分离提取天然色素的膜过滤技术
色素的提取和分离原理（6篇）
色素的提取和分离原理(6篇)以下是网友分享的关于色素的提取和分离原理的资料6篇，希望对您有所帮助，就爱阅读感谢您的支持。
篇一实验名称:菠菜色素的提取和分离一、实验目的1、通过绿色植物色素的提取和分离，了解天然物质分离提纯方法；2、通过柱色谱和薄层色谱分离操作，加深了解微量有机物色谱分离鉴定的原理。
二、实验原理绿色植物如菠菜叶中含有叶绿素（绿）、胡萝卜素（橙）和叶黄素（黄）等多种天然色素。
叶绿素存在两种结构相似的形式即叶绿素a(C55H72O5N4Mg)和叶绿素b(C55H70O6N4Mg)，其差别仅是叶绿素a中一个甲基被甲酰基所取代从而形成了叶绿素b。
它们都是吡咯衍生物与金属镁的络合物，是植物进行光合作用所必需的催化剂。
植物中叶绿素a的含量通常是b的3倍。
尽管叶绿素分子中含有一些极性基团，但大的烃基结构使它易溶于醚、石油醚等一些非极性的溶剂。
胡萝卜素（C40H56）是具有长链结构的共轭多烯。
它有三种异构体，即-胡萝卜素、β-胡萝卜素和γ-胡萝卜素，其中β-胡萝卜素含量最多，也最重要。
在生物体内，β-胡萝卜素受酶催化氧化形成维生素A。
目前β-胡萝卜素已可进行工业生产，可作为维生素A使用，也可作为食品工业中的色素。
叶黄素（C40H56O2）是胡萝卜素的羟基衍生物，它在绿叶中的含量通常是胡萝卜素的两倍。
与胡萝卜素相比，叶黄素较易溶于醇而在石油醚中溶解度较小。
CH2H3CCH2CH3MgNH3CCH3CO2CH3CH3CH3CH3CH3CH3叶绿素a（R = CH3）叶绿素b（R = CHO）22 H3C H3C3CH3CH33RR33H3C3β-胡萝卜素（R = H）叶黄素（R =OH）H3C3CH3CH3CH2OHCH3维生素A三、操作步骤1、菠菜色素的提取取2g新鲜菠菜叶，与10mL甲醇拌匀研磨5分钟，弃去滤液。
残渣用10mL的石油醚-甲醇（3:2）混合液进行提取，共提取两次。
合并液用水洗后弃去甲醇层，石油醚层进行干燥、浓缩。
膜技术在天然色素提取中的应用
膜技术在天然色素提取中的应用天然色素应用技术推广实验室aingw@分离膜的工作原理膜分离技术的应用原理近似机械筛分。
是以压力为推动力,实现溶质与溶剂的分离,当溶液体系进入膜装置时，在膜表面发生分离，溶剂(水)和其他小分子质量溶质透过膜,大分子溶质和微粒(如蛋白质、病毒、细菌、胶体等)被膜截留，从而达到分离、提纯和浓缩产品的目的。
分离膜的分类按孔径、分子量划分的膜类型：微滤（MF）≥0.1um，截留范围：0.025-10μm；截留悬浮固体和细菌。
超滤（UF）0.1-0.01um截留粒径：1-20nm；截留分子量:1000-1000000（对应大小0.002-0.05μm），大分子有机物、蛋白质、多肽，热源（分子量在80万-200万）等。
纳滤（NF）截留粒径：0.1-10nm截留分子量:150-1000，小分子有机物、染料、重金属离子等，除去无机盐和水，具有除盐浓缩、纯化效果。
反渗透（RO）截留范围在1nm以下；100%透过水，截留NaCL脱除率≥99%，无机盐类物质。
透析：靠浓度差而不是靠压力差进行分离，可容性小分子物质可透过膜，而大分子物质（如多糖、蛋白质等）不能透过，可截留的粒径0.02-1μm，通常用于多糖类和蛋白质类有效成分的精制，医疗上用于血液透析和肾透析，目前的技术状况，透析不适宜于在天然色素提取物分离上应用。
