辣椒碱类化合物及辣椒碱单体的提取与纯化

硕士学位论文
论文题目辣椒碱类化合物及辣椒碱单体的提取与纯化
作者姓名 艾 秀 珍
指导教师 任 其 龙 教 授
沈 波 副 教 授 学科(专业) 生 物 化 工
所在学院 材料与化学工程学院
提交日期 2007年05月
Extraction and Purification of Capsaicinoids
and Capsaicin
A Dissertation
Submitted to
Zhejiang University for Master Degree of Engineering
Written by
Ai Xiuzhen
Majoring in
Biochemical Engineering
Supervised by
Prof. Ren Qilong
And Associate Prof. Shen Bo
College of Material Science and Chemical Engineering
Zhejiang University
May，2007
摘 要
本文研究了从辣椒精（辣椒碱类化合物含量为34.89％）中提取与纯化辣椒碱类化合物及辣椒碱单体的方法与工艺，包括溶剂法粗提辣椒碱类化合物、大孔吸附树脂法与结晶法精制辣椒碱类化合物、反相型高效液相制备色谱法从辣椒碱类化合物精品中制备辣椒碱单体。

在溶剂提取法粗提辣椒碱类化合物的优化实验中，考察了皂化、有机溶剂萃取、碳酸钠溶液反萃杂质、氢氧化钠溶液反萃辣椒碱类化合物的条件对辣椒碱类化合回收率与纯度的影响，得到提取辣椒碱类化合物粗品的最佳工艺条件：5％的氢氧化钠水溶液皂化辣椒精，皂化回收率为98.74％，辣椒碱类化合物纯度从34.89％提高到65.20％；皂化液调pH值至9.57，用乙醚萃取2次，乙醚相中辣椒碱类化合物回收率为98.75％，纯度为90.49％；乙醚相再用2％的氢氧化钠水溶液萃取3次，碱液中辣椒碱类化合物回收率为91.14％，纯度为94.52％；三步总回收率为88.87％。

在辣椒碱类化合物粗品的纯化实验中，采用大孔吸附树脂法与结晶法两种方法精制辣椒碱类化合物。

在大孔吸附树脂法实验中，选用ADS-8聚苯乙烯型非极性树脂作为吸附材料，以单因素实验方法优化了五个影响因素：上样液浓度、吸附流速、上样液pH值、洗脱剂种类、洗脱流速。

以上样量为指标，确定了最佳的吸附条件：吸附流速为1.91 BV/h，上样液pH值为12.30；以辣椒碱类化合物的回收率与纯度为指标，确定了最佳的洗脱条件：20％酸性乙醇溶液洗脱残留辣椒碱类化合物和杂质，70％的乙醇洗脱剂洗脱被吸附的辣椒碱类化合物，洗脱流速为1.35BV/h，产品的回收率为69.41％，纯度为99.91％。

在辣椒碱类化合物结晶实验中，考察了碱液pH值、结晶温度对辣椒碱类化合物纯度与回收率的影响，结果适宜的pH值为12.02～12.21之间，结晶温度为10℃，辣椒碱类化合物的纯度为98.73％，回收率为88.77％。

两种方法都得到了较高纯度的辣椒碱类化合物精品，大孔吸附树脂法得到的产品的纯度稍优于结晶法，但回收率低于结晶法，且结晶法操作更简便。

在反相型高效液相制备色谱制备辣椒碱单体的实验中，以2根ODS柱（100mm×20mm id）为制备色谱柱，考察了流动相组成、进样浓度、进样体积
和流动相流速等对分离的影响，确定了适宜的工艺操作条件：流动相为甲醇/水（75/25，v/v），进样浓度为180mg/ml,进样体积为2.08ml，流速为4.0ml/min。

