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【摘要】 目的 以干辣椒为原料，研究采用壳聚糖树脂吸附提取辣椒碱及其纯化的工艺。方法：用NaOH溶液进行粗提取，提取液处理后用壳聚糖树脂柱吸附，用乙醇洗脱得到辣椒素溶液，重结晶得到淡黄色针状辣椒素晶体。采用香兰素-亚硝酸钠比色法测定辣椒素含量。结果：从干辣椒中提取得到的辣椒素收率为0.38%，辣椒素晶体纯度为91.20%。结论：采用该方法提取辣椒碱，方法操作简便，成本低廉，产率和纯度较高，结果较理想。
【关键词】 辣椒素 提取 纯化 含量测定
A Study on Extraction and Determination of Capsaicinoid
SHU Dan1，ZHENG Ren-yuan2，YE Xiao-jin3，LUO Qin3，ZHANG Tao2
(Chengdu Medical College,1.Grade 2003 in department of Clinical Medicine，2.Department of Bio-chemistry;3.Grade 2006 in department of Biotechnology，Chengdu 610083,China)
Abstract：Objective To extract and determinate capsaicinoid from capsicum with chitosan resin.Method Capsaicinoid was separated by means of 1% NaOH extracting initially.After degreasing,the capsaicinoid in extraction was absorped by chitosan resin and then eluted by ethanol.A straw yellow crystal of capsaicinoid was isolated from recrystallization.The crystal capsaicinoid was determinated by vanitlin-sodium nitrite colorimetry.Results Capsaicinoid was extracted and purified.The yield was 0.38% and the purity of crystal was 91.20%.Conclusion The method was not only simple in process,but also high in yield and purity at low cost.It could be used for industrial production.
Key words:capsaicinoid;extraction;purifying;determination
辣椒素（Capsaicinoid）是从辣椒中引起辛辣味的主要化学物质，是一种含酚羟基的生物碱，又名辣椒碱。天然辣椒碱是6种（少数辣椒品种有7种）生物碱的混合物，分别是辣椒碱、二氢辣椒碱、高二氢辣椒碱、降二氢辣椒碱、高辣椒碱、壬酰荚兰胺和辛酰香荚兰胺，它们均为邻甲氧基酚的衍生物，其结构通式如下：
自然含量中，辣椒素的主要成分是辣椒碱(capsaicin)和二氢辣椒(dihydrocapsaicin)，占90%以上［1］。
高纯度的辣椒碱具有许多生理活性，如在食品工业中作为添加剂；还具有杀菌消毒的作用，可作为食品防腐剂。用于医疗上，具有强而持久的消炎镇痛作用和抗菌、抗肿瘤作用；还可促进胃肠蠕动及胃液分泌，帮助消化。在农业方面，已有报道以辣椒碱合成生物农药，其应用前景十分广阔。食用辣椒还有助于脂肪的燃烧，具有减肥的功效。由于辣椒碱的特殊功能，美国、日本、德国等许多国家的学者对它的合成、降解、提取、分离早已进行了研究，并有高纯度商品辣椒碱产品，国际市场售价居高不下［2,3］。
目前国内外对于辣椒素的提取主要采用有机溶剂萃取法和CO2超临界法，存在操作复杂，设备昂贵，不适合广泛推广等缺点［4,5］。同时，国内还没有商品化的辣椒碱和二氢辣椒碱标准品，在生产中进行质量检测操作困难且成本较高。本研究采用壳聚糖树脂对辣椒初提取液中辣椒素进行吸附提取，并采用改进的香兰素-亚硝酸钠比色法测定含量，工艺操作简单，价格低廉，产品纯度高，取得了较好的效果。
