辣椒提取工艺.doc

辣椒红色素提取工艺概述
来源：环保清洗网 发表者：钟燕华 发表时间：2008-09-26
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人工合成的色素具有品质好、色泽鲜艳、着色力强、稳定性好、无臭无味、易于溶解和拼色等优点，自问世以来广受人们的喜爱［1］。但是，随着科学技术的发展和卫生保健设施的完善，人们已发现合成色素的许多不安全因素，长期食用会危害人类的健康。所以，食用天然色素又重新受到了人们的青睐。
近几年，我国天然食用色素也有很大的发展。其中以天然红色素的发展尤为迅猛。辣椒是人们日常生活中常用的一种食品及辛香调味料，也当蔬菜直接食用，它不仅集色、香、味于一身，而且有很高的营养价值和药用价值［2］。辣椒中含有丰富的类胡萝卜色素（即辣椒红色素）［3］，每100g成熟的干辣椒中可高达3211mg。因为天然类胡萝卜素即为色素又具有营养价值，且原料易得，安全性高，所以被广泛的用于食品中。从外观看，辣椒红色素为一种暗红色膏状物，它不溶于水，溶于乙醇和油脂中在pH3-12时使用色调不变［4］，有良好的乳化分散性，及耐光、耐热、耐酸碱和耐氧化性，因而被广泛使用于医药、肥皂和化妆品等工业产品的着色过程。
我国盛产红辣椒，辣椒红色素生产厂家己达几十个，年生产能力超过100吨。
目前，国内外提取辣椒红色素的方法主要有油溶法、溶剂法和超临界萃取法三种［5～10］。油溶法中 油与色素的分离困难，难以得到浓稠的色素：超临界萃取法的设备投资较大，操作技术要求高，不易推广。故目前国内外生产红色素的厂家绝大多数都采用溶剂法提取。而溶剂法操作方式又可以分为浸渍法、渗透法、回流法及索式提取法等。
下面就传统工艺和新工艺的方法和特点作简要的概述。
一、传统工艺概况
两种工业中常用的提取方法
1、以丙酮为提取剂，回流法提取辣椒红色素［11］
红辣椒片为市售红干椒磨碎而得，市售的红辣椒片常掺有其它物质（如红色高梁粉），要注意区别。丙酮.95%乙醇.石油醚（60-90℃)．氯仿.NaOH ．Ca (OH)2，食盐都为市售分析纯试剂。实验中所用盐酸由市售分析纯浓盐酸稀释而得。
1. 1 辣味红色素粗品的提取(3)将30g红辣椒干片放入2000mL三颈烧瓶中，加入1 500mL提取剂，在指定温度下机械搅拌回流14h,冷却，过滤以200mL×3提取剂洗涤始渣，合并滤液。减压蒸馏去溶剂，得红褐粘稠物即为辣味红色素粗品。
1．2 无辣味红色素制取 方法1：取10g辣味红色素粗品，加入2mo1/L NaOH溶液300mL.在300℃下搅拌20h,冷却，用2mo1/L盐酸调节pH- 8-9.立即用80mL X 3氯仿萃取，此时温度宜在40℃左右。合并CHCI3液，用40mL X 3之饱和氯化钠溶液洗涤，减压下去溶剂，所得固体物质于65℃时，真空干燥20h，得干燥无辣味红色素。方法2：称取辣味红色素10.0g,加入5.6g Ca (OH)2，25g水，25g 95%乙醇，在80℃时搅拌8h,过滤得鲜红色，无粘性固体，再将此固体与120mL 95%乙醇混和，50℃搅拌6h，过滤，洗涤，滤液减压下蒸馏去溶剂得固态无辣味红色素，65℃真空干燥20h.
