辣椒紅色素提取方法的研究進展

丁春瑞* 遠 輝 李 靜

（國家農副產品質量監督檢驗中心，烏魯木齊 830011）

·綜述評論·

辣椒紅色素提取方法的研究進展

丁春瑞* 遠 輝 李 靜

（國家農副產品質量監督檢驗中心，烏魯木齊 830011）

綜述了辣椒紅色素提取方法的研究進展，主要介紹了溶劑法、超聲波提取法、微波輔助提取法、超臨界流體萃取法、酶法、分子蒸餾法以及硅膠柱層析法的提取技術，為辣椒紅色素的進一步研究和開發提供參考依據。

辣椒紅色素；提取方法；研究進展

辣椒紅色素（Capsicum red pigment）又稱辣椒紅，是從辣椒的果實中提取的一種四萜類天然色素，主要成分有葉黃素類的辣椒紅素（Capsanthin，分子式為C40H56O3，分子量為584）、辣椒玉紅素（Capsorubin，分子式為 C40H56O4，分子量為 600)，辣椒紅素和辣椒玉紅素占辣椒紅色素總質量的50%～60%。此外，還含有B2胡蘿卜素、硬脂酸、油酸等對人體有益的物質。由于辣椒紅色素色澤鮮艷、安全無毒、著色力強，而且穩定性就好，因此被很多國家定為無限量使用的天然食品添加劑，已被廣泛用于食品、化妝品、制藥等行業，市場需求量逐年上升，前景樂觀。

我國是辣椒紅色素的生產大國，又是該色素的需求大國。開發辣椒紅色素有很大的經濟效益，但由于提取工藝及裝備技術相對落后，致使辣椒紅色素的提取工序多、周期長、產率底，并且雜質含量多，用途受到限制。因此本文綜述了辣椒紅色素的提取方法，為辣椒紅色素的進一步研究和開發提供一定的參考依據。

1 辣椒紅色素的提取方法

根據辣椒紅色素性質和含量的不同，目前國內外已研究出多種提取分離的方法，如傳統的油溶法、溶劑法等。隨著一些高新技術的發展和應用，出現了一些新的提取方法，如超聲萃取法、微波輔助提取法、超臨界流體萃取法、酶法提取、分子蒸餾法以及硅膠柱層析法等，豐富了辣椒紅色素的分離和提取方法。

1.1 油溶法

油溶法是在常溫下，辣椒果實經過液態食用油的浸漬，用呈液狀的食用油浸漬辣椒果皮或干辣椒粉，使辣椒紅色素溶解在食用油中，然后通過一定的方法從油中提取出辣椒紅色素的一種方法。該法的優點是設備、工藝簡單，但是在提取的過程中，油與色素的分離比較困難，提取率低，難以得到色價較高的辣椒紅色素產品，目前油溶法現已基本停止使用。

1.2 溶劑提取法

溶劑提取法是一種最常用的方法，是利用辣椒紅色素易溶于有機試劑的特性而達到提取。提取步驟一般分為三步：首先用正己烷、乙醇、丙酮等有機試劑浸提辣椒粉末，再將浸提液濃縮制得辣椒油樹脂，然后通過減壓蒸餾、分離純化而得到辣椒紅色素。溶劑提取法的優點是設備簡單，成本較低，但是產品的溶劑殘留量高、純度差。梁鵬等人先用質量分數為8%的氫氧化鈉溶液處理辣椒皮以除去辣，然后用乙酸乙酯提取，最后經體積濃度75%的乙醇精制，得到產率、色價較高的辣椒紅色素。吉恬先用體積濃度95%的乙醇和乙酸乙酯等體積混合液粗提，再在70℃的質量分數10%NaOH與乙醇混合液中皂化4 h，除去雜質和油脂，最后經過硅膠柱層析精制分離，用體積濃度30%丙酮-乙酸乙酯洗脫，可得到色價高達650的辣椒紅色素。