1 实验部分
1.1 仪器和试药
UV1102紫外可见分光光度计（上海天美科学仪器有限公司）；旋转蒸发仪（上海亚荣生化仪器厂）。壳聚糖（脱乙酰度90%，上海伯奥生物科技有限公司）；干辣椒粉（市售）；香兰素（香草醛），亚硝酸钠，乙醇等试剂均为分析纯。
1.2 方法和结果
1.2.1 提取工艺流程 初级提取:100g干辣椒粉加入一定体积NaOH溶液回流提取，收集滤液。将1倍体积的95％乙醇加入到滤液中，4℃以下低温静置1h,收集滤液并浓缩至一定体积。
次级提取:初提液调pH后上壳聚糖树脂柱吸附,用酸性乙醇吸脱,吸脱液旋蒸、浓缩得辣椒素样品。
1.2.2 含量测定方法 参考并改进文献方法［6］，采用香兰素代替标准品辣椒素，用亚硝酸钠比色法做标准曲线并测定辣椒素含量，得回归方程：Y=2.0×10-3X-4.0×10-4(R=0.9995)。结果表明辣椒素浓度在62.5 μg/ml～375 μg/ml范围内浓度与吸光度线性关系良好。
1.2.3 壳聚糖树脂的制备及活化 参考文献方法［7］，制备得到白色珠状壳聚糖树脂。用5%氨水溶液活化后，水洗至近中性后保存。
1.2.4 初级提取工艺的优化 分别称取同一批次的干辣椒粉各25g，加入1%NaOH溶液加热浸泡，提取辣椒素。按照拟定浸泡温度（A），加入干辣椒粉与1%NaOH液比例（B），浸泡时间（C）这3个因素，每个因素取4个水平（表1），按照正交表L16(34)进行正交试验，研究每组提取辣椒素的总量，选择最佳提取条件。结果表明(见表2)，在65℃下，使用7.5倍辣椒粉体积的1%NaOH液提取1h时，辣椒素的提取量最大。
1.2.5 统计学方法 实验数据在初级提取和次级提取中分别采用正交试验3因素4水平表、正交试验4因素4水平表,统计分析。 表1 初级提取正交试验因素水平表表2 初级提取L16（34）正交试验结果
1.2.6 次级提取工艺的优化 称取每份40g干辣椒粉，按最佳的初提条件处理得到含辣椒素水相，经过脱脂处理后，旋蒸浓缩。调pH后加入壳聚糖树脂进行批次吸附，吸附后用纯水洗树脂至中性，用3倍于壳聚糖树脂量的不同pH的70%乙醇洗脱辣椒素,共洗3次。按照拟定吸附前液体pH(A)、吸附温度(B)、洗脱液pH(C)、洗脱温度(D)，每个因素取4个水平（见表3），按照正交表L16(44)进行正交试验，研究每组提取辣椒素总量，选择最佳工艺条件。结果表明(见表4)，在60℃，将辣椒素初提取液调pH 9.5，上柱吸附后在50℃下，在pH 4.0条件下洗脱得到辣椒素总量最大。 表3 次级提取正交试验因素水平表表4 次级提取L16（44）正交试验结果
1.2.7 优化工艺产率测定 取同一批次辣椒粉，分为三组，每组分别称取100g干辣椒粉，按最优提取工艺提取，提取液旋转蒸发后用石油醚重结晶，得到淡黄色针状辣椒素晶体重量分别为0.39g、0.42g、0.44g，亚硝酸钠比色法测定晶体中辣椒素含量为92.31%、91.23%、90.07%，均值为91.20%。优化工艺产率为0.36%、0.38%、0.41%，均值为0.38%.
2 讨论
2.1 壳聚糖是一种碱性多糖，氨基能够结合辣椒素的酚羟基。利用这一性质，采用壳聚糖树脂对辣椒素的初提液进行吸附提取，重结晶后获得的辣椒素纯度和收率较高，且成本低，有利于工业化生产。
2.2 采用1%NaOH高温短时间处理辣椒粉溶液，虽然可以提高辣椒素的溶出度，但是也使得提取液中的脂类物质大大增加，不利于壳聚糖树脂吸附。由于辣椒素溶于石油醚等有机溶剂，不能采用有机溶剂洗涤脱脂的方法。本工艺采用冷冻后过滤的方法脱脂，取得了较好效果。
2.3 目前辣椒碱的生产技术普遍存在工艺复杂，提取率及得率均低等问题。本实验以干辣椒为原料，经碱处理、壳聚糖树脂吸附、乙醇洗脱、石油醚重结晶等，得到辣椒素纯度为91.20%，产率为 0.38%，达到国内同类辣椒碱生产水平。同时，辣椒素的提取目前普遍采用有机溶剂萃取法、CO2超临界法及离子交换法，而本工艺采用壳聚糖树脂吸附提取，技术新颖，流程较简单，在工业生产中有一定的意义。
【参考文献】
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