2、索氏提取法［12］
辣椒去籽、去蒂、粉碎，放人烘箱在70℃下烘30 min,干燥后置于干燥器中冷却至室温备用，此即为备用原料．
称取30g备用原料，用滤纸包好，放人索氏提取器，加人500m1乙酸乙醋，加热抽提，
从沸腾开始计时，抽提110min,减压浓缩，得到粗产品红色素浓缩液。在粗产品红色素浓缩液中加人与该浓缩液相同体积的10% NaOH溶液，在水浴温度80℃保温30min。冷却至室温，用1：1的盐酸调节混合液的pH值至2一3,将混合液倒人分液漏斗，静置分层，排出水相，调节有机层的pH值至6,并用20mL1：1的乙酸乙酯一石油醚对该有机层分两次进行洗涤，排出下层橙黄色略带浑浊的液体，将上层暗红色的有机层进行减压蒸馏，浓缩物于77℃下烘2h,得精制红辣椒色素。
从以上两种方法可以看出，在提取的预处理中都要将辣椒粉碎，操作费用高。此外，提取后的残渣中还残留相当量的红色素，所得粗品的杂质含量高，精制费用昂贵，残渣的可利用性差，给生产带来困难。因此，从以上结论可以看出，传统提取法在工业生产中存在很多的弊端，生产效益不高。还可以从多方面加以改进。
二、热逆流法提取辣椒红色素的新工艺［13］
1 材料
热逆流提取器、真空干燥箱、旋转蒸发仪、岛津IR---440光谱仪、干红辣椒、超级恒温器
2 工艺流程
图I示出工艺流程
辣椒干      去籽切碎        提取辣椒素       除辣       
      提取红色素        减压浓缩        真空干燥       红色素
                        残渣深加工       副产品
（1）除辣
将经过提取辣味素后的辣椒果皮置于容器内，加入浓度为2%的氢氧化钠溶液，碱液用量为辣椒果皮原重量的10～15倍，将容器放入超级恒温器内，在55℃下恒温2h左右，然后过滤，并将辣椒果皮置于逆流冲洗器中冲洗至pH值7左右，取出果皮，凉干备用。
（2）提取红色素
将原重为30.0g并经过出辣处理的辣椒果皮装入下图所示的热逆流提取器中，向底部的三颈烧瓶12中加入95%的使用乙醇150m1,向分馏头5中通入冷却水，然后开始提取操作，提取时先关闭支管控制旋塞11，让加热溶剂所产生的蒸汽经旋塞1进入主管，通过筛板2和辣椒填充层后进入分馏头5被冷却，冷凝液全部回流至主管内由上而下流入辣椒填充层中，当回流而仁的蒸汽速率足够大时，辣椒填充层的底部将有液泛现象发生，为使溶质能有充分时间溶出，可控制在泛液条件下操作。当液面高度接近辣椒填充高度时，立即开启支管旋塞11，让蒸汽由支管直接进入分馏头5中冷凝，提取液则流入三颈烧瓶12内。重复上述操作，直接提取达到要求为止。提取完毕后，用电磁铁8吸引摆月」漏斗7,开启支管旋塞11并关闭主管旋塞1，向夹套3中通入加热介质，以回流残渣中的溶剂和浓缩提取液产生的溶剂蒸汽，回收的溶剂存于接液瓶9中，以供重复使用。0px; POSITION: absolute; TEXT-ALIGN: left" to="180pt,0" from="117pt,0">                       残渣深加工       副产品
 （1）除辣
将经过提取辣味素后的辣椒果皮置于容器内，加入浓度为2%的氢氧化钠溶液，碱液用量为辣椒果皮原重量的10～15倍，将容器放入超级恒温器内，在55℃下恒温2h左右，然后过滤，并将辣椒果皮置于逆流冲洗器中冲洗至pH值7左右，取出果皮，凉干备用。
（2）提取红色素
将原重为30.0g并经过出辣处理的辣椒果皮装入下图所示的热逆流提取器中，向底部的三颈烧瓶12中加入95%的使用乙醇150m1,向分馏头5中通入冷却水，然后开始提取操作，提取时先关闭支管控制旋塞11，让加热溶剂所产生的蒸汽经旋塞1进入主管，通过筛板2和辣椒填充层后进入分馏头5被冷却，冷凝液全部回流至主管内由上而下流入辣椒填充层中，当回流而仁的蒸汽速率足够大时，辣椒填充层的底部将有液泛现象发生，为使溶质能有充分时间溶出，可控制在泛液条件下操作。当液面高度接近辣椒填充高度时，立即开启支管旋塞11，让蒸汽由支管直接进入分馏头5中冷凝，提取液则流入三颈烧瓶12内。重复上述操作，直接提取达到要求为止。提取完毕后，用电磁铁8吸引摆月」漏斗7,开启支管旋塞11并关闭主管旋塞1，向夹套3中通入加热介质，以回流残渣中的溶剂和浓缩提取液产生的溶剂蒸汽，回收的溶剂存于接液瓶9中，以供重复使用。
辣椒精的加工技术
   2004-3-9 09:41:31
    红尖辣椒是目前国内外销量最大的辣味品，但用传统的方法加工存在两个特点：①辣椒粉易霉变、保存困难，霉变后辣椒色香味大为失色；②辣椒中辣味的利用率很低，大量的辣味仍残留在辣椒渣中。辣椒精的开发从根本上改变了辣椒霉变的问题。提取辣椒精后的残渣，可进一步提取其他物质或合成饲料，为辣椒的综合利用开辟了新途径，使经济效益更加显著。
    一、提取原理：
