姚 飛，張向前，2，3*，賀曉龍，2

（1.延安大學生命科學學院；2.陜西省區(qū)域生物資源保育與利用工程技術研究中心；3.陜西省紅棗重點實驗室，陜西延安716000）

辣椒紅色素與辣椒堿提取分離工藝的研究

姚 飛1，張向前1，2，3*，賀曉龍1，2

（1.延安大學生命科學學院；2.陜西省區(qū)域生物資源保育與利用工程技術研究中心；3.陜西省紅棗重點實驗室，陜西延安716000）

利用溶劑法和硅膠柱層析相結合的方法提取分離辣椒紅色素和辣椒堿。通過正交試驗確定辣椒紅色素提取的工藝條件為：浸提溶劑丙酮，浸提溫度30℃，浸提時間72h，在此條件下產率可達16.8％；辣椒堿的提取工藝條件為：浸提溶劑乙酸乙酯，浸提溫度30℃，浸提時間72h，在此條件下產率可達3.45％；該法用于辣椒紅色素和辣椒堿的提取分離，簡單實用、易于推廣。

辣椒紅色素；辣椒堿；提取分離

辣椒紅色素（Capsanthin），化學式為C40H56O3，是從辣椒中提取的一種四萜類橙紅色天然色素，屬脂溶性類胡蘿卜色素中的復烯酮類色素［1］。辣椒紅色素不僅色澤鮮艷、安全無毒、保色效果好，而且具有營養(yǎng)保健功效和抗癌功能［2］，被廣泛應用于食品、飲料、保健藥品等領域。辣椒堿（Capsaicin），化學式為C18H27NO3，是香草基胺的酰胺衍生物，是辣椒辛辣和藥效的主要來源。研究發(fā)現，辣椒堿可使皮膚局部血管反射性擴張，促進血液循環(huán)，對慢性風濕性關節(jié)炎、神經痛有顯著療效［3－5］，具有很強的藥用開發(fā)價值。辣椒紅色素和辣椒堿是辣椒精深加工利用的兩種主要成分，可用于醫(yī)療、農藥、軍事、食品、保健、功能涂料等領域［6－8］，尤其是在醫(yī)療方面的應用受到越來越多的關注，文獻［3－5，9，10］報道了其醫(yī)用作用機理和效果，因具有藥物功能而被稱為“軟黃金”，市場應用前景廣闊。本文采用溶劑法和硅膠柱層析相結合的方法提取分離辣椒紅色素和辣椒堿，提取分離方法，簡單、實用、易于推廣。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與設備

朝天椒（購于延安市農貿市場）去柄、去籽、烘干，粉碎過60目篩備用。

石油醚、丙酮、乙醚、乙酸乙酯、正己烷等均為分析純。

電子天平，恒溫水浴鍋，微型高速萬能試樣粉碎機，UV－2550型紫外－可見分光光度計，電熱恒溫培養(yǎng)箱，KDC－40型低速離心機等常用儀器設備。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計

經文獻查閱和預實驗，選擇浸提溶劑種類和浸提時間兩個主要影響因子設計正交試驗。因素水平的選擇見表1。

表1 正交試驗設計表

1.2.2 提取

于9個錐形瓶中分別加入20.000g辣椒粉末，各加入丙酮、乙醚、乙酸乙酯200mL，分成3組于30℃下浸提24 h、48 h、72h。分別過濾得浸提液，然后在80℃的水浴鍋中蒸干。

1.2.3 分離辣椒紅色素和辣椒堿

蒸干后向錐形瓶中各加入20mL NaOH溶液和10mL正己烷，調節(jié)pH至7.0，3000r／min離心10min；離心上層為辣椒紅色素混合溶液，離心下層為辣椒堿混合溶液。

1.2.4 柱層析純化

將100目－200目的硅膠用石油醚浸泡處理過夜；采用濕裝法進行裝柱。加樣時注意保持洗脫液在硅膠表面1cm以上。洗脫液為石油醚：丙酮＝5∶1。辣椒紅色素經柱層析分離得兩種物質，最先洗脫出來的為辣椒紅色素，其次洗脫的為一混合物；辣椒堿經柱層析分離得一種物質。

