辣椒碱的提取

辣椒碱的提取,杨钰慧生物科学1201班,一、辣椒碱的组成与性质,辣椒碱最早由Thres(1876)从辣椒果实中分离出来, 并为它命名。其化学名称为8-甲基-6癸烯香草基胺, 分子式为C18H21NO3，是香草基胺的酞胺衍生。此后又有一些辣椒碱的衍生物从辣椒碱中被发现, 它们统称为辣椒素类物质。迄今为止, 已发现辣椒素类物质约14种以上，它们相互之间只有R基团有所不同。其中有五种组成物质的含量之和已接近100%，它们的名称、含量、分子式和结构式如下：,辣椒碱的理化性质,辣椒素类提取物通常是混合物, 晶体颜色为白色:或微黄、微红, 没有固定的熔点, 通常熔点范围为5766, 沸点范围为210220 , 易溶于低级醇和丙酮、抓仿、石油醚等有机溶剂, 由于其酚经基表现出弱酸性, 因而能溶于强碱。辣椒素属于酞胺类化合物, 因而可发生水解生成香草基胺和癸烯酸。,二、辣椒碱的提纯与测定,从天然辣椒中提取辣椒碱的方法大体上是根据其溶解性特点, 用有机溶剂浸出、层析分离、并经有机溶剂低温下结晶而成。这些方法只是所选条件有差别而已。下面介绍几种常见的方法。,1、辣椒碱的提取方法,（1）传统有机溶剂法提取：干辣椒除梗、籽 干燥 粉碎过筛 有机溶剂提取 过滤 浓缩、定容、稀释 粗品测定。（2）碱性乙醇法提取准确称量辣椒粉 碱性乙醇提取 提取液过滤 浓缩、定容、稀释 粗品测定。（3）超声波法提取准确称量辣椒粉 超声波辅助提取 减压过滤 旋转蒸发 浓缩至恒重 粗品测定。,2、辣椒碱纯度和含量的测定,辣椒中辣味水平主要与辣椒素的含量有关。因此, 建立准确、快速、灵敏的辣椒素测定方法, 对于辣椒的良种选育、原料加工、辣椒素的提取、精制等研究工作具有重要意义。目前辣椒素的含量测定方法主要有：,（1）气质联用测定法采用气相色谱和质谱联机的技术对辣椒素晶体进行成分和纯度分析。将标准样和样品用氯仿配成一定浓度的溶液, 气相色谱条件包括：载气、氦气、压力：15psi、INT、25。接口温度180. 定量方法：归一法。质谱条件是：离子化电源70eV。MS采集：50550。溶剂延迟：3min。EM：2000V。,气质联用仪,（2）可见分光光度法GBI0465-89中规定测定干辣椒中辣椒素的方法为可见分光光度法。用磷钼酸与辣椒碱类物质反应, 显钼蓝色,溶液中颜色的深浅与辣椒素含量成正比, 通过标准样作的工作曲线, 可以确定试样中辣椒素的含量。另一种显色方法是用亚硝酸钠一钥酸钠试剂与辣椒碱类物质反应, 生成黄色配合物, 颜色的深浅与辣椒素含量成正比。辣椒素的甲醇溶液在PH5.0的醋酸缓冲溶液环境下, 用饱和亚硝酸钠显色1h, 用硫酸铵除去多余的亚硝酸钠, 再用氢氧化钠稀释, 于波长435nm下测定吸光度, 用工作曲线法可求出样品的含量。分光光度法的特点是简单、快速、成本低。,可见分光光度计,（3）FAO紫外双比色法GBI0783-1996规定测定辣椒红色素中辣椒素的方法为紫外分光光度法, 又叫FAO紫外双比色法。该法用70%的甲醇溶解试样, 配成四种不同浓度的溶液, 在248nm和296nm下测定其吸光度, 通过相应的关系式计算辣椒素的含量。（4）高效液相色谱法高效液相色谱测定辣椒素通常采用流动相是乙睛和水, 出现的谱图复杂。用甲醇作流动相, 样品经超声提取离心后直接进样, 用反相高效液相色谱测定。该法具有谱图比较简单、操作简便快捷、灵敏度高、准确度好和线性范围宽等特点。,三、辣椒碱的分离纯化,以干辣椒为原料，用甲醇回流提取，所得浸膏以2的盐酸溶解。