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辣椒碱制备的研究进展

来源:用户上传      作者: 车冠达等

  摘 要 辣椒碱是辣椒辣味的主要成分,有丰富的应用价值。本文分析研究了国内外关于辣椒碱类物质的研究成果,对辣椒碱的制备进行了综述。
  关键词 辣椒碱;制备;提取
  中图分类号 O69 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2014)118-0142-02
  1 辣椒碱的概述
  辣椒(chillies),双子叶植物纲茄目,一年或多年生草本植物,原产于南美洲热带地区,明末传入中国湘楚之地。有辣味,供食用。辣椒性热味辛,具有驱邪逐寒、温中开胃、消食杀虫等功效。辣椒中具有辣味的物质有十余种,其中辣椒碱(Capsaicin) 、二氢辣椒碱( Dihydrocapsaicin) 是最辣的成分,这两种物质的含量约占辣椒中辣味物质的 90% 左右。辣椒碱又名辣椒素、辣椒辣素,化学名称为8-甲基-6-癸烯香草基胺,分子式为C18H27O3N,熔点为65℃,呈单斜或长方形片状无色晶体,易溶于苯、乙醇、乙醚等有机溶剂。
  辣椒碱具有丰富的药理活性,主要的药理活性有:镇痛、抗炎、抑菌、减肥等,同时由于辣椒碱的辛辣感,其又被用于食品、农业、化工、军事等领域。
  2 辣椒碱的理化性质
  辣椒碱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57℃~66℃,沸点范围为210℃~220℃,易溶于低级醇和丙酮、氯仿、石油醚等有机溶剂,由于其酚羟基表现出弱酸性,因而能溶于强碱。辣椒碱属于酞胺类化合物,因而可以发生水解反应生成香草基胺和癸烯酸。
  3 辣椒碱的提取
  通过对目前研究的分析,辣椒碱的制备主要有三种方式:天然辣椒提取法、生物细胞培养法、化学合成法。
  1)天然辣椒中提取辣椒碱的方法:有机溶剂浸出法、纤维素酶提取法、盐析法、酸碱法、超临界萃取法、超声波提取法和微波萃取法等。
  (1)有机溶剂浸提法:根据辣椒碱的物理性质即溶解性,以一定浓度的有机溶剂浸提,常用加热等方式对辣椒碱进行提取,此方法简便易行,成本低廉,对仪器设备要求简单,但提取效果有限。王小光等将红辣椒通过乙酸乙酯抽提、70%乙醇取出红色素、正己烷-乙酸乙酯重结晶的方法进行正交实验优化,最终得到了初度高达93.2%的辣椒碱,且收率为0.865%;
  (2)纤维素酶提取法:通过纤维素酶对辣椒细胞壁的溶解作用,对细胞壁产生破坏,使有效成分更快更充分的与提取溶剂相结合,此法提高了辣椒碱的产率,但纤维素酶对pH、温度等条件要求比较高,操作复杂。张百刚等人确定了纤维素酶乙醇提取法的最佳条件,酶解时间1h,酶量为9mg/ml,温度40℃,酶解液初始pH为5.5,在此条件下辣椒碱的提取率达到1.271%;
  (3)盐析法:在辣椒的提取液中,加入无机盐至一定浓度,或达饱和状态,可使辣椒碱在溶剂中溶解度降低,从而与水溶性大的杂质分离。此法简便易行,但提前效率不高;
  (4)酸碱法:通过酸碱对辣椒粉末的处理,调剂pH使辣椒碱沉淀,通过离心过滤,分离得到辣椒碱。孙净等通过正交实验,发现微碱性有利于辣椒碱的提取,并得到了最佳工艺条件50℃、pH=8、70%乙醇浸提3.5h,该条件下提取率为6.812mg/g;
  (5)超声波萃取法:利用超声波的机械效应、空化效应和热效应,通过增大分子的运动速度,从而增大分子对生物膜的穿透力,使提取时间缩短,提高提取效率,且操作简单。朱妞等将辣椒粉碎,用一定体积比的乙醇为提取溶剂,借助于超声波提取制得了辣椒碱,并确定了最佳工艺;
  (6)微波萃取法:利用微波的穿透能力,与辣椒中辣椒碱分子发生作用,被微波作用的辣椒碱分子很快从辣椒中分离出来。此方法操作简单,设备要求不高,且具有高效性,适合与其他提取方法相互辅助使用。Gerardo F.Barbero等用微波能萃取辣椒碱发现最佳萃取条件为:125℃、500W、25mL100%乙醇、0.5g辣椒粉、5min;
  (7)超临界萃取法:在超临界状态下,通过压力、温度对二氧化碳溶解能力的调节,超临界二氧化碳与待分离的物质接触,使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。邓传波等以超临界CO2流体萃取食用黄灯笼级辣椒碱,经试验研究获取最佳萃取工艺,最佳萃取条件为萃取压力30MPa、萃取时间为90min、粉碎粒度80目、温度35℃,在此条件下外加5%的夹带剂,辣椒碱一次萃取率为93%。
  2)细胞培养法
  通过体外培养细胞的方法,实现辣椒碱含量较高的细胞的体外大规模克隆,再进一步做提取工作。Mechuselie Kehie等在液体培养基中对辣椒细胞和胎盘组织进行了固定化培养,并对辣椒素的合成效果进行了比较。
  3)化学合成法
  天然提取辣椒碱的纯度会受到辣椒碱类似物的影响,为了得到纯度较高的辣椒碱,人们对辣椒碱的合成进行了探索。主要是通过不同路径的合成实验,期待找到合成辣椒碱的最佳合成反应。顾培明等以6-己醛酸甲酯和香兰素胺盐酸盐为主要原料,经三步反应( Wittig 反应、双键异构化反应和酯的直接酰胺化) 快速合成了辣椒碱。
  4 结论
  我国对辣椒碱处于供不应求的阶段,对于辣椒碱的生产能力低、生产的纯度不高、且耗能高、生产对环境的影响考虑不全面,目前我国对辣椒碱的生产及应用还处于探索阶段,基于对辣椒碱制备及应用的研究,相信辣椒碱势必会带来巨大的市场前景,所以对于辣椒碱的制备研究应更加关注
  参考文献
  [1]刘录,陈海云,刘菲菲,等.HPLC 法测定云南省不同辣椒品种中辣椒碱及二氢辣椒碱的含量[J].食品工业科技,2013,5,34.
  [2]刘依玲,王柏丁,余婷婷.辣椒碱软膏及美洛昔康治疗双膝关节炎疗效临床观察[J].四川医学,2013,34(3):380-381.
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