1.2.5 辣椒紅色素的檢測［11］

定性檢測：取辣椒紅色素1滴，向其中加入80％硫酸2滴，呈現藍色。

定量檢測：根據辣椒紅色素的標準曲線（圖1）計算本實驗中得到的辣椒紅色素的含量（mg），再根據公式（1）計算辣椒紅色素的提取率。

圖1 辣椒紅色素的標準曲線

1.2.6 辣椒堿的檢測［11，12］

定性檢測：取少量的辣椒堿溶液，加入低濃度的三氯化鐵溶液，呈現黃綠色。

定量檢測：采用紫外光譜分析法，即國標法進行定量分析。根據GB10783－1996中辣椒堿的檢測方法，按表2要求制備試液。

表2 GB10783－1996中辣椒堿的檢測方法試劑配制表

式中：x——試樣中辣椒堿的含量，％；

m——試樣質量，g；

f——試樣的稀釋倍數；

314和127為校正系數。

公式（2）和公式（3）結果相差不得超過10％。

2 結果與分析

2.1 辣椒紅色素的提取結果

2.1.1 定性分析

取柱層析后的辣椒紅色素1滴，向其中加入80％硫酸2滴，溶液變成了藍色。

2.1.2 定量分析

在相同的實驗條件下，研究了浸提時間和浸提溶劑對辣椒紅色素提取率的影響，結果見表3、表4。

表3 丙酮、乙醚、乙酸乙酯為浸提溶劑時不同浸提時間下辣椒紅色素的提取率

表4 （L33）辣椒紅色素提取率的正交分析表

由以上數據可以看出：在浸提溶劑一定的前提下，浸提72h辣椒紅色素的提取率最高；在浸提時間一定的前提下，丙酮為浸提溶劑時辣椒紅色素的提取率最高。由正交表中的極差大小來看，影響辣椒紅色素提取效果的最大因素是浸提時間。提取方法為A1B3，即以丙酮為浸提溶劑浸提72h時，辣椒紅色素的提取率最高。

2.2 辣椒堿的提取結果

2.2.1 定性分析

取少量柱層析后的辣椒堿溶液，加入低濃度的三氯化鐵溶液，實驗結果顯黃綠色。

2.2.2 定量分析

在72h的浸提時間下，對浸提溶劑進行了對比實驗，分別計算了辣椒堿的含量，結果見表5。

表5 不同浸提溶劑下辣椒堿含量的比較

由以上數據可以看出，在浸提時間為72h的情況下，乙酸乙酯作為浸提溶劑時所得到的辣椒堿的含量最高。

3 小結

本試驗以辣椒紅色素的提取率和辣椒堿的含量為評價指標，對浸提溶劑和浸提時間進行了優(yōu)化選擇。確定辣椒紅色素的提取工藝條件為：丙酮為浸提溶劑，浸提溫度30℃，浸提時間72h，提取率可達16.8％；辣椒堿的提取工藝條件為：浸提溶劑乙酸乙酯，浸提溫度30℃，浸提時間72h，提取率可達3.45％。采用離心和硅膠柱層析相結合的方法提取分離辣椒紅色素和辣椒堿，操作簡單，提取率高，是一種低能耗、便于推廣的提取分離方法，對實現辣椒的綜合開發(fā)利用具有重要的參考意義。

［1］張甫生，龐杰，李文東.辣椒紅色素在仿真食品中的應用［J］.食品與機械，2002（5）：34－35.

［2］楊博智，謝達平，張竹青.辣椒紅色素的提取方法和應用［J］.辣椒雜質（季刊），2007（2）：26－29.

［3］Tandan R，Lewis G A.Topical capsaicin in painful diabetes neuropathy effect on sensory function［J］.Diabetes Care，1992，15（10）：15－18.

［4］Epstein J B，Marcoe J H.Topical application of capsaicin fortreatment of oral neuropattfic pain and trigeminal neuralgia［J］.Oral Surg Oral Med Oral pathol，1994，77（2）：135.

［5］Reilly CA，Crouch D J，YostGS，etal.Determinstion of capsaicin，dihydrocaosaicin，and nonivamide in self－defense weapons by liquid chromatography－mass spectrometry and liquidhromatography－tandem mass spectrometry［J］.J. Chromatogr.A，2001，912：259－267.

［6］柳昌武，陳曉光，韋藤幼，等.響應面優(yōu)化減壓內部沸騰法提取辣椒堿工藝［J］.食品科學，2013，34（10）：72－76.

［7］周書棟，楊博智，張竹青，等.干辣椒中辣椒紅色素提取工藝的優(yōu)化［J］.湖南農業(yè)大學學報（自然科學版），2013，39（4）：382－386.

［8］周菁，王伯初，彭亮.辣椒色素提取精致工藝概述［J］.重慶大學學報，2004，27（1）：103－105.

［9］Kang Ji－h(huán)ye，Tsuyoshi Goto，Han In－Seob，etal.Dietary capsaicin reduces obesity－induced insulin resistance and hepatic steatosis in obesemice fed a high－fat diet［J］.Nature，2010，18（4）：780－787.

［10］Westerp－Plantenga M S，Smeets A，Lejeune M PG.Sensory and gastrointestinal satiety effects of capsaicin on food intake［J］.Nature，2005（29）：682－688.

［11］張麗茜，金紅星.辣椒素制備及檢測方法［J］.安徽農業(yè)大學，2008，36（1）：316－318.

［12］GB10783－1996.中華人民共和國國家標準食品添加劑辣椒紅［S］.

［責任編輯 李曉霞］

TS201.1

A

1004－602X（2014）04－0081－03

10.3969／J.ISSN.1004－602X.2014.04.081

2014-10-19

陜西省高水平大學建設專項資金（2012SXTS06），陜西省自然基礎研究項目（2014JM3078），陜西省教育廳科研計劃項目（2012JK835），延安市科技計劃（2011kg－15）共同資助。

姚 飛（1987—），男，陜西長安人，延安大學在讀碩士研究生。*通訊作者