    辣椒的成分相当复杂，但作为构成调味风味的主要成分是辣椒素和辣椒色素，以及具有特有香味的挥发物。因此，提取的基本原理是根据其特性，用化学方法将其与蛋白质、碳水化合物、脂肪、无机盐分离开来，获得一种浓缩物，这种浓缩物即为辣椒精。
    辣椒中产生辣味的物质是一种统称为辣椒素的辣椒碱，其中辣椒碱占69%，二氢辣椒碱占22%，去甲二氢辣椒碱占7%，高辣椒碱占1%，高二氢辣椒碱占1%。纯净的辣椒碱为单斜棱柱体或短形片状晶体，熔点65℃，高温下产生刺激性蒸发。辣椒碱可溶于乙醇、乙醚、苯及碱性水溶液中，但不溶于冷水。辣椒素在辣椒中含量因品种而异，一般为0.2%—0.5%，但其质量分数只要达到1×10-6就使味觉感到明显辣味。
    辣椒中挥发物用水蒸馏与溶剂萃取收集后，在色质联用仪中进行分析，证明有醇、羟基化合物、吡、嗪环状碳水化合物，树脂类等各种成分。
    二、工艺流程：
    辣椒→干燥→粉碎→酒精→浸取→浓缩→酒精→提纯→辣椒精
    三、操作方法：
    1、原料的准备  先用色红、味辣、水份低、无霉变干辣椒加工成辣椒粉。
    2、浸取  根据实践结果，采用常温静止浸取的方法，具有设备简单、操作方便、节省能源等优点，有利于广泛应用。可选用95%无毒、价廉、易得的食用酒精作为浸取剂，常温静止浸取48h。
    3、浓缩  将浸取液送入蒸馏装置内，用间接加热的方法将乙醇回收。随着乙醇的蒸发，浸取液的浓度不断升高，颜色变深。蒸馏后期，要控制加热温度，防止焦化。所得浓缩物冷却至室温后，是一种浓稠的暗红色液体。回收的乙醇可供浸取使用。
    4、提纯  为了除去浓缩液中的杂质，去掉胶状的树脂类物质，还需要进一步用溶剂萃取，条件如前所述，再将提纯溶液蒸发，得到纯净的提取物辣椒精。

    四、产品质量：
    用这种方法制得的辣椒精在常温下是一种暗红色的浓稠液体，保持辣椒本身固有的色香味，密度为0.91kg/L—0.93kg/L，易溶于各种食用油。产品的卫生指标：细菌总数不大于10个/ml，大肠菌群不大于30个/ml，砷含量不大于O.1ml/kg。铅不得检出。
辣椒精的加工技术
发表时间：2004年2月20日
    红尖辣椒是目前国内外销量最大的辣味品，但用传统的方法加工存在两个缺点：
    1、即辣椒粉易霉变、保存困难，霉变后辣椒色香味大为失色；
    2、辣椒中辣味的利用率很低，大量的辣味仍残留在辣椒渣中。为了适应辣味食品的发展，提高辣味利用率，使产品便于保存，探讨辣椒深加工的新方法十分必要。辣椒精的开发从根本上改变了辣椒霉变的问题，提取辣椒精后的残渣，可进一步提取其他物质或合成饲料，为辣椒的综合利用开辟了新途径，使经济效益更加显著。
    一、提取原理
    辣椒的成分相当复杂，但作为调味风味的主要成分是辣椒素和辣椒色素，以及具有特有香味的挥发物。因此，提取的基本原理是根据其特性，用化学方法将其与蛋白质、碳水化合物、脂肪、无机盐分离开来，获得一种浓缩物，这种浓缩物即为辣椒精。
    辣椒中产生辣味的物质是一种统称为辣椒素的辣椒碱，其中辣椒碱占69%，二氢辣椒碱占22%，去甲二氢辣椒碱占7%，高辣椒碱占1%，高二氢辣椒碱占1%。纯净的辣椒碱为单斜棱柱体或短形片状晶体，熔点65℃，高温下产生刺激性蒸发。辣椒碱可溶于乙醇、乙醚、苯及碱性水溶液中，但不溶于冷水。辣椒素在辣椒中含量因品种而异，一般为0.2-0.5%，但其质量分数只要达到1毫克/千克就使味觉感到明显辣味。
    辣椒中挥发物用水蒸馏与溶剂萃取收集后，在色质联用仪中进行分析，证明有醇、羟基化合物，吡、嗪环状碳水化合物，树脂类等各种成分。
    二、工艺流程：辣椒→干燥→粉碎→酒精→浸取→浓缩→酒精→提纯→辣椒精
    三、操作方法
    1、原料的准备。先用色红、味辣、水分低、无霉变的干辣椒加工成辣椒粉。
    2、浸取。根据实践结果，采用常温静止浸取的方法，具有设备简单、操作方便、节省能源等优点，有利于广泛应用。可选用95%无毒、价廉、易得的食用酒精作为浸取剂，常温静止浸取48小时。
    3、浓缩。将浸取液送入蒸馏装置内，用间接加热的方法将乙醇回收。随着乙醇的蒸发，浸取液的浓度不断升高，颜色变深。蒸馏后期，要控制加热温度，防止焦化。所得浓缩物冷却至室温后，是一种浓稠的暗红色液体。回收的乙醇可供浸取使用。
    4、提纯。为了除去浓缩液中的杂质，去掉胶状的树脂类物质，还需要进一步用溶剂萃取，条件如前所述，再将提纯溶液蒸发，得到纯净的提取物辣椒精。
    四、产品质量。用这种方法制得的辣椒精在常温下是一种暗红色的浓稠液体，保持辣椒本身固有的色香味，密度为0.91-0.93千克/升，易溶于各种食用油。产品的卫生指标：菌总数不大于10个/毫升，大肠菌群不大于30个/毫升，砷含量不大于0.1毫克/千克，铅不得检出。
辣椒深加工技术  
