基于烘焙谷物的食用色素及其制备方法和应用与流程

本发明涉及食品加工
技术领域：
，具体涉及一种基于烘焙谷物的食用色素和制备方法，以及所述食用色素在食品中的应用。
背景技术：
：食用色素是食物的“化妆品”。它是指可以赋予食物不同色泽的一类食品添加剂，有天然色素和人工色素之分。天然食用色素是指从动物、植物、微生物或微生物代谢产物中提取出来的一类色素，具有安全、无毒、无副作用的特点。自古以来我国就有使用天然色素的习惯，如江南一带将红曲米酿酒、酱肉、制红肠等，用黄饭花、乌饭树叶捣汁染糯米饭的习惯。但是天然色素性质不稳定、易受环境因素影响、成本高、产量低等使得它很难受到客户的青睐。人工合成食用色素主要指用人工合成的方法从煤焦油中制取或以萘、苯、甲苯等芳香烃化合物为原料，经过磺化、硝化、卤素化、偶氮化等一系列有机反应制成的有机色素，如合成苋菜红、胭脂红及柠檬黄等等。人工合成色素具有性质稳定、成本低廉、色泽鲜艳、着色力强等特点。但是，这些人工合成的色素因易诱发中毒、泻泄甚至癌症，对人体有害，故不能多用或尽量不用。鉴于人工合成色素和天然色素的不足之处，对天然原料进行适当加工处理以制备性能稳定、生产成本低、产量高的食用色素将是色素生产的一种发展趋势。如cn101705007a公布了一种粉末状焦糖色素及其制作方法，其特点是将大麦原料在一定条件下浸泡、发芽，再经保温、烘焙、冷却、粉碎，制得粉末状焦糖色素。该方法无需原料破碎、加酶液化、糖化或酸解，不外加氨基化合物。利用麦芽中还原糖和游离氨基发生美拉德反应以及小分子糖类在高温下发生焦糖化作用，产生呈色物质和香味物质。但是该方法所制备的色素色度范围相对有限，而且应用到饮品中时会因其中的不溶性成分受到限制。基于当前人们对色泽丰富食品的喜爱和天然色素具有的多种优势，制备种类丰富和用途广泛的食用色素具有重要的经济意义和社会意义。技术实现要素：本发明的目的是为了克服现有技术存在的食用色素色度范围相对有限，以及其中的不溶性成分对于饮品应用的限制问题，提供一种基于烘焙谷物的食用色素及其制备方法和应用，该食用色素色度范围宽，不会因为不溶性成分在饮品应用中受到限制，性能相对稳定，具有抗氧化的功效，并可赋予食物多种丰富的香气。为了实现上述目的，本发明一方面提供一种食用色素的制备方法，该方法包括：(1)将发芽或不发芽的谷物依次进行干燥和烘焙，得到烘焙后的物料；(2)将所述烘焙后的物料进行粉碎，得到食用色素粉；其中，所述干燥的条件包括：于40-50℃进行第一干燥2-4小时，将第一干燥产物于50-60℃进行第二干燥2-3小时，将第二干燥产物于60-70℃下进行第三干燥2-3小时，将第三干燥产物于70-75℃下进行第四干燥1.5-2.5小时，将第四干燥产物于75-90℃进行第五干燥2-4小时；其中，所述烘焙的方法包括：将干燥后的谷物于105-205℃进行烘焙。本发明第二方面提供了如上所述的方法制备得到的食用色素。本发明第三方面提供了如上所述的食用色素在食品中的用途。本发明可以取得如下的有益效果：1、绿色天然、成本低廉：粉末色素产品的制备是通过将发芽或不发芽的谷物经过特定工艺的干燥和烘焙，并将烘焙后的物料经直接粉碎获得，膏状色素产品的制备是通过将粉碎后的食用色素粉用热水、乙醇或其他有机溶剂浸泡后再除溶剂得到的，工艺相对简单。相对于其他天然来源的色素原料，生产成本较低，产量较高。优选的，本发明制备的色素采用的原料为工业啤酒酿造所用的最基本原料-麦芽，它的安全性已经过啤麦工业上百年的历史所证明。2、性能相对稳定：色素制备原料经过高温烘焙处理，应用到烘焙或者蒸制食品中时其性能相对稳定。