在该工艺条件下，得到的辣椒碱单体纯度为95.23％，回收率为93.27％，产率为4.38g/(L.h)，流动相消耗为0.087L/g。

本方法操作简便，分离效率高，产品质量好，为辣椒碱单体的制备研究提供了一种较好的方法。

全文建立了辣椒碱类化合物及辣椒碱单体的HPLC分析方法。

关键词：辣椒碱类化合物 辣椒碱单体 提取 大孔吸附树脂 结晶 反相型高效液相制备色谱
ABSTRACT
A process for extracting and purifying capsaicinoids and capsaicin from capsicum oleoresin was studied in this paper.The process includes extracting coarse capsaicinoids by solvent, purifying capsaicinoids by macroporous resin and crystalliz- ation,and preparating capsaicin by reversed-phase preparative liquid chromatog- raphy.
In the experiments of extraction of coarse capsaicinoids by solvent, the optimal operation conditions were obtained by studying the effects of saponification and extraction on the purity and recovery. Firstly, capsicum oleoresin was saponified by a sodium hydroxide solution of 5% content, and the recovery was 98.74% while purity of capsaicinoids was improved from 34.89% to 65.20%. Secondly, the pH of saponified solution was conditioned to 9.57 and extracted with ether two times to increase the purity to 90.49% with a recovery of 98.75%. Thirdly, a 2% sodium hydroxide solution extracted the above ether raffinate three times and the purity was improved to 94.52 % with a recovery of 91.14％. Through the three processes, the capsaicinoids of 94.52% could prepared from capsicum oleoresin with the total recovery of 88.87 %.
In the experiments of purifying capsaicinoids，the methods of macroporous resin and crystallization were studied.In the method of macroporous resin,the effects of the concention,flow rate,pH value of capsaicinoids on the adsorption and the concention,flow rate on the desorption were studied.The optimal operations conditions were obtained:loading flow rate:1.91BV/h;loading sample pH:12.3 0; eluant:firstly 20% acidic ethanol solution，then 70% ethanol solution;eluating flow rate: 1.35BV/h .The purity and the recovery of product were 99.91% and 69.41％ respectively. In the method of crystallization, pH 12.02～12.21and 10℃ were the optimal conditions.The purity of the product was 98.73% with the recovery 88.77％.Through these experiments,high purity product can be obtained by the two methods. The purity of the product prepareded by the mothod of macroporous resin is
litterly higher than the product by crystallization,but the recovery is lower.The method of crystallization can be operated more simply .
In the experiments of capsaicin by reversed-phase preparative liquid chromatog- raphy, the effects of mobile phase composition and flow rate, feed concentration and volume on the purity, productivity, recovery and mobile phase consumption were studied. With two ODS column(100mm×20mm id)，the optimal operation conditions are mobile phase with methanol/water(75/25,V/V), sample concentration with 180mg/ml, sample volume with 2.08ml and flow rate with 4ml/min.Under such conditions, capsaicin with purity of 95.23% could be obtained, and the productivity, recovery and mobile phase consumption were 4.38g/L, 93.27% and 0.087L/g, respectively. The result shows that the method proposed is simple and high efficient. It was provided a new method for the preparative of capsaicin.