       由中国果蔬食品技术网独家推出的2006版辣椒深加工新技术光盘，是目前全国最权威，最新的辣椒深加工新技术，收录了111种技术和配方，包含了全国各地有名辣椒深加工新技术配方和加工工艺，是辣椒深加工新技术的经典之作，其主要技术包括：1.去皮辣椒产品： 2.从红辣椒中提取分离辣椒碱和辣椒红色素的方法： 3.一种鸡枞油辣椒及其制备方法： 4.一种纯天然辣椒调味品及其制备方法： 5.一种香辣脆辣椒及其生产方法： 6.一种竹盐大酱、竹盐酱油、竹盐辣椒酱的制备方法： 7.一种干香系列辣椒及其生产方法： 8.天然辣椒水及生产方法： 9.从辣椒中提取辣椒碱晶体的方法： 10.分子蒸馏洗涤法生产天然辣椒碱晶体的工业方法： 11.新鲜辣椒罐头的制备方法： 12.新鲜辣椒调味罐头的制备方法： 13.红花辣椒丁及加工方法： 14.一种五香辣椒： 15.以6号溶剂油提取天然辣椒红色素的工业生产方法： 16.从辣椒中分离辣椒红素和辣椒碱的方法： 17.辣椒红色素和辣椒精的生产工艺与方法： 18.一种用离子交换树脂法生产高纯辣椒素晶体的方法： 19.辣椒食品不上火的中药添加剂： 20.牛肉耗辣椒： 21.辣椒碱和辣椒红色素的分步法生产工艺： 22.一种蚕蛹辣酱及其制备方法： 23.作为辣椒素受体调节剂的2-取代的喹唑啉-4-基胺类似物： 24.汽液逆流淋漓提取辣椒红色素的方法： 25.从残次辣椒中提取辣椒精的方法： 26.辣椒系列产品的辣度量化分级新技术： 27.甜面辣椒酱及其制备方法： 28.直食辣椒圈： 29.一种鲜泡辣椒及其制备方法和应用： 30.辣椒降脂减肥酥： 31.生物发酵制剂催熟糟辣椒工艺： 32.辣椒抗疲劳休闲食品： 33.一种香鲜辣椒酱： 34.天然辣椒碱的提取方法： 35.一种带馅脆皮红辣椒及其生产方法： 36.取代的喹唑啉-4-基胺类似物作为辣椒辣素调节剂： 37.辣椒酱软管包装： 38.一种调味辣椒粉及其制作方法： 39.辣椒素和色素的微波一次提取法： 40.辣椒大蒜奶油糖及制作方法： 41.辣椒酥的制做方法： 42.以辣椒素为原料制造高纯度辣椒碱的方法： 43.分子蒸馏法富集与纯化辣椒碱的方法： 44.大孔吸咐树脂法富集与纯化辣椒碱的方法： 45.一种天然辣椒红色素的提取纯化方法： 46.从干辣椒生产辣椒素晶体的方法： 47.辣椒食品及其制备方法： 48.糯米辣椒酱： 49.一种辣椒酱及其制作方法： 50.高辣度辣椒精的制备方法： 51.一种辣椒酱及其制作方法： 52.一种辣椒酱及其制作方法： 53.以干红辣椒的籽、皮制粉为原料生产辣椒碱的工业化方法： 54.一种辣椒叶茶及其制作方法： 55.油辣椒制品及其制作方法： 56.糟辣椒调料及其制作工艺： 57.利用连续灭菌和干燥工艺卫生地制备干辣椒的方法和装置： 58.渣辣椒： 59.辣椒红色素的制备方法： 60.用辣椒油树脂生产晶体状辣椒碱类化合物的方法： 61.辣椒素,淀粉抑制酶减肥膨化薯条： 62.纯天然大蒜头胡椒辣椒茶叶生姜保健防癌茶： 63.辣椒果糖及其制造方法： 64.一种系列辣椒酱： 65.一种辣椒、大米食品的制作方法： 66.特制辣椒酱： 67.辣椒去痒水及其制备方法： 68.辣椒腌制方法及配方： 69.干鱼辣椒酱配方及生产方法： 70.超临界二氧化碳精制脱臭辣椒红色素生产方法： 71.超临界二氧化碳萃取辣椒碱类化合物的生产方法： 72.含酯键的新的类似辣椒素类物质： 73.油制辣椒面： 74.糍耙辣椒的制作方法： 75.系列辣椒油制作方法： 76.辣椒酒及其生产工艺： 77.辣椒饴： 78.一种辣味鲜虾酱油野山椒调味品的制作方法： 79.油发香辣椒生产方法： 80.无籽无蒂辣椒酱生产方法： 81.豆鼓辣椒及其制作方法： 82.鲜辣椒汁及其加工方法： 83.一种辣椒鱼罐头的制作方法： 84.海鲜辣椒酱： 85.鲜红辣椒、姜、蒜、葱磨成细浆及用途： 86.药用天然结晶辣椒碱的制造方法： 87.新型保健饮品--辣椒叶茶及其制作工艺： 88.辣椒脯及其加工技术： 89.一种辣椒油的制造方法： 90.一种辣椒油： 91.保健辣椒及其制作工艺： 92.脱皮夹心红辣椒： 93.以干红辣椒为原料制备辣椒碱的方法： 94.辣椒酥： 95.一种腌制辣椒的方法： 96.快速提取无味辣椒红色素的新方法： 97.腌渍新鲜红辣椒的方法： 98.一种小辣椒罐头的腌制制作方法： 99.辣椒红色素的提取新方法： 100.一种辣椒除把儿装置： 101.自红辣椒中提取辣椒红色素和辣椒素的新工艺： 102.多功能辣椒植宝素： 103.从辣椒中提取红色素的方法： 104.辣椒红色素的提取方法： 105.辣椒榨油的生产方法： 106.辣椒酿制品制作方法： 107.天然辣椒色素的生产方法： 108.由辣椒提取辣椒色素和辣素工艺方法： 109.辣椒色素和辣素的提取方法： 110.高辣度辣椒树脂油的制取方法： 111.辣椒油脂中辣椒色素的提取方法：具体可来电咨询.
