（食品科学专业论文）干红辣椒的深度加工技术及辣椒碱的镇痛功能研究.pdf

日三互 目水 摘要i a b s t r a c t i i i 第一章文献综述1 1 1 辣椒的本草研究1 1 2 辣椒的药理作用及其研究1 1 3 辣椒碱的研究概况2 1 3 1 辣椒碱的来源及分布2 1 3 2 辣椒碱的结构和理化性质3 1 3 2 1 名称和分子结构3 1 3 2 3 理化性质4 1 3 3 辣椒碱的生理功能4 1 3 3 1 辣椒碱的镇痛作用4 1 3 3 2 辣椒碱的心脑血管效应一5 1 3 3 3 辣椒碱的抗炎作用5 1 3 3 4 脂质过氧化调节作用5 1 3 3 5 对消化系统的作用5 1 3 3 6 对血压的影响6 1 3 3 7 抗癌的双重作用6 1 3 3 8 杀菌和杀虫作用6 1 3 4 辣椒碱的应用6 1 3 4 1 医药领域6 1 3 4 2 军事领域6 1 3 4 3 农药领域6 1 3 4 4 涂料领域7 1 3 4 5 食品添加剂领域7 1 3 4 6 减肥保健7 1 3 4 7 饲料工业一7 1 4 辣椒碱的分析测定方法7 1 4 1 气一质联用法。7 1 4 2 可见分光光度法8 1 4 3 亚硝酸钠比色法8 1 4 ，4 高效液相色谱法( h p l c ) 8 1 4 5f a o 紫外双比色法9 1 5 辣椒碱提取和分离纯化方法9 1 5 1 辣椒碱的提取方法9 1 5 1 1 有机溶剂提取法9 1 5 1 2 酸碱法l o 1 5 1 3 超临界c 0 2 萃取法一1 0 1 5 1 4 酶法l o 1 5 1 5 细胞培养法l o 1 5 1 6 化学合成法l o 1 6 辣椒红色素的研究概况 1 6 1 辣椒红色素的来源及分布 1 6 2 辣椒红色素的成分 1 6 2 辣椒红色素的结构式和理化性质 1 6 2 1 辣椒红色素的结构式 1 6 2 2 辣椒红色素的理化性质 1 6 3 辣椒红色素的生理功能 1 6 4 辣椒红色素的稳定性 1 6 4 2 温度对辣椒红色素稳定性的影响 1 6 4 3 酸碱度0 h ) 对辣椒红色素稳定性的影响 1 6 4 4 溶剂对辣椒红色素稳定性的影响 1 6 4 5 金属离子对辣椒虹色素稳定性的影响 1 6 5 辣椒红色素的应用 1 7 辣椒红色素的提取研究概况 1 7 1 油溶法 1 7 2 溶剂法。 1 7 3 超临界c 0 2 流体萃取法( s f e - c 0 2 ) 1 7 4 超声波溶剂提取法 1 7 5 溶剂微波提取法 1 7 6 酶法提取。1 5 1 8 1 辣椒红色素的定性分析方法1 5 1 8 辣椒红色素的测定方法1 5 1 8 2 辣椒红色素的定量分析方法1 5 1 9 弓l 言1 6 第二章辣椒碱的提取，分离和纯化工艺研究1 7 2 1 前言1 7 2 2 实验材料与设备1 7 2 2 1 实验材料。1 7 2 2 2 实验仪器及设备。1 7 2 3 辣椒碱提取实验方案设计1 8 2 3 1 干红辣椒的预处理1 8 2 3 2 脱色处理18 2 3 3 有机溶剂的选择。18 2 3 4 乙醇提取辣椒碱工艺研究方案1 9 2 3 4 1 最佳乙醇浓度确定实验1 9 2 3 4 2 最佳提取温度确定实验1 9 2 3 4 3 最佳提取时间确定实验1 9 2 3 4 4 最佳皮粉粒度确定实验。1 9 2 3 4 5 最佳料液比确定实验1 9 2 3 5 实验数据用e x c e l 和r p s s 软件分析和处理2 0 2 4 实验结果与讨论2 0 2 4 1 提取溶剂的确定2 0 2 4 2 不同乙醇浓度确定试验2 0 2 4 3 料液比的确定2 1 2 4 4 皮粉粒度的确定一2 l 2 4 5 乙醇提取时间的确定2 1 2 4 6 乙醇提取温度的确定。2 2 2 4 7 实验结果2 2 2 5 树脂法制备高纯度辣椒碱工艺的研究2 3 2 5 1 提取高纯度辣椒碱的预处理工艺流程2 3 2 5 2 树脂法提取高纯辣椒碱工艺流程2 3 2 5 3 树脂法制备高纯度辣椒碱设计方案2 3 2 5 3 1 树脂预处理，装柱及再生2 3 2 5 4 树脂的选择。2 4 2 5 4 1 树脂的基本性质试验所用大孔树脂的基本性质，其基本见表2 2 。2 4 2 5 4 3 不同树脂对辣椒碱解吸效果2 4 2 5 5 对d 6 0 0 的吸附性能的研究2 4 2 5 5 1 样液的浓度对d 6 0 0 大孔树脂静态吸附性能的影响2 4 2 5 5 2d 6 0 0 对辣椒碱提取液的静态吸附曲线2 4 2 5 5 3p h 值对d 6 0 0 静态吸附性能的影响2 5 2 5 5 4 流速对d 6 0 0 大孔树脂动态吸附性能的影响2 5 2 5 5 5d 6 0 0 对辣椒碱的动态吸附曲线2 5 2 5 6 解析条件单因素试验2 5 2 5 6 1 不同p h 值下的静态洗脱效果2 5 2 5 6 2d 6 0 0 的洗脱解析曲线的绘制。