In this paper,the analytical method for capsaicinoids and capsaicin was HPLC.
Keywords: capsaicinoids; capsaicin; extraction; macroporous resin; crystallization; reversed-phase preparative liquid chromatography
目 录
摘 要 (I)
ABSTRACT (III)
前 言 (1)
第一章 文献综述 (3)
1.1辣椒简介 (3)
1.2辣椒的化学成分及理化性质 (3)
1.2.1 辣椒碱类化合物 (3)
1.2.2 辣椒色素 (4)
1.2.3 其它成分 (5)
1.3辣椒碱类化合物的应用 (5)
1.3.1 辣椒碱类化合物的药理作用 (5)
1.3.1.1 镇痛作用 (5)
1.3.1.2 抗炎作用 (6)
1.3.1.3 其他 (6)
1.3.2 辣椒碱类化合物在农药方面的应用 (7)
1.3.3 辣椒碱类化合物在军事中的应用 (7)
1.3.4 辣椒碱类化合物在涂料领域的应用 (7)
1.3.5 辣椒碱类化合物在食品添加剂领域的应用 (7)
1.3.6 减肥保健作用 (7)
1.4辣椒碱类化合物的提取方法 (8)
1.4.1 溶剂提取法 (8)
1.4.2超临界二氧化碳提取法 (8)
1.4.3 酸碱法 (9)
1.4.4 苯法 (9)
1.4.5 细胞培养法 (10)
1.5辣椒碱类化合物的纯化方法 (10)
1.5.1 离子交换树脂法 (10)
1.5.2 硅胶柱层析法 (10)
1.5.4 结晶法 (11)
1.5.5大孔吸附树脂法 (11)
1.6辣椒碱单体的制备方法 (12)
1.6.1 化学合成法 (12)
1.6.2 反相高效液相制备色谱法 (12)
1.6.2.1 高效液相制备色谱的概述 (12)
1.6.2.2 高效液相制备色谱的分类 (14)
1.6.2.3 高效液相制备色谱的应用 (14)
1.6.2.4 色谱柱的装填 (16)
1.7辣椒碱类化合物的分析方法 (18)
1.7.1 气相色谱法 (18)
1.7.2 高效液相色谱法 (18)
1.7.3 可见分光光度法 (19)
1.7.4 其它分析法 (19)
1.8本文研究内容 (19)
第二章 辣椒碱类化合物粗品的提取 (21)
2.1辣椒碱类化合物分析方法的建立 (21)
2.1.1 实验仪器及原料 (21)
2.1.2 色谱条件确定 (22)
2.1.3 方法精密度实验 (22)
2.1.4 标准曲线绘制 (23)
2.2萃取法提取辣椒碱类化合物 (23)
2.2.1 实验材料 (23)
2.2.1.1 实验试剂 (23)
2.2.1.2 实验仪器 (24)
2.2.2 实验步骤 (24)
2.2.3 样品纯度与收率计算 (25)
2.2.4 乙醚萃取条件的优化 (25)
2.2.4.1皂化 (25)
2.2.4.2 皂化液pH值对乙醚萃取辣椒类化合物的影响 (26)
2.2.4.3 NaOH反萃取液浓度和萃取次数对辣椒碱类化合物提取的影响.27
2.2.5 乙酸乙酯萃取条件的优化 (28)
2.2.5.1 皂化液pH值对乙酸乙酯萃取辣椒碱类化合物的影响 (28)
2.2.5.2 NaOH反萃取液浓度和萃取次数对辣椒碱类化合物提取的影响.29
2.3 小结 (30)
第三章 辣椒碱类化合物粗品的纯化 (31)
3.1大孔吸附树脂法纯化辣椒碱类化合物粗品 (31)
3.1.1实验材料 (31)
3.1.1.1实验试剂 (31)
3.1.1.2 实验仪器 (31)
3.1.2 实验装置 (32)
3.1.3实验方法 (32)
3.1.4 上样条件的优化 (33)
3.1.4.1吸附溶液浓度对吸附过程的影响 (33)
3.1.4.2吸附流速对吸附过程的影响 (35)
3.1.4.3上样溶液pH值对辣椒碱类化合物的影响 (36)
3.1.5 洗脱条件的优化 (37)
3.1.5.1洗脱溶剂对洗脱率的影响 (37)
3.1.5.2.洗脱流速对洗脱的影响 (39)
3.2结晶法纯化辣椒碱类化合物粗品 (41)
3.2.1实验材料 (41)
3.2.1.1实验试剂 (41)
3.2.1.2 实验仪器 (41)
3.2.2 结晶工艺条件的优化 (41)
3.2.2.1 pH值对辣椒碱类化合物结晶的影响 (41)
3.2.2.2 温度对辣椒碱类化合物结晶的影响 (42)
3.3小结 (43)
第四章 反相型高效液相制备色谱法制备辣椒碱单体 (45)
4.1制备色谱柱的装填 (45)
4.1.1 实验材料 (45)
4.1.1.1 实验试剂 (45)
4.1.1.2实验仪器 (45)
4.1.2 装柱装置 (46)
4.1.3 装柱过程 (46)
4.1.4 柱效测试 (47)
4.2反相型高效液相制备色谱法制备辣椒碱单体 (49)
4.2.1 实验材料 (49)
4.2.1.1 实验试剂 (49)
4.2.1.2 实验仪器 (50)
4.2.2 分析方法 (50)
4.2.3 实验装置 (50)
4.2.4 实验方法 (51)
4.2.5 产品分离纯化指标 (51)
4.2.6反相制备色谱条件的优化 (53)
4.2.6.1 流动相组成对分离效果的影响 (53)
4.2.6.2 进样浓度对分离效果的影响 (54)
4.2.6.3 进样体积对分离效果的影响 (55)
4.2.6.4 流动相流速对分离效果的影响 (55)
4.3小结 (56)
第五章 总结与展望 (58)
参考文献 (60)
致 谢 (66)
发表论文情况 (67)
前 言
辣椒（Capsicum）又名大椒，辣子，番椒等，属于一年生草本茄科植物，是人们日常生活中常用的辛香料。