3、辣椒综合开发利用及其发展方向
　　辣椒主要含有辣椒碱、辣椒红色素和辣椒油三种生化物质。其主要用途是用于调味品生产，以及火锅底料，凉菜，休闲食品、方便食品、快餐、微波食品等。辣椒除了上面所述的几种深加工方法外，还可以加工成各种即食食品，如腌青辣椒、豆瓣辣酱、五香辣椒、辣椒芝麻酱、辣椒糊等。而对红辣椒进行分离提取，除可得到辣椒红色素和辣椒碱等产品外，其提取后的残渣，经农业部食品质量监督检验中心对其主要成分进行检测：每100克干辣椒残渣含热量2309．4kJ，蛋白质8．28克，碳水化合物5．58克，钙1．48克，磷58毫克。其蛋白质、矿物质含量通常比水果、蔬菜都高出许多，与谷物相比，其蛋白质含量相近，由此可见辣椒残渣的可食用性和可利用性。辣椒残渣经加工后，可制作成辣椒粉，辣椒饼干，辣椒果丹皮等以及各种休闲食品。因此对辣椒进行深加工市场潜力巨大。
　　我国目前辣椒产品的加工利用主要不足在于：①加工规模较小，加工企业场地零星分散，除一部分外资或合资企业外，多数小规模的生产企业的产品难以上档次，上水平。②以国内市场为主，以传统的手工业加工食品为主，而出口产品则主要还停留在原料或半成品水平。③辣椒生化产品的开发利用程度不高。针对上述问题，笔者认为我们今后的开发方向应当着重在：①开发利用本国优异的辣椒资源，为国内提供花色品种多、品质优良的加工食品。我国的辣椒资源相当丰富，几乎全国各地都种植，年总产量难以精确统计，约有上千万吨，而且价格低廉，对辣椒进行深加工、精加工十分有利。通过采用新技术，不断改进提取精制工艺，辣椒产品．质量将会明显提高，为我国辣椒深加工及产品出口创造条件。②加强辣椒精深加工产品，尤其是生化产品的开发利用。除食品行业外，也应在化工行业：如船舶防锈、防腐剂、以及药品如杀毒、杀菌剂的开发利用上开展研究。辣椒全身是宝，特别是在深加工过程中可提取纯天然、营养丰富的辣椒红色素等生化产品。然而据了解，目前我国对辣椒深加工、精加工研究不多，造成很多资源的浪费；且我国对辣椒产品的深度开发不够，多年以来一直以出口辣椒干，辣椒油脂等初级产品和半成品为主，结果是经济效益和社会效益都不理想。辣椒深加工和精加工可使辣椒增值一倍、甚至十倍，百倍。西德、美国、日本、加拿大、英国等国家利用进口我国辣椒加工成辣椒色素后返销我国，赚取了我国大量外汇。为了彻底改变这种状况，满足国内市场对辣椒红色素日益增长的需求，提高辣椒产品出口创汇能力，我国辣椒深加工开发势在必行。我国具有其它辣椒出口国所不具备的优质资源优势，采用同样的生产工艺流程加工，可获得质量相对更好的产品，具有极强的市场竞争潜力。所以改进生产工艺，改善设备条件，降低生产成本，增加产出率，提高产品质量是我国辣椒产业发展的基础和生命线。
　　我国可以说既是一个辣椒红色素生产大国，又是该色素的需求大国。据统计，目前我国年产鲜红辣椒约100万吨，年出口干红辣椒约1万吨，提取辣椒红色素的原料十分丰富。同时我国地域辽阔，资源丰富，且有着几千年食药同源的传统，这又为发展有中国特色的天然营养功能化食品添加剂创造了有利条件。除辣椒红素可用于食品、药物，化妆品的着色外，其所含有的p—胡萝卜素，可在着色过程中同时起到添加营养剂的作用，故p—胡萝卜素也已开始受到食品加工企业和消费者的欢迎，其市场潜力巨大。，③当前国内企业应采用先进的生产工艺，大力开发包括辣椒红素在内的辣椒深加工产品，并扩大生产规模以进一步降低生产成本和提高产品质量，提高产品竞争力。这样产品既可以满足国内市场需求，又可出口创汇，其发展前景十分看好。
辣椒中的有机成分及应用的研究

化学化工学院研究生 郭贇
摘要：随着对辣椒红色素及辣素的需要日益增大，人们对辣椒的研究日益增多，本文综述辣椒的品种以及辣椒红色素等几种有机成分的提取及应用。并对其功效作了论述,探讨了相关的活性成分，化学结构与功能的关系，提出了辣椒的应用前景和开发价值。
关键词： 辣椒 辣椒红色素 辣椒碱 多糖

辣椒又名番椒，系茄科辣椒，属结浆果的草本植物。一直被作为蔬菜或调味品，也常作为食品添加剂，或天然食品防腐剂。辣椒可以用于提取辣椒红色素制成天然色素，也可以提取辣素制成香辛料。辣椒中含丰富的维生素及营养成分，有益于健康，也对于某些病症具有疗效。我国有丰富的辣椒资源，是我国重要的外贸出口产品之一，1992-1999年，我国的干椒面积保持在16.0万hm2左右，总产量保持在30万吨左右，每年出口干椒3万—5万吨，我国干椒主要远销日本，美国，新加坡，菲律宾，韩国等国家，在国际上享有盛誉[1]，辣椒又因其无毒害，健康，营养而被指定为2008年奥运会的绿色食品。
1 辣椒的种类及产地
辣椒为人们所用的历史很久了，由于其产地的不同，辣椒也分了很多不同的品种。
1.1 辣椒的起源
辣椒起源于新大陆（New World）热带和亚热带地区的墨西哥，秘鲁等地，有5个栽培种：（1）Capsicum annuum L ;(2)Capsicum frutescens L ;(3)Capsicum Chinese Jacquin ;(4)Capsicum baccatum ;(5)Capsicum pubescens Kuiz &Pavon .
