超临界CO2萃取辣椒副产物中的辣椒碱

李晗 邵超 王新颖 吕晓光 杨保仑 崔巍

摘 要：本试验以辣椒副产物（脱色辣椒粉）为原料，采用超临界流体萃取技术系统开展了辣椒综合开发利用的工艺研究。通过实验研究得出了超临界流体C02萃取辣椒碱的适宜工艺方法和工艺条件，得出超临界流体萃取辣椒碱的提取纯度及得率。

关键词：超临界CO2;辣椒副产物;辣椒碱;萃取

Abstract：In this experiment， the pepper by-product （decolorized paprika） was used as raw material， and the technology of comprehensive development and utilization of pepper was systematically carried out by supercritical fluid extraction technology. Through experimental research， the suitable process and process conditions for supercritical fluid CO2 extraction of capsaicin were obtained. The effects of extraction parameters such as extraction pressure， extraction temperature， separation pressure and separation temperature on the content and yield of capsaicin were studied. The orthogonal experimental results of capsaicin content， capsaicin yield and comprehensive index were carried out. The analysis shows the suitable process and process conditions for supercritical fluid extraction of capsaicin.

Key words：Supercritical CO2; By-products of capsicum; Capsaicin; Extraction

中图分类号：R151

目前，白城地区辣椒种植面积2.67万公顷，产量达到9万吨。辣椒深加工产品主要是辣椒红色素。利用超临界CO2萃取的方法，从生产辣椒红素副产物中提取辣椒碱，可提高辣椒副产品的综合利用能力，辣椒碱具有极高的药用价值和经济价值，可以用于医药、饮食保健、生物农药、化工以及军事等多個领域。增加了企业效益，促进辣椒产业的健康发展，更好地带动地区经济发展。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器

脱色辣椒粉、辣椒碱标准品（纯度≥98%）、二氢辣椒碱标准品（纯度98%）;正己烷、乙酸乙酯、三氯甲烷、甲醇、乙腈，均为色谱纯;磷酸为分析纯，水为超纯水。

超临界CO2萃取仪、电子天平、高效液相色谱仪、旋转蒸发仪、循环水式真空泵。

1.2 方法

取干燥脱色辣椒粉10.0 kg，首先将原料装入萃取器，通过超临界CO2萃取，得到富含辣椒素的粗提物54.2 g，之后将该粗提物经过减压硅胶柱层析（300目），以正己烷-乙酸乙酯梯度洗脱，每60 mL作为一个洗脱流份，在洗脱过程中，通过薄层层析检测合并相同流份，经与标准品对照，在正己烷-乙酸乙酯洗脱部位，富集得到22.25 g辣椒素粗品（主含辣椒碱和二氢辣椒碱）。

将22.25 g辣椒素粗品溶于150 mL二氯甲烷-甲醇（3∶1）混合液中得到辣椒素粗品溶液，将该溶液经过反复柱层析，以二氯甲烷-甲醇梯度洗脱，通过薄层层析检测，最终依次得到辣椒碱和二氢辣椒碱的制备液，将制备液进行重结晶，分别得到13.06 g辣椒碱成品和5.25 g二氢辣椒碱成品。

1.3 标准品溶液制备

精密称取辣椒碱标准品18.26 mg、二氢辣椒碱标准品10.62 mg，分别置于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解并稀释至刻度，制成对照品贮备液，辣椒碱、二氢辣椒碱的浓度分别为365.2、212.4 μg·mL-1。

1.4 待测样品溶液制备

辣椒供试品溶液的制备：取脱色辣椒粉，精密称取脱色辣椒粉末10 g，用20倍量甲醇超声提取3次，每次30 min，合并提取液，减压浓缩至小体积，再用甲醇溶解并定容至100 mL，充分混合后，取该溶液经0.22 μm微孔滤膜滤过，作为辣椒供试品溶液备用[1]。

辣椒素粗品供试液的制备：精密称取辣椒素粗品10 mg，置于100 mL量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，充分混合后，取该溶液经0.22 μm微孔滤膜滤过，得辣椒素粗品供试液备用。

