色素，可以很安全的添加到葡萄酒，藥品及化妝品當中，還有抗氧化性等功能。我國對蘿卜紅色素的需求也出現(xiàn)每年遞增，且供不應(yīng)求的局面。由于蘿卜價格便宜，生產(chǎn)量大，大批量生產(chǎn)已經(jīng)不成問題，所以近年來國內(nèi)外對蘿卜紅的研究和生產(chǎn)應(yīng)用也越來越多[1]。

2 設(shè)備材料

紅皮蘿卜市售。其他化學試劑均為分析純。

Avanti J-25冷凍干燥機（美國貝克曼公司）；LC-20AM型高效液相色譜儀（美國安捷倫公司）；Thermo LXQ型液相質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國熱電公司）；Eyela N-1100旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（日本東京理化器械株式會社）；層析柱（50×600mm，15×300mm，北京欣維爾玻璃儀器有限公司）。超濾膜組件（福建三達）；噴霧干燥塔（江蘇淮陰）

3 試驗方法

（1）固形物含量：按照國標GB-T 12143.1-1989軟飲料中可溶性固形物的測定方法—折光計法，進行可溶性固形物含量測定。

（2）澄清度：分別取5份相同的澄清后的蘿卜花青素溶液（500ml），用膜孔徑為1000，3000，5000，8000，10000的超濾膜分別進行超濾試驗，在660nm下測定透光率。

（3）蘿卜紅色素粉產(chǎn)品得率的測定：收集得到的色素粉（粘壁較為嚴重的已經(jīng)粘在壁上的色素粉不列為可收集范圍內(nèi)），立刻密封稱其重量，計算其占蘿卜紅色素溶液總固形物含量值的比例，即可測出產(chǎn)品得率。

（4）蘿卜紅色素粉水分含量的測定：采用GB/T5528 -95 105℃恒重法測定水分含量。

（5）蘿卜紅色素粉花青素含量的測定：根據(jù)固形物含量百分比，把所得色素粉按照料液1：100（m：V）比例進行溶解，然后按照的方法計算花青素含量。

（6）蘿卜紅色素粉末的超濾工藝設(shè)計[2]：本文蘿卜紅色素干粉的工藝流程見圖1：該裝置的超濾膜按可通過的分子量大小劃分為1000，3000，5000，8000，10000道爾頓五種。本試驗將色素溶液分別由五種膜過濾，通過測定超濾前后花青素含量，澄清度，可溶性固形物以及超濾花費時間含量來選擇超濾最佳孔徑。然后再通過測量硫苷來分析超濾對硫苷含量是否有影響。

（7）超臨界CO2精制對蘿卜色素的氣味物質(zhì)影響研究：1）萃取溫度40℃，分離溫度35℃，萃取壓力25MPa，萃取時間180min。2）GC-MS分析蘿卜紅色素氣味物質(zhì)的條件如下[3]：蘿卜紅色素粉的前處理：取萃取前后樣品各0.5g，加入蒸餾水至10ml，立刻密封瓶子，插入萃取頭，水浴40℃下萃取25min。

GC-MS檢測條件：Agilent氣質(zhì)聯(lián)用儀，hp-5ms石英毛細管柱：30m×0.25mm×0.25μm，載氣He，程序不分流（PSS），進樣口溫度250℃；升溫程序：50℃保持5min，然后以5℃/min升溫至100℃，保持2min，再以15℃/min升溫至250℃，保持2min。GC/MS傳輸線溫度280℃，掃描范圍12～350μ，掃描時間0.3s，掃描間隔0.2s，EI離子源溫度170℃，EI能量70eV，光電倍增器（PET）電壓230V。利用NIST98譜庫對質(zhì)譜圖進行串聯(lián)檢索，并用峰面積歸一法對各組分進行定量。

4 結(jié)果與分析

4.1 蘿卜紅色素水溶液的超濾工藝優(yōu)化

從以上試驗結(jié)果可知，隨著超濾膜孔徑的降低，被阻止通過膜的分子級別越來越小，可溶性固形物含量逐漸降低，由于花色苷分子量一般在400到1000之間，分子量較小，花青素損失非常小。超濾膜孔徑在8000道爾頓以下時，澄清度已經(jīng)能夠達到99%，此前溶液中存在的大分子雜質(zhì)物質(zhì)進一步被去除。硫代葡萄糖苷含量進一步降低，但是降低不明顯，原因是硫苷分子量較小，超濾作用孔徑并不能限制硫苷分子。當超濾膜孔徑較小時，超濾處理相同體積溶液需要的時間比濾膜孔徑較大的要長。雖然較小孔徑濾膜能夠取得較好效果，但是綜合處理耗時考慮，應(yīng)該選擇截留分子量為8000的超濾膜比較合適。

4.2 超臨界萃取前后蘿卜紅色素及呈味物質(zhì)指標測定結(jié)果

從表2和圖2是超濾前后紅色素物質(zhì)和呈味物質(zhì)指標的檢測結(jié)果：

從表2可以看出，超臨界萃取前后，蘿卜紅色素花青素含量出現(xiàn)了較小的降低，這可能是由于在超臨界萃取過程中，由于超臨界萃取過程中，在溫度和CO2聯(lián)合作用下，花青素出現(xiàn)了損失。此外，在萃取完成后，色素中的水含量升高，這可能是由于CO2中含有少量水分，帶入到色素中，另一個原因可能是由于色素產(chǎn)品吸潮性較強，在萃取完成后的收集過程中混入了部分水分。

通過在線計算機譜庫檢索和有機化合物。質(zhì)譜斷裂的一般規(guī)律和有關(guān)數(shù)據(jù)進行定性，部分組分還通過與標準樣品的保留時間比較確認。超臨界萃取前后分別鑒定出鑒定出19種和14種揮發(fā)性風味物質(zhì)化合物，最主要的揮發(fā)性風味成分為二甲基硫醚和二甲基二硫，它們屬于產(chǎn)生惡臭的風味的最主要來源，從表3中我們可以看到，兩種物質(zhì)的相對豐度在超臨界萃取后均出現(xiàn)了下降，其中二甲基二硫的相對豐度從11.56%下降到了5.28%，這可能是由于二甲基二硫?qū)儆跇O性小的分子，根據(jù)相似者相溶原理，該物質(zhì)更容易與CO2產(chǎn)生作用；檢測出甲基異氰酸，異硫氰酸烯丙酯以及異氰酸芐酯，這些物質(zhì)是形成蘿卜辛辣風味的主要來源，在超臨界萃取前后都檢測出，而且相對豐度變化不大，這說明超臨界萃取對這些風味物質(zhì)的選擇性除去效果并不突出，其他的多數(shù)物質(zhì)應(yīng)為異硫氰酸酯類的水解產(chǎn)物，此外，檢測出的含量較高的二叔丁基對羥基以及2，4-二叔丁基苯酚可能是原料中的添加劑。

參考文獻

[1]范公健等，蘿卜紅色素提取及其穩(wěn)定行，江蘇農(nóng)業(yè)學報，2006，22（2）：159-163.

[2]Jing， P； Giusti， MM Contribution of berry anthocyanins to their chemopreventive properties[M]，Berries and cancer prevention，Stoner，Gary D； Navindra Seeram （Eds.）. Springer Publisher.2011.

[3]張春玲等.紫心蘿卜紅色素提取工藝及穩(wěn)定性研究，食品科學，2008，11：290-293.