1.2 分类
1.2.1 人们通常习惯以有辣味或辣味的轻重，将辣椒分为：辛辣椒，甜椒和微辣椒。我国华北及华东东南沿海各省以栽培甜椒为主，西南，西北，中南，华南各地以栽培辣椒为主。
1.2.2 按果实性状分为五类：（1）灯笼椒（var.grossum Bailey）：植株粗壮，高大，叶片厚，花较大，果实大，基部凹陷，果皮有纵沟，果实呈扁圆形，圆形，或圆筒形。嫩果多为绿色，成熟为红色或黄色，味甜不
辣或微辣。我国东北，华北各地栽培此类，按大小可分为3个品种：大甜椒，大柿子椒，小圆椒；（2）长辣椒（var. Longum Bailey）：植株和叶中等大，果实多下垂，长角形，前端尖，常带弯曲，辣味强。按形状分为3个品种：短羊角椒，长羊角椒，线辣椒；（3）簇生椒（var.fascilatum Bailey）：枝条密生，叶狭长，果实簇生，细长，红色，辛辣味极强。多作干椒栽培；（4）圆锥椒（var. conoides Bailey）:植株矮，果小，圆锥形或圆筒形，辣味强；（5）樱桃椒（var.cerasiform Bailey ）:叶中等大，果实小，呈樱桃形，向上直立或斜生，具有红，黄或微紫色，辛辣味极强，多作为干椒或观赏植物。
1.2.3 按食用性分为：青椒和干椒[2]。
1.3 产地与品种：
中国的干辣椒的品种主要是一年生种，目前在生产中应用较多的干辣椒品种为线椒的变种，长辣椒变种和簇生椒（如朝天椒）变种，其他变种应用较少。随着科学技术的进步和研究手段的提高，杂交亲和性、核型分析，同I酶谱分析，花粉形态研究和数学分析等已在很多物种分类研究中得到应用和发展[3-4]。在被子植物中萌发孔沟复杂，是植物种属鉴定的主要依据之一[5]。
1.3.1 湖南省所产辣椒果色多为绿色，且辣味较浓，果肉厚约0.25厘米左右，抗病，耐热性都较好，且早熟。多年来在品种基础上又杂交出多种优良品种，如皇椒1号，湘研1号，兰山桐池辣椒等。
1.3.2四川省自古以辣椒出名，川椒以辛辣为主，辣味特浓，适于干制或腌制，果肉较薄，成熟果色多为深绿色，老熟果则成红色，抗病能力强，晚熟。多种地方品种如什邡椒，西充椒都是良好的干椒品种。
1.3.3吉林，辽宁省的几种品种杂种如辽椒1号，辽椒4号，长丰辣椒，九椒3号等辣椒味适中，果肉厚在0.35厘米以上，鲜椒多作蔬菜。
1.3.4 内蒙古的赤峰和通辽的开鲁所产的红干椒，以其丰富的辣椒红色素含量，主要作为辣红素的提取原料。是国内天然红色素的主要来源之一，且大量出口韩国等地。
2 辣椒中的几种有机成分
辣椒中含有几种重要的有机成分，分离提纯可以应用于多种食品工业。
2.1 辣椒红色素
2.1.1 存在形式
辣椒红色素又名椒红素，辣椒红；是从红辣椒果皮中提取的一种天然色素，主要存在与红辣椒干的外皮中，一般占辣椒干重的0.2%—0.5%;
2.1.2 分子结构
辣椒红色素属于叶黄素类共轭多烯烃含氧衍生物，主要成分为辣椒红素（C40H56O3）和辣椒玉红素（C40H56O4）,皆是类胡萝卜素。
<1> 辣椒红素的分子结构式为：

分子量为584.

<2>辣椒玉红素的分子结构为：

分子量为600.
