辣椒中的有机成分及应用的研究

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

（4）圆锥椒（var. conoides Bailey）:实簇生，细长，红色，辛辣味极强。多作干椒栽培；

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