辣椒堿提取、分離純化工藝研究.pdf

1、辣椒果實(shí)中的辛辣成分，主要是由一系列在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上非常相似的物質(zhì)構(gòu)成，它們統(tǒng)稱為辣椒堿類物質(zhì)，其中最主要的是辣椒堿。辣椒堿具有很高的生物活性，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、生物、軍事等領(lǐng)域，具有很高的社會和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，辣椒堿的研究開發(fā)是在我國資源的優(yōu)勢上發(fā)展新型農(nóng)業(yè)的必經(jīng)之路。本論文以干紅辣椒為原料，研究了辣椒堿的提取、分離純化工藝條件，探索出提取率高、純化效果好的工藝路線，并對辣椒堿的分析方法進(jìn)行了深入研究。 通過對辣椒堿提取、分離純化

2、工藝的研究，得到了以下結(jié)論： (1)確定了適合辣椒堿提取及綜合利用的辣椒品種。為了確保較高的辣椒堿提取率，必須從原料上選擇辣椒堿含量高的品種和部位。本試驗(yàn)采用索氏抽提法進(jìn)行多次浸提來測定辣椒堿的含量，并用比色法測定辣椒紅色素的色價(jià)，并以此作為試驗(yàn)指標(biāo)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，辣椒果肉中的辣椒堿含量明顯高于整辣椒和辣椒籽中的辣椒堿含量，即適合辣椒堿提取的部位為辣椒果肉。另外，本試驗(yàn)對盛產(chǎn)辣椒的陜西、湖南、河南、貴州、云南等地的6種不同辣椒品種中

3、的辣椒堿含量和色價(jià)進(jìn)行了測定，綜合考慮陜西本地的辣椒生產(chǎn)、供應(yīng)以及辣椒資源的綜合利用，選擇陜西興平線椒“8819”的果肉粉作為試驗(yàn)原料。 (2)建立了準(zhǔn)確、快速測定辣椒堿含量的方法。本試驗(yàn)主要研究了分光光度法和高效液相色譜法兩種方法。首先將文獻(xiàn)中分光光度法測定辣椒堿的方法簡化，避免了操作繁瑣；經(jīng)過最適濃度以及精確度試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：該法應(yīng)用線性范圍擴(kuò)大、精確度高，適用于一般的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用。對辣椒堿的色譜分離條件進(jìn)行了優(yōu)化，確定高效液相色譜

4、法的最佳分離條件：流動(dòng)相為甲醇-水(0.1％H3PO4)(75:25，V/V)，流速0.6ml/min，檢測波長280nm，柱溫25℃，在該條件下，線性關(guān)系良好；該方法有較高的精確度和準(zhǔn)確性，而且分析周期短，適合辣椒堿的精確測定。通過比較發(fā)現(xiàn)，這兩種方法測定的辣椒堿含量在趨勢上是一致的，分光光度法測定的結(jié)果偏大；分光光度法測定的是辣椒堿類化合物，而高效液相色譜法能夠有效地將辣椒堿與其結(jié)構(gòu)相似的辣椒堿類物質(zhì)分離，測定結(jié)果準(zhǔn)確。因此，前者適

5、合辣椒堿的一般實(shí)驗(yàn)室測定，后者適合于辣椒堿的精確測定。 (3)研究了從干紅辣椒中提取辣椒堿的最佳工藝條件。通過均勻試驗(yàn)、單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)，以辣椒堿提取率和辣椒堿產(chǎn)量為指標(biāo)，分別得出了傳統(tǒng)有機(jī)溶劑法、堿性乙醇提取法、超聲波法、超臨界流體萃取法以及酶法提取辣椒堿的最佳工藝參數(shù)。對五種提取方法進(jìn)行比較研究發(fā)現(xiàn)：辣椒堿提取的最佳方法為堿性乙醇提取法，其最佳工藝參數(shù)為：原料粒度80目，料液比1:20，以含5‰Na2CO3的50％濃度乙

6、醇作為溶劑，提取溫度70℃，浸提時(shí)間2h：提取次數(shù)為2，辣椒堿提取率為86.9％。 (4)采用高速逆流色譜法對辣椒堿提取物進(jìn)行純化。通過對3種不同溶劑體系的研究，初步選擇正丁醇-乙酸-水體系作為辣椒堿分離的溶劑體系；另外試驗(yàn)比較了該體系6種不同比例組合對辣椒堿的分離效果，以分配系數(shù)K為指標(biāo)，選用正丁醇：乙酸：水(4:1:5)這個(gè)溶劑體系對辣椒堿進(jìn)行分離。該法可以將粗提物中的辣椒堿和紅色素得到很好的分離，出峰時(shí)間在40min-70

7、min的收集物即為辣椒堿；用HSCCC純化處理后的辣椒堿收集物經(jīng)HPLC法測定，純度為90.3％。 (5)建立了樹脂法分離純化辣椒堿提取物的最佳工藝路線。通過對8種不同類型樹脂進(jìn)行篩選，發(fā)現(xiàn)D201陰離子交換樹脂對辣椒堿的分離效果最好。研究得出D201陰離子交換樹脂分離純化辣椒堿的最佳工藝條件為：上柱液濃度為0.703mg/ml，洗脫劑為pH值為2.0的70％乙醇溶液，動(dòng)態(tài)吸附流速為1.5BV/h，上柱量為3BV，洗脫流速為2B

8、V/h；該法得到的辣椒堿產(chǎn)品經(jīng)HPLC法測定，純度為51.6％。 (6)確立了樹脂法.結(jié)晶法分離純化辣椒堿的工藝路線。在用樹脂法進(jìn)行初步純化的基礎(chǔ)上，將解吸液進(jìn)行結(jié)晶-重結(jié)晶處理，可以得到純度較高的辣椒堿，且處理量大。通過對不同結(jié)晶溶劑、溫度、時(shí)間以及結(jié)晶溶劑pH值的試驗(yàn)研究，以晶體產(chǎn)量、色澤、形態(tài)為指標(biāo)，得出了辣椒堿的最佳結(jié)晶工藝：無水乙醇(不調(diào)節(jié)pH值)為結(jié)晶溶劑，結(jié)晶溫度0℃，結(jié)晶時(shí)間12h。在此條件下對辣椒堿解吸液濃縮固