CN101962485A

CN101962485A - 水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺及其使用的装置

Info

Publication number: CN101962485A
Application number: CN2010102646299A
Authority: CN
Inventors: 黄立新; 刘伟; 周瑞君; 张彩虹
Original assignee: WUXI LINZHOU DRYING MACHINE FACTORY; Institute of Chemical Industry of Forest Products of CAF
Current assignee: WUXI LINZHOU DRYING MACHINE FACTORY; Institute of Chemical Industry of Forest Products of CAF
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2011-02-02

Abstract

本发明公开了一种水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺及其使用的装置，对栀子黄原液采用在35℃～60℃真空脱水的方法进行制粉，真空脱水时，所述的栀子黄原液的浓度在15％wt～30％wt之间，厚度控制在5mm～15mm之间，真空度控制在0.05MPa～0.09MPa之间，在此条件下脱水，得到含水量在3％wt～5％wt之间的水溶性栀子黄天然色素干粉。本发明获得的栀子黄色素粉末其含水量在5％以下，产品色价和真空冷冻干燥的色价相当，较常规喷雾干燥高出8个色价，OD比值小于0.4。本发明具有工艺简便，成本低，后期整个处理过程都处于低温真空的环境中，很好的维持了色素原有的品质，具有大规模的工业化价值。

Description

水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺及其使用的装置

技术领域：

本发明涉及一种食品天然色素的后期制备工艺，特别是栀子黄的后期脱水制粉工艺。

背景技术：

栀子黄色素是一类少见的水溶性类胡萝卜素，具有原料易得、价廉、产品安全、着色力强和使用方便等优点，而且具备降低心肌收缩力和防止动脉粥状硬化等保健功效，因此广泛的应用于饮料、糕点、糖果、面制品、酒类和乳制品等食品行业以及化妆品行业，拥有良好的发展空间和广阔的市场前景。

然而在栀子黄色素的生产和应用过程中，却存在着易被氧化分解而褪色的缺点。引起栀子黄色素褪色的原因是由于藏花酸和藏花酸分子本身含有不饱和双键以及液体状态产品的保质期短等缺点，使其易受光、热、H⁺、酸、金属离子、氧化剂等破坏，由不饱和烃逐渐变为饱和烃，从而使色素溶液的吸收峰向紫外区漂移，即发生褪色；另外色素中的绿原酸极易被氧化，而使着色的食品变暗，严重影响了天然栀子黄色素的产品品质，降低了经济效益。

对于这个问题，在栀子黄色素前期提取、分离纯化阶段，国内外科研人员研究并提出了栀子黄色素的多种提取及分离精制的优化工艺，最大限度的保证了栀子黄色素有效成分不被破坏。但是在最后制粉阶段，现在工业上大都采用喷雾干燥，例如CN 1847323 A专利中在最后的脱水制粉阶段采用的喷雾干燥，进风温度为175-195℃，出风温度达到了85-105℃，这使得栀子黄色素暴露于高温、富氧的环境中，发生了氧化分解而导致单位产品色价的降低，影响了产品的品质。真空冷冻干燥是一种制粉方法，CN 101165104 A专利中，提出了采用喷雾干燥或真空冷冻干燥的方式。虽然真空冷冻干燥可以很好地保持栀子黄色素的品质，但是它能耗大，成本高，生产周期长，多适合于生产高附加值的产品，这使得真空冷冻干燥在栀子黄色素工业生产中并不能普及应用；CN 101077940 A专利中，介绍了一种栀子黄色素的提取方法，对于最后的栀子黄色素制粉方式，也提到了真空干燥的方法，但是其处理的物料是栀子黄色素的结晶体，且专利中也并未明确说明是真空冷冻干燥还是其他的真空干燥，更没有提及相关脱水工艺。

发明内容：

为了解决现有的栀子黄色素生产中存在的高温易氧化，真空冷冻干燥成本高的缺点，本发明提供一种水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺及其使用的装置，具有成本低、色素稳定性好，不被氧化的优点。

本发明的技术方案为：一种水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺，对栀子黄原液采用在35℃～60℃真空脱水的方法进行制粉，真空脱水时，所述的栀子黄原液的浓度在15％wt～30％wt之间，厚度控制在5mm～15mm之间，真空度控制在0.05MPa～0.09MPa之间，在此条件下脱水20～30小时，得到含水量在3％wt～5％wt之间的水溶性栀子黄天然色素干粉。