它含有大量生理活性物质，包括生物碱，色素，有机酸，维生素，矿物质等。

目前，国内外对辣椒碱色素和辣椒碱类化合物研究最多。

辣椒色素是一类橙红色色素，主要包括辣椒红素（Capsanthin）、辣椒玉红素（Capsorubin）和极性较小的β～胡罗卜素（β～carotenone）和玉米黄质（Zeaxanthin）等，可从成熟的红辣尖椒中提取。

由于辣椒色素具有色价高、安全无毒、抗癌美容的特点，被广泛的应用于食品、医疗、化妆品等行业。

辣椒碱类化合物（Capsaicinoids）是辣椒果实中结构为N～香草基酰胺类生物碱，是辣椒中引起辛辣味的主要物质，主要包括辣椒碱（Capsaicin)，降二氢辣椒碱（Nordihydrocapsaicin），二氢辣椒碱（Dihydrocapsaicin）等。

研究表明，它具有长效镇痛，抗菌消炎，促进食欲，改善消化等药理作用，对带状疱疹后神经痛，牛皮癣，皮肤搔痒症，糖尿病性神经痛等症状均具有明显的治疗效果。

它还可广泛的用于食品工业、军事弹药、有害生物防治等方面。

由于辣椒碱类化合物中的几种生物碱结构及理化性质都较为接近，因而对辣椒碱的功能研究都是以辣椒碱类化合物为研究对象。

但目前有资料表明，辣椒碱类化合物中有些成分有拮抗辣椒碱对神经肽的的药用作用，它们能增加C型感觉神经元的P物质的合成，加剧疼痛和炎症，因而有必要将辣椒碱单体从辣椒碱类化合物中分离出来，便于研究辣椒碱与其它物质的作用关系，以期发挥更好的药理作用。

近十几年来，制取辣椒碱类化合物的专利技术不断问世。

我国最早的关于辣椒碱类化合物的研究见于1994年天津轻工业学院姚宝书的专利报道[1]，报道中以辣椒皮粉为原料，用乙醇、乙醚、石油醚等为萃取剂，通过分相萃取提取分离辣椒碱类化合物。

随后亦有厦门大学的吴明光[2]用柱层析与萃取法相结合的方法得到辣椒碱类化合物。

黄启强[3]申请过超临界二氧化碳萃取技术分离纯化辣椒碱类化合物的专利。

张世文[4]等用萃取－结晶的方法对辣椒碱类化合物的提取进行研究。

随着对辣椒碱类化合物的药理研究的不断加深，关于高纯辣椒碱类化合物的提取研究也明显增多。

例如：郭进宝[5]离子交换树脂制备高纯辣椒碱类化合物，李美粉[6]用超声法从辣椒中提取辣椒碱类化合物等。

由于辣椒碱类化合物中的几种生物碱结构及理化性质都较为接近，很难用常规的分离方法将辣椒碱单体从辣椒碱类化合物中分离出来，因而关于辣椒碱单体的制备研究的方法报道很少见，国内主要见吴波[7]等人报道用反相高效液相制备色谱法能够分离制得辣椒碱单体，但是文章中没有更进一步研究辣椒碱单体的制备工艺条件。