分离膜在天然色素提取分离中的作用微滤技术，可以滤除天然色素提取液中的不溶性成分及相对分子量大于几十万的杂质，如淀粉、纤维素、植物胶、大分子鞣质、大分子蛋白质等杂质。
超滤技术，可以滤除天然色素水提液中的相对分子质量较大的物质(无效成分或分级成分)，如纤维素、黏液质、树胶、胶体、淀粉、鞣质、蛋白质、多糖、多肽、树脂等成分。
它们在水提液中多数呈溶解状态或微溶状态，通过选择的不同截留分子量的超滤膜可以实现分级分离。
纳滤膜技术，可以脱除相对分子量在几十至几百不等有机小分子物质和无机盐离子及水，对于相对分子量大于500da的中药有效成分，采用截留分子量较小的纳滤膜可以实现脱盐降灰份精制和浓缩。
膜分离技术在 饮用水处理方面的应用
膜分离技术在饮用水处理方面的应用作者：徐子义来源：《中国食品》2022年第04期21世纪，环境污染是人类共同面临的问题，特别是与人们生活密切相关的水污染问题，生产过程中产生的废弃物、生活污水、生活垃圾等都会以不同的方式污染水体。
而我国人均水资源量少，存在严重的水资源危机。
为了有效应对这一问题，相关部门和工作人员可以在饮用水处理方面合理应用发展前景广阔的膜分离技术，这种饮用水处理技术具有占地面积小、自动控制、出水水质高等优点。
一、膜分离技术概述1.膜分离技术的产生。
近几年，很多城市存在十分严重的水资源短缺问题，而伴随着经济发展速度的加快，人们的生活品位日渐提升，对于水污染的重视程度也不断提升，对饮用水水质提出了更加严格的要求。
很多传统、常规的饮用水处理工艺具有明显的局限性，操作流程复杂、投资过高，而且往往只能去除水中少量的有机污染物，不能保证饮用水的安全。
膜分离技术作为一种新型的水分离技术，起源于20世纪30年代，于60年代得到广泛应用，在水资源可持续利用方面发挥着积极作用，是21世纪最科学的水处理技术之一。
2.膜分离技术的基本原理。
天然或合成膜是膜分离技术的核心，具有很强的渗透性，利用外部能量或化学位差作为重要驱动力，分离、纯化和富集多组分或双组分溶质，最后分离具有不同化学或物理特性的混合物。
二、膜分离技术在饮用水处理方面的应用策略1.在净化饮用水方面的应用。
在净化饮用水的过程中，不仅要除去常见的污染物，包括有机物、无机盐等，还要彻底去除水中产生的化学物质和微生物，因为这些物质一旦进入人体将会产生疾病，比如伤寒、痢疾、霍乱等，严重影响人类的身体健康。
膜分离技术可以通过控制膜表面间隙的大小来确定膜的类型，进而有效去除水中所含的病菌，还可以降低饮用水的色度和浊度，提高饮用水的质量。
膜分离技术不需要在原有的水体中添加化学剂，给原有水体带来的影响并不大，还会大大降低水处理的成本支出，比较适用于规模较大的饮用水处理系统。
色素提取工艺
姜黄素性质及生产方法化学性质橙黄色结晶性粉末。
有特殊臭。
熔点179～182℃。
不溶于水和乙醚，溶于乙醇、冰醋酸、丙二醇。
碱性条件下呈红褐色，酸性则呈浅黄色。
与氢氧化镁形成色淀，呈黄红色。
与金属离子，尤其是铁离子，形成螯合物，导致变色。
约5mg/kg铁离子就开始影响色素，10mg/kg 以上时变为红褐色，染色能力降低，因此需选用适当容器。
最好与螯合剂六偏磷酸钠、酸式焦磷酸钠共同使用。
耐光性、耐铁离子性较差，耐热性较好。
染着力强(特别是对蛋白质)。
每个分子结构中均有两个活性酚结构，故具有一定的抗氧化能力。
用途酸碱指示剂，pH7，8（黄）-9.2（红棕）用途广泛用于食品、菜肴、糕点、糖果、饮料罐头以及化妆品、医药的着色。
用途：食用黄色色素。
我国用于萝卜干、咖喱粉等已有很久历史。
