辣椒素提取条件的初步研究

毛亦卉，欧阳娴，杨博智，周书栋，张竹青，陈文超，戴雄泽

（湖南省蔬菜研究所，湖南 长沙 410125）

辣椒素（Capsaicin）是辣椒中引起辛辣味的主要物质，有香草基胺的酰胺衍生物质，另外还有二氢辣椒素（Dihydrocapsaicin）、降二氢辣椒素（Nordihydrocapsaicin）、高辣椒素（Homocapsaicin）、高二氢辣椒素（Homodihydrocapsaicin）等14种以上的辣椒素同系物，统称为辣椒素类物质[1]。其中，辣椒素和二氢辣椒素是最辣的成分，这两种物质的含量占辣椒中辣味物质的90%左右。辣椒素不仅在食品行业中是优质的调味品，在临床医学中还是理想的镇痛药物。国内外的研究表明，辣椒素具有镇痛、消炎、止痒、抗菌杀虫、保护心肌等作用，并且在治疗带状疱疹后遗神经痛、坐骨神经痛、糖尿病性神经痛等神经源性疼痛方面疗效显著[2]，还可用于风湿性关节炎、骨关节炎、牛皮癣等方面的治疗[3]。另外，以辣椒素类化合物为原料制成的特殊涂料，可用于轮船外壳以阻止藻类和海洋生物的附着[4]。可见辣椒素广泛应用于食品添加、医疗、生物防治等领域。

目前，提取辣椒素的方法有溶剂热提取方法、溶剂超声波提取法、溶剂微波提取法、超临界流体提取法、酶法提取[5]等。本研究利用超声波-HPLC法提取辣椒中的辣椒素，旨在探索快速检测方法，以利于进行大批量的辣椒样品检测。

1 材料与方法

1.1 材料和设备

LC310-09055高效液相色谱仪（江苏天瑞仪器股份有限公司）；SB5200D超声波清洗器（宁波新芝生物股份有限公司）；AL104电子分析天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）；P120-Y纯水机（长沙科源仪实验器材有限公司）。辣椒素标准样品（晶体，纯度 97%，Aladdin Chemistry Co.Ltd）；二氢辣椒素标准样品（晶体，纯度90%，Aladdin Chemistry Co.Ltd），所有试剂均为HPLC级。辣椒：采自湖南省农科院蔬菜所试验基地。

1.2 样品制备和分析方法

1.2.1 样品制备 将鲜辣椒于烘箱中烘干制成干辣椒，去梗后，将辣椒皮和辣椒籽分离，辣椒皮用搅拌机搅拌成碎片，封存备用。干辣椒粉末过40目筛，称取辣椒样品细末于容量瓶中，加入甲醇∶四氢呋喃=1∶1（V/V）溶液25 mL，盖上盖子并用封口膜封口后，使用超声波提取，然后用滤纸过滤，收集滤液，滤液再经0.45 μm滤膜过滤后进行高效液相检测。

1.2.2 色谱条件 色谱柱：（ODS C18反向柱，4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相为甲醇∶水=8∶2（V/V）；紫外检测器波长：280 nm；流速：0.8 mL/min；柱温：30℃；进样量：10 μL。分别吸取标准液和样品提取液10 μL注入色谱仪，用标准色谱峰的保留时间定性，用外标面积归一法测得样品含量。

1.2.3 结果计算 辣椒素含量计算方法：

二氢辣椒素含量计算方法：

辣椒素总量：

式中：X1，X2分别为辣椒素及二氢辣椒素含量（mg/g）；C1，C2分别为标准曲线上查到的辣椒素及二氢辣椒素含量（μg/mL）；V 为定容体积（mL）；M为样品质量（g）；97%（式 1中）、90%（式 2中）分别为辣椒素及二氢辣椒素标准样品纯度；X为辣椒素总含量（mg/g）；90%（式3中）辣椒素与二氢辣椒素折算为辣椒素类物质总量的系数。