2 5 2 5 7 统计分析。2 5 2 6 结果与讨论。2 5 2 6 1 不同树脂对辣椒碱吸附解析效果。2 5 2 6 2 对d 6 0 0 吸附性能的研究2 6 2 6 2 1 样液的浓度对d 6 0 0 大孔树脂静态吸附的影响2 6 2 6 2 2d 6 0 0 对辣椒碱的静态吸附曲线2 6 2 6 2 3p h 值对d 6 0 0 静态吸附性能的影响2 7 2 6 2 4 流速对d 6 0 0 动态吸附性能的影响2 7 2 6 3 解析条件单因素试验2 8 2 6 3 1 不同p h 值下的洗脱效果2 8 2 7 结晶溶剂的选择确定试验2 8 2 7 1 结晶温度的选择确定实验2 9 2 8 结果与讨论2 9 第三章辣椒红色素提取，分离纯化工艺的研究。3 l 3 1 前言31 3 2 提取辣椒红色素粗品的方案设计。3 1 3 2 1 有机溶剂萃取制备辣椒油树脂的工艺流程3 1 3 2 2 溶剂萃取法制备辣椒红色素粗品方法的研究3 1 3 2 2 1 干红辣椒的预处理3 2 3 2 2 2 萃取溶剂的选择3 2 3 2 2 3 溶剂种类对萃取率的影响3 2 3 2 3 试验结果与讨论3 3 3 3 丙酮提取辣椒红色素方法的研究3 4 3 3 1 辣椒红色素粗品的预处理3 4 3 3 1 1 乙醇浓度对辣椒红素色价的影响3 4 3 - 3 1 2n a o h 浓度对皂化的影响3 4 3 3 1 3 皂化时间对辣椒红色素的影响3 5 3 3 1 4 皂化温度对辣椒红色素粗品的影响3 5 3 3 1 5 料液比对辣椒红素色价的影响3 6 3 4 结果与讨论3 7 3 5 柱层析法制备高纯度辣椒红色素实验方案设计3 7 3 5 1 洗脱溶剂的确定3 7 3 5 2 树脂的静态筛选。3 8 3 5 3 洗脱剂的选择3 8 3 5 4 树脂动态流速对吸附的影响3 8 3 5 5 洗脱流速的选择确定实验3 8 3 5 6 树脂法最优整体工艺条件的确定实验方案3 8 3 5 7 正交实验设计3 8 3 6 结果与讨论3 9 第四章辣椒碱和辣椒红色素的分析方法研究4 1 4 1 前言4 l 4 2 材料和设备。4 1 4 2 1 主要材料4 1 4 2 2 实验主要仪器及设备4 1 4 3 实验方法设计4 2 4 3 1 辣椒碱标准液的配制4 2 4 3 2 检测条件的确定【7 3 】。4 2 4 3 3 辣椒碱标准曲线的绘制4 2 4 3 4 方法的精密度和重现性4 3 4 3 5 方法的准确度4 3 4 3 6 稳定性试验4 3 4 4 数据处理4 3 4 5h p l c 法测定辣椒碱实验方案设计4 3 4 5 1h p l c 法测定辣椒碱检测条件的确定4 3 4 5 2h p l c 法测定辣椒碱的标准曲线的绘制4 3 4 5 3h p l c 法的精密度和重现性4 4 4 5 4h p l c 法的准确度4 5 4 5 5h p l c 法的稳定性4 5 4 5 6 干红辣椒原料中辣椒碱含量的测定4 5 4 6 结果与讨论4 5 4 7 辣椒红色素色价测定实验方案设计4 6 4 7 1 试验主要材料和设备。- ，4 6 4 7 1 1 材料4 6 4 7 1 2 设备4 6 4 7 2 辣椒红色素色价的测定4 6 4 7 2 1 辣椒红色素待测液的配制4 6 4 7 2 2 辣椒红色素色价的测定方法4 6 广 第五章辣椒碱镇痛功能研究。4 9 5 1 辣椒碱的镇痛机理研究4 9 5 2 辣椒碱镇痛作用机制一4 9 5 2 1 辣椒碱受体及其作用机理4 9 5 2 2 离子通道和离子流5 0 5 2 3 神经肽释放5 0 5 3 辣椒碱镇痛功能的应用5 0 5 3 1 临床上应用辣椒碱的现状5 0 5 3 2 不良反应一51 5 3 3 临床应用的研究方向51 5 3 3 1 与其他药物联合应用5 1 5 3 3 2 改变给药方式5 1 5 3 3 3 选择辣椒碱的衍生物51 5 4 辣椒碱镇痛功能研究实验设计方案5 1 5 4 1 小鼠扭体实验的筛选51 5 4 2 不同醋酸浓度对小鼠扭体实验的影响5 2 5 4 3 不同室温对小鼠扭体实验的影响5 2 5 4 4 不同性别小鼠对扭体实验的影响】5 2 5 4 5 结果与讨论一5 2 5 4 5 1 不同醋酸浓度对小鼠扭体实验的影响5 2 5 4 5 2 不同环境温粗对小鼠扭体实验的影响5 3 5 4 6 结论5 3 5 5 小鼠扭体实验方案设计5 4 5 5 1 小鼠扭体实验一5 4 5 5 2 材料和试剂5 4 5 5 2 1 材料5 4 5 5 2 2 辣椒碱注射液的配制5 4 5 5 3 扭体实验的步骤。