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辣椒色素提取

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2024年6月3日发(作者:少华美)

辣椒色素提取精制工艺概述

河南省亚临界生物技术有限公司

天然植物色素作为着色剂的重要组成部分,广泛应用于食品加工、医药和化妆品等与人

体健康紧密相关的行业。天然植物色素与人工合成色素相比,原料来源充足,对人体无毒副作

用,并且天然色素大多具有一定的生理功能,如天然β-胡萝卜素在防癌、抗癌和预防心血管

疾病等方面有明显作用。随着生物技术的发展,天然植物色素的研究与开发日益受到人们的

重视,其应用有着广泛的发展前景。辣椒色素是天然色素研究的热点之一,是含有多种色素成

分的混合色素,包括辣椒红素(Capsanthin)、辣椒玉红素(Capsorubiu)、隐黄素

(Crgtoxabthin)等红色系色素和紫黄质、黄灵等黄色系色素。

目前的辣椒色素产品主要是辣椒红色素,它属于类胡萝卜素中的复烯酮类,为辣椒红素、

辣椒玉红素和β-胡萝卜素的混合物,它安全无毒,能够被人体消化吸收,并在人体内转化为维

生素A。辣椒红色素外观为深红色粘性油状液体,可任意溶于植物油、丙酮、己醚、三氯甲

烷、正己烷,易溶于乙醇,稍难溶于丙三醇,不溶于水,对酸对碱稳定(在偏酸性环境中稳定性更

好),在加热条件下不易被破坏,并且具有较强的着色力和良好的分散性,但耐光性、耐氧化性

较差,波长210~440nm特别是285nm紫外光可使其褪色,添加L-抗坏血酸可提高其光稳

定性,添加类黄酮和多元酚等物质可作为抗氧化剂。辣椒红色泽鲜艳,色价高,其显色强度为

其它色素的10倍。

基于辣椒色素的上述特点,国内外学者对其进行了大量的研究,现已形成了几种较

为成熟的提取、分离方法。笔者对辣椒色素提取精制技术等方面的研究成果作简单介绍,同

时展望未来辣椒色素的研究动向。

1 几种典型的辣椒色素提取精制方法

1.1 有机溶剂萃取法

根据辣椒色素的理化性质,工业上多采取以下方法进行提取:将茄科植物辣椒的成熟干

燥果实之果皮粉碎后,用乙醇、丙酮、异丙醇或正己烷等抽提。考虑到天然红辣椒中含有辣

椒红、辣椒素、辣椒油脂等成分,其中辣椒素即辣椒碱有辣味,高温下产生刺激性蒸气,因此

在辣椒色素的精制过程中必须将其去除。从结构上看辣椒素含有酰胺键,分子中含有一个羟

基,是一个极性化合物,其晶体呈现为单斜棱柱体或矩形,熔点61℃,溶于稀乙醇、己醚、丙酮、

乙酸乙酯等溶剂及碱性水溶液中。考虑到辣椒红混合物和辣椒素在不同溶剂中溶解度不同,

可以利用两者的溶解度差异进行脱辣处理。贺文智等[5]基于此原理采用正己烷萃取法,利用

辣椒红色素易于溶于正己烷而辣椒素较难溶于正己烷的性质将两者进行分离,操作步骤如

下:称取经去蒂、去籽、粉碎处理后的红辣椒粉末,以丙酮为萃取剂进行常压萃取操作,提取

液在温度为90℃、真空度为0.09MPa的条件下进行减压蒸馏浓缩,同时回收丙酮。用丙酮

提取辣椒红的过程实质上是液固之间通过相际接触表面进行的传质过程,传质速率的快慢

决定着传质设备的尺寸及操作时间。该方法为了提高传质速率,采用索氏提取器对粉末状的

干红辣椒进行提取。称取一定量的经浓缩的辣椒红粗产品用一定量的正己烷进行萃取脱辣,

试验结果见表1。

色价定义为单位质量原料的提取物的吸光度。

该方法操作简单,色素回收率较大,产品得率高,但产品色价较小。由于色价值与辣度呈

负相关性,说明该方法脱辣不够彻底,对于以辣椒红为主要产品且对辣椒素含量要求不是十

分苛刻的情况,可以采用此方法。张宗恩等以丙酮为溶剂提取制备辣椒油树脂,油树脂得率

高、色价大、辣素含量低,便于分离。采用pH值大于10.37的丙酮(50%)溶液进行5次以

2024年6月3日发(作者:少华美)

