超臨界CO₂萃取辣椒副產(chǎn)物中的辣椒堿

李晗 邵超 王新穎 呂曉光 楊保侖 崔巍

摘 要：本試驗(yàn)以辣椒副產(chǎn)物（脫色辣椒粉）為原料，采用超臨界流體萃取技術(shù)系統(tǒng)開展了辣椒綜合開發(fā)利用的工藝研究。通過實(shí)驗(yàn)研究得出了超臨界流體C02萃取辣椒堿的適宜工藝方法和工藝條件，得出超臨界流體萃取辣椒堿的提取純度及得率。

關(guān)鍵詞：超臨界CO2;辣椒副產(chǎn)物;辣椒堿;萃取

Abstract：In this experiment， the pepper by-product （decolorized paprika） was used as raw material， and the technology of comprehensive development and utilization of pepper was systematically carried out by supercritical fluid extraction technology. Through experimental research， the suitable process and process conditions for supercritical fluid CO2 extraction of capsaicin were obtained. The effects of extraction parameters such as extraction pressure， extraction temperature， separation pressure and separation temperature on the content and yield of capsaicin were studied. The orthogonal experimental results of capsaicin content， capsaicin yield and comprehensive index were carried out. The analysis shows the suitable process and process conditions for supercritical fluid extraction of capsaicin.

Key words：Supercritical CO2; By-products of capsicum; Capsaicin; Extraction

中圖分類號：R151

目前，白城地區(qū)辣椒種植面積2.67萬公頃，產(chǎn)量達(dá)到9萬噸。辣椒深加工產(chǎn)品主要是辣椒紅色素。利用超臨界CO2萃取的方法，從生產(chǎn)辣椒紅素副產(chǎn)物中提取辣椒堿，可提高辣椒副產(chǎn)品的綜合利用能力，辣椒堿具有極高的藥用價值和經(jīng)濟(jì)價值，可以用于醫(yī)藥、飲食保健、生物農(nóng)藥、化工以及軍事等多個領(lǐng)域。增加了企業(yè)效益，促進(jìn)辣椒產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，更好地帶動地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

脫色辣椒粉、辣椒堿標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥98%）、二氫辣椒堿標(biāo)準(zhǔn)品（純度98%）;正己烷、乙酸乙酯、三氯甲烷、甲醇、乙腈，均為色譜純;磷酸為分析純，水為超純水。

超臨界CO2萃取儀、電子天平、高效液相色譜儀、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、循環(huán)水式真空泵。

1.2 方法

取干燥脫色辣椒粉10.0 kg，首先將原料裝入萃取器，通過超臨界CO2萃取，得到富含辣椒素的粗提物54.2 g，之后將該粗提物經(jīng)過減壓硅膠柱層析（300目），以正己烷-乙酸乙酯梯度洗脫，每60 mL作為一個洗脫流份，在洗脫過程中，通過薄層層析檢測合并相同流份，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)品對照，在正己烷-乙酸乙酯洗脫部位，富集得到22.25 g辣椒素粗品（主含辣椒堿和二氫辣椒堿）。

將22.25 g辣椒素粗品溶于150 mL二氯甲烷-甲醇（3∶1）混合液中得到辣椒素粗品溶液，將該溶液經(jīng)過反復(fù)柱層析，以二氯甲烷-甲醇梯度洗脫，通過薄層層析檢測，最終依次得到辣椒堿和二氫辣椒堿的制備液，將制備液進(jìn)行重結(jié)晶，分別得到13.06 g辣椒堿成品和5.25 g二氫辣椒堿成品。

1.3 標(biāo)準(zhǔn)品溶液制備

精密稱取辣椒堿標(biāo)準(zhǔn)品18.26 mg、二氫辣椒堿標(biāo)準(zhǔn)品10.62 mg，分別置于50 mL容量瓶中，用甲醇溶解并稀釋至刻度，制成對照品貯備液，辣椒堿、二氫辣椒堿的濃度分別為365.2、212.4 μg·mL-1。

1.4 待測樣品溶液制備

辣椒供試品溶液的制備：取脫色辣椒粉，精密稱取脫色辣椒粉末10 g，用20倍量甲醇超聲提取3次，每次30 min，合并提取液，減壓濃縮至小體積，再用甲醇溶解并定容至100 mL，充分混合后，取該溶液經(jīng)0.22 μm微孔濾膜濾過，作為辣椒供試品溶液備用[1]。

辣椒素粗品供試液的制備：精密稱取辣椒素粗品10 mg，置于100 mL量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，充分混合后，取該溶液經(jīng)0.22 μm微孔濾膜濾過，得辣椒素粗品供試液備用。

辣椒堿成品供試液的制備：精密稱取辣椒堿成品15 mg，置于100 ml量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，充分混合后，取該溶液經(jīng)0.22 μm微孔濾膜濾過，得辣椒堿成品供試液備用。