5 5 5 5 4 辣椒碱的镇痛率计算公式5 5 5 5 5 结果与讨论5 6 5 6 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠戒断作用的实验5 6 5 6 1 材料和试剂。5 6 5 6 2 吗啡成瘾小鼠模型的建立5 7 5 6 2 1 观察指标5 7 5 6 2 2 统计学方法5 7 5 6 3 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠自主活动的影响一5 8 5 6 4 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠体重的影响5 9 5 6 5 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠自主活动的影响5 9 5 6 6 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠跳跃次数的影响一6 0 5 6 ，7 结果与讨论6 0 参考文献6 1 翌诩 6 5 附件：硕士期间发表的论文6 7 v ， 摘要 干红辣椒的深度加工技术及辣椒碱的镇痛功 能研究 食品科学专业硕士研究生吉恬 指导教师李学刚教授 摘要 辣椒碱( c a p s a i c i n ) 是茄科植物辣椒( c a p s i c u m f r u t e s c e n s ) 果实中的主要呈辣物质。作为 优质辣味剂已被广泛地应用于食品的各种调味，同时它还应用于医药、农业等其它行业中。 在医药工业上是生产镇痛药、戒毒药的原料，在军事上更是生产催泪武器的原料，具有极其 广泛的应用，有“软黄金”之誉。自上世纪7 0 年代起，人们开始对红辣椒干进行深度加工， 主要是以其为原料提取分离辣椒红色素( c h i l i r e d 或p a p m i c ac o l o u r ) 。辣椒红色素是一种安 全无毒的天然食用色素，其主要成分是辣椒红素和辣椒玉红素，皆是类胡萝素，能够被人体 消化吸收，并在人体内转化为维生素a 。因此，它不仅安全无任何毒副作用，而且还具有一 定的营养保健和医疗作用。正因为如此，在倡导安全与健康消费的今天，它被广泛运用于饮 食、糕点、饮料、化妆品、医药、儿童玩具等的着色，备受世界各国的重视。我国辣椒资源 丰富，种类繁多，从红辣椒中提取辣椒碱具有广阔的前景。本论文正是依据这种情况，以重 庆市售红辣椒为原料，优化了辣椒碱的提取工艺参数；提出了一种新的辣椒碱纯化方法；探 索了测定辣椒碱含量的分析方法；研究了辣椒红色素的提取和纯化方法和稳定性；同时，对 辣椒碱对小鼠的镇痛功能做了研究。主要研究内容及结果如下： 1 研究了辣椒碱的提取的最佳工艺条件，实验结果表明：从提取效率和经济成本这两方面来 考虑，提取的最优条件为：选择i o n a o h 乙醇溶液( 乙醇浓度为3 0 ) ，原料皮粉粒度6 0 目， 料液比1 ：l o g m l ，提取时间4 h ，提取温度7 0 。c ，提取后的溶液经浓缩可得到辣椒碱总含量 为1 - 3 2 辣椒油树脂。 2 研究了辣椒碱的纯化工艺条件，实验结果表明：硅胶柱层析法为最佳纯化方法。以辣椒油 树脂为原料，在室温( 2 5 。c 下) 湿法装柱，用不同浓度梯度的乙醇溶液洗脱。分别收集洗脱 液，浓缩；用无水乙醚进行重结晶得到白色辣椒碱晶体，该工艺中辣椒碱类化合物的回收率 8 8 左右，且制得的晶体中辣椒碱总含量达到9 6 2 。 3 研究了h p l c 法测定辣椒碱含量的方法。实验结果表明：h p l c 的测定条件为：色谱柱：h i q s i lc 。8 ( 5um ，2 5 m m 4 6 m m ) ；柱温：4 0 c ；流动相：甲醇一0 8 0 磷酸水溶液( 8 0 ：2 0 ) ：流 速：0 6 m l m l ；检测波长：2 7 0 h m ；进样量：2 0p1 ，出峰时间：7 7 6 3 m i n 。对辣椒碱的检出 限分别为5l a m l 一6 01 t m l 。在辣椒碱标准品对照的情况下，确定采用h p l c 法来测定辣椒碱 两南大学硕十学位论文 样品中辣椒碱的含量为最佳。 4 对辣椒红色素的提取、纯化及稳定性进行了研究。在提取辣椒红色素之前对辣椒油树脂进 行皂化处理；再用硅胶柱层析法进行辣椒红色素的纯化。实验结果表明：用1 、3 、5 、1 5 丙酮及纯丙酮做梯度洗脱，分别收集，合并洗脱液，蒸发溶剂，得到色价6 6 0 左右的辣椒红 色素。同时，实验还表明：辣椒红色素在高温、光照、氧的作用下不稳定，辣椒红色素宜于 低温、避光、除氧的条件下保存；色素耐酸碱性好，在室内自然光下不容易褪色，然而当色 素暴露在阳光下2 h 左右会褪色成无色。一般的金属( 铜除外) 对色素色价的影响很小。 一 5 辣椒碱镇痛功能的研究。考察了小鼠扭体实验。