申请/专利权人：北京工商大学

申请日：2019-06-14

公开（公告）日：2020-10-16

公开（公告）号：CN110183873B

主分类号：C09B63/00(20060101)

分类号：C09B63/00(20060101);A23L5/47(20160101);A23L5/43(20160101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.16#授权;2020.09.08#著录事项变更;2019.09.24#实质审查的生效;2019.08.30#公开

摘要：本发明属于食品添加剂技术领域，提出了一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将碳酸盐溶解在水中，得到碳酸盐溶液；S2、将水溶性阴离子色素溶解在步骤S1得到的碳酸盐溶液中，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入盐酸调整pH到7～10.5；S4、将钙盐溶于水中后加入到步骤S3得到的溶液中，控制溶液pH在6～9，超声1～10min，经离心获得吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀进行干燥、研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。本发明解决了现有技术中铝色淀存在安全隐患而无法解决的问题。

主权项：1.一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将碳酸盐溶解在水中，得到碳酸盐溶液；S2、将水溶性阴离子色素溶解在步骤S1得到的碳酸盐溶液中，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入盐酸调整pH到7～10.5；S4、将钙盐溶于水中后加入到步骤S3得到的溶液中，控制溶液pH在6～9，搅拌并超声1～10min，离心，收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀进行干燥、研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。

