[科普中国]-甘草色素

简介

甘草及其制品在卷烟工业生产中应用时间较长，其产品以甘草粉、浸膏、酊剂为主，应用较粗犷，品质较粗糙，应用过程中给卷烟带来药草味，影响卷烟品质。

甘草色素又称甘草黄色素，是以豆科多年草本植物甘草（Glycyrrhiza uralensis；G.glabra及其同属种）的根茎为原料，用水或二氧化碳超临境萃取而得的黄色着色剂，其主要成分是异甘草黄素、甘草酸和甘草次酸。甘草色素为黄色或棕黄色粉末，味甜。由于甘草色素成分较为明确，纯度高，在应用中能够一定程度地避免传统甘草制品带来的负面影响。目前，甘草色素的提取主要采用水提取法和有机溶剂（如甲醇、乙醇、氯仿等）提取法，水提取法的缺点是能耗大，浓缩困难，产品外观气味差等，而有机溶剂提取法存在有机溶剂用量大，对环境影响大，工艺复杂，有毒有害溶剂残留较高等问题。采用超声波辅助超临界二氧化碳萃取法可有效解决上述问题，且绿色环保、工艺简单。超声波提取法优势在于提取温度低、提取率高、提取时间短。1

理化性质甘草色素为黄色或棕黄色粉末，溶于水，味甜。

萃取工艺流程原料→粉粹→称量→超声波处理→超临界CO2萃取→甘草色素。

条件1、萃取压力

随着萃取压力的增大，CO2的溶解能力增强，萃取率逐步提高，但当压力达40 MPa后，升高压力萃取率降低，原因可能是萃取压力过大时，CO2的扩散系数减小而影响传质速率，因此选择萃取压力为40 MPa。

2、萃取温度

随着温度升高，物质的蒸汽压增大，有利于组分在CO2流体中溶解，萃取率提高，温度超过55℃时这种升高趋势放缓。当温度达65℃时，CO2流体密度降低很多，溶剂化效应下降明显，萃取率反而降低。因此，综合能耗等因素选择萃取温度为55℃。

3、萃取时间

随着萃取时间的延长，萃取率逐步增加，180min时达到顶峰，随后再增加萃取时间不利于萃取率的提高，因此，选择最佳萃取时间为180min。

4、CO2流量

随着CO2流量的增加，萃取率初步增加，当CO2流量为20L/h时达到峰值，之后增加CO2流量萃取率反而下降。原因是CO2流量过大造成萃取停留时间过短，不利于萃取率的提高。因此选择CO2流量为20L/h。

影响因素1、pH

随pH值的增加，色素液的颜色逐渐变深。甘草色素之所以在不同的pH值范围内颜色明显变化，原因是甘草的主色素为黄酮类中的异甘草黄素，易溶于pH>8以上的碱性水溶液中，故甘草色素适于碱性食品中。

2、温度

在5℃-80℃范围内，甘草色素的吸收光谱未发生明显变化，只是吸光度有所减小。

3、光照

甘草色素在常温下比较稳定，放置2天后的吸光度与对照相比仅仅变化了0.015，可见该色素耐光性较好。

4、氧化剂和还原剂

配制不同浓度的H2O2（还原剂）、Na2SO3（氧化剂），加入相同体积的色素储备液，放置20h后在320nm处测吸光度。结果发现H2O2对色素液有一定的降解作用，随着H2O2的浓度增加吸光度减小，因此，使用H2O2时以低浓度为宜。Na2SO3 对甘草色素的吸收光谱无明显影响。

5、常见金属离子

在320nm处测含不同金属离子（Fe3+，Ca2+，Cu2+，Mg2+，K+）色素液的吸光度，并观察颜色变化，结果发现，Ca2+、K+对甘草色素的吸光度无明显影响，Cu2+、Mg2+对甘草色素有显著影响，随着浓度增加，溶液颜色逐渐加深，并有沉淀产生，Fe3+对甘草色素有增色作用。2

应用食品着色剂

甘草色素用于pHwfhg8以上的面条等碱性食品的着色，为黄色着色剂。

香烟

将甘草色素按照一定比例添加到烟丝中并小试生产，与空白对照相比，添加0.01%甘草浸膏的样品香气、刺激性有一定改善，但杂气明显增强，不利于卷烟品质；而加入0.01%甘草色素后，卷烟烟气的香气、协调性、刺激性得到明显改善。具体表现为烟香细腻、香气丰富性增加、青杂气减弱、刺激性降低，说明在烟丝中加入甘草色素能够一定程度提升卷烟的烟气品质。1