二氫辣椒堿成品供試液的制備：精密稱取二氫辣椒堿成品5 mg，置于100 mL量瓶中，用甲醇溶解并定容至刻度，充分混合后，取該溶液經(jīng)0.22 μm微孔濾膜濾過，得二氫辣椒堿成品供試液備用。

1.5 色譜條件

采用Agilent ZORBOX SB-C18 HPLC高效液相色譜柱（5 μm，150 mm×4.6 mm），以乙腈和0.1%磷酸水溶液為流動相進(jìn)行梯度洗脫（0～30 min：30%乙腈～100%乙腈），流速1.0 mL·min-1，柱溫35 ℃，檢測波長280 nm，進(jìn)樣量為20 μL。

1.6 樣品測定

精密吸取待測樣品溶液和標(biāo)準(zhǔn)品溶液20 μL進(jìn)樣，重復(fù)進(jìn)樣3次，記錄峰面積，計(jì)算辣椒堿和二氫辣椒堿的含量，取3次檢測結(jié)果的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 色譜條件與系統(tǒng)適應(yīng)性

在以上色譜條件下，辣椒堿的保留時間為14.51 min，

二氫辣椒堿的保留時間為16.26 min，二者與其他成分達(dá)到基線分離。色譜圖見圖1。

2.2 線性關(guān)系

分別精密吸取辣椒堿和二氫辣椒堿標(biāo)準(zhǔn)品貯備液，用甲醇稀釋成系列濃度的辣椒堿溶液（22.8、45.6、91.3、182.6 μg·mL-1及365.2 μg·mL-1）和系列濃度的二氫辣椒堿溶液（13.3、26.6、53.1、106.2 μg·mL-1及212.4 μg·mL-1），分別吸取20 μL進(jìn)樣測定，以峰面積為縱坐標(biāo)，辣椒堿濃度為橫坐標(biāo)繪制工作曲線，得辣椒堿和二氫辣椒堿回歸方程，分別為Y=10 378X+

46 144（R2=0.999 3），Y=9 891.7X+25 022（R2=0.999 3），線性范圍分別為0.46～7.73 μg和0.27～4.25 μg[2]。詳見表1、圖2。

2.3 精密度試驗(yàn)

分別吸取辣椒堿和二氫辣椒堿同一標(biāo)準(zhǔn)品溶液

20 μL，重復(fù)進(jìn)樣5次，測定其峰面積，計(jì)算其RSD分別為0.63%和0.91%，表明儀器精密度良好。

2.4 穩(wěn)定性試驗(yàn)

取辣椒待測樣品溶液在0、2、4、8、12 h分別進(jìn)樣20 μL，分別測其峰面積，計(jì)算RSD，其中辣椒堿為0.36%，二氫辣椒堿為0.88%，表明待測樣品溶液在12 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。

2.5 重復(fù)性試驗(yàn)

取辣椒樣品6份，按2.4方法制備成辣椒供試品溶液，分別進(jìn)樣20 μL，測定其峰面積，計(jì)算RSD，其中辣椒堿為0.67%，二氫辣椒堿為0.94%，表明該方法重復(fù)性良好[3]。

2.6 加樣回收率

精密稱取已知辣椒堿和二氫辣椒堿含量的辣椒樣品約2 g，共12份，分為兩組，每組6份，分別精密加入辣椒堿和二氫辣椒堿標(biāo)準(zhǔn)品適量，按2.4項(xiàng)方法制備待測樣品溶液，在上述色譜條件下進(jìn)樣20 μL，計(jì)算加樣回收率，結(jié)果辣椒堿平均回收率為99.84%，二氫辣椒堿平均回收率為99.86%。

2.7 樣品測定

分別對脫色辣椒粉和辣椒堿的粗品、制備液及成品進(jìn)行了檢測，結(jié)果見表2。

3 結(jié)論

從脫色辣椒粉中提取分離辣椒堿和二氫辣椒堿總量達(dá)0.18%;辣椒素粗品純度達(dá)82.26%;辣椒堿制備液含量為99.01%，辣椒堿成品含量為99.41%;二氫辣椒堿制備液含量為99.30%，二氫辣椒堿成品含量

為99.34%。

參考文獻(xiàn)：

[1]王 倩，張 依，周進(jìn)莉，等.超臨界CO2萃取辣椒精中辣椒堿的工藝研究[J].化工時刊，2016，30（12）：19-22.

[2]汪 洋，李 焱.超臨界CO2萃取在植物化學(xué)物提取中的研究進(jìn)展[J].中國釀造，2015，34（7）：10-14.

[3]鄧傳波，夏延斌，鄧潔紅，等.超臨界CO2流體萃取食用級辣椒堿研究[J].食品與機(jī)械，2012，28（3）：135-138.