乙醚萃取除去辣红素后，上样离子交换柱，碱化后再以氯仿洗脱，得到了较纯的辣椒碱。以辣椒精为原料，将辣椒精溶于1氢氧化钠的溶液中以2的硫酸酸化，正己烷萃取并浓缩得辣椒碱类化合物粗品（纯度8284）。粗品辣椒碱类化合物溶于氢氧化钠溶液中，经离子交换法，以乙醇乙酸乙酯洗脱、浓缩、结晶得辣椒碱类化合物晶体，回收率为2.8(相对于辣素)。按GB1078396标准检验，辣椒碱的纯度为98.5。,1.离子交换树脂法,用丙酮、石油醚、95乙醇提取出辣椒油树脂，再以乙醚作为结晶溶剂，得到粗辣椒碱类化合物的晶体，再经硅胶柱层析纯化后结晶，得到辣椒碱类纯品，纯品的收率为0.23%（以干辣椒为基准），纯度为91.3%。以干辣椒为原料，用丙酮浸提后，再用硅胶柱层析分离纯化辣椒碱类，结果回收率达0.038（以干辣椒为基准），证明柱层析可以有效地进行辣椒碱类化合物的提取与纯化。用硅胶柱层析的方法从含辣味物质2.4的黑红色辣椒精中分离得到含辣味物质22.2的淡褐色辣椒精，从淡褐色辣椒精中分离得到辣味物质的白色晶体。,2. 硅胶柱层析法,3. 结晶法,在众多的文献资料中，都可以见到用结晶法纯化辣椒碱，如将粗品辣椒碱类化合物溶解于正己烷-乙酸乙酯混合溶剂中，重结晶得纯度为92.5%的高纯辣椒碱类化合物晶体，平均得率2.24%（相对于辣素）。用超临界CO2提取辣椒碱类化合物后就用结晶的方法纯化辣椒碱，得到的晶体纯度可达96。但是以上文献均没有详细考查影响结晶产品回收率与纯度的影响因素。,4.大孔吸附树脂法,以S-8 极性大孔吸附树脂为吸附材料，95乙醇和乙酸乙酯为解吸剂，得到的两种解吸剂中辣椒碱类化合物的纯度分别为31.6、35.3，解吸率分别为95.6、90.7，树脂的吸附容量为30mg/g。,四、辣椒碱的应用,辣椒作为食品调味料, 在我国具有悠久的历史。这些调味料多是在不改变组织特征的情况下, 对辣椒进行一些浅加工, 其成品为辣椒酱等。但食用这些制品时, 其辣椒碱都要经过一个浸出过程, 故辣椒碱的生物利用率并不高。同时碱在肠道继续释放, 刺激肠壁, 可引起腹部不适, 甚至造成肛门灼痛, 诱发痔疮。另外, 生产中直接使用辣粉也无法保证终端产品理想的外观及质量。因此, 从辣椒中提取分离出辣椒碱, 作为食品加工过程中的添加剂, 有利于辣度的控制和辣椒碱的充分吸收利用。这在食品加工上具十分重要的意义。,1.作为食品添加剂,2.医药保健方面的应用,我国是最早将辣椒作为药物使用的国家之一, 中医用辣椒治疗胃寒, 风湿等症。国外研究表明, 辣椒碱对带状疤疹后遗神经痛, 三叉神经痛、糖尿病神经痛、风湿性关节炎、骨关节炎、牛皮癣、秃发等有显著疗效, 还可用于消炎、镇痛、麻醉和戒毒等方面。辣椒碱的镇痛作用与吗啡等同, 但比吗啡更持久, 吗啡镇痛时间为6h,而辣椒碱可达710d。辣椒碱还可抑制恶性肿瘤的发生, 美国匹兹堡大学桑贾伊斯里瓦斯塔瓦研究小组发现辣椒碱对胰腺癌细胞具有抑制作用。辣椒碱还有治疗皮肤病、减肥等特殊功效。,3.饲料工业上的应用,动物食用辣椒碱后, 能促进胃液分泌、增强食欲, 促进血液循环, 提高机体抗病能力, 还有驱虫、发汗等功效, 可用于动物的腹泻、炎症等疾病防治。目前, 在饲料工业中常使用的人工合成辣椒碱添加剂, 多数对畜禽机体有毒副作用, 对环境产生污染, 给人类健康带来危害。而从辣椒中提取的天然辣椒碱, 是通过分离纯化添加到动物饲料中的, 可以有效提高产品的品质, 适量添加对动物的健康有益无害。,随着辣椒碱