1.3 超聲波提取法

超聲具有粉碎、攪拌等作用，辣椒組織在溶劑中產生的空化泡破裂，辣椒紅色素很容易進入溶劑中，提高了辣椒紅色素在溶劑中的溶解度。超聲波提取法比傳統的有機溶劑法需要的溶劑少、時間短，是國內外天然產物提取的研究熱點。

李美粉等人采用乙醇為提取劑，液固質量比為5∶1，超聲時間40 min，超聲功率160 W，在此條件下經回歸方程預測辣椒紅色素的提取值為8.119 mg/g，實際提取值為8.027 mg/g。袁超以丙酮為溶劑，固液質量比1∶8，提取時間50 min，辣椒紅色素的產率為3.4%，色階達132。熊科等確定了以體積比1∶1的甲醇——四氫呋喃為提取劑時的最佳條件：功率100 W，固液質量比1∶5，提取時間45 min，提取3次。周書棟等人研究表明丙酮為最佳提取溶劑，提取條件為：超聲溫度40℃，超聲時間15 min，超聲功率60 W，料液比1∶75（g/mL）。與傳統提取方式比較，超聲提取具有收率高、操作時間短、溶劑用量少等優點，展現出良好的應用前景。

1.4 微波輔助提取法

在微波作用下，辣椒紅色素受到高頻電磁波的作用而產生劇烈振蕩，掙脫周邊環境的束縛，實現向外的遷移，可以在短時間內實現提取目的。與傳統提取方法相比，微波提取縮短了提取時間，降低了能源、溶劑的消耗，同時可以提高產率和純度，因此該法具有很大的的應用潛力。

陳小全等人以乙醇為提取液，研究表明當微波輻射時間、溶劑、料液質量比一定時，輻射功率越高，溶出的辣椒紅色素越多；當輻射功率不變時，輻射時間越長，溶出的紅色素也越多。但考慮到色素的熱穩定性及功耗，輻射時間及功率也不是越大越好。確定的最佳條件為料液質量比1∶8，超聲時間12 min，超聲波功率為600 W。范翠麗等人以乙酸乙酯為溶劑，采用微波輔助法提取辣椒紅色素，最佳工藝條件為：以干燥辣椒為原料，氫氧化鈉脫辣，微波火力大，料液質量比1∶9，微波處理時間14 min。李瑞麗等以微波輔助法提取辣椒紅色素，最佳工藝條件為微波功率750 W，料液比（g/mL）1∶5，微波作用8 min后，加入體積分數95%乙醇溶液，在40℃恒溫水浴中回流浸提2 h，辣椒紅色素提取率可高達1.646 g/100 g。

1.5 超臨界流體萃取法

超臨界流體萃取（SFE）是一種較新型的萃取分離技術，一般常用超臨界CO2萃取法（SFE-CO2），其原理是通過調控壓力、溫度，改變超臨界CO2的密度，從而改變其對物質的溶解能力，有選擇地萃取某些成分。

超臨界流體萃取可在接近室溫條件下進行，克服了傳統分離方法的不足，適用于熱敏性成分的提取，產品純度高、無溶劑殘留、無異味。趙亞平等用超臨界CO2獲得的辣椒紅色素色價高、無辣素，最佳萃取條件為：粒度＜1.2 mm、壓力15 MPa、萃取溫度50℃、流量6 m3/h。姜愛麗等先用有機溶劑浸提辣椒油樹脂，再以超臨界CO2流體萃取法純化辣椒紅色素，最佳工藝條件為萃取釜溫度35℃、萃取壓力30 MPa、萃取時間2.0h，色價增加了311.7%。

SFE-CO2技術的局限性在于投資大，費用高，技術要求高，工業開發難度大，需要進一步的和研究完善。

1.6 酶法提取

酶法提取的原理是通過選用一些恰當的酶類如纖維素酶、果膠酶等作用于植物細胞，以降解細胞壁中的纖維素、果膠等，破壞細胞壁的致密結構，促進有效成分向提取介質擴散。酶法提取一般分成兩個步驟，首先是酶解處理，以降解細胞壁和胞間連接物；然后用溶劑提取有效成分。