全文数据：一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法技术领域本发明属于食品添加剂技术领域，涉及一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法。背景技术色淀是在水溶液中将水溶性色素吸附于非水溶性基质上，然后将所得沉淀物吸附有色素的基质经分离和干燥后制成的非水溶性的色素产品。相比于色素本身，色淀具有更好的分散性，能对高脂肪食品例如奶油和巧克力等和干粉类食品例如奶粉进行染色。色淀应用广泛，且可替代性低，是食品、药品和化妆品工业的必备原料。在食用色淀的制备中，氢氧化铝为传统吸附基质，使用最为广泛。目前，我国食品添加剂使用标准中批准使用的色淀皆为氢氧化铝色淀，包括靛蓝二磺酸钠铝淀、亮蓝铝淀和柠檬黄铝淀等。公开号为CN1515183A的发明专利申请“特种食品添加剂食用色淀的制备方法”，介绍了一种在以三氯化铝与碳酸氢钠为反应物的基础上，调整色淀化的温度、pH值和配比条件，制备食用色淀的方法。传统上，铝被认为是非常安全的金属元素，铝锅、含铝的膨化剂和净水剂等被广泛应用。但是，最近随着食品科技的发展，人们逐渐意识到铝元素并不那么安全，并得到越来越多的证据的支持。大量的研究表明了长期过量摄入铝增加了乳腺癌的发生几率，此外，铝也被证明具有神经毒性，其过量摄入被证明是导致老年性痴呆的重要诱因。铝的过量摄入会也可能会影响新生儿的骨骼和神经的发育。相比旧版的《食品添加剂使用标准》即GB2760—2011中，新版的《标准》GB2760—2014中取消了靛蓝二磺酸钠铝淀在膨化食品中的使用。另外，调整了硫酸铝钾和硫酸铝铵在小麦粉及其制品和水产品中的使用范围。除此之外，撤销了酸性磷酸铝钠、硅铝酸钠和辛烯基琥珀酸铝淀粉3种含铝食品添加剂品种。这些改变反映的是人们对铝元素越来越多的担忧。因此，考虑到铝元素的安全性问题，以及考虑吸附基质的吸附性、安全性和染色能力，技术人员一直在寻找一种可替代氢氧化铝的吸附基质，但是始终没有突破。发明内容本发明提出一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，解决了现有技术中铝色淀存在安全隐患而无法解决的问题。本发明的技术方案是这样实现的：一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将碳酸盐溶解在水中，得到碳酸盐溶液；S2、将水溶性阴离子色素溶解在步骤S1得到的碳酸盐溶液中，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入盐酸调整pH到7～10.5；S4、将钙盐溶于水中后加入到步骤S3得到的溶液中，控制溶液pH在6～9，搅拌并超声1～10min，离心，收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀进行干燥、研磨，得到一种基于碳酸钙的可食用色淀。作为进一步的技术方案，步骤S1中碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾。作为进一步的技术方案，步骤S2中水溶性阴离子色素为赤藓红、靛蓝二磺酸钠、亮蓝、柠檬黄、苋菜红、新红、胭脂红及诱惑红中的一种或者多种混合。作为进一步的技术方案，步骤S4中钙盐为水溶性钙盐。作为进一步的技术方案，所述水溶性钙盐为氯化钙或碳酸氢钙。作为进一步的技术方案，步骤S4中，加入的钙盐与碳酸盐摩尔比为1:1。作为进一步的技术方案，步骤S4中，所用超声频率为25～100kHz。作为进一步的技术方案，步骤S5中干燥操作在40～80℃下进行。本发明使用原理及有益效果为：近年来，考虑到铝色淀的安全性问题，技术人员一直在寻找可替换氢氧化铝的一种新型安全的吸附基质，但是由于要考虑吸附性、安全性和染色能力等综合性能，技术人员始终无法突破。本发明采用碳酸钙作为吸附基质，通过调整制备步骤中混合溶液的pH值、调整各试剂的加入顺序，及创新地应用超声协助技术，实现了碳酸钙对阴离子食用色素的有效吸附，所得碳酸钙色淀的色泽和稳定性良好，能够替代传统氢氧化铝色淀满足大多数的染色需求，从而解决了现有技术中铝色淀存在安全隐患而无法解决的技术难题。在本专利之前，使用碳酸钙作为色淀制备吸附基质的难点在于其对色素的吸附能力低，色度浅，最终色淀产品的可应用性低。为此，本专利基于对碳酸钙吸附机理的研究精心设计了能够促进吸附过程的技术方案，包括调整pH、调整试剂加入顺序及使用超声协助技术。其中，超声协助技术效果明显，其原理是基于超声波合适频率及强度能够改变碳酸钙在吸附过程中的结晶行为，形成粒径更小的晶体微粒，从而促进吸附的进行增加了色淀产量，使所得色淀颜色更加鲜亮，起到了意料不到的效果。本发明制备的一种基于碳酸钙的食用色淀能够取代传统的铝色淀，提高了食用色淀的安全性，解除了消费者对铝元素的担忧，满足了市场需求，适合大规模推广应用于食品、药品和化妆品等行业中。本发明开发了一种新型色淀，使用碳酸钙取代传统的吸附基质氢氧化铝，实现了对水溶性阴离子色素的吸附，碳酸钙本身为钙元素补充剂，在保证安全性的同时增加了新型色淀的健康功效，具有很大的市场价值。具体实施方式下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例1一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50.0mg靛蓝二磺酸钠加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH10.5；S4、将2.1g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声2min，超声频率为40kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为8.2，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例2一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg赤藓红加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH10.5；S4、将2.1g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声2min，超声频率为40kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为7.8，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在50℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例3一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg亮蓝加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH10；S4、将2.1g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声5min，超声频率为60kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为6.8，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例4一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg柠檬黄加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH8；S4、将2.1g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声3min，超声频率为80kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为6.6，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在70℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例5一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg苋菜红加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH9；S4、将2.1g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声5min，超声频率为60kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为6.8，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在50℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例6一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg新红加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH9.5；S4、将2.1g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声2min，超声频率为50kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