1.2.4 平行试验 称取若干份去籽的辣椒皮细末，分别在不同提取温度、提取时间、料液比及提取次数等条件下进行单因子平行试验，提取液经0.45 μm滤膜过滤后进行高效液相色谱检测。

1.2.5 正交试验 在单因子试验的基础上，选用L9（33）正交表，采用正交试验方案进一步考察提取温度 A（50、60、70℃）、提取时间 B（30、40、50 min）、料液比 C（1∶8、1∶10、1∶12）为 3 个影响因素在 3 个水平上对提取效果的影响。

2 结果与讨论

2.1 提取温度对辣椒素提取的影响

称取2.5 g的辣椒细末，按照1.2.1的提取方法，采用温度 30、40、50、60、70℃梯度进行平行提取试验，超声波提取40 min，然后测定计算各种条件下辣椒素的含量，研究温度对辣椒素提取的影响，结果见表1。

由表1可以看出，随着提取温度的升高，辣椒素的提取率开始逐渐增大，但提取温度达到60℃时，提取率下降，当达到70℃时，提取率又大幅上升。因此取50、60、70℃3个温度进行正交实验。

2.2 提取时间对辣椒素提取的影响

表1 提取条件对提取效果的影响

称取2.5 g的辣椒细末，按照1.2.1的提取方法，采用不同提取时间 20、30、40、50、60 min 进行平行提取试验，然后计算各种条件下辣椒素的含量。由表1可以看出，随着提取时间的增加辣椒素的提取率逐渐增大，但提取时间达到50 min以上时，提取率下降快，因此提取时间选择30、40、50 min。

2.3 料液比对辣椒素提取的影响

分别称取 1.786、2.083、2.500、3.125、4.167 g的辣椒细末，按照1.2.1的提取方法，超声波提取40 min，然后计算各种条件下辣椒素的含量，结果见表1。由表1可以看出，随着料液比的增大而辣椒素的提取率平缓增大，但当料液比达到1∶10以上时，提取率开始缓慢下降，因此料液比在1∶10时辣椒素的提取效果达到最大。

2.4 提取次数对辣椒素提取的影响

提取次数为1、2、3时，辣椒素总量分别为2.357、2.414、2.459 mg/g，可见，在同等条件下，辣椒素含量随着提取次数的增加而增加，但增加的趋势比较平缓，考虑到提取时间等经济效益问题，选用提取次数为1次。

2.5 正交试验结果

正交试验结果见表2。

表2 正交试验结果

正交试验极差分析表明，料液比（1.074）＞提取时间（0.751）＞提取温度（0.680）。即对辣椒素提取率的影响从大到小依次为：料液比＞提取时间＞提取温度，其中料液比对辣椒素提取的影响最为明显，而提取温度对辣椒素提取的影响最不明显。由数据分析结果可以确定最佳的提取工艺条件为A1B2C2，即提取温度50℃，提取时间40 min，料液比1∶10。

3 结论

试验采取超声波提取1次的方式来提取辣椒样品中的辣椒素，简化了操作步骤，适用于大批量的辣椒样品的检测。根据单因素和正交试验可知最佳提取工艺为：提取温度50℃，提取时间40 min，料液比1∶10，1次提取，此时辣椒素提取量达到3.937 mg/g。

[1]夏延斌，王 燕，罗凤莲.辣椒及辣椒制品的“辣度”标准化研究[J].辣椒杂志，2008，（4）：9-25.

[2]林绮雯，杨得坡，黄世亮，等.辣椒素的药理与临床研究概况[J].广东药学，2000，10（5）：5-8.

[3]高 艺，周春山，蒋新宇，等.正交试验法优选辣椒中辣椒素提取工艺的研究[J].林产化学与工业，2005，25（2）：111-114.

[4]徐 进，王奎武，沈莲清，等.辣椒素提取工艺的初步研究[J].中国调味品，2009，34（6）：60-63.

[5]熊 科，夏延斌.辣椒素提取方法研究进展[J].中国食品添加剂，2007，（3）：88-91.