3、色泽覆盖范围较广：本发明制备的色素产品的色泽包括浅黄色、琥珀色、古铜色、酒红色、棕褐色、焦糖色、黑色等多种色调，可为食品着色需求提供多种选择；4、具有食物天然香气：与其他天然色素不同，本发明提供的色素产品可赋予食物以巧克力香、咖啡香、焦香、麦香、坚果香、饼干香和焙烤香等多种丰富的香气；5、应用范围广泛：本发明提供的色素产品有粉末和膏状两种形态，可应用于糕点、面包、肉制品、饮品等食品中；6、具有抗氧化的功效：本发明制备的色素产品含有丰富的类黑素成分，具有一定的抗氧化、抗癌、防龋齿的作用；7、可应用于饮品当中：本发明制备的色素产品，由于避免了不溶性成分的影响，因此可应用到饮品当中，应用范围较为广泛。附图说明图1是本发明提供的一种食用色素粉。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明中，在没有相反说明的情况下，“麦芽”是指发芽的谷物，例如，发芽的大麦、小麦、燕麦等，以及红宝石麦芽、黑麦芽、巧克力麦芽等着色麦芽。第一方面，根据本发明提供了一种食用色素的制备方法，该方法包括：(1)将发芽或不发芽的谷物依次进行干燥和烘焙，得到烘焙后的物料；(2)将所述烘焙后的物料进行粉碎，得到食用色素粉；其中，所述的干燥条件包括：于40-50℃进行第一干燥2-4小时，将第一干燥产物于50-60℃进行第二干燥2-3小时，将第二干燥产物于60-70℃下进行第三干燥2-3小时，将第三干燥产物于70-75℃下进行第四干燥1.5-2.5小时，将第四干燥产物于75-90℃进行第五干燥2-4小时；其中，所述烘焙的方法包括：将干燥后的谷物于105-205℃进行烘焙。本发明的发明人在研究中发现，当将所述谷物于40-50℃(例如，可以为40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃、48℃、49℃、50℃)进行第一干燥2-4小时(例如，可以为2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时)，将第一干燥产物于50-60℃(例如，可以为50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃)进行第二干燥2-3小时(例如，可以为2小时、2.5小时、3小时)，将第二干燥产物于60-70℃(例如，可以为60℃、61℃、62℃、63℃、64℃、65℃、66℃、67℃、68℃、69℃、70℃)下进行第三干燥2-3小时(例如，可以为2小时、2.5小时、3小时)，将第三干燥产物于70-75℃(例如，可以为70℃、71℃、72℃、73℃、74℃、75℃)下进行第四干燥1.5-2.5小时(例如，可以为1.5小时、2小时、2.5小时)，将第四干燥产物于75-90℃进行第五干燥2-4小时(例如，可以为2小时、2.5小时、3小时、3.5小时、4小时)，将干燥后的谷物于105-205℃(例如，可以为105℃、110℃、130℃、150℃、170℃、190℃、200℃、205℃)进行烘焙时，所得到的色素色度范围宽，能避免不溶性成分的影响，性能相对稳定，并且其中含有丰富的类黑素成分，具有一定的抗氧化作用，还能够赋予食物以巧克力香、咖啡香、焦香、麦香、坚果香、饼干香和焙烤香等多种丰富的香气。此处需要说明的是，在如上的干燥工艺中，前后两个相邻干燥阶段的温度不交叉。例如，当第一干燥的温度为50℃时，第二干燥的温度应大于50℃，可以为51℃、52℃、53℃、54℃等。根据本发明，在对所述谷物进行干燥和烘焙之前，还可以包括对所述谷物进行除杂的操作。根据本发明，所述谷物可以为现有的各种谷物，包括但不限于大麦、小麦、燕麦、小米、大米、高粱、荞麦和玉米中的一种或几种，优选选自大麦、小麦和燕麦。本发明优选使用发芽的谷物进行色素的制备，所述发芽的谷物优选选自发芽的大麦、发芽的小麦和发芽的燕麦，所述发芽的谷物还进一步优选为特种麦芽如红宝石麦芽、黑麦芽、巧克力麦芽等着色麦芽，均可通过商购获得。