从辣椒中的化学成分谈辣椒精的市场发展

第1页共12页从辣椒中的化学成分谈辣椒精的市场发展（河南倍特生物科技有限公司付建明）在我国，辣椒（CapsicumfrutescensL）作为调味品和药物使用已有很长的历史了。辣椒性味辛辣热，具有温中健胃，杀虫等功效，《药性考》称其“温中散寒，除风发汗去冷癖，行痰逐湿”，主治胃寒、食饮不振、消化不良、风湿腰痛甚至腮腺炎、多发性疖肿等症。辣椒也是一种潜在的抗癌物质，因其具有明显的抗氧化作用。不仅在我国，世界上还有许多国家都在利用辣椒的“医食同源”特性，辣椒已成为世界上多数人们不可或缺的“调味料”，那么，辣椒有什么样的化学成分呢？辣椒中主要含有生物碱、色素、油脂类。其中，辣椒生物碱是辣椒的辛辣成分，主要包括有：辣椒碱、二氢辣椒碱、降二氢辣椒碱、高辣椒碱、高二氢辣椒碱以及植物蛋白、果胶、多糖、维生素、微量元素等；辣椒中所含的色素成分主要为辣椒红色素、辣椒玉红素等；辣椒种子中含有龙葵胺，也含有隐黄素、胡萝卜素、维生素C、柠檬酸、酒石酸、苹果酸等。国内通常所说的高纯度辣椒碱实际上是指辣椒素（Capsaicinoids又叫辣椒总碱），专业意义上的辣椒素（Capsaicinoids）和辣椒碱(Capsaicin)市场价格要相差10倍以上，后者主要用于药品针剂类更高端产品。⑴辣椒中辣类成分—辣椒素(Capsaicinoids辣椒总碱)各成分的名称及所占比例成分名称英文名字所占比例辣椒碱Capsaicin55%-65%二氢辣椒碱Dihydrocapsaicin18%-27%第2页共12页降二氢辣椒碱Nordihydrocapsaicin4%-8%高二氢辣椒碱Homodihydrocapsaicin±1%高辣椒碱Homocapsaicin±1%⑵目前市场上存在的辣椒深加工产品（我公司都有销售）项目粗提产品高纯度产品高端精细产品辣椒辣椒精（辣椒油树脂）0.5%-4%油性或水性、无色或红色透明液体一般为95%的辣椒素(辣椒总碱)的白色或类白色结晶性粉末从辣椒素中再分离出的单碱，如98%的辣椒碱、二氢辣椒碱、降二氢辣椒碱等4%-10%油性或水性深棕红色粘性液体20%-40%油性深棕红色半流动或膏状固体辣椒红色素油性或水性粘性液体粉末辣椒精0.01%-0.2%白色或红色粉末用途主要是食品、外用药品、化妆品、农药、饲料、生化武器、生物油漆、工业材料的配料、辅料或添加剂主要是药品、生化武器、生物油漆、农药的配料戒毒、镇痛、活血降脂的针剂原料⑶辣椒中化学成分的质量控制由上可知：辣椒中的化学成分是非常复杂的。高纯度辣椒素产品和高端精细产品，最方便、最有说服力且被世界公认的检测方法多为高效液相色谱法（HPLC）；辣椒红色素多采用GB中的可见光吸收度法。第3页共12页而对辣椒粗提产品辣椒精而言，目前市场非常复杂：因检测所用的HPLC价格昂贵，国内很多小型企业因技术或资金原因没有配制，而相对便宜的紫外分光光度法（UV）测定辣椒素时误差非常大（影响因素多）还无规律，这就造成市场上的辣椒精含量标示混乱、价格差别大，这不仅仅是原料供应、生产工艺、生产成本的原因，实际上主要是含量不同造成的。而含量不同除了检测方法上的差异外，有的企业甚至完全是凭经验和感觉来调配或生产的，比如，我们检测的市场上辣椒精的实际含量如下：⑷国内市场上供应的进口或某些企业生产的各规格辣椒精抽样检测*名称产品标示含量实际HPLC校检最低测定值辣椒精（国产）1%0.48%-0.96%0.21%2%0.96%-1.84%0.86%6.6%3.72%-6.522.87%辣椒油树脂（进口）10%以HPLC法供应≥10%10.03%10%以UV法供应9.0%-9.6%8.8%40%以HPLC法供应≥40%40.01%40%以UV法供应36.21-38.0235.55%*非官方资料，企业比照产品用数据另外，市场上有不少的客户仍以传统的国际标准来衡量辣椒素的含量，即以S.H.U来购买辣椒精。