结果表明：辣椒碱对由化学刺激引起的机 体疼痛有很好的镇痛效果，是盐酸吗啡镇痛效果的8 0 倍以上：除此之外，对辣椒碱作为吗啡 依赖小鼠戒断的治疗药物做了初步研究，实验结果表明，辣椒碱对吗啡依赖小鼠有很好的戒 断作用。同时，由于辣椒碱是一种从绿色植物中提取的天然物质，比其他化学合成的毒品戒 断药物：如美沙酮等，对机体本身无成瘾性，这也是其作为吗啡戒断特效药的原因之一 关键词：辣椒碱，辣椒红色素，提取和纯化，镇痛 i i ， a b s t r a c t t h e d e p t h o ft h ed e v e l o p m e n to f d r y r e d p e p p e ra n ds t u d yo na n a l g e s i cf u n c t i o no f c a p s a i c i n a bs t r a c t c a p s a i c i n ( c a p s a i c i n ) i st h es o l a n a c e a ep l a n tp e p p e r ( c a p s i c u mf r u t e s c e n s ) w a st h em a i nf r u i t s p i c ym a t e r i a l q u a l i t yo fs p i c ya sh a sb e e nw i d e l yu s e di nv a r i o u sf o o ds e a s o n i n g ，b u ti ta l s o a p p l i e dt om e d i c i n e ，a g r i c u l t u r ea n do t h e rs e c t o r s i nt h ep h a r m a c e u t i c a li n d u s t r yi ti su s e da st h e p r o d u c t i o no fa n a l g e s i cd r u g s ，d r u gd e t o x i f i c a t i o no fr a wm a t e r i a l s ；i nt h em i l i t a r y ，i su s e da st e a r w e a p o n s ，av e r yw i d l yr a n g eo fa p p l i c a t i o n s ，t h e ”s o f tg o l d ”f i t c h s i n c et h e19 7 0 s ，p e o p l eb e g a nt o s t u d yd r yr e dp e p p e rf o ri n - d e p t hp r o c e s s i n g ，m a i n l yf o ri t sr a wm a t e r i a l se x t r a c t i o na n ds e p a r a t i o n c a p s a n t h i n ( c h i l i r e do rp a p m i c ac o l o u r ) c a p s a n t h i ni sas a f e ，n o n - t o x i cn a t u r a lp i g m e n t ，t h e ，m a i n i n g r e d i e n ti sr e dp e p p e r - a n d - p e p p e ry u h o n ga l ea l lt y p e so fc a r r o t sc a l lb ed i g e s t e da n da b s o r b e d b yt h eb o d y ，a n di nt h eh u m a nb o d yi n t ov i t a m i na t h e r e f o r e ，i ti sn o to n l ys a f ew i t h o u ta n ys i d e e f f e c t s ，b u ta l s oh a v eac e r t a i nr o l eo fn u t r i t i o na n dm e d i c a lc a r e b e c a u s eo ft h i s ，i ns a f e t ya n d h e a l t hc o n s u m e ra d v o c a c yt o d a y ，i th a sb e e nw i d e l yu s e df o o d ，c a k e s ，d r i n k s ，c o s m e t i c s ，m e d i c i n e ， c h i l d r e n st o y ss