根据本发明，对所述谷物的发芽方法优选包括：将谷物用15-20℃(例如，可以为15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃)的冷水浸泡，至浸麦度达到43-49％之间(例如，可以为43％、44％、45％、46％、47％、48％、49％)，然后于12-20℃(例如，可以为12℃、13℃、14℃、15℃、16℃、17℃、18℃、19℃、20℃)下发芽3-6天(例如，可以为3天、4天、5天、6天)。进一步的，所述冷水的用量可以在较大的范围内改变，只要能够对谷物发芽，浸麦度能够达到43-49％之间即可。本发明中的浸麦度的计算方式如下所示：优选的，在所述谷物发芽过程中，每8-13小时(例如，可以为8小时，9小时，10小时，11小时，12小时，13小时)对谷物翻动一次。根据本发明，为了使得所述食用色素的色度范围更宽，性能更稳定，进一步避免不溶性成分对于饮品应用的限制，以及提高其抗氧化效果，并使所述食用色素的香气更浓郁，所述烘焙的时间使得所得物料的含水量不大于5重量％。其中，所述烘焙的设备不受限制，可以是本领域常用的烘焙设备。根据本发明，对所述烘焙后的物料进行粉碎的方法不受特别的限制，可以为挤压粉碎、研磨粉碎。本发明优选采用研磨粉碎。根据本发明，所述食用色素粉的粒径不受限制。根据本发明的一种优选方案，所述食用色素粉的粒径不大于0.2mm，在该优选的方案下，所得到的食用色素性能更加稳定，色度范围更广，抗氧化效果更好，且可进一步消除不溶性成分对于饮品应用的限制，并且香气更浓郁。根据本发明，为了获得更加均一的食用色素粉，优选将所得粉碎产物过筛处理，其中，所述筛子的目数优选不小于80目。根据本发明，为了进一步提高所述食用色素的色度覆盖范围，避免不溶性成分对于饮品应用的限制，使其具有相对稳定的性能，并进一步提升香气，优选的，该方法还包括使用水或有机溶剂对所述食用色素粉进行提取，得到色素溶液。其中，所述色素溶液的获得方式可以采用常规的方式，例如，对提取后的物料进行固液分离，所述固液分离的方式不受特别的限制，例如，可以采用离心、过滤等方式，只要能把不溶物有效去除即可。本发明优选采用过滤的方式。其中，所用滤网的目数优选100-300目。更优选的，以所述食用色素粉作为过滤介质对提取得到的液相进行过滤，得到所述色素溶液。根据本发明，优选的，该方法还包括将所述色素溶液浓缩，至固含量达到78-95重量％，得到食用色素膏。所述浓缩的方法不受特别的限制，可以是蒸馏或冷冻干燥等方法。根据本发明，优选的，在所述浓缩之前，该方法还包括对所述色素溶液依次进行煮沸和固液分离，得到食用色素膏。本发明的发明人在研究中发现，利用本发明方法得到的色素在饮料中还具有良好的分散性能，并且可以进一步避免不溶性成分的影响。其中，所述水的温度可以为20-80℃；优选的，所述水的温度为60-70℃。所述提取的时间优选为10-120min；优选的，以重量计，所述水或有机溶剂的用量为烘焙谷物的5-10倍。优选的，所述有机溶剂提取的温度为15-50℃，提取的时间为10-120min。根据本发明，优选的，所述有机溶剂选自醇；更优选的，所述醇为c2-c6的一元醇，进一步优选为乙醇。根据本发明一种特别优选的实施方式，选择籽粒饱满的大麦，先对其进行除杂，再将除杂后的物料用15-16℃的冷水浸泡，至浸麦度达到43-45％，然后于12-14℃下发芽5-6天，发芽过程中每隔8-9小时对谷物翻动一次。将发芽后的物料于40-44℃进行第一干燥2-2.5小时，将第一干燥产物于51-54℃进行第二干燥2-2.3小时，将第二干燥产物于61-64℃下进行第三干燥2-2.3小时，将第三干燥产物于71-72℃下进行第四干燥1.5-1.8小时，将第四干燥产物于76-80℃进行第五干燥2-2.5小时。