本文的研究工作主要侧重于高纯辣椒碱类化合物（纯度大于98％）的提取纯化及辣椒碱单体的制备。

系统研究了有机溶剂粗提辣椒碱类化合物，大孔吸附树脂法和结晶法精制辣椒碱类化合物的提取纯化工艺，并对其参数进行了选择和优化。

同时研究了反相制备型高效液相色谱法分离制备辣椒碱单体的工艺，确定了适宜的工艺参数。

整篇论文运用分析型高效液相色谱分析各个步骤中辣椒碱类化合物及辣椒碱单体的含量。

第一章 文献综述
1.1 辣椒简介
辣椒（Capsicum）又名大椒，辣子，番椒等，属于一年生草本茄科植物。

果实通常成圆锥形或长圆形，未成熟时呈绿色，成熟后变成鲜红色、黄色或紫色，以红色最为常见。

辣椒的果实因果皮含有辣椒碱而有辣味，能增进食欲。

辣椒中维生素C的含量在蔬菜中居第一位。

辣椒原产于中南美洲热带地区，15世纪末，哥伦布发现美洲之后把辣椒带回欧洲，并由此传播到世界其它地方。

于明代传入中国。

清陈淏子之《花镜》有番椒的记载。

今中国各地普遍栽培，成为一种大众化蔬菜。

辣椒变种很多，指天椒、簇生椒、小指椒、长辣椒等果实尖长而辣者可以入药，而形圆且不辣者如灯笼椒及青辣椒不作为药用。

1.2 辣椒的化学成分及理化性质
1.2.1 辣椒碱类化合物
辣椒中引起辛辣味的物质主要是辣椒碱类化合物，最早由Thres(1876)从辣椒果实中分离出来，并命名为辣椒碱（Capsaicin，Capsaicinoids），又称辣椒素；到1919年，Nelson报道了辣椒碱类化合物的结构，表明它们是一种酰基化的香草酸同源同系物高香草酸（Nomovanillic）。

此后又有一些辣椒碱的同系物从辣椒果实中被发现，它们统称为辣椒碱类化合物 [8]。

至今已发现14种以上的辣椒碱同系物，它们的具体种类及含量与辣椒的品种和成熟度有关，主要有辣椒碱(Capsaicin)，降二氢辣椒碱（Nordihydrocapsaicin），二氢辣椒碱（Dihydrocapsaicin），高二氢辣椒碱（Homodihydrocapsaicin）等，它们的分子结构式如图1.1：
辣椒碱（Capsaicin ）是辣椒辛辣味和具有药物功能的主要来源，其化学结构名称为:N-[(4-hydroxy-3-methoxyphoxyl)-methyl]-8-methyl-(E)-6-none –namide ；即[(4-羟基-3-甲氧基苯基)-甲基}8-甲基-(反)-6-壬烯酞胺，化学结构式如图
1.1。

分子式为C 18H 27NO 3，分子量305.41，其纯品呈单斜长方形片状无色晶体，熔点为64.5℃，沸点210～220℃。

易溶于甲醇，乙醇，丙酮，氯仿及乙醚中，因其具有酚羟基而呈弱酸性，则可溶于碱性水溶液中。

辣椒碱可被水解为香草基胺和癸烯酸，且可与斐林试剂发生呈色反应[9][10]。

1.
2.2 辣椒色素
辣椒色素是存在于成熟辣椒中的一类橙红色色素，主要包括极性较强的辣椒红素、辣椒玉红素和极性较小的β～胡罗卜素和玉米黄质。

辣椒红色素不溶于水，易溶于乙醇、己烷、油脂等。

具有色泽鲜艳、着色力强，保色效果好的特点，而且耐热，耐盐，耐酸，耐金属，耐微生物。

由于辣椒红色素无毒副作用，安全性高，并具有较高的营养保健作用，越来越受消费者的喜爱。

辣椒红素及辣椒玉红素的结构式见图1.2[11]:
图1.1 辣椒碱类化合物结构式 Fig 1.1 The chemical structure of Capsaicinoids A. Nordihydrocapsaicin B.Capsaicin C.Dihydrocapsaicin D. Homodihydrocapsaicin
CH 3NH CO (CH 2)6CH CH 3CH 3CH 3O HO CH 2NH CO (CH 2)7CH CH 3CH 3
C D B CH 3O
HO CH 2NH CO (CH 2)5CH CH 3
CH 3CH 3O H O
C H 2N H C O (C H 2)4C H H C H C CH 33
B
1.2.3 其它成分
辣椒中除含有辣椒碱类化合物和辣椒色素外，还含有多种维生素(维生素A 、维生素D 、维生素P 、维生素E 、维生素K )，20多种矿物质，不饱和脂肪酸（主要为油酸和亚油酸），蛋白质，糖体等[12]。