所述的水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺所使用的装置，由脱水箱、受料盘、加热恒温板、水汽冷凝器、真空泵组成，脱水箱中设有受料盘和加热恒温板，受料盘在加热恒温板上，脱水箱下设有水汽冷凝器，脱水箱外接真空泵。

真空泵与脱水箱之间设有旁路控制阀。

水汽冷凝器与冷却装置连接。

加热恒温板与加热装置连接。

所述装置由控制器控制。

有益效果：

1.本发明的方法在低温真空脱水过程中，加热板的温度控制在35℃～60℃范围内，解决了栀子黄色素由于长时间处于高温情况下而引起的色价降低问题。

2.在低温真空脱水过程中，无需低温冷冻，将脱水时间缩短为20～30小时，节能约30％。

3.由于采用真空条件，使得天然栀子黄原液在最后制粉阶段始终处于低温、真空环境中，栀子黄色素在低氧环境中完成脱水，降低栀子黄色素由于被氧化而引起的品质下降问题，保证了产品的品质。

4.采用低温真脱水制粉工艺可获得与真空冷冻干燥同等品质的栀子黄色素粉末产品，而制粉成本大幅降低。

5.采用的真空脱水***由真空泵来直接产生脱水箱中的真空度，但由旁路控制阀来控制脱水箱中的真空度。

6.在脱水箱下部设有一个水汽冷凝器，从而确保了真空泵的有效作用。

7.采用本发明的栀子黄色素制备方法所得到的栀子黄粉末，其产品的最终含水量和色价与真空冷冻干燥产品基本一致，较常规喷雾干燥高8个色价，实现了色素产品色价高，经济效益好，并且工艺简单，成本低、操作简单等优点，具有大规模的工业化价值。

附图说明

图1为本发明：低温真空脱水装置工作示意图。

1为脱水箱，2为受料盘，3为加热恒温板，4为冷凝器，5为真空泵，6为旁路控制阀7为加热装置，8为冷却装置。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明做进一步描述。

一种水溶性栀子黄原液后期制粉工艺，以经过分离纯化的栀子黄原液作为原料，将其放入低温真空脱水装置中进行制粉。其原液质量浓度控制在15％～30％，料液厚度控制在5mm～15mm，脱水箱内真空度控制在0.05MPa～0.09MPa之间，加热温度为35℃～60℃。在此条件下脱水20～30小时，得到含水量在3％wt-5％wt之间的高色价水溶性天然栀子黄色素干粉。

所述低温真空脱水制备栀子黄色素粉体：天然栀子黄色素原液的加热板温度控制在35℃-60℃之间，加热温度低于60℃解决了天然色素由于长时间处于高温情况下而引起的色价被破坏问题，且提高了产品的生产效率。

所述低温真空脱水制备栀子黄色素粉体：天然栀子黄色素原液的厚度最好在5mm-15mm之间。

所述低温真空脱水制备栀子黄色素粉体：天然栀子黄色素原液的质量浓度最好控制在15％-30％范围内。

所述低温真空脱水制备栀子黄色素粉体：真空箱内的真空度最好控制在0.05MPa-0.09MPa之间。

本发明所述的水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺所使用的装置示意图见附图1。主要由脱水箱、受料盘、加热恒温板、水汽冷凝器、真空泵组成，脱水箱中设有受料盘和加热恒温板，受料盘在加热恒温板上，脱水箱下设有水汽冷凝器，脱水箱外接真空泵。真空泵与脱水箱之间设有旁路真空控制阀。水汽冷凝器与冷却装置连接。加热恒温板与加热装置连接。整个装置设有微电脑控制器用于电器控制和数据采集记录等工作。脱水箱中的加热恒温板可以恒温加热，并给上面的受料盘提供足够的热量，脱水箱下设有低温水汽冷凝器，用于冷凝上层脱除的水分，确保真空泵的抽气效率。

所述制备栀子黄色素粉体的低温真空脱水装置：其工作原理是将待干燥物料置于受料盘上，在真空条件下进行的减压脱湿，脱湿所需热量由加热恒温板提供，加热恒温板与加热装置连接，采用外循环恒温流体加热。利用真空泵对脱水箱中进行抽气，抽出的湿分先由脱水箱下的水汽冷凝器进行低温冷凝湿分，剩下湿分和不凝气经真空泵排出，从而确保脱水箱内真空度可以稳定，物料的脱湿效率恒定。冷凝器采用循环低温氟利昂来获得低至-50℃的低温管表面温度。整个干燥脱水过程由于减压降低水的沸点，又无需通过冷冻升华的方式脱湿，使得在较低温度下，具有较高的干燥速率，且热敏性产品的品质基本不受高温的破坏。