将干燥后的物料在烤炉中进行烘焙，烘焙的温度为105-150℃，至含水量小于5％。将烘焙后的物料通过研磨粉碎挤压粉碎的方式进行粉碎，并将粉碎产物过筛，筛子的目数为80目，过筛后的食用色素粉粒径不大于0.18mm，得到食用色素粉。并将所述食用色素粉用水进行提取，所述水的温度为60-65℃，所述水的重量为烘焙谷物的8-10倍，所述提取的时间为40-80min。对提取后的物料煮沸，并以所述食用色素粉作为过滤介质对提取得到的液相进行过滤，得到色素溶液。将色素溶液浓缩，至固含量为78-85％，得到食用色素膏。第二方面，本发明还提供了上述方法制备得到的食用色素。所述食用色素的色度范围宽，包括浅黄色、琥珀色、古铜色、酒红色、棕褐色、焦糖色、黑色等多种色调，并且，所述食用色素不会因为不溶性成分在饮品应用中受到限制。制备工艺相对简单，相对于其他天然来源的色素原料，生产成本较低。色素制备原料经过高温烘焙处理，性能相对稳定。所述食用色素可赋予食物以巧克力香、咖啡香、焦香、麦香、坚果香、饼干香和焙烤香等多种丰富的香气。另外，所述食用色素含有丰富的类黑素成分，具有一定的抗氧化、防癌、抗龋齿的作用。第三方面，本发明还提供了所述食用色素在食品中的用途。根据本发明，所述食用色素的食品应用领域包括蒸制面制品、糖果、饮品、烘焙食品、肉制品、发酵制品等。根据本发明一种特别优选的实施方式，以质量百分比计，蒸制面制品中的食用色素粉的用量为3-10％，烘焙食品中的食用色素粉的用量为3-5％，肉制品中的食用色素粉的用量为2-8％，发酵制品、饮品和糖果宜使用食用色素膏，用量在3％以内。以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，色度参数通过ebc比色计测得。实施例1本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法选择籽粒饱满的大麦，先对其进行除杂，再将除杂后的物料用15℃的冷水浸泡，至浸麦度达到43％，然后于12℃下发芽6天，发芽过程中每隔8小时对谷物翻动一次。将发芽后的物料于40℃进行第一干燥2小时，将第一干燥产物于51℃进行第二干燥2小时，将第二干燥产物于61℃下进行第三干燥2小时，将第三干燥产物于71℃下进行第四干燥1.5小时，将第四干燥产物于76℃进行第五干燥2小时。将干燥后的物料在烤炉中进行烘焙，烘焙的温度为105℃，至含水量小于5％。将烘焙后的物料通过研磨粉碎挤压粉碎的方式进行粉碎，并将粉碎产物过筛，筛子的目数为80目，过筛后的食用色素粉粒径不大于0.18mm，得到食用色素粉。所制得的食用色素粉如图1所示，其颜色呈现为灰黄色、棕色。实施例2本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法选择籽粒饱满的硬质小麦，先对其进行除杂，再将除杂后的物料用20℃的冷水浸泡，至浸麦度达到49％，然后于15℃下发芽4天，发芽过程中每隔13小时对谷物翻动一次。将发芽后的物料于50℃进行第一干燥4小时，将第一干燥产物于60℃进行第二干燥3小时，将第二干燥产物于70℃下进行第三干燥3小时，将第三干燥产物于75℃下进行第四干燥2.5小时，将第四干燥产物于90℃进行第五干燥4小时。将干燥后的物料在烤炉中进行烘焙，烘焙的温度为205℃，至含水量小于5％。将烘焙后的物料通过研磨粉碎的方式进行粉碎，并将粉碎产物过筛，筛子的目数为100目，过筛后的食用色素粉粒径不大于0.15mm，得到食用色素粉。实施例3本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法选择颗粒饱满的燕麦，先对其进行除杂，再将除杂后的物料用17℃的冷水浸泡，至小米含水量达到46％，然后于20℃下发芽3天，发芽过程中每隔10小时对谷物翻动一次。