辣椒素提取條件的初步研究

毛亦卉，歐陽嫻，楊博智，周書棟，張竹青，陳文超，戴雄澤

（湖南省蔬菜研究所，湖南 長沙 410125）

辣椒素（Capsaicin）是辣椒中引起辛辣味的主要物質，有香草基胺的酰胺衍生物質，另外還有二氫辣椒素（Dihydrocapsaicin）、降二氫辣椒素（Nordihydrocapsaicin）、高辣椒素（Homocapsaicin）、高二氫辣椒素（Homodihydrocapsaicin）等14種以上的辣椒素同系物，統稱為辣椒素類物質[1]。其中，辣椒素和二氫辣椒素是最辣的成分，這兩種物質的含量占辣椒中辣味物質的90%左右。辣椒素不僅在食品行業中是優質的調味品，在臨床醫學中還是理想的鎮痛藥物。國內外的研究表明，辣椒素具有鎮痛、消炎、止癢、抗菌殺蟲、保護心肌等作用，并且在治療帶狀皰疹后遺神經痛、坐骨神經痛、糖尿病性神經痛等神經源性疼痛方面療效顯著[2]，還可用于風濕性關節炎、骨關節炎、牛皮癬等方面的治療[3]。另外，以辣椒素類化合物為原料制成的特殊涂料，可用于輪船外殼以阻止藻類和海洋生物的附著[4]。可見辣椒素廣泛應用于食品添加、醫療、生物防治等領域。

目前，提取辣椒素的方法有溶劑熱提取方法、溶劑超聲波提取法、溶劑微波提取法、超臨界流體提取法、酶法提取[5]等。本研究利用超聲波-HPLC法提取辣椒中的辣椒素，旨在探索快速檢測方法，以利于進行大批量的辣椒樣品檢測。

1 材料與方法

1.1 材料和設備

LC310-09055高效液相色譜儀（江蘇天瑞儀器股份有限公司）；SB5200D超聲波清洗器（寧波新芝生物股份有限公司）；AL104電子分析天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）；P120-Y純水機（長沙科源儀實驗器材有限公司）。辣椒素標準樣品（晶體，純度 97%，Aladdin Chemistry Co.Ltd）；二氫辣椒素標準樣品（晶體，純度90%，Aladdin Chemistry Co.Ltd），所有試劑均為HPLC級。辣椒：采自湖南省農科院蔬菜所試驗基地。

1.2 樣品制備和分析方法

1.2.1 樣品制備 將鮮辣椒于烘箱中烘干制成干辣椒，去梗后，將辣椒皮和辣椒籽分離，辣椒皮用攪拌機攪拌成碎片，封存備用。干辣椒粉末過40目篩，稱取辣椒樣品細末于容量瓶中，加入甲醇∶四氫呋喃=1∶1（V/V）溶液25 mL，蓋上蓋子并用封口膜封口后，使用超聲波提取，然后用濾紙過濾，收集濾液，濾液再經0.45 μm濾膜過濾后進行高效液相檢測。

1.2.2 色譜條件 色譜柱：（ODS C18反向柱，4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動相為甲醇∶水=8∶2（V/V）；紫外檢測器波長：280 nm；流速：0.8 mL/min；柱溫：30℃；進樣量：10 μL。分別吸取標準液和樣品提取液10 μL注入色譜儀，用標準色譜峰的保留時間定性，用外標面積歸一法測得樣品含量。

1.2.3 結果計算 辣椒素含量計算方法：

二氫辣椒素含量計算方法：

辣椒素總量：

式中：X1，X2分別為辣椒素及二氫辣椒素含量（mg/g）；C1，C2分別為標準曲線上查到的辣椒素及二氫辣椒素含量（μg/mL）；V 為定容體積（mL）；M為樣品質量（g）；97%（式 1中）、90%（式 2中）分別為辣椒素及二氫辣椒素標準樣品純度；X為辣椒素總含量（mg/g）；90%（式3中）辣椒素與二氫辣椒素折算為辣椒素類物質總量的系數。

