全 文 ：第 3卷　第 3期　　 贵阳学院学报 (自然科学版)　(季刊)　 Vol.3　No.3
JOURNALOFGUIYANGCOLLEGE
2008年 8月 NaturalSciences(Quarterly) Aug.2008
干红辣椒中辣椒红素和辣椒素的提取＊
何国菊 1.2 ,牟　祥 2
(1.贵阳学院生态文明城市建设研究中心 ,贵州 贵阳　550005;
2.西南大学药学院 ,重庆北碚　400716)
摘　要:以贵阳的干红辣椒为原料 , 选用二氧六环为最佳提取溶剂。 采用正交实验考察了固
液比 、 提取温度及提取时间 3个因素对辣椒色素及辣椒素提取的影响 , 影响辣椒色素提取的
因素从高到低为:固液比 >提取温度 >提取时间;影响辣椒素提取的因素从高到低为:固液
比 >提取温度 >提取时间。然后通过方差分析和提取次数的单因素考察 , 确定了二氧六环提
取辣椒色素与辣椒素的最优条件为提取温度 50℃、 提取时间 1h、 固液比 1:11 (分 3次提
取)。在此优化条件下辣椒红素和辣椒素的累积提取率均可达到 97%左右。
关键词:干红辣椒;二氧六环;辣椒红素;辣椒素
中图分类号:O629.3　　文献标识码:A　　文章编号:1673-6125 (2008)03-0047-05
StudyonExtractionofCapsaicinandPigmentfrom
DryRedCapsicumFrutescensL
HEGuo-ju
(1.ResearchCenterofGuiyangEcologicalCivilizationCityConstruction, GuiyangUniversity;
2.DepartmentofBiologyandEnvironmentEngineering, GuiyangUniversity, Guiyang, Guizhou550005)
Abstract:Inexperimentdioxanewaschoosedasthebestsolventforextractionofpigmentandcapsaicin
fromCapsicumfrutescensL.Somefactors, suchastheratioofextractedmaterialtosolvent, thetem-
peratureandtime, werestudiedwithorthogonalmethod.Resultsshowthatthesuccessiveorderoffac-
torsafectingextractionofpigmentwassolid-liquidratio>extractiontemperature>extractiontime,
andthesuccessiveorderoffactorsafectingextractionofcapsaicinwassolid-liquidratio>extraction
temperature>extractiontime.Finally, byvarianceanalysisoforthogonalexperimentandstudyofthe
singlefactorofextraction, theoptimalconditionsfortheextractionofpigmentandcapsaicinwere50℃
in1 hourandthesolidtoliquidratio1:11 (for3 timesodextraction).Ontheoptimumconditionsex-
tractionabovetheaccumulatedextractionrateofredpigmentandcapsaicinisnear97%.
Keywords:CapsicumfrutescensL;dioxane;pigment;capsaicin
—47—
＊收稿日期:2008-05-30
基金项目:贵阳学院课题资助项目(200639)
作者简介:何国菊(1978-),女 ,四川华蓥人 ,贵阳学院生态文明城市建设研究中心讲师 ,在读博士。
　　辣椒为茄科植物辣椒的果实[ 1] ,含有色
素 、生物碱 、维生素等功能成分 。其中的辣
椒红色素色泽鲜美 ,是一类用作食用色素的
天然类胡萝卜素 [ 2] ,不仅是维生素 A的前
体化合物 ,而且具有抗氧化活性 、防治心血
管系统疾病 、调节免疫系统活性等重要的生
理功能 [ 3] 。由于无毒副作用 ,被美国 FDA、
英国 、日木 EEC、FAO/WHO及中国 GB等组
织审定为无限制性使用的天然食品添加
剂 [ 4] 。辣椒碱 ,也称辣椒素 ,是辣椒果实中