2.1.3辣椒红色素的物理、化学性质
一般提取的辣椒红色素以辣椒玉红素为主的混合物，深红色粘性油状液体，[纯的辣红素为深胭脂红色针状晶体，熔点为181-182℃[6]]，色泽鲜艳，着色力强，流动性好，脂溶性好，易溶于植物油，丙酮，乙醚，三氯甲烷，溶于乙醇，却不溶于甘油和水，既有较好的分散性，耐热性，耐酸及耐碱性，但耐光性较差[7]。
2.1.4 辣椒红色素的提取方法
现在对于提取辣椒红色素方法有很多，但常见的大致可以归为三种：油溶法，溶剂法，超临界CO2 流体萃取法。
① 油溶法：由于辣椒红色素本身具有良好的脂溶性，所以油与色素分离时困难，提取率很低，难以得到色价高的产品。
②溶剂法：目前已有很多种溶剂法，各有各的优点。
用有机溶剂从红辣椒干粉中提取出含油的辣椒红粗品，粗品经过水蒸气蒸馏，碱处理后，用溶剂提取红色素，提取液通过减压蒸馏回收溶剂，浓缩后的产品则是辣椒红精品。
对红辣椒粉末先用碱水溶液处理，然后用有机溶剂进行萃取操作，萃取后在经水蒸气蒸馏得到符合要求的辣椒红产品。
浙江大学生物系和东阳市天然色素厂共同研究采取物理法，以食用酒精提取，采取在不同温度，不同时间条件下辣椒红色素与辣素，在不同浓度的溶剂中溶解度的差异进行分离，建立了一套半自动半封闭生产线获得精制辣红素[8]。
用溶剂法提取辣椒红色素，由于原料成分复杂，溶剂的选择性差，所得的产品纯度差且伴有异味，必须将产品浸膏进一步脱臭精制，才能使用。但由于异味物质和色素成分性质接近，用一般的分离或分解方法，操作复杂且很难得到高色价的辣椒红色素。
③ 超临界CO2流体萃取法
当流体的温度和压力处于它的临界温度和压力以上时，称该流体为超临界流体。超临界流体萃取法从上世纪40年代起逐步应用于工业生产，目前作为精细化工的一项高新技术，已在化工、食品、医药、香精等生产上得到广泛应用。超临界流体萃取技术的特点：(1)超临界流体同时具有精馏和液相萃取的特点，即在萃取过程中由于被分离物质间的挥发度的差异和他们分子间亲和力的不同，这两种因素同时发生作用而产生相继分离效果。（2）超临界萃取具有独一无二的优点是它的萃取能力大小取决于流体的密度，而后者很容易通过调节温度和压力来加以控制，能从萃取物中完全出去残留流体。(3)超临界流体的溶剂回收方法简单且大大节省能源，被萃取物可通过等温降压或等压升温的方法与萃取机分离，而萃取剂只须经压缩便可循环使用。（4）高沸点物质往往能大量的、有选择性的溶解于超临界流体中而形成超临界流体相。由于超临界萃取工艺不一定需要在高温下操作，故特别适合于分离易受热分解的物质。（5）超临界萃取为了获得相当高的压力的超临界条件，设备投资较大。实际上，由于高昂的设备投资、超临界萃取工艺只有在精馏和液相萃取应用不利的情况下才予以考虑[9]。
超临界流体CO2技术，作为一种高新技术，近年来在高附加值天然产物的分离提纯中应用日益受到重视。CO2的临界温度为31.06℃，临界压力为7.39Mpa，当高于临界温度，临界压力时，成为超临界状态[10]。用超临界CO2作溶剂既具有较大的溶解能力和可调范围，又具有较大的扩散能力，无毒无臭，对人体无害，且来源丰富，价格低廉。用超临界CO2萃取剂术取代传统的溶剂法获得辣椒红素的粗混合物及辣素，然后借助硅胶柱层析法进行辣椒红素与黄色素的分离超临界CO2在不同的热力学状态下表现出一定的选择性萃取分离能力。而在压力和密度升高的情况下，流体萃取能力明显增加，使选择性变差。在P≥30Mpa, ρ≈1000Kg/m3的条件下，超临界CO2有可能最大限度的抽出红辣椒中的红色素及辣素等有效成分[11]。
Jinpin Yao等以超临界CO2和有机溶剂对辣椒果实中的辣椒碱及二氢辣椒碱进行提取，以C18柱纯化并用HPLC法测定。结果表明，以超临界CO2提取可获得辣椒碱及二氢辣椒碱分别为干重得3.2%和0.58%，用有机溶剂提取仅为干重得0.5%和0.09%，萃取率提高6—7倍。利用超临界CO2萃取能力易调节的特性，通过改变CO2的萃取能力能达到较高的分离提纯效率[12]。
④辣椒红色素的粗产品含有辣椒素有辛辣味，要得到辣红素精品还需进行脱辣处理。具体方法大致有四种：A.碱法脱辣，用稀碱对辣红素粗品进行脱辣实验，发现虽可除去一部分辣素，但不完全，口尝仍有强烈辣感，且操作繁琐，色价损失较大。B.尿素—蔗糖法脱辣，配制5%尿素—蔗糖（1：1）溶液，按固：液=1：8的比例进行脱辣处理，测其辣素含量变化。测定数据和口尝试验可知，该方法脱辣效果也不够理想。C.柱层析法脱辣，用尿素—蔗糖—氧化镁按1：1：1（重量比）作为担体材料，以丙酮—石油醚（10：1）做洗脱剂，对辣红素粗品进行柱层析法脱辣。经两次处理后，口尝无辣味效果明显，但柱容量太小，色素损失大，不宜放大使用。D.醇法脱辣，将辣红素粗品用石油醚适当稀释，加入一定量的乙醇处理三次，然后测定辣素含量，而乙醇脱辣的效果较好，色价损失小。