日本用于咸菜、火腿、香肠以及苹果、菠萝、栗子的糖渍品。
广泛用于：食品、菜肴、糕点、糖果、饮料罐头以及化妆品、医药的着色。
可作为饲料着色剂，我国规定可用于糖果、果冻、冰淇淋和碳酸饮料，最大使用量为0.01g/kg。
作食品着色剂，我国规定可用于糖果、果冻、冰淇淋和碳酸饮料，最大使用量为0.01g/kg。
生产方法(1)水做溶剂提取。
70-80℃下先用8倍量的1%的氢氧化钠溶液浸提0.175-.036mm的姜黄粉60-75min，过滤后滤渣再浸提两次，溶剂用量和时间可依次酌减；合并3次滤液，加入液量0.8%的亚硫酸氢钠溶液，经浓缩后用盐酸调PH为3-4；静置分层后弃上层清液，下层沉淀经抽滤得半固体状的姜黄素、姜黄油和姜黄树脂混合物；在70℃下以70%的乙醇溶解混合物，趁热过滤而除去不溶于乙醇的姜黄树脂，滤液再用石油醚萃取分离姜黄油，石油醚相经减压蒸馏回收石油醚后得姜黄油，萃余乙醇相经减压蒸馏得姜黄素，收率可达0.5%-1.5%.(2)有机溶剂提取。
姜黄素能溶于乙醇、乙醚、丙酮或二氯甲烷等多种溶剂，可选用其中一种从0.16-0.32mm的姜黄粉中浸提姜黄素和姜黄油，经分离浓缩后用石油醚萃取分离姜黄油，萃余相经减压蒸馏得姜黄素，收率一般为0.55%-1.5%。
绿叶中色素的提取与分离
绿叶中色素的提取与分离一、绿叶中色素的种类及作用绿叶中含有多种色素，其中最主要的是叶绿素。
除此之外，还有类胡萝卜素、花青素等。
1. 叶绿素：是植物体内最常见的绿色色素，其结构与血红蛋白相似。
在光合作用中，叶绿素能够吸收光能并将其转化为化学能。
2. 类胡萝卜素：是植物中的一类黄色或橙色的脂溶性色素，具有很强的抗氧化作用。
3. 花青素：是一类水溶性色素，在植物中广泛存在，具有良好的抗氧化和抗癌作用。
二、提取和分离方法1. 提取方法（1）酒精提取法：将新鲜叶片切碎后加入95%乙醇中浸泡数小时，过滤后得到混合液。
将混合液蒸馏干燥即可得到叶绿素。
（2）丙酮提取法：将新鲜叶片切碎后加入丙酮中浸泡数小时，过滤后得到混合液。
将混合液蒸馏干燥即可得到叶绿素。
（3）液液萃取法：将新鲜叶片切碎后加入有机溶剂中，如苯、甲醇等，振荡数小时后过滤，得到混合液。
将混合液进行蒸馏干燥即可得到色素。
2. 分离方法（1）色谱法：通过色谱柱分离不同种类的色素，如硅胶柱层析、薄层层析等。
（2）电泳法：利用电场作用使不同种类的色素在凝胶中移动，从而分离出不同种类的色素。
（3）超滤法：利用超滤膜对混合液进行筛选，将不同分子量的物质分离出来。
三、应用1. 食品工业：叶绿素可以作为食品着色剂使用，也可以作为一种天然的防腐剂。
2. 医药工业：叶绿素和类胡萝卜素具有很好的抗氧化作用，可以应用于医药制品中。
3. 美容保健：花青素可以抑制黑色素形成，具有美白作用，可以应用于美容保健产品中。
四、注意事项在提取和分离过程中，需要注意以下几点：1. 操作时要注意安全，避免有机溶剂的毒性和易燃性对人体和环境的危害。
2. 提取和分离的条件要适宜，如温度、时间、pH值等。
3. 色素的质量要求高，需要对提取后的色素进行检测和分析。
第五章 天然食用色素生产工艺 2011.10.10
• 2、黄酮类
•
Flavonoids
(1) 呈浅黄色主要有黄酮、黄酮醇、黄烷酮、查耳酮及 衍生物。 （2）黄酮羟基呈酸性。黄酮可与金属离子生成络合物。 遇三氯化铁可呈兰、紫、蓝黑、棕色。 • 在碱性条件下，黄酮易开环生成查尔酮型结构呈黄色（橙 、棕）,在酸性条件下，又恢复闭环结构，颜色消失，如： 马铃薯，小麦面粉、稻米、芦笋、荸荠等在碱性下烹煮变 黄。 • （3）类黄酮色素在空气中久置，易氧化生成褐色沉淀。