的 N-香草基酰胺类生物碱 ,有辣味 ,具有
镇痛 、抗炎 、二氧六环 、减肥等多种药理作
用 [ 5] ,因此它是重要的医药原料 ,具有极其
广泛的应用。辣椒红色素是我国近年出口
创汇的深加工产品 ,辣椒素则是辣椒红色素
生产中必须除去的 “有害 ”杂质 ,现有辣椒
色素生产工艺中一般不考虑辣椒素的浸出
率 ,这是一种资源浪费 。同时单独提取色素
的生产成本也偏高。本实验首次使用二氧
六环同时提取辣椒色素与辣椒素 ,对其提取
条件进行了研究 ,提取效率高 ,为辣椒产品
的深度开发和资源综合利用提供依据 。
1　试剂与仪器
干红尖椒(市售黔椒 2号);重蒸水(自
制);化学试剂均为分析纯 。
UV-7220型紫外分光光度计 ,北京瑞
利公司;1020恒温水浴锅 ,天津市泰特仪器
有限公司;JA2003精密电子天平 ,日本岛津
公司;旋转蒸发器 RE-52A,上海亚荣生化
仪器厂;DZF-250小型真空干燥箱 ,郑州长
城科工贸有限公司。
2　实验方法
2.1　干红辣椒预处理
由于辣椒红色素 、辣椒素主要存在于辣
椒皮之中 ,而亚油酸 、棕榈油等其他有效成
分则主要存在于辣椒籽中 [ 6] ,因此以辣椒皮
粉作为浸提辣椒素 、辣椒红色素的主要原
料 。以市售干红辣椒为原料 ,为方便实验研
究 ,需要进行干椒的预处理 。
具体方法为:将干红辣椒去梗除杂后 ,
切成 8 -10mm的小段并烘干 ,将辣椒皮和
辣椒籽分离 ,然后对辣椒皮和籽分别进行粉
碎 ,过筛(50 ～ 60目)后贮存待用 。原料辣
椒的预处理工艺流程见图 1。
图 1　辣椒预处理制辣椒粉工艺流程
Fig.1　Theprocessflowofmakingpaprika
inpreprocessinghotpepper
2.2　辣椒红素分析方法
2.2.1　辣椒红素色价的测定
辣椒红素含量是其重要质量指标 ,无直
接含量测定法 ,一般通过分光光度法测定色
价 ,色价越高则意味着辣椒红素含量越高。
本实验采用 GB10783 -1996中辣椒红素色
价的测定方法 ,称取一定质量的提取物(样
品)于 100m1容量瓶中 ,丙酮溶解定容(必
要时进行稀释)。以丙酮作参比 ,在 460 nm
下测其吸光度 A,按下式计算色价:
E1%1cm460nm=Afm× 1100
式中:E1%1cm 460nm———被测样品在 ω(样
品)=1%时 ,以 1cm比色皿在最大吸收波
长 460nm处的色价;
A———实测试样的吸光度;
f———稀释倍数;
m———试样质量(g).
2.2.2　辣椒红素收率
计算方法如下:
辣椒红
素提取率%=
产物质量(g)×产物色价
原料质量(g)×原料色价 ×100%
2.2.3　辣椒色素相对量
色素相对量 =m ×E
式中:m为样品质量(g);E为样品色价
—48—
2.3　辣椒碱分析方法
2.3.1　辣椒素质量的测定
采用 GB10783 -1996中辣椒碱含量测
定方法 ,如下:
实验采用 70%的甲醇溶液在室温下 、在
120r/min的恒温振荡培养箱中振摇 1小时。
然后过滤 ,保留滤液。按表 1制备四种试液。
表 1　原料碱性液 、原料酸性液 、空白碱性液和
　　　　空白酸性液的组成　(单位:ml)
Tab.1　Ingredientsofmaterialalkaliliquor,
materialacidicliquor, blankalkaliliquorand
blankacidicliquor(unit:ml)
1＊瓶 2＊瓶 1＊瓶 1＊瓶
滤液 4.00 4.00
去离子水 17.80 16.80 19.00 18.00
1mol/HCL 1.00 1.00
1mol/LNaOH 2.00 2.00
测定值 A1 A2 A3 A4
　　4个瓶中的试液分别用甲醇定容至
100mL并摇匀 ,于 248nm和 296nm处分别
测四种试液的吸光值 A1 , A2 , A3 , A4 , A′1 ,
A′2 , A′3 , A′4。辣椒素含量计算方法如下:
248nm处:　m1辣椒素 =[ (A2 -A1 )-(A4 -A3 )] ×f
314
296nm处:　m2辣椒素 =[ (A′2 -A′1 )-(A′4 -A′3)] ×f
127
式中:
f———试样的稀释倍数;
314———校正系数;
127———校正系数;
m1辣椒素 ———在 248nm处计算所得辣椒素质
量(g);
m2辣椒素 ———在 296nm处计算所得辣椒素质
量(g);
注:m1辣椒素和 m2辣椒素结果相差不超过 10%,否则重做。
2.3.2　辣椒素提取率
计算方法如下:
辣椒素
提取率%=
　提取液中辣