它们对人体均具有一定的营养保健作用。

1.3 辣椒碱类化合物的应用
1.3.1 辣椒碱类化合物的药理作用
1.3.1.1 镇痛作用
人和动物内服或者局部使用辣椒碱类化合物都显示对伤害性热和化学品刺激所引起的疼痛有明显的失敏作用[13]。

例如，辣椒素对扭体试验的半数有效镇痛剂量为1.4mg/kg [14]。

如果皮下注射10mg/(kg.d)连续3天或1次注射50mg/kg ，大鼠对热板刺激的镇痛作用持续8周[15]。

美国科学家Geoffrey AC [16]也在研究中表明，辣椒碱类化合物的镇痛作用与吗啡等同，但比吗啡更持久，吗啡的镇痛作用为6h ，而辣椒碱类化合物的镇痛效果可达7～10天。

国内的刘乡[17]早在1997年也在研究中提到辣椒碱类化合物是C 与A δ类纤维特异性阻断剂，可以减弱伤害性刺图1.2 辣椒红素及辣椒玉红素结构式
Fig 1.2 The chemical structure of capsanthin and capsorubin
A capsanthin
B capsorubin
CH 3CH 3CH 3
CH 3CH 3
CH 3CH 3CH 3CH 3OH CH 3OH O H O H 3C H
3C H 3C O
C H 3
激信息的传入冲动，从而体现出镇痛作用。

他将1％～5％辣椒碱类化合物作用于腓总神经干，以阻断来自足三里C纤维的传入冲动，在45分钟内观察到C波明显减少。

还有在膀胱内灌注辣椒碱类化合物溶液治疗神经源性的膀胱过激和痛觉过敏的疗效在200例患者的临床试验中得到清楚地证明[18]。

辣椒碱类化合物使患者膀胱内神经纤维密度减少，从而得到了较长时间的症状缓解[19]。

华景清[20]也在文中提到墨西哥国立自治大学的加西亚教授从辣椒籽和辣椒果实薄膜中提取的辣椒碱类化合物涂在皮肤上可起止痛作用，对抑制关节炎、风湿病和糖尿病引起的疼痛也具有良好疗效。

另外，辣椒膏对带状疱疹后遗神经痛、糖尿病性神经痛、三叉神经痛等都有很好的疗效[21-24]。

1.3.1.2 抗炎作用
辣椒碱类化合物对用丁酸菌、p～物质和鹿角菜胶引起的动物关节炎有显著的抗炎作用。

向大鼠膝关节滑液腔注射辣椒碱类化合物20mg，1～5周后注射神经源致炎化合物P～物质20μg，没有引起炎症反应，而对照组产生显著的炎症症状。

辣椒碱类化合物对用2％鹿角菜胶注射关节内引起的炎症亦有显著抗炎作用。

在炎症发生之前或炎症发展至高峰，服用辣椒碱类化合物均有显效[25]。

辣椒碱类化合物对用组织胺或P～物质引发的人体皮肤炎症也有显著的抗炎作用，如 Wallengen Joanna[26]等人在8名自愿者左上臂涂抹0.1％的辣椒碱类化合物乙醇溶液，连续3天，然后注射10-7克分子P～物质生理盐水溶液0.05ml，对照组在3min 后出现红肿的炎症反应，15min炎症达到高峰，而用辣椒碱类化合物预先处理的受试者只有轻微的红肿反应。