将发芽后的物料于45℃进行第一干燥3小时，将第一干燥产物于55℃进行第二干燥2.5小时，将第二干燥产物于65℃下进行第三干燥2.5小时，将第三干燥产物于73℃下进行第四干燥2小时，将第四干燥产物于83℃进行第五干燥3小时。将干燥后的物料在烤炉中进行烘焙，烘焙的温度为160℃，至含水量小于5％。将烘焙后的物料通过研磨粉碎的方式进行粉碎，并将粉碎产物过筛，筛子的目数为120目，过筛后的食用色素粉粒径不大于0.12mm，得到食用色素粉。实施例4本实施例用于说明一种膏状食用色素的制备方法将实施例1得到的食用色素粉用水进行提取，水的温度为60℃，水的重量为烘焙谷物的8倍，提取的时间为60min。对提取后的物料煮沸，并进行过滤，滤网的数目为100目，得到色素溶液。将色素溶液浓缩，至固含量为78％，得到食用色素膏。实施例5本实施例用于说明一种膏状食用色素的制备方法将实施例1得到的食用色素粉用乙醇进行提取，乙醇的温度为40℃，提取的时间为60min。对提取后的物料煮沸，并进行固液分离，采用的固液分离的方式为过滤，滤网的数目为100目，得到色素溶液。将色素溶液浓缩，至固含量为95％，得到食用色素膏。实施例6本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，不对大麦进行发芽，得到食用色素粉。实施例7本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，采用发芽的大米作为原料进行制备，得到食用色素粉。实施例8本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，采用发芽的小米作为原料进行制备，得到食用色素粉。实施例9本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，采用发芽的高粱作为原料进行制备，得到食用色素粉。实施例10本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，采用发芽的荞麦作为原料进行制备，得到食用色素粉。实施例11本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，采用发芽的玉米作为原料进行制备，得到食用色素粉。实施例12本实施例用于说明一种膏状食用色素的制备方法按照实施例4的方法制备膏状食用色素，不同的是，以食用色素粉作为过滤介质进行过滤，得到色素溶液。将色素溶液浓缩，至固含量为85％，得到食用色素膏。实施例13本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，谷物的发芽方法为：将谷物用8℃的冷水浸泡，至浸麦度达到30％，然后于10℃下发芽2天，得到食用色素粉。实施例14本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，得到的食用色素粉粒径分布为0.2-0.5mm。对比例1本实施例用于说明一种粉末状食用色素的制备方法按照实施例1的方法制备粉末状食用色素，不同的是，所述的干燥方法为：将谷物在40℃条件下干燥30分钟，再在51℃条件下干燥40分钟，将第二干燥产物于61℃下进行第三干燥2小时。将干燥后的谷物于105℃进行烘焙，得到食用色素粉。测试例1将实施例1-15和对比例1得到的食用色素分别以0.5％、2％、6％和10％的比例加入到冷饮中，对所得冷饮进行色度测试，结果见表1。