辣椒碱成品供试液的制备：精密称取辣椒碱成品15 mg，置于100 ml量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，充分混合后，取该溶液经0.22 μm微孔滤膜滤过，得辣椒碱成品供试液备用。

二氢辣椒碱成品供试液的制备：精密称取二氢辣椒碱成品5 mg，置于100 mL量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，充分混合后，取该溶液经0.22 μm微孔滤膜滤过，得二氢辣椒碱成品供试液备用。

1.5 色谱条件

采用Agilent ZORBOX SB-C18 HPLC高效液相色谱柱（5 μm，150 mm×4.6 mm），以乙腈和0.1%磷酸水溶液为流动相进行梯度洗脱（0～30 min：30%乙腈～100%乙腈），流速1.0 mL·min-1，柱温35 ℃，检测波长280 nm，进样量为20 μL。

1.6 样品测定

精密吸取待测样品溶液和标准品溶液20 μL进样，重复进样3次，记录峰面积，计算辣椒碱和二氢辣椒碱的含量，取3次检测结果的平均值。

2 结果与分析

2.1 色谱条件与系统适应性

在以上色谱条件下，辣椒碱的保留时间为14.51 min，

二氢辣椒碱的保留时间为16.26 min，二者与其他成分达到基线分离。色谱图见图1。

2.2 线性关系

分别精密吸取辣椒碱和二氢辣椒碱标准品贮备液，用甲醇稀释成系列浓度的辣椒碱溶液（22.8、45.6、91.3、182.6 μg·mL-1及365.2 μg·mL-1）和系列浓度的二氢辣椒碱溶液（13.3、26.6、53.1、106.2 μg·mL-1及212.4 μg·mL-1），分别吸取20 μL进样测定，以峰面积为纵坐标，辣椒碱浓度为横坐标绘制工作曲线，得辣椒碱和二氢辣椒碱回归方程，分别为Y=10 378X+

46 144（R2=0.999 3），Y=9 891.7X+25 022（R2=0.999 3），线性范围分别为0.46～7.73 μg和0.27～4.25 μg[2]。详见表1、图2。

2.3 精密度试验

分别吸取辣椒碱和二氢辣椒碱同一标准品溶液

20 μL，重复进样5次，测定其峰面积，计算其RSD分别为0.63%和0.91%，表明仪器精密度良好。

2.4 稳定性试验

取辣椒待测样品溶液在0、2、4、8、12 h分别进样20 μL，分別测其峰面积，计算RSD，其中辣椒碱为0.36%，二氢辣椒碱为0.88%，表明待测样品溶液在12 h内稳定性良好。

2.5 重复性试验

取辣椒样品6份，按2.4方法制备成辣椒供试品溶液，分别进样20 μL，测定其峰面积，计算RSD，其中辣椒碱为0.67%，二氢辣椒碱为0.94%，表明该方法重复性良好[3]。

2.6 加样回收率

精密称取已知辣椒碱和二氢辣椒碱含量的辣椒样品约2 g，共12份，分为两组，每组6份，分别精密加入辣椒碱和二氢辣椒碱标准品适量，按2.4项方法制备待测样品溶液，在上述色谱条件下进样20 μL，计算加样回收率，结果辣椒碱平均回收率为99.84%，二氢辣椒碱平均回收率为99.86%。

2.7 样品测定

分别对脱色辣椒粉和辣椒碱的粗品、制备液及成品进行了检测，结果见表2。

3 结论

从脱色辣椒粉中提取分离辣椒碱和二氢辣椒碱总量达0.18%;辣椒素粗品纯度达82.26%;辣椒碱制备液含量为99.01%，辣椒碱成品含量为99.41%;二氢辣椒碱制备液含量为99.30%，二氢辣椒碱成品含量

为99.34%。

参考文献：

[1]王 倩，张 依，周进莉，等.超临界CO2萃取辣椒精中辣椒碱的工艺研究[J].化工时刊，2016，30（12）：19-22.

[2]汪 洋，李 焱.超临界CO2萃取在植物化学物提取中的研究进展[J].中国酿造，2015，34（7）：10-14.

[3]邓传波，夏延斌，邓洁红，等.超临界CO2流体萃取食用级辣椒碱研究[J].食品与机械，2012，28（3）：135-138.