[科普中國(guó)]-甘草色素

簡(jiǎn)介

甘草及其制品在卷煙工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，其產(chǎn)品以甘草粉、浸膏、酊劑為主，應(yīng)用較粗獷，品質(zhì)較粗糙，應(yīng)用過程中給卷煙帶來藥草味，影響卷煙品質(zhì)。

甘草色素又稱甘草黃色素，是以豆科多年草本植物甘草（Glycyrrhiza uralensis；G.glabra及其同屬種）的根莖為原料，用水或二氧化碳超臨境萃取而得的黃色著色劑，其主要成分是異甘草黃素、甘草酸和甘草次酸。甘草色素為黃色或棕黃色粉末，味甜。由于甘草色素成分較為明確，純度高，在應(yīng)用中能夠一定程度地避免傳統(tǒng)甘草制品帶來的負(fù)面影響。目前，甘草色素的提取主要采用水提取法和有機(jī)溶劑（如甲醇、乙醇、氯仿等）提取法，水提取法的缺點(diǎn)是能耗大，濃縮困難，產(chǎn)品外觀氣味差等，而有機(jī)溶劑提取法存在有機(jī)溶劑用量大，對(duì)環(huán)境影響大，工藝復(fù)雜，有毒有害溶劑殘留較高等問題。采用超聲波輔助超臨界二氧化碳萃取法可有效解決上述問題，且綠色環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單。超聲波提取法優(yōu)勢(shì)在于提取溫度低、提取率高、提取時(shí)間短。1

理化性質(zhì)甘草色素為黃色或棕黃色粉末，溶于水，味甜。

萃取工藝流程原料→粉粹→稱量→超聲波處理→超臨界CO2萃取→甘草色素。

條件1、萃取壓力

隨著萃取壓力的增大，CO2的溶解能力增強(qiáng)，萃取率逐步提高，但當(dāng)壓力達(dá)40 MPa后，升高壓力萃取率降低，原因可能是萃取壓力過大時(shí)，CO2的擴(kuò)散系數(shù)減小而影響傳質(zhì)速率，因此選擇萃取壓力為40 MPa。

2、萃取溫度

隨著溫度升高，物質(zhì)的蒸汽壓增大，有利于組分在CO2流體中溶解，萃取率提高，溫度超過55℃時(shí)這種升高趨勢(shì)放緩。當(dāng)溫度達(dá)65℃時(shí)，CO2流體密度降低很多，溶劑化效應(yīng)下降明顯，萃取率反而降低。因此，綜合能耗等因素選擇萃取溫度為55℃。

3、萃取時(shí)間

隨著萃取時(shí)間的延長(zhǎng)，萃取率逐步增加，180min時(shí)達(dá)到頂峰，隨后再增加萃取時(shí)間不利于萃取率的提高，因此，選擇最佳萃取時(shí)間為180min。

4、CO2流量

隨著CO2流量的增加，萃取率初步增加，當(dāng)CO2流量為20L/h時(shí)達(dá)到峰值，之后增加CO2流量萃取率反而下降。原因是CO2流量過大造成萃取停留時(shí)間過短，不利于萃取率的提高。因此選擇CO2流量為20L/h。

影響因素1、pH

隨pH值的增加，色素液的顏色逐漸變深。甘草色素之所以在不同的pH值范圍內(nèi)顏色明顯變化，原因是甘草的主色素為黃酮類中的異甘草黃素，易溶于pH>8以上的堿性水溶液中，故甘草色素適于堿性食品中。

2、溫度

在5℃-80℃范圍內(nèi)，甘草色素的吸收光譜未發(fā)生明顯變化，只是吸光度有所減小。

3、光照

甘草色素在常溫下比較穩(wěn)定，放置2天后的吸光度與對(duì)照相比僅僅變化了0.015，可見該色素耐光性較好。

4、氧化劑和還原劑

配制不同濃度的H2O2（還原劑）、Na2SO3（氧化劑），加入相同體積的色素儲(chǔ)備液，放置20h后在320nm處測(cè)吸光度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)H2O2對(duì)色素液有一定的降解作用，隨著H2O2的濃度增加吸光度減小，因此，使用H2O2時(shí)以低濃度為宜。Na2SO3 對(duì)甘草色素的吸收光譜無明顯影響。

5、常見金屬離子

在320nm處測(cè)含不同金屬離子（Fe3+，Ca2+，Cu2+，Mg2+，K+）色素液的吸光度，并觀察顏色變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ca2+、K+對(duì)甘草色素的吸光度無明顯影響，Cu2+、Mg2+對(duì)甘草色素有顯著影響，隨著濃度增加，溶液顏色逐漸加深，并有沉淀產(chǎn)生，F(xiàn)e3+對(duì)甘草色素有增色作用。2

應(yīng)用食品著色劑

甘草色素用于pHwfhg8以上的面條等堿性食品的著色，為黃色著色劑。

香煙

將甘草色素按照一定比例添加到煙絲中并小試生產(chǎn)，與空白對(duì)照相比，添加0.01%甘草浸膏的樣品香氣、刺激性有一定改善，但雜氣明顯增強(qiáng)，不利于卷煙品質(zhì)；而加入0.01%甘草色素后，卷煙煙氣的香氣、協(xié)調(diào)性、刺激性得到明顯改善。具體表現(xiàn)為煙香細(xì)膩、香氣豐富性增加、青雜氣減弱、刺激性降低，說明在煙絲中加入甘草色素能夠一定程度提升卷煙的煙氣品質(zhì)。1