椒素质量 (g)
原料中辣
椒素质量(g)
×100%
注:以波长 296nm处计算所得的辣椒素质量代入公
式计算。
2.4　实验工艺流程
工艺流程见图 2,具体操作为:将预处
理后的辣椒粉末在一定温度下用有机溶剂
搅拌提取一定时间 ,减压抽滤出提取液。然
后将提取液进行旋转蒸发浓缩 ,得到深红棕
色膏状物质(一般称为辣椒油树脂), 即为
辣椒红素和辣椒素粗品。
图 2　有机溶剂法工艺流程
Fig.2　Theprocessflowoforganicsolventmethod
2.4.1　有机溶剂的选择
苯和氯仿等有机溶剂有很大毒性 ,而色
素主要用于食品方面。所以本实验避开了
用这些溶剂只采用以下几种极性比较符合
要求的有机溶剂:95%乙醇 、丙酮 、二氧六
环 、乙酸乙酯 、乙醚 、石油醚 、正己烷 ,按表 3
的条件对前处理好的辣椒进行搅拌提取 ,实
验结果见表 3。
2.4.2　二氧六环提取辣椒红色素和辣椒碱
2.4.2.1　二氧六环浸提的正交实验
　　取干辣椒粉 10g,以提取温度 、固液比 、
提取时间作为考察因素 。每个因素取 3个
水平 ,以提取出的辣椒色素相对量及辣椒素
提取率为指标。按 L9(33)正交表设计实验
(表 2),得出二氧六环浸提的优化条件。正
交实验结果见表 4。
表 2　L9(33)正交实验因素水平表
Tab.2　ThehorizontalchartofL9(33)orthogonal
experimentfactors
水平
A
提取温
度 /(℃)
B
辣椒质量:所用
溶剂体积 /(g:ml)
C
每次提取
时间 /(h)
1 50 1∶3 0.5
2 65 1∶4 1
3 80 1∶5 2
2.4.2.2　正交实验结果的验证
另取一份质量为 10g的预处理后辣椒
粉末 ,在最佳实验条件下对其进行提取 ,根
—49—
据实验结果计算出色素相对量和辣椒素提
取率。
2.4.2.3　浸提次数实验
在正交实验得到的优化条件下 ,用处理
后的原料分别以固液比(g:ml)1∶5;1∶3;
1∶3;1∶3进行浸提 ,考察浸提次数对辣椒素
和色素的浸提效果。
3　结果与讨论
3.1　有机溶剂选择
实验结果如表 3所示:
表 3　有机溶剂的选择
Tab.3　Choiceoforganicsolvent
有机
溶剂
提取
温度 /℃
时
间/h
色
价
色素相
对量
辣椒素
提取率 /%
95%乙醇 70 2 61.2 14.78 75.9
丙酮 50 2 125.8 20.81 81.2
二氧六环 50 2 156.7 25.52 82.6
乙酸乙酯 50 2 154.3 24.86 74.4
乙醚 30 2 113.7 18.71 66.3
石油醚 50 2 108.5 17.95 45.1
正己烷 70 2 95.9 15.86 40.0
　　由表 3可知:根据各溶剂对辣椒红素色
价和色素相对量的实验结果 ,二氧六环和乙
酸乙酯对辣椒红素的提取效果均较好 ,二氧
六环的提取效果稍好于乙酸乙酯;从辣椒碱
的提取率看 ,丙酮和二氧六环的提取效果较
好 ,二氧六环的提取率高于丙酮 ,同时比乙
酸乙酯对辣椒碱的提取率高出较多;因此同
时提取辣椒红素和辣椒素的最佳提取剂为
二氧六环。
3.2　二氧六环提取辣椒红色素和辣椒碱
3.2.1　二氧六环提取的正交实验结果与分
析
正交实验结果如表 4、表 5所示 。
表 4　正交实验结果
Tab.4　Theresultoforthogonalexperiment
实验号 A/℃ B/g:ml C/h 色素相对量
辣椒素
提取率 /%
1 1 1 1 2.36 36.02
2 2 2 2 2.80 65.92
3 3 3 3 5.48 53.78
4 1 2 3 11.80 57.57
5 2 3 1 12.05 67.42
6 3 1 2 5.86 38.57
7 1 3 2 28.66 84.86
8 2 1 3 3.06 37.31
9 3 2 1 2.58 44.19
色
素
相
对
量
K1
K2
K3
R
42.82
29.94
24.08
6.25
23.31
27.34
46.19
7.63
27.15
37.31
32.37
3.28
辣
素
提
取
率
K1
K2
K3
R
178.5
170.7
136.6
14.0
111.9
167.7
206.6
31.7
147.6
189.4
148.7
13.9
表 5　正交实验方差分析表
Tab.5　Thevarianceanalysisoforthogonal
experimentresult
变异
来源
偏差
平方和 自由度均方　 F值
显著
水平
辣
椒