周旭章等研究提出了醇提辣-酶脫脂二步法精制辣椒紅色素粗制品的新工藝。脫辣最佳工藝條件為室溫下，脫辣劑（乙醇）體積濃度70%；料液質量比1∶2.5～1∶3；萃取3～4次；脫脂最佳工藝條件為室溫下，pH=8，脫脂劑（Mix酶）質量濃度為10 mg/L～15 mg/L，反應時間50 min。

酶法提取技術的優點是通過對原料進行酶解預處理，縮短了提取時間，不僅提高了有效成分的提取率，而且改善了有效組分的分布，提高了產品的價值。

1.7 分子蒸餾法

分子蒸餾操作溫度遠低于物質常壓下沸點溫度，同時加熱時間非常短，不會對物質造成破壞，廣泛應用于濃縮或純化高分子量、高沸點、高黏度的物質及熱穩定性較差的有機化合物。

天然食用色素具有安全、無毒和有營養的特點，傳統提取辣椒紅色素的方法有溶劑殘留等問題。有機溶劑經普通的真空精餾處理后，辣椒紅色素中仍然殘存體積分數1%～2%的溶劑，影響產品質量。采用分子蒸餾技術處理辣椒紅色素，產品中溶劑殘留體積分數僅為2×10-5，而且產品的色價很高，完全符合質量要求。王芳芳等人利用分子蒸餾裝置，考察了進料速率、進料溫度和蒸發溫度等因素對辣椒紅色素分離效果的影響，在最佳條件下得到的產品色價高達177。

1.8 硅膠柱層析法

硅膠柱層析法操作簡單，設備條件要求不高，分離效果很好，去除辣味完全。早在1997年，鄧叢蕊利用不同的洗脫溶劑，從辣椒中分離出橙、紅色素和辣椒素。吳波等人采用乙醇滲漏法提取，經硅膠柱層析法分離、石油醚重結晶，制得純度較高的辣椒紅色素。

層析法雖然可制得多種色價的產品，如呈紫紅色的辣椒紅色素和呈橙紅色的辣椒玉紅素分開，但工藝繁瑣、工時長，工藝復雜且難度大，適用于實驗室提取及研發。

2 展 望

天然辣椒紅色素不僅使用安全，而且還具有一定的營養價值，深受廣大消費者的歡迎。辣椒紅色素是目前世界銷量最大的天然色素，需求量逐年上升，國際國內市場潛力很大，各國竟相開發生產。

我國有豐富的辣椒資源，又是辣椒紅色素的需求大國，開發該色素有很大的經濟效益。但國內對辣椒深加工、精加工開發的產品不多，造成資源利用不足，產品成本高、產率低，質量差。因此，我們應該改善設備條件，采用先進的生產工藝，增加產出率，提高產品質量。可以預見，隨著各種技術水平的不斷提高和研究的不斷深入，必將促進辣椒紅色素的工業生產技術水平不斷提高，使我國辣椒紅色素產品更好地走向國際市場。

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Research progress on extraction of capsicum red pigment

DING Chun-rui*YUAN HuiLI Jing
（Quality supervision and inspection center of state agricultural by-products，Urumqi，830011，China）

This article reviewed advances in extraction techniques for capsicum red pigment，which include solvent exaction，ultrasonic-assisted extraction，microwave-assisted extraction，supercritical fluid extraction，enzyme extraction，molecular distillation and column chromatography.It can provide reference for the further research and exploitation of capsicum red pigment's resource.

capsicum red pigment；extraction method；research progress

TS224.4

A

1673-6004（2012）03-0010-03

* 丁春瑞，男，1984年出生,2011年畢業于新疆大學分析化學專業,碩士,工程師

2012-05-27

2012-06-07