二、常见天然色素结构及性质
• 能使人的视觉产生各种色感的物质，称为色素。 • 人肉眼观察到的颜色是由于物质吸收了可见光区 （400-800nm）的某些波长的光后，透过光所呈现 出的颜色。即人们看到的颜色是被吸收光的互补 色。
不同波长的颜色及其互补色
• • • • 透过光（互补色） 波长（nm） 相应的颜色 400 紫 黄绿 425 蓝青 黄 450 青 橙黄 490 青绿 红 510 绿 紫 530 黄绿 紫 550 黄 蓝青 590 橙黄 青 640 红 青绿 730 紫 绿
沙棘黄: 沙棘黄色素主要成分是类胡萝卜素, 主要存在于
沙棘果皮中。 栀子黄色素: 是从黄栀子中提取出来的, 是国际国内都允 许使用的天然色素。 多穗柯色素: 是用多穗柯树叶提取而制得的一种黄棕色酚
类色素。
3.食用天然绿色素
根据资源情况和色素的特性, 在我国食用 天然绿色素是以由蚕砂(蚕粪) 中提取的叶绿 素铜钠盐为主, 为蓝黑色带金属光泽粉末状或 绿色的膏状。
力，扩大其使用范围及提高其使用价值，以减少其包装、
运输和保存中的困难，但目前有关这方面的研究不多。
三、天然食用色素分类
• 1、来源 • 动物色素（血红素、虾、蟹皮类、胡萝卜素） • 植物色素（绿、红、紫） • 微生物（红曲素） • 2、化学结构 • 卟啉类衍生物（叶绿素、血红素） • 异戊二烯类衍生物（类胡萝卜素） • 多酚类衍生物（花青素、儿茶素） • 酮类衍生物（姜黄、红曲） • 醌类衍生物（虫胶、胭脂虫红） • 3、溶解性 • 脂溶性色素 水溶性色素
膜分离技术在食品工业上的应用
膜分离技术在食品工业上的应用随着科技的不断发展，膜分离技术作为一种新型的分离技术，在食品工业中得到了广泛应用。
膜分离技术以其高效、节能、环保等特点，在食品加工过程中发挥着越来越重要的作用。
本文将详细介绍膜分离技术的原理、分类、特点，并探讨其在食品工业中的应用、存在的问题以及未来发展趋势。
膜分离技术是一种利用膜材料分离液体或气体混合物的新型分离技术。
其原理是利用膜材料的不同孔径和选择性能，将混合物中的不同组分进行分离、提纯和浓缩。
膜分离技术可分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等类别，具有高效、节能、环保、操作简便等特点。
在饮料加工过程中，膜分离技术主要用于果汁、酒类等液体的澄清和提纯。
通过超滤技术，可以有效地去除果汁中的果胶、蛋白质、细菌等杂质，提高果汁的澄清度和口感。
同时，在酒类加工中，膜分离技术可以去除酒中的甲醇、乙醛等有害物质，提高酒的质量和安全性。
在发酵工业中，膜分离技术主要应用于菌体分离、蛋白质分离和发酵液的澄清。
通过微滤或超滤技术，可以有效地将菌体和未发酵的溶液进行分离，得到高纯度的菌体蛋白质。
同时，膜分离技术还可以去除发酵液中的杂质，提高发酵产物的质量和产量。
在蒸馏工业中，膜分离技术主要应用于脱盐、脱氧、脱氨等操作。
通过反渗透技术，可以有效地去除溶液中的无机盐、有机物和微生物，得到高质量的蒸馏产品。
例如，在制糖工业中，反渗透技术可以去除糖汁中的盐分和色素，提高糖的纯度和白度。
膜污染是膜分离技术中普遍存在的问题。
由于原料液中的悬浮物、微生物和有机物等杂质会附着在膜表面，导致膜通量下降，甚至出现堵塞和破裂等问题。