为6.5，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例7一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg胭脂红加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH7；S4、将3.0g碳酸氢钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声2min，超声频率为40kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为8.5，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例8一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg诱惑红加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH10；S4、将2.1g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声2min，超声频率为70kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为6.8，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例9一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg赤藓红加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH10.5；S4、将3.0g碳酸氢钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声2min，超声频率为50kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为7.5，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在40℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。实施例10一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钾溶解在200mL水中，得到碳酸钾溶液；S2、将50mg靛蓝二磺酸钠加入到步骤S1得到的碳酸钾溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH10；S4、将1.6g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，搅拌并超声3min，超声频率为40kHz，此时有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为6.8，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。对比例1一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg靛蓝二磺酸钠加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、将2.1g氯化钙溶于水中后加入到步骤S2得到的溶液中，所得溶液pH约为10.3，超声2min，超声频率为40kHz，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S4、将步骤S3得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。对比例2一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、向步骤S1得到的碳酸钠溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH10.5；S3、将2.1g氯化钙溶于水中后加入到步骤S2得到的溶液中，有碳酸钙悬浮颗粒生成，pH约为7.3；S4、将50mg靛蓝二磺酸钠加入到步骤S3得到的碳酸钙悬浮颗粒中，超声2min，超声频率为40kHz，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。对比例3一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，包括以下步骤：S1、将2.0g碳酸钠溶解在200mL水中，得到碳酸钠溶液；S2、将50mg靛蓝二磺酸钠加入到步骤S1得到的碳酸钠溶液中，搅拌充分，使色素完全溶解，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入适量盐酸，将混合溶液的pH调整到pH10.5；S4、将2.1g氯化钙溶于20mL水中后加入到步骤S3得到的溶液中，有碳酸钙悬浮颗粒生成，溶液pH约为6.8，使用离心机快速离心并收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀在60℃烘箱内干燥，后经研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。对实施例1及对比例1～3制备的食用色淀进行如下性能测试：1、色淀吸附量在实施例1、对比例1、对比例2和对比例3的制备过程中，收集离心后的上清液，测定上清液中的靛蓝二磺酸钠的含量，计算出单位质量氯化钙的色素吸附量mgg。2、色泽使用色差计分别检测实施例1和对比例1～3所得色淀的L、a和b值。蓝色色淀比较b值，b值越低说明蓝色色泽越深。3、色淀吸附稳定性分别称取50mg实施例1和对比例1～3所得色淀，将其转移到100mL唾液模拟液pH7中，以100rpm的速度进行搅拌，2min后检测溶液中释放的色素含量，计算色淀中剩余色素含量，以百分比表示，色素剩余越多，色淀越稳定。4、色淀色泽稳定性将上述实施例1和对比例1～3所得色淀分别置于光照培养箱中，光照强度设定为12000LX，光照温度为25℃。检测色淀色值随时间的变化，将48h后蓝色色度的降低量b值升高量作为衡量色淀色泽稳定性的标志，b值变化越小说明色泽稳定性越高。测试结果见下表表1实施例1及对比例1～3制备的食用色淀性能测试结果通过表1数据可以看出，与对比例1～3制备的色淀相比，实施例1制备的色淀在色素吸附量、色泽、吸附稳定性和色泽稳定性方面都实现了同步优化，提高了其实用性，同时证明了本专利所要保护的关键技术步骤具有实际效果。与实施例1对比，对比例1缺少调整pH的操作，导致两者在吸附能力上差距显著，实例1色素吸附量约为对比例1的两倍；类似的，对比例2证明了试剂添加顺序的重要性，先生成碳酸钙再加入色素的方法让色素的吸附量和吸附稳定性都低于实例1的一半；而超声协助技术的应用效果最为明显，缺少超声处理的对比例3的色淀的色素吸附量和色泽都为最低值。表1仅呈现了以靛蓝二磺酸钠为对象的研究结果，对于其他色素，也进行了色素吸附量、色泽、吸附稳定性和色泽稳定性等性能测试，测试结果与靛蓝二磺酸钠的结果类似，故省略，测试结果表明了本专利所保护技术方案的普遍适用性。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将碳酸盐溶解在水中，得到碳酸盐溶液；S2、将水溶性阴离子色素溶解在步骤S1得到的碳酸盐溶液中，得到混合溶液；S3、向步骤S2得到的混合溶液中加入盐酸调整pH到7～10.5；S4、将钙盐溶于水中后加入到步骤S3得到的溶液中，控制溶液pH在6～9，搅拌并超声1～10min，离心，收集吸附有色素的碳酸钙沉淀；S5、将步骤S4得到的吸附有色素的碳酸钙沉淀沉淀进行干燥、研磨，得到一种基于碳酸钙的食用色淀。2.根据权利要求1所述的一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，步骤S1中碳酸盐为碳酸钠或碳酸钾。3.根据权利要求1所述的一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，步骤S2中水溶性阴离子色素为赤藓红、靛蓝二磺酸钠、亮蓝、柠檬黄、苋菜红、新红、胭脂红及诱惑红中的一种或者多种混合。4.根据权利要求1所述的一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，步骤S4中钙盐为水溶性钙盐。5.根据权利要求4所述的一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，所述水溶性钙盐为氯化钙或碳酸氢钙。6.根据权利要求1所述的一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，步骤S4中，加入的钙盐与碳酸盐摩尔比为1:1。7.根据权利要求1所述的一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所用超声频率为25～100kHz。8.根据权利要求1所述的一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法，其特征在于，步骤S5中干燥操作在40～80℃下进行。

百度查询： 北京工商大学 一种基于碳酸钙的食用色淀的制备方法

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