我们知道，那是没有仪器之前通过稀释品尝的方法来判断的，1%即一个辣度相当于15万个S.H.U，10%辣度即相当于150万S.H.U。由此可见，仪器比品尝更有说服力。⑸关于合成辣椒碱和苏丹红需要注意的是，因市场化工材料或工业添加敷料的需要，国内已有3家公司生产合成辣椒碱（Nonivamide或N-Vanillylnonamide），由英文名字可知，化第4页共12页学合成的绝非真正意义上的天然辣椒碱，它只不过有辣性刺激味而被人为地叫做辣椒碱。资料上没有那家公司做过临床或毒性实验，所以绝对不保证对人没有危害。某些产品添加合成的辣椒碱不亚于奶产品添加三聚氰胺！我公司有这方面的检测能力。苏丹红是我国早就限制使用的人工合成色素，国内仍有不法小企业使用含此类成分的红色素。从正规大公司购进辣椒红色素或自行检测会有效避免该类成分流到百姓的餐桌上。由此，我们对辣椒精的发展做了如下方面的推测和建议：⑴辣椒精的成分非常复杂，购买辣椒精或用高含量的辣椒精配制低含量的辣椒精时，一定要购买用HPLC方法检测的辣椒精，这样含量才有保证。由此可知，只有质量有保证，各项指标如含量、风味、油溶性、无不溶物、色价均匀等合乎要求的辣椒精生产或供应企业，其产品的寿命才会长久，企业才有发展竟争力。辣椒是一种调味产品，让辣椒这种风味产品的使用计量化是其发展方向。因为含量不准或无法计量，这本身就失去了食品添加剂使用计量化添加的意义。⑵添加其它化学产品，比如合成辣椒碱，辣椒红色素里添加苏丹红等，最终的结果会影响辣椒精这种天然食品添加剂在人们当中的广泛应用，最后损失的可能是整个行业！⑶辣椒的使用源远流长，辣椒的保健作用正越来越被人们认可和接受，比如作为食品添加剂，医药领域的风寒、关节、瘀肿、尿糖疼痛，戒毒、强效镇痛药剂，化妆品减肥、降血脂，工业用防护油漆及电光缆添加料，生物农药驱避剂，警用器材等等，我公司还以辣椒化学成分为基础申报了含辣椒精的软胶囊、含辣椒素的保暖材料等。可以肯定，随着对辣椒各种成分的更详尽研究，几千年的辣椒食用将会增加更多、更广泛的使用领域！辣椒（CapsicumfrutescensL）为茄科植物辣椒的果实。辣椒的茎，根亦供药用。一般7-10月间果实成熟时采收。辣椒作为药物和调味品使用已有几百年的第5页共12页历史。全世界近1/4人口经常食用。我国是最早将辣椒作为药物使用的国家之一。中医用辣椒治疗胃寒，风湿等症。辣椒的种植遍布世界各地。统称为Capsicum，因产地不同其名称也有差异，产于非洲，印度和中国的辛辣刺激性强的称为chillies，产于西班牙，匈牙利的低辣度大辣椒称为paparika，辣度介于两者之间的称为redpeppers。我国是辣椒的种植大国，全国有五，六百万亩辣椒。在我国，还分有福建的小米椒，四川的朝天椒，江南的羊角椒，河南的樱椒，山东的大红椒等。其辣味含量也因辣椒的产地不同，部位的不同而有差异。一般以果实内胚座组织(生籽部位)及隔膜组织。果皮中段含量高，而且不同时期采摘和保存方法不同都能影响辣椒碱的含量。辣椒果实中所含辛辣成分为辣椒碱，二氢辣椒碱，高辣椒碱，高二氢辣椒碱，辛酰香荚兰胺,色素为隐黄素，辣椒红素，微量辣椒玉红素，胡萝卜素，还含有维生素C，柠檬酸，酒石酸，苹果酸等。辣椒系列新产品的深度开发以及在医药和保健方面的应用正在逐渐被人们所认识。在国外，墨西哥一家辣椒企业年销售额可达40亿人民币。在美国，科研人员从辣椒中提取出的辣椒碱，可以用于消炎，镇痛，麻醉和戒毒。国外高纯度辣椒碱一公斤价格可达几万美元。一、辣椒深度开发产品的主要生产方法1．辣椒碱的制取方法（1）从天然辣椒中制取早期辣椒碱的提取用鲜红的干辣椒，经粉碎后用有机溶剂抽提，浓缩得到一种暗红色至橙红色油状液体。用乙醚抽提的颜色比乙醇抽提的颜色暗，略粘。这种油状物在国际上统称辣椒油树脂（capsicumoleorsin）。其主要成分为辣椒碱，二氢辣椒碱，正二氢辣椒碱，高二氢辣椒碱，辣椒红色素，胡萝卜黄色素，及柠檬酸，酒石酸，苹果酸等多种成分。此步得率一般占干果重量的1%左右。