1.2.4 平行試驗 稱取若干份去籽的辣椒皮細末，分別在不同提取溫度、提取時間、料液比及提取次數等條件下進行單因子平行試驗，提取液經0.45 μm濾膜過濾后進行高效液相色譜檢測。

1.2.5 正交試驗 在單因子試驗的基礎上，選用L9（33）正交表，采用正交試驗方案進一步考察提取溫度 A（50、60、70℃）、提取時間 B（30、40、50 min）、料液比 C（1∶8、1∶10、1∶12）為 3 個影響因素在 3 個水平上對提取效果的影響。

2 結果與討論

2.1 提取溫度對辣椒素提取的影響

稱取2.5 g的辣椒細末，按照1.2.1的提取方法，采用溫度 30、40、50、60、70℃梯度進行平行提取試驗，超聲波提取40 min，然后測定計算各種條件下辣椒素的含量，研究溫度對辣椒素提取的影響，結果見表1。

由表1可以看出，隨著提取溫度的升高，辣椒素的提取率開始逐漸增大，但提取溫度達到60℃時，提取率下降，當達到70℃時，提取率又大幅上升。因此取50、60、70℃3個溫度進行正交實驗。

2.2 提取時間對辣椒素提取的影響

表1 提取條件對提取效果的影響

稱取2.5 g的辣椒細末，按照1.2.1的提取方法，采用不同提取時間 20、30、40、50、60 min 進行平行提取試驗，然后計算各種條件下辣椒素的含量。由表1可以看出，隨著提取時間的增加辣椒素的提取率逐漸增大，但提取時間達到50 min以上時，提取率下降快，因此提取時間選擇30、40、50 min。

2.3 料液比對辣椒素提取的影響

分別稱取 1.786、2.083、2.500、3.125、4.167 g的辣椒細末，按照1.2.1的提取方法，超聲波提取40 min，然后計算各種條件下辣椒素的含量，結果見表1。由表1可以看出，隨著料液比的增大而辣椒素的提取率平緩增大，但當料液比達到1∶10以上時，提取率開始緩慢下降，因此料液比在1∶10時辣椒素的提取效果達到最大。

2.4 提取次數對辣椒素提取的影響

提取次數為1、2、3時，辣椒素總量分別為2.357、2.414、2.459 mg/g，可見，在同等條件下，辣椒素含量隨著提取次數的增加而增加，但增加的趨勢比較平緩，考慮到提取時間等經濟效益問題，選用提取次數為1次。

2.5 正交試驗結果

正交試驗結果見表2。

表2 正交試驗結果

正交試驗極差分析表明，料液比（1.074）＞提取時間（0.751）＞提取溫度（0.680）。即對辣椒素提取率的影響從大到小依次為：料液比＞提取時間＞提取溫度，其中料液比對辣椒素提取的影響最為明顯，而提取溫度對辣椒素提取的影響最不明顯。由數據分析結果可以確定最佳的提取工藝條件為A1B2C2，即提取溫度50℃，提取時間40 min，料液比1∶10。

3 結論

試驗采取超聲波提取1次的方式來提取辣椒樣品中的辣椒素，簡化了操作步驟，適用于大批量的辣椒樣品的檢測。根據單因素和正交試驗可知最佳提取工藝為：提取溫度50℃，提取時間40 min，料液比1∶10，1次提取，此時辣椒素提取量達到3.937 mg/g。

[1]夏延斌，王 燕，羅鳳蓮.辣椒及辣椒制品的“辣度”標準化研究[J].辣椒雜志，2008，（4）：9-25.

[2]林綺雯，楊得坡，黃世亮，等.辣椒素的藥理與臨床研究概況[J].廣東藥學，2000，10（5）：5-8.

[3]高 藝，周春山，蔣新宇，等.正交試驗法優選辣椒中辣椒素提取工藝的研究[J].林產化學與工業，2005，25（2）：111-114.

[4]徐 進，王奎武，沈蓮清，等.辣椒素提取工藝的初步研究[J].中國調味品，2009，34（6）：60-63.

[5]熊 科，夏延斌.辣椒素提取方法研究進展[J].中國食品添加劑，2007，（3）：88-91.