为解决这一问题，可以采用预处理措施，如过滤、沉淀、离心等，以去除原料液中的杂质。
定期清洗和化学清洗也可以有效地减轻膜污染。
膜的寿命是影响膜分离技术成本的关键因素之一。
由于膜材料本身的质量和加工工艺的限制，膜的寿命存在一定的局限性。
为延长膜的寿命，可以选用高分子量、高稳定性、低污染的膜材料，优化膜组件的设计和加工工艺，避免极端操作条件等。
天然产物化学的提取分离
3. 煎煮法
操作方法 将天然物原料 粗粉加水加热煮 沸，使其成分提 取出来的方法。 特点 此法简便，原料中大部 分成分被不同程度地提出， 但含挥发性成分及有效成 分遇热易破坏的原料不宜 用此法，对含有多糖类原 料，煎煮后，溶液比较粘 稠，过滤比较困难
4. 回流提取
操作方法和特点 装置图
操作方法：用易挥发 的有机溶剂加热回流提取。
操作技术——显色
观察方法：日光、荧光、显色 通常可先在日光下观察，标出色斑并确定 其位置，然后在紫外光下观察和标记，必 要时再选择显色剂显色观察 若薄层板为硬板，采用喷雾法将显色剂直 接喷洒；软板可选用碘蒸气法、压板法 三用紫外灯
显色喷雾瓶
操作技术——计算比移值
0.2-0.8
Rf值越大，化合物的极性？
二、 水蒸气蒸馏法
适用范围
装置图
具有挥发
性，能随水蒸气蒸出而 不被破坏与水不发生反
应；难容或不溶于水
三、升华法
适用范围 某些固体物质（如水杨酸、 苯甲酸、樟脑等）受热后， 在低于其熔点的温度下， 不经过熔化就可以直接转 化为蒸汽，蒸汽遇冷又凝 结为固体称为升华 装置图
四、超临界流体萃取
原理
物质在不同温度和压力的条件下，可以以不同 的形态存在，如固体，液体，气体，超临界流体等。 在超临界流体中，不同的物质有不同的溶解度，溶 解度大的物质溶解在超临界流体中，与不溶解或者 溶解度小的物质分开。然后，通过升高温度，降低 压力或者吸附的方法，使萃取物与超临界流体分离， 而得到所需的物质。 在临界区附近，压力和温度的微小变化，会引起 流体密度的大幅度变化，从而影响其溶解能力。
吸附薄层色谱
分类
分配薄层色谱
常用的吸附剂——硅胶
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分离提取天然色素的膜过滤技术
利用传统工艺提取天然色素过程中，经过离心、精滤等方式处理，后期结合单效、多效浓缩、减压真空浓缩等方式，对提取液进行浓缩和除杂，以获得我们需要的有效成分。
传统工艺在久置过程中，溶解性杂质仍然会析出产生沉淀，导致成品出现分层、返浑等现象，极大的影响了产品品质。
膜分离技术应用在天然色素的生产，提高了天然色素的生产收率、去除副染料及小分子杂质、降低生产成本，无疑膜技术为巩固其在天然色素工业中的地位起了至关重要的作用。
在天然色素工业中应用的膜过滤技术主要有超滤和纳滤：
1、超滤用于发酵生产色素的澄清，替代了传统澄清方法，它能将大分子悬浮物及蛋白进行有效截留而让澄清的色素提取液渗透通过膜进入渗透液侧。
2、纳滤用于色素常温下的浓缩或者除水，通常与蒸发器联用或取代蒸发器。
过滤时水及部分小分子杂质通过膜而色素组分则被截留浓缩。
德兰梅勒利用膜分离技术为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供分离、纯化、浓缩的综合解决方案，满足不同客户的高度差异化需求。
帮助客户进行生产工艺的上下游技术整合与创新，帮助企
业节省投资、降低运行费用、减少单位消耗、提供产品质量、清洁生产环境，助力企业产业升级。