表10.5％2％6％10％实施例11-2ebc3-4ebc10-12ebc180-200ebc实施例24-5ebc15-20ebc55-60ebc100-105ebc实施例32-3ebc10-12ebc35-38ebc60-62ebc实施例48-10ebc38-40ebc110-115ebc180-190ebc实施例51-2ebc1-2ebc2-3bc3-4ebc实施例61-2ebc2-3ebc5-6ebc9-11ebc实施例71-2ebc3-4ebc9-10bc15-17ebc实施例81-2ebc3-5ebc10-11ebc18-20ebc实施例91-2ebc3-4ebc10-11ebc16-17ebc实施例101-2ebc2-3ebc7-8ebc12-13ebc实施例111-2ebc2-3ebc7-8ebc14-15ebc实施例129-12ebc40-43ebc125-128ebc210-215ebc实施例131-2ebc2.5-3.5ebc7.5-10ebc12-18ebc实施例141-2ebc3-4ebc10-12ebc18-20ebc对比例11-1.5ebc2-2.5ebc3-3.5ebc10-12ebc其中，将实施例4获得的食用色素粉加入到冷饮中，采取测试例1的测试方式获得的色度值较大，当将实施例4获得的食用色素粉以更低的百分比0.2％加入冷饮当中时，测得的色度为4ebc-6ebc。由表1可以看出，采用本发明的组合工艺制备得到的食用色素所能提供的色度范围更广。测试例2本实施例用于说明本发明中的食用色素的抗氧化性将实施例1-15和对比例1得到的食用色素，结果见表3。食用色素抗氧化性以trolox当量(te)抗氧化力表示，即以不同浓度的trolox(0.1ml)与dpph(6*10-5mol/l，2.9ml)反应，测定517nm处的吸光值变化情况，绘制trolox当量抗氧化力曲线。再根据样品与dpph反应物的od517，计算其trolox当量抗氧化力，以mmolte/mg表示。表2抗氧化性测试结果(mmte/g麦芽)实施例10.024±0.002实施例20.022±0.003实施例30.018±0.002实施例40.023±0.001实施例50.019±0.001实施例60.013±0.007实施例70.014±0.005实施例80.011±0.004实施例90.012±0.004实施例100.013±0.001实施例110.013±0.006实施例120.029±0.002实施例130.010±0.001实施例140.012±0.008对比例10.009±0.003由表2可以看出，采用本发明的组合工艺制备得到的食用色素具有较好的抗氧化性。测试例3将实施例1-15和对比例1得到的食用色素分别以6％的比例加入到饮品(这里指酸奶，初始固形物含量为18％)当中，测试得到的饮品中的固形物的含量，结果见表3。表3不溶性固形物含量(％)实施例119.53±1.23实施例219.64±0.85实施例319.82±0.18实施例418.39±0.37实施例518.98±0.98实施例621.13±0.98实施例721.33±1.22实施例821.51±0.26实施例921.81±1.15实施例1021.13±0.97实施例1121.51±0.32实施例1218.11±0.79实施例1320.38±1.22实施例1420.31±0.98对比例123.66±0.98由表3可以看出，采用本发明的组合工艺制备得到的食用色素能够更好地避免不溶性成分的影响，可应用在饮品当中，应用范围较为广泛。测试例4对测试例2制成的发酵米/面制品分别进行香气测试。馒头蒸熟后于室温放置30min后，分发给感官评价人员(25人组成，包括12男性和13女性，年龄介于22岁-42岁)对其风味类型进行评价，结果见表4。表4由表4可以看出，采用本发明的组合工艺制备得到的食用色素能够更好地赋予食物以巧克力香、咖啡香、焦香、麦香、坚果香、饼干香和焙烤香等多种丰富的香气。以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。当前第1页12