辣椒色素提取精制工艺概述

河南省亚临界生物技术有限公司

天然植物色素作为着色剂的重要组成部分,广泛应用于食品加工、医药和化妆品等与人

体健康紧密相关的行业。天然植物色素与人工合成色素相比,原料来源充足,对人体无毒副作

用,并且天然色素大多具有一定的生理功能,如天然β-胡萝卜素在防癌、抗癌和预防心血管

疾病等方面有明显作用。随着生物技术的发展,天然植物色素的研究与开发日益受到人们的

重视,其应用有着广泛的发展前景。辣椒色素是天然色素研究的热点之一,是含有多种色素成

分的混合色素,包括辣椒红素(Capsanthin)、辣椒玉红素(Capsorubiu)、隐黄素

(Crgtoxabthin)等红色系色素和紫黄质、黄灵等黄色系色素。

目前的辣椒色素产品主要是辣椒红色素,它属于类胡萝卜素中的复烯酮类,为辣椒红素、

辣椒玉红素和β-胡萝卜素的混合物,它安全无毒,能够被人体消化吸收,并在人体内转化为维

生素A。辣椒红色素外观为深红色粘性油状液体,可任意溶于植物油、丙酮、己醚、三氯甲

烷、正己烷,易溶于乙醇,稍难溶于丙三醇,不溶于水,对酸对碱稳定(在偏酸性环境中稳定性更

好),在加热条件下不易被破坏,并且具有较强的着色力和良好的分散性,但耐光性、耐氧化性

较差,波长210~440nm特别是285nm紫外光可使其褪色,添加L-抗坏血酸可提高其光稳

定性,添加类黄酮和多元酚等物质可作为抗氧化剂。辣椒红色泽鲜艳,色价高,其显色强度为

其它色素的10倍。

基于辣椒色素的上述特点,国内外学者对其进行了大量的研究,现已形成了几种较

为成熟的提取、分离方法。笔者对辣椒色素提取精制技术等方面的研究成果作简单介绍,同

时展望未来辣椒色素的研究动向。

1 几种典型的辣椒色素提取精制方法

1.1 有机溶剂萃取法

根据辣椒色素的理化性质,工业上多采取以下方法进行提取:将茄科植物辣椒的成熟干

燥果实之果皮粉碎后,用乙醇、丙酮、异丙醇或正己烷等抽提。考虑到天然红辣椒中含有辣

椒红、辣椒素、辣椒油脂等成分,其中辣椒素即辣椒碱有辣味,高温下产生刺激性蒸气,因此

在辣椒色素的精制过程中必须将其去除。从结构上看辣椒素含有酰胺键,分子中含有一个羟

基,是一个极性化合物,其晶体呈现为单斜棱柱体或矩形,熔点61℃,溶于稀乙醇、己醚、丙酮、

乙酸乙酯等溶剂及碱性水溶液中。考虑到辣椒红混合物和辣椒素在不同溶剂中溶解度不同,

可以利用两者的溶解度差异进行脱辣处理。贺文智等[5]基于此原理采用正己烷萃取法,利用

辣椒红色素易于溶于正己烷而辣椒素较难溶于正己烷的性质将两者进行分离,操作步骤如

下:称取经去蒂、去籽、粉碎处理后的红辣椒粉末,以丙酮为萃取剂进行常压萃取操作,提取

液在温度为90℃、真空度为0.09MPa的条件下进行减压蒸馏浓缩,同时回收丙酮。用丙酮

提取辣椒红的过程实质上是液固之间通过相际接触表面进行的传质过程,传质速率的快慢

决定着传质设备的尺寸及操作时间。该方法为了提高传质速率,采用索氏提取器对粉末状的

干红辣椒进行提取。称取一定量的经浓缩的辣椒红粗产品用一定量的正己烷进行萃取脱辣,

试验结果见表1。

色价定义为单位质量原料的提取物的吸光度。

该方法操作简单,色素回收率较大,产品得率高,但产品色价较小。由于色价值与辣度呈

负相关性,说明该方法脱辣不够彻底,对于以辣椒红为主要产品且对辣椒素含量要求不是十

分苛刻的情况,可以采用此方法。张宗恩等以丙酮为溶剂提取制备辣椒油树脂,油树脂得率

高、色价大、辣素含量低,便于分离。采用pH值大于10.37的丙酮(50%)溶液进行5次以

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