2.1.5辣椒红色素的应用
辣椒红色素作为一种优质天然色素，其安全，无毒害已得到世界的公认，联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）已将辣椒红色素列为在使用中不加以限量的色素。而由于辣椒红色素的主要成分都属于类胡萝卜素，能够被人体消化吸收，并在人体内转化为维生素A。因此，它不仅安全健康无任何毒副作用还具有一定的营养保健医疗作用。在提倡食用绿色健康的食品的今天，它被广泛用于饮食、糕点、饮料、化妆品、医药、儿童玩具等的着色。今年来随着人工合成色素毒性的不断发现，世界各国使用的合成色素日趋减少，天然色素深受青睐，已成为当今色素消费的新趋势。朝天椒的红色素含量一般达到2.5%以上，是提取辣红素的优质原料。在我国，食品卫生法规定，辣红素可用于油性食品，调味品，水产品加工，蔬菜制品，果冻，冰淇淋，奶油，干酪，色拉，调味酱，米制品，烘烤等食品中。美国、英国、加拿大、日本、西班牙、墨西哥以及东南亚国家都广泛采用辣红素作为天然食品添加剂。辣红素是目前世界销量最大的天然色素，美国每年需一千吨辣红素，日本每年需五百吨，世界每年对辣红素需求量约八千吨，国际市场潜力很大[13]。
2.2 辣素
2.2.1 存在形式
辣椒中的辣味是由于在辣椒中存在一系列的具有强烈刺激性气味的香草基酰胺类化合物，人们通常把这一类化合物统称为辣素，又称辣味素、辣味精、辣椒素。由于辣椒的产地及品种的不同，其辣素的含量约从0.1%-1.6%。辣椒素的含量一般用辣度表示：辣度=辣素百分含量*1.5*105，辣度高低是衡量干辣椒质量的重要指标[1]。
2.2.2 分子组成
到现在为止已发现的辣素是由十四种以上的香草基酰胺类化合物，其中有三种的含量最多：（1）8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺

其含量约占辣素含量的50%-70%左右，俗称辣椒碱；（2）8-甲基-N-香草基壬酰胺，其含量约为20%-40%左右，俗称二氢辣椒碱；（3）7-甲基-N-香草基辛酰胺，其含量约占，俗称降二辣椒碱；其他的11种香草基酰胺的含量也只占5%左右。因此，辣素也成为辣椒碱类化合物，可以用一个结构通式表示[14]：

2.2.3 提取工艺
辣椒碱类物质是辣椒果实中的辣味成分和生物活性成分。辣素作为新型的天然食品添加剂有着广阔的应用前景。高纯度的辣素是价值昂贵的药品，在医药行业中的研究与应用也在不断发展。因此研究辣椒碱类物质的测定方法对辣椒产品的研发与标准化及其品质评价有着重大的现实意义[15]。
随着对辣椒碱类化合物应用的研究的深入，辣椒碱类化合物逐渐走向了专业化和规模化。
辣椒碱的提取、分离与测定的一般过程分：干燥，在60℃下烘干制恒重；粉碎，粉碎成粉末；浸提，要采用有机溶剂；分离，一般采用的是氧化铝柱层析法。
辣椒碱的测定方法有比色法，高效液相色谱法，超临界色谱法。Kyoko Sato等以超临界流体萃取法与超临界色谱法连用，测定辣椒果实中的辣椒碱，无需样品的预处理，所用有机溶剂量很少（甚至不用）。所测辣椒碱含量值与HPLC法吻合很好。SFE/SFC法为辣素的测定提供了一种更快捷，安全，高效的测定方法[8]。
2.2.4 辣素的应用及医用
由于辣椒具有辛辣味，所以被大量应用于食品的调味料，食品添加剂及食品防腐剂，且是传统使用的香辛料之一。含有辣味的物质对消化系统，心血管系统等有作用，尤其对感觉系统有广泛作用。饮食中加入辣味物质可促进胃液分泌，增进食欲，缓解消化道疾病；辣味物质可起扩张血管的作用，可促进血液循环，降血脂，减少血栓栓塞的危险；由于辣椒的辛辣，它同样能促使人发汗，从而对风寒，鼻塞，虚寒水肿等有明显疗效；辣素具有强效的镇痛作用，辣椒碱在临床主要应用于治疗和缓解顽固性疼痛及瘙痒等，外用可治疗牙痛，肌肉痛，风湿病，皮肤病，如辣椒素霜（Capsaicin-containing crcarns）中约含0.025%的辣素，目前临床已可以治愈糖尿病性神经痛，风湿性关节炎和骨关节炎，银屑病[16]。所以辣素是生产镇痛药，戒毒药，无公害农药的原料，且可以应用到生产催泪武器上[17]。
而对于辣椒碱镇痛止痒的作用机理的研究表明，疼痛或瘙痒均是由神经传到介质P-物质（substanceP）进行了有