皮下注射10-5M组织胺生理盐水溶液0.05ml，对照组同样出现炎症反应，而用预先辣椒碱类化合物处理过的受试者有75％没有红肿反应，25％的只有轻微的红肿，表明辣椒碱类化合物对人体皮肤炎症有抗炎作用。

另外，肖安菊[27]等人用辣椒碱类化合物霜给因二甲苯、巴豆油引起的耳廓肿胀的小白鼠涂抹，结果发现，使用辣椒碱类化合物后，小白鼠的肿胀耳廓重量明显减轻，说明辣椒碱类化合物有抗炎作用。

金涌[28]也研究表明，辣椒碱类化合物能明显抑制角叉采胶诱导的大鼠足肿胀，提示辣椒碱类化合物有明显的抗炎作用。

1.3.1.3 其他
辣椒碱类化合物还有抗癌作用，对脂质过氧化具有调节作用，能保护心肌，对人体消化性溃疡具有防治作用，对血压和体温均有影响，还能治疗带状疱诊，皮肤搔痒症，糖尿病性神经痛，严重牛皮癣，秃发等症状[29]。

1.3.2 辣椒碱类化合物在农药方面的应用
辣椒碱类化合物在生物农药中的新用途不断得到开发，其市场发展前景相当广阔。

在生物农药领域中，该产品作为新型绿色农药具有良好的触杀、驱避作用，对农作物虫害防治达到药效高、持效长和可降解的特点，是21世纪中的新型环保型生物。

早在1991年美国环保局（EPA）就已经确认辣椒碱类化合物及其制品为生化农药，并免除了施用于水果、蔬菜及谷物上残留量的限制，从而使其在农药中的市场用量剧增。

我国的厦门南草坪生物工程有限公司通过长期的试验研究，通过对该产品进行优化筛选混配，已开发出乳剂型产品，并通过了农业部农药检定所定点田间药效验证，得到了推广应用。

目前，该公司已取得了国家的发明专利，并已建成了规模型的生产装置。

1.3.3 辣椒碱类化合物在军事中的应用
在军事领域该产品具有良好的催泪作用，且无毒副作用，因此在军事上是制造催泪弹、催泪枪和防卫武器的主要原料，在美国、日本、德国以及东南亚等国家都已广泛应用。

1.3.4 辣椒碱类化合物在涂料领域的应用
该产品在涂料领域主要作为高档特种防腐涂料，用于轮船外壳，可以有效防止海藻与海洋生物附着，同时无污染性；用于地下电缆，可以防止白蚁等昆虫的侵蚀，且作用持久。

1.3.5 辣椒碱类化合物在食品添加剂领域的应用
低浓度的辣椒碱类化合物是优良的食品添加剂，与辣椒红色素混合后，用做火锅底料、凉菜、休闲食品、方便食品、快餐、微波炉食品等调味用，起到色、香、味具佳的效果，应用相当普遍。

1.3.6 减肥保健作用
日本医学专家认为辣椒减肥的奥妙在于其含有大量的辣椒碱类化合物。

辣椒碱类化合物能加速脂肪组织的代谢与分解，促进能量消耗，从而防止体内脂肪过多积聚。

达到控制体重，减肥健美的目的，目前辣椒碱类化合物减肥产品已成为爱美减肥一族的热门产品。

1.4 辣椒碱类化合物的提取方法
1.4.1 溶剂提取法
一直以来，辣椒碱类化合物不能人工合成得到，只能从辣椒中提取分离出来。

最传统的分离方法就是用有机溶剂从辣椒中将辣椒碱类化合物提取出来。

一般将干辣椒粉碎，再用一种有机溶剂抽提，得到一种暗红色或者是橙色的油状液体[30]。

这种油状液体就是国际上所说的辣椒油树脂[31]，其中含有辣椒碱、二氢辣椒碱，降二氢辣椒碱，高二氢辣椒碱和辣椒红色素等，它们的收率（以干辣椒为基准）一般可以达到15％以上。