辣椒油树脂再经乙醚，稀乙醇和碱性水溶液，或用石油醚，二氯乙烷等溶剂进一步抽提浓缩后，经石油醚或正乙烷结晶可得粗辣椒碱结晶。用气相色谱法分析粗辣椒碱结晶成分。其中辣椒碱和二氢第6页共12页辣椒碱含量占76%-96%。我国的研究人员采用高浓度乙醇提取辣椒红色素，低浓度乙醇提取辣椒碱的方法。从干辣椒中分别提取出6%-8%的辣椒碱和3%-4%的辣椒红色素。我国的研究人员先使用低浓度乙醇从干辣椒粉中提取出辣椒油树脂和辣椒碱溶液。将辣椒碱溶液浓缩后得辣椒碱粗品。该方法工艺简单，成本低，我国的研究人员使用丙酮，石油醚，95%乙醇提出辣椒油树脂，再用乙醚作为结果溶剂,得到粗辣椒碱结晶，经硅胶柱层纯化，得辣椒碱纯品。国外的研究人员研究了一种直接从鲜绿辣椒中提取高收率辣椒碱的方法。将鲜辣椒粉粉碎冷冻，干燥后用丙酮，乙醚，含水甲醇，及碱性水溶液抽提出辣椒油树脂，在乙醚中得辣椒碱粗品。在石油醚中重结晶得纯辣椒碱。收率为干辣椒的1.12%。（2）经生物细胞培养制取辣椒碱近年国外的研究已不满足于从天然辣椒中制取辣椒碱。而是利用生物细胞技术更多更快地生产辣椒碱。国外的研究人员从天然辣椒的肉状体上，采取细胞后将其包埋固定，悬浮在5升含水的培养液中，32天后辣椒碱含量达1.143x10-5g/L，如果培养时间延长，辣椒碱含量还会增加。（3）用化学合成方法制取辣椒碱由于天然辣椒中辣椒碱类似物很多，要想得到纯度较高辣椒碱很困难。人们试图通过人工合成辣椒碱获得了成功。国外的研究人员以三苯磷与6-溴已酸为起始原料。经四步反应，合成出与提取得到的纯辣椒碱完全相同的样品。总收率为26.6%。二、辣椒深度开发产品的现代生产技术应用1.超临界CO2流体萃取纯化辣椒红色素及辣椒素辣椒红色素是医药，化妆品和食品等工业不可缺少的原料，工业上通常用乙醇或正乙烷从红辣椒粉中提取红色素，由于辣椒成分复杂，溶剂的选择性差，所得产品纯度差且有辣味，异味，必须经脱辣，脱臭精制，方可应用．又因辣椒红色素的油状特性使得产品中残留溶剂的去除难以达到FAO/WHO的规定标准，极大地影响了其使用和出口创汇。第7页共12页近年来，一项高新分离技术――超临界流体萃取（Super-criticalFluidExtractionSCFE）的工业化应用，有效地解决了上述问题。二氧化碳是超临界流体技术中最常见的溶剂，它的，临界温度为31.05C，可在室温附近实现SCFE技术操作,以节省能耗，它的临界压力不算很高。设备加工困难不大。它对多数溶质具有较大的溶解度，而水在二氧化碳中的溶解度却很小。二氧化碳还具有不可燃，无毒，化学安全好，廉价易得等优点。运用SCFE-CO2可直接从辣椒中提取不含辣味成分，臭味成分及黄色色素的高品味辣椒红色素。萃取条件对萃取物色价的影响为：压力越低，萃取物的色价越小，主要原因是辣椒色素的溶解度小于辣椒油树脂中的辣味成分，脂肪酸和三甘酯。气相色谱的分析表明，用SCFE-CO2分离的辣椒油树脂的气味成分主要有4种，其中一种是对食品不利的树脂臭气，其余3种是可用于食品调香的辣椒粉特有的香味物质。可采用两级分离的萃取系统，脱除臭气成分。在较低压力下萃取的辣味成分是辣椒素类混合物。利用有机溶剂在26.7%的辣椒提取物中只能分离0.5%和0.09%的辣椒素和二氢辣椒素，而采用SCFE-CO2可在16.4%的辣椒提取物中分别分离到3.2%和0.5%的辣椒素和二氢辣椒素。可见SCFE-CO2对于辣椒素的溶解萃取能力要远高于有机溶剂，具有良好的应用前景，国外已将SCFE-CO2技术与高效液相色谱结合起来，进行高效分离纯化和定量测定辣椒果实中的辣椒素。2．现代生物技术在提高辣椒素方面的应用辣椒素即辣椒碱在水中结晶为白色单斜晶矩形板状结晶，在石油醚中结晶为鳞片状。熔点65C，沸点210C-220C°不溶于水，溶于乙醇，乙醚，苯，氯仿，油脂及碱性水溶液。高温下产生刺激性蒸汽。辣椒素（辣椒碱）类物质在医药工业和食品工业已得到广泛的应用。不同的辣椒品种所含的辣椒素类物质的量差异较大，一般在干辣