色
素
A
B
C
误差
61.23
99.45
19.40
68.40
2
2
2
8
30.62
49.83
9.70
8.55
3.58
5.82
1.13
[ *]
[ *]
辣
椒
素
A
B
C
误差
323.1
2362
369.5
49.6
2
2
2
8
161.5
1181
184.8
6.20
26.07
190.5
29.80
*
**
*
F0.1(2, 2)=9.00, F0.05(2, 2)=19.00 , F0.01
(2 , 2)=99.00
—50—
表 4的极差分析表明对辣椒色素而言
影响程度从高到低依次为 B>A>C;对辣
椒素而言也是 B>A>C。在确定同时提取
辣椒素与色素的优化条件时 ,要综合考虑各
因素对两者的影响。从表 5可以看出 ,温度
对辣椒素呈显著性水平 ,而对色素的影响相
对较小 ,因此 , 温度应选 A1 水平 ,即 50℃;
固液比对辣椒素的提取呈非常显著性水平 ,
而对色素的影响相对较小 ,因此 ,固液比应
选 B3水平 ,即固液比大较好;提取时间对辣
椒素呈显著性水平 ,而对色素的影响相对较
小 ,因此 ,提取时间应选 C2水平 ,即 1h。
综上所述 ,同时从辣椒中提取色素与辣
椒素的优化条件应为 A1B3C2 ,即:提取温度
为 50℃、料液比为 1∶5,提取时间为 1h。
3.2.2　正交实验结果的验证
　　实验结果发现色素相对量为 29.58,高
于正交实验中的最大值 28.66 ,辣椒素提取
率为 85.12%,也高于正交实验中的最大值
84.86%说明优化组合确实能提高对辣椒红
色素和辣椒素的提取效果 。
3.2.3　浸提次数的确定
在正交实验确定二氧六环提取的优化
条件后 ,分别以固液比 (g∶m1)1∶5, 1∶3,
1∶3, 1∶3进行浸提次数对辣椒素和色素的
浸提效果的考察 。结果见表 6。
表 6　提取次数对辣椒素及辣椒色素提取的效果
Tab.6　Theeffectofextractiontimestoextractionof
pigmentandcapsaicin
浸提
次数
色素相
对量
辣椒色素
提取率 /%
辣椒素
提取率 /%
1 29.57 56.7 84.7
2 12.67 23.4 13.2
3 9.16 17.5 1.8
4 1.84 2.2 0.3
　　由表 6可以看出 ,以上述方式提取 2次
时 ,辣椒素的累积提取率己达到 97.9%,但
色素的累积提取率仅达到 80.1%;提取 3次
时 ,色素的累积提取率可达到 97.6%。综
合考虑生产成本及第 3次提取的色价高及
辣椒素含量低 ,以二氧六环同时提取辣椒色
素和辣椒素的固液比应为 1∶11,分 3次提
取 。
4　结论
选择二氧六环作为辣椒红色素和辣椒
碱的提取剂 ,通过以固液比 、提取温度 、提取
时间为考察因素的正交实验及提取次数的
单因素实验 ,确定了二氧六环同时提取色素
和辣椒素的优化条件为:温度为 50℃,提取
时间为 1h,固液比为 1∶11,分 3次提取。在
此优化条件下辣椒色素和辣椒素的累积提
取率可达到 97%左右 。
参考文献:
[ 1]江苏新医学院 .中药大词典 [ M] .上海:上海
科学技术出版社 , 1977:2570.
[ 2] DamasoHorneroMendez, RicardoGomezLadron
deGurevara, M IsabelMinguezMosquera.Carotenoid
biosynthesischangesinfiveredpepper((Capsicum
annumnL.)cultivarsduringripening.cuitivarselec-
tionforbreeding[ J] .J.AgricFoodChem, 2000, 48:
3857-3864.
[ 3] DietmarEBreithaupt, AmenehBamedi.Carotenoid
esterinvegetablesandfruits:ascreeningwithempha-
sisonβcryptosanthinesrer[ J] , JAgricFoodChem,
2001, 49:2064-2070.
[ 4]张甫生 , 庞　杰 , 徐秋协 ,等 .辣椒红色素的研
究进展 [ J] .辣椒杂志 , 2003, (2):37-40.
[ 5]黎万寿 , 陈　幸.辣椒的研究进展 [ J] .中国中
医药信息杂志 , 2002, 9(3):82-84.
[ 6]高彦祥 .食用天然色素超临界二氧化碳提取的
研究 [ J] .中国食品添加剂 , 1995, (2):13-17.
—51—