得到的辣椒油树脂再经过乙醇或者乙醚，碱溶液进一步提取，可得到辣椒碱和二氢辣椒碱的含量达到75％～95％。

例如，张世文[4]等人以辣素（辣椒碱类化合物含量6.83％）为原料，将其溶入2％的氢氧化钠的溶液中，再以5％的硫酸酸化，后用正己烷萃取并浓缩，可以得到纯度达85％以上的辣椒碱类化合物粗品，再加以结晶，纯度则可达92.5％，回收率（以辣素为基准）为2.24％。

孙永华[32]等人在文献中也报道过溶剂萃取法的方法：先将原料粉碎，然后进行浸提（7～8倍的90％～95％乙醇，40～50℃，浸提3～5h，热过滤），再减压蒸馏，最后进行萃取（5～6倍的70％～80％的乙醇，60～70℃萃取），搅拌后冷却分层，辣椒碱类化合物层重复上述过程。

施飞群[ 33-34 ] 采用高浓度乙醇提取辣椒红色素，低浓度乙醇提取辣椒碱类化合物的方法，从干辣椒中分别提取出回收率为6％～8％的辣椒碱类化合物和回收率为3％～4％的辣椒红色素。

王中秋[35]用丙酮从干辣椒中提取辣椒碱类化合物也取得了较好的效果。

此种方法操作简便，但是文献报道的方法均存在收率较低，产品纯度不高等特点。

本文将研究一条更经济的溶剂提取法。

1.4.2超临界二氧化碳提取法
随着技术的进一步发展，超临界二氧化碳逐步用于辣椒碱类化合物的提取分
离。

超临界流体是指处于超过物质本身的临界压力与温度状态时的流体。

超临界萃取是以超临界流体为萃取剂、在临界温度和压力附近的条件下，从溶剂或固体物料中萃取出待分离组分的一种分离纯化方法。

赵亚平[36]首次利用超临界从辣椒中分离提取出辣椒碱类化合物，并且通过对温度、压力、原料粒度等因素的考察，摸索出了一条较好的工艺路线。

张彦雄[37]在超临界萃取釜中加入辣椒粉，在20～30Mp，35℃～40℃条件下，加入10％～15％的酒精作为夹带剂，进行超临界CO2萃取。

一般萃取2～3h，萃取液再经浓缩、结晶等处理，可得到纯度90％的辣椒碱类化合物。

国外，Nair[38]等人早在1994年就研究了用超临界二氧化碳从辣椒中提取辣椒碱及二氢辣椒碱，结果辣椒碱及二氢辣椒碱的收率分别是3.2%和0.58%。

Gnayfeed [39] 等人也用超临界二氧化碳从辣椒中提取出辣椒碱类化合物，研究表明，在400bar，55℃的条件下，辣椒碱类化合物的萃取效果最好。

1.4.3 酸碱法
辣椒碱类化合物分子中有酚羟基，呈弱酸性，可以与强碱发生反应。

赵爱云[40]以辣椒精为原料，以氢氧化钠碱溶液为溶剂，利用紫外光谱法，对溶剂浓度、溶剂用量、浸提时间、浸提温度等因素进行了研究，获得了较理想的提取条件，其中碱液质量分数为20％，浸提时间2h，浸提温度80℃，液固比为9ml/g，结果从10g的辣椒精中分离得到0.084g的辣椒碱类化合物。

王剑平[10]在文章中提到，将辣椒粉倒入浸提灌中，加入4倍体积的醋酸乙酯（77℃），酸碱处理，将油状物倒入反应锅，加入等量的30％氢氧化钠溶液，加热到80℃，恒温30min，冷却至室温后，用1:1的盐酸调节pH至2～3，静置分层，排出水相，再调pH至6，慢慢加入1/2固体氢氧化钙，搅拌均匀，用离心机离心，上清液用萃取的方法，脱碱精制，浓缩即可得辣椒碱类化合物。

1.4.4 苯法
陈来同等[41]人用丙酮浸提果皮，用碱溶液浸提辣椒籽，混合物经溶剂蒸发后置于含20％甲苯的苯溶液中搅拌，然后于50％浓度的乙醇中萃取分层。

含辣椒碱类化合物的溶液层经结晶后可以得到纯品，回收率为0.1％～0.3％。

此法中所用苯溶剂对人体伤害性较大。