辣椒红色素与辣椒碱提取分离工艺的研究

姚 飞，张向前，2，3*，贺晓龙，2

（1.延安大学生命科学学院；2.陕西省区域生物资源保育与利用工程技术研究中心；3.陕西省红枣重点实验室，陕西延安716000）

辣椒红色素与辣椒碱提取分离工艺的研究

姚 飞1，张向前1，2，3*，贺晓龙1，2

（1.延安大学生命科学学院；2.陕西省区域生物资源保育与利用工程技术研究中心；3.陕西省红枣重点实验室，陕西延安716000）

利用溶剂法和硅胶柱层析相结合的方法提取分离辣椒红色素和辣椒碱。通过正交试验确定辣椒红色素提取的工艺条件为：浸提溶剂丙酮，浸提温度30℃，浸提时间72h，在此条件下产率可达16.8％；辣椒碱的提取工艺条件为：浸提溶剂乙酸乙酯，浸提温度30℃，浸提时间72h，在此条件下产率可达3.45％；该法用于辣椒红色素和辣椒碱的提取分离，简单实用、易于推广。

辣椒红色素；辣椒碱；提取分离

辣椒红色素（Capsanthin），化学式为C40H56O3，是从辣椒中提取的一种四萜类橙红色天然色素，属脂溶性类胡萝卜色素中的复烯酮类色素［1］。辣椒红色素不仅色泽鲜艳、安全无毒、保色效果好，而且具有营养保健功效和抗癌功能［2］，被广泛应用于食品、饮料、保健药品等领域。辣椒碱（Capsaicin），化学式为C18H27NO3，是香草基胺的酰胺衍生物，是辣椒辛辣和药效的主要来源。研究发现，辣椒碱可使皮肤局部血管反射性扩张，促进血液循环，对慢性风湿性关节炎、神经痛有显著疗效［3－5］，具有很强的药用开发价值。辣椒红色素和辣椒碱是辣椒精深加工利用的两种主要成分，可用于医疗、农药、军事、食品、保健、功能涂料等领域［6－8］，尤其是在医疗方面的应用受到越来越多的关注，文献［3－5，9，10］报道了其医用作用机理和效果，因具有药物功能而被称为“软黄金”，市场应用前景广阔。本文采用溶剂法和硅胶柱层析相结合的方法提取分离辣椒红色素和辣椒碱，提取分离方法，简单、实用、易于推广。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与设备

朝天椒（购于延安市农贸市场）去柄、去籽、烘干，粉碎过60目筛备用。

石油醚、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、正己烷等均为分析纯。

电子天平，恒温水浴锅，微型高速万能试样粉碎机，UV－2550型紫外－可见分光光度计，电热恒温培养箱，KDC－40型低速离心机等常用仪器设备。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

经文献查阅和预实验，选择浸提溶剂种类和浸提时间两个主要影响因子设计正交试验。因素水平的选择见表1。

表1 正交试验设计表

1.2.2 提取

于9个锥形瓶中分别加入20.000g辣椒粉末，各加入丙酮、乙醚、乙酸乙酯200mL，分成3组于30℃下浸提24 h、48 h、72h。分别过滤得浸提液，然后在80℃的水浴锅中蒸干。

1.2.3 分离辣椒红色素和辣椒碱

蒸干后向锥形瓶中各加入20mL NaOH溶液和10mL正己烷，调节pH至7.0，3000r／min离心10min；离心上层为辣椒红色素混合溶液，离心下层为辣椒碱混合溶液。

1.2.4 柱层析纯化

将100目－200目的硅胶用石油醚浸泡处理过夜；采用湿装法进行装柱。加样时注意保持洗脱液在硅胶表面1cm以上。洗脱液为石油醚：丙酮＝5∶1。辣椒红色素经柱层析分离得两种物质，最先洗脱出来的为辣椒红色素，其次洗脱的为一混合物；辣椒碱经柱层析分离得一种物质。

1.2.5 辣椒红色素的检测［11］

定性检测：取辣椒红色素1滴，向其中加入80％硫酸2滴，呈现蓝色。

定量检测：根据辣椒红色素的标准曲线（图1）计算本实验中得到的辣椒红色素的含量（mg），再根据公式（1）计算辣椒红色素的提取率。

图1 辣椒红色素的标准曲线

1.2.6 辣椒碱的检测［11，12］

定性检测：取少量的辣椒碱溶液，加入低浓度的三氯化铁溶液，呈现黄绿色。

定量检测：采用紫外光谱分析法，即国标法进行定量分析。根据GB10783－1996中辣椒碱的检测方法，按表2要求制备试液。

表2 GB10783－1996中辣椒碱的检测方法试剂配制表

式中：x——试样中辣椒碱的含量，％；

m——试样质量，g；

f——试样的稀释倍数；

314和127为校正系数。

公式（2）和公式（3）结果相差不得超过10％。

2 结果与分析

2.1 辣椒红色素的提取结果

2.1.1 定性分析

取柱层析后的辣椒红色素1滴，向其中加入80％硫酸2滴，溶液变成了蓝色。

2.1.2 定量分析

在相同的实验条件下，研究了浸提时间和浸提溶剂对辣椒红色素提取率的影响，结果见表3、表4。

表3 丙酮、乙醚、乙酸乙酯为浸提溶剂时不同浸提时间下辣椒红色素的提取率

表4 （L33）辣椒红色素提取率的正交分析表

由以上数据可以看出：在浸提溶剂一定的前提下，浸提72h辣椒红色素的提取率最高；在浸提时间一定的前提下，丙酮为浸提溶剂时辣椒红色素的提取率最高。由正交表中的极差大小来看，影响辣椒红色素提取效果的最大因素是浸提时间。提取方法为A1B3，即以丙酮为浸提溶剂浸提72h时，辣椒红色素的提取率最高。

2.2 辣椒碱的提取结果

2.2.1 定性分析

取少量柱层析后的辣椒碱溶液，加入低浓度的三氯化铁溶液，实验结果显黄绿色。

2.2.2 定量分析

在72h的浸提时间下，对浸提溶剂进行了对比实验，分别计算了辣椒碱的含量，结果见表5。

表5 不同浸提溶剂下辣椒碱含量的比较

由以上数据可以看出，在浸提时间为72h的情况下，乙酸乙酯作为浸提溶剂时所得到的辣椒碱的含量最高。

3 小结

本试验以辣椒红色素的提取率和辣椒碱的含量为评价指标，对浸提溶剂和浸提时间进行了优化选择。确定辣椒红色素的提取工艺条件为：丙酮为浸提溶剂，浸提温度30℃，浸提时间72h，提取率可达16.8％；辣椒碱的提取工艺条件为：浸提溶剂乙酸乙酯，浸提温度30℃，浸提时间72h，提取率可达3.45％。采用离心和硅胶柱层析相结合的方法提取分离辣椒红色素和辣椒碱，操作简单，提取率高，是一种低能耗、便于推广的提取分离方法，对实现辣椒的综合开发利用具有重要的参考意义。

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［12］GB10783－1996.中华人民共和国国家标准食品添加剂辣椒红［S］.

［责任编辑 李晓霞］

TS201.1

A

1004－602X（2014）04－0081－03

10.3969／J.ISSN.1004－602X.2014.04.081

2014-10-19

陕西省高水平大学建设专项资金（2012SXTS06），陕西省自然基础研究项目（2014JM3078），陕西省教育厅科研计划项目（2012JK835），延安市科技计划（2011kg－15）共同资助。

姚 飞（1987—），男，陕西长安人，延安大学在读硕士研究生。*通讯作者