u c ha sc o l o r i n g ，m u c ha t t e n t i o na l lo v e rt h ew o r l d c h i n ai sr i c hi np e p p e rr e s o u r c e s ， e x t r a c tc a p s a i c i nf r o mr e dp e p p e rh a sb r o a dp r o s p e c t s t h i sp a p e ri sb a s e do nc h o n g q i n g c o m m e r c i a lr e dp e p p e rf o rl a wm a t e r i a l st oo p t i m i z et h en e we x t r a c t i o no fc a p s a i c i np a r a m e t e r s ， d i s c u s san e wc a p s a i c i np u r i f i c a t i o nm e t h o d s ；r e s e a r c ht h ee x t r a c t i o na n dp u r i f i c a t i o nm e t h o d sa n d s t a b i l i t yo fc a p s a n t h i n ；a tt h es a m et i m e ，c a p s a i c i no nt h ea n a l g e s i cf u n c t i o n so fm i c ew e r ea l s o s t u d i e d m a j o rs t u d yc o n t e n t sa n dt h er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h eo p t i m u me x t r a c t i o nc o n d i t i o n so fc a p s a i c i n t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t ：c o n s i d e r e d t h ee x t r a c t i o ne f f i c i e n c ya n dt h ee c o n o m i cc o s t s ，t h eb e s tc o n d i t i o n sw e r ea sf o l l o w s ：1 0 a l k a l i n e e x t r a c t i o ns o l v e n te t h a n o ls o l u t i o n , r a wm a t e r i a l ss i z e4 0 - 6 0h e a d i n gl i q u i dt h a n1 ：1 0g m l ， e x t r a c t i o nt i m ew a s4h ，e x t r a c t i o nt e m p e r a t u r e6 5 ，w e r ee x t r a c t e db yt h es o l u t i o nc a nb c c o n c e n t r a t e dc a p s a i c i nc o n t e n tw a s1 2 5 t o t a lp e p p e rr e s i n 2 t h ep u r i f i c a t i o np r o c e s so fc p a s a i c i n t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t si n d i c a t e dt h a t ：s i l i c ag e lc o l u m n c h r o m a t o g r a p h yi st h eb e s tp u r i f i c a t i o nm e t h o d s o l e o r e s i nc a p s i c u mt ot h er a wm a t e r i a l s ，a tr o o m t e m p e r a t u r e ( 2 5 ) w e t - l o a d e d , w i t hd i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so fe t h a n o ls o l u t i o ng r a d i e n te l u t i o n e l u a t ec o l l e c t e d ，a n