所述制备栀子黄色素粉体的低温真空脱水装置：由真空泵来直接产生脱水箱中的真空度，而脱水箱内的真空度由真空泵和旁路阀门开度大小共同调节。为了控制脱水箱内的真空度，在真空泵和脱水箱间设有旁路真空控制阀，在脱水开始的初期，把此阀开至一定开度，使得脱水箱内的真空度降低，确保受料盘内的料液不至于因过低压而瞬间脱湿起泡，影响整个脱水过程的顺利进行，随着脱水过程的进行，此阀可以逐步调小开度，直至最后关闭。

由于低压下水的沸点降低且有恒温加热板的给热，初期脱水时速率较快，水分蒸发量较大，未被真空泵及时抽走的水蒸气会使脱水箱内的绝对压强变大，真空度降低，从而导致真空度不能准确的维持在一个定值，而在本发明中，由于在脱水箱的下面设有水汽冷凝器，很好的解决了这一问题，真空泵抽走的只是未被冷凝器捕捉凝结的那一小部分水蒸气和残留的不凝气，因而可保证脱水箱内的真空度稳定，确保***的脱水作用。

实施例1：

把经过挑选的成熟的栀子鲜果经过风干、粉碎、过目筛、乙醇浸提、过滤、回收乙醇后的栀子黄原液配制成浓度为20％的母液(测其色价为120)，分别采用喷雾干燥和低温真空脱水两种方式进行制粉。首先根据CN 1847323 A专利中所示参数进行喷雾干燥，采用进风温度为175-195℃，出风温度控制在85-105℃，风量为40m³/h，所得粉末进行色价以及含水量测定；取同样料液进行低温真空脱水，把料液放入长350mm、宽250mm、高50mm的盘中，控制其厚度为7mm，将加热板温度调节至45℃，同时开始抽真空进行脱水，真空度设定为0.08Mpa，整个脱水过程持续约24小时，将所得粉体研磨即可得含水量在3％-5％的粉末产品，分别测定其色价，并与母液色价做比较。结果表明：经真空脱水获得的粉体的色价较母液色价下降了32色价，但较喷雾干燥高8个色价。

实施例2：

从市场上直接购买经过分离纯化的栀子黄色素原液做母液(色价为120)，分别采用真空冷冻干燥和低温真空脱水两种方法进行制粉。采用长350mm、宽250mm、高50mm的物料盘，放入一定量的料液，控制其厚度为7mm，首先在-45℃下预冻2-3个小时，在绝对压强为400mTorr的真空环境中脱水约35小时，将所得粉体研磨测定其含水量和色价。其次对同样厚度的色素料液进行低温真空脱水制粉，调节加热板温度至45℃，真空度设定为0.08Mpa，整个脱水过程持续24小时。将所得粉体研磨测定含水量和色价，结果表明：其产品的最终含水量与真空冷冻干燥产品分别为4.09％和4.43％(湿基含水量)，色价分别为87.6和88.5，相差不到1个色价。且经过计算，低温真空脱水相比真空冷冻干燥节能约30％。

Claims

1.一种水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺，其特征在于：对栀子黄原液采用在35℃～60℃真空脱水的方法进行制粉，真空脱水时，所述的栀子黄原液的浓度在15％wt～30％wt之间，厚度控制在5mm～15mm之间，真空度控制在0.05MPa～0.09MPa之间，在此条件下脱水20～30小时，得到含水量在3％wt～5％wt之间的水溶性栀子黄天然色素干粉。

2.权利要求1所述的水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺所使用的装置，其特征在于：由脱水箱、受料盘、加热恒温板、水汽冷凝器、真空泵组成，脱水箱中设有受料盘和加热恒温板，受料盘在加热恒温板上，脱水箱下设有水汽冷凝器，脱水箱外接真空泵。

3.如权利要求2所述的水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺所使用的装置，其特征在于：真空泵与脱水箱之间设有旁路控制阀。

4.如权利要求2所述的水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺所使用的装置，其特征在于：水汽冷凝器与冷却装置连接。

5.如权利要求2所述的水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺所使用的装置，其特征在于：加热恒温板与加热装置连接。

6.如权利要求2所述的水溶性栀子黄色素原液后期制粉工艺所使用的装置，其特征在于：所述装置由控制器控制。