dc o n c e n t r a t e dt ou s ea n h y d r o u se t h e rr e - c r y s t a l l i z a t i o nb yw h i t ep e p p e ra l k a l i c r y s t a l ，t h ep r o c e s so fr e c o v e r yp e p p e rb a s e so fa b o u t8 5p e r c e n t ，a n dt h es y s t e mi nt h ec r y s t a l c a p s a i c i nc o n t e n to f9 4 8 a c h i e v e d 3 s t u d yo ft h eh p l c m e t h o df o rm ed e t e r m i n a t i o no fc a p s a i c i nc o n t e n t t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t s t t t 两南大学硕十学位论文 s h o w e dt h a t ：h p l cd e t e r m i n a t i o no ft h ec o n d i t i o n s ：c o l u m n ：h i qs i lc18 ( 5pm ，2 5 m m 4 6 m m ) ；t e m p e r a t u r e ：4 0 m o b i l ep h a s e ：aa l c o h o l o 8 0p h o s p h o r i ca c i ds o l u t i o n ( 8 0 ：2 0 ) ，f l o w r a t e ：0 6m l m l ；d e t e c t i o nw a v e l e n g t h ：2 7 0n m ；s a m p l ev o l u m e ：2 0 l ，ap e a kt i m e ：7 7 8 3 ；d i h y d r o c a p s a i c i n ：9 8 4 5 c a p s a i c i n0 1 1w h a td i h y d r oc a p s a i c i n ，t h ed e t e c t i o nl i m i to f5 “i i l l 一6 0 “， r e s p e c t i v e l y c a p s a i c i ns t a n d a r di nt h ec o n t r o lo ft h ec i r c u m s t a n c e s ，d e t e r m i n e db yh p l ct o d e t e r m i n ec a p s a i c i nc r y s t a ls a m p l e sc a p s a i c i nc o n t e n ti st h eb e s t 4 t h ee x t r a c t i o na n dp u r i f i c a t i o na n ds t a b i l i t yo fc a p s a n t h i n p r i o rt ot h ee x t r a c t i o nc a p s a n t h i n p e p p e ro i lr e s i ns a p o n i f i c a t i o n ；t h e nu s es i l i c ag e lc o l u m nc h r o m a t o g r a p h yt ot h ep u r i f i c a t i o no f c a p s a n t h i n t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a t ：1 ，3 ，5 ，1 5 a c e t o n ea n dp u r ea c e t o n ed o e l u a t e ，r e s p e c t i v e l ye l u a t ec o l l e c t i o n ，s o l v e n te v a p o r a t i o n ，a n dr e c e i v ec o l o ra t6 5 0c a p s a n t h i n a t t h es a m et i m e ，e x p e r i m e n t ss h o wt h a t ：c a p s a n t h i ni nh i g h - 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