辣椒红色素提取、纯化方法研究进展（三）

3辣椒红色素的辣椒纯化方法

目前国内的辣椒红色素粗产品普遍存在辣味物质、酯类物质、红色化方胶状物含量较多，素提以及其他辣椒色素未分离彻底的取纯现象，这严重影响了辣椒红色素的法研品质、大大限制了其应用范围，究进影响了经济效益。辣椒国内外尤其是红色化方美、日、素提韩等发达国家对于高品质辣椒红色素有很强的取纯需求，因此建立简便、法研廉价、究进高效的辣椒提纯方法显得尤为重要。目前，红色化方常用的素提纯化方法有皂化去酯脱辣法、酸洗-碱炼-离心法、分子蒸馏法、硅胶柱层析法、大孔树脂吸附法，可通过比较纯化前后色价或测定产品中不溶物含量来评价纯化效果。

3.1皂化去酯脱辣

皂化去酯脱辣法指通过针对性加入酸或醇溶液（脱辣液），以除去粗产品中的辣味物质（辣椒碱）、胶溶性杂质、磷脂等物质。常用的脱辣液为75%的乙醇水溶液，常加入微量的电解质（如食盐、磷酸）来加快分离速度。宿光平[9]将辣椒红色素粗品浓缩至溶剂<1%后加入32脱辣液，在脱辣搅拌过程中，粗产品中的胶溶性杂质、磷脂等杂质发生分层反应，静置12h后除去含有辣椒碱的水相和磷脂层，以此达到纯化目的。脱辣除酯温度和搅拌时间是关键工艺参数。试验结果表明，将脱辣温度控制在（45±1）℃，搅拌40min，辣椒红色素吸光比从1.000增长到1.005，产品的流动性也显著得到改善。史晓博等为解决产业化生产中辣椒红色素产品中果胶、糖类等物质含量较高的问题，研发了一种辣椒红色素脱胶的方法，并在车间生产中取得了良好的效果。该方法主要通过调节辣椒红色素脱胶溶液中的加水量、加酸量、加盐量，计算辣椒红色素中丙酮不溶物的含量，确定了最佳脱胶剂配比，即加水量为40g，加酸量为2.5g，加盐量为3g，此时辣椒红色素不溶物含量可降至0.38%，纯化后的辣椒红色素产品感官品质符合《GB1886.34—2015》，具有较好的流动性和光泽，着色能力强。

3.2酸洗-碱炼-离心法

酸洗-碱炼-离心法是一种新型的纯化方法，在原先碱液处理法的基础上加入酸洗和离心的步骤，不仅能纯化辣椒红色素，还能回收杂质，生产皂角，实现磷脂资源的开发再利用。该工艺通过磷酸酸化洗脱低色价辣椒红色素中的磷脂后，再加入碱溶液（如NaOH溶液）进行碱炼，后经丙酮萃取和蒸发浓缩可得到高色价的辣椒红色素。李涛等使用该方法纯化辣椒红色素，成功将色价由177提高到300。

3.3分子蒸馏法

分子蒸馏法（Moleculardistillation，MD）又称短程蒸馏（Shonpathdistillation），是近年来迅速发展的一种新型液-液分离技术，该技术克服了传统蒸馏操作温度高、受热时间长的缺点，能有效去除液体中的低分子物质，选择性地蒸出目的产物。国内利用分子蒸馏技术纯化辣椒红色素的研究已比较成熟。如王芳芳等应用超临界CO2技术和刮膜式分子蒸馏装置分别纯化辣椒红色素粗品，通过比较纯化后辣椒红色素的色价来比较两种技术的纯化效果。结果显示，分子蒸馏技术的效果略优于超临界CO2，优势主要体现在大大缩短了纯化时间。进料温度、蒸馏温度、蒸馏压力、刮膜器转速、进料速率等因素都会影响分子蒸馏的纯化效果。陶红等通过Box-Behnken试验设计，考察了蒸馏温度、蒸馏压力、刮膜器转速对辣椒类胡萝卜素纯化的影响。结果显示当蒸馏温度144℃、蒸馏压力9.5Pa、刮膜器转速313r/min时，纯化效果最好，辣椒红色素的色价可达到19.84。张煜等通过在降膜蒸馏器内增加了一个刮膜器来调节刮膜器的转速，这样能更好地保持液膜的厚度和均匀性，同时还能控制物料停留时间，减小热分解。分子蒸馏技术低温加热的优点，能大大降低辣椒红色素热分解损失的可能
性，可应用在辣椒红色素工业上。

3.4硅胶柱层析

硅胶柱层析法（Silicagelcolumnchromatography，SGCC）根据物质在硅胶上的吸附力不同而得到分离的方法。庞敏等先用乙醇皂化去除辣椒粗提物中的脂肪酸，再通过硅胶柱层析去除样品中的辣椒碱。实验结果显示最佳的硅胶柱层析条件为上样量（样品质量:硅胶质量）1:40、径高比1:10、洗脱流速1BV/h。尚雪波先用碱溶液脱辣（回收），利用硅胶层析柱分离，再用碱溶液进行水解（分离得到的辣椒红色素产品中含有大量脂肪酸酯），用水洗涤至中性。最后再次利用硅胶层析柱提纯，除去其他盐类物质和残留溶剂，得到纯度高的辣椒红色素产品。用红外光谱法分析检测提取物，可确定其为辣椒红色素。张晔等[19]以产品质量及产率为考察标准，比较了硅胶层析柱和皂化去酯除辣法纯化辣椒红色素的效果。纯化结果显示，经过硅胶柱层析纯化的粗产品色价有大幅度提高，最高可达551.1，显著优于皂化去酯除辣法，但产率极低，仅为柱层析产率的十分之一。因此，尽管硅胶柱层析法具有操作简单、设备要求低、纯化效果好的优点，但其较低的产率限制了生产的规模。

3.5大孔吸附树脂

大孔吸附树脂具有良好的大孔网状结构和较大的比表面积，可以有选择地通过物理吸附水溶液中的有机物，是天然产物纯化中常用的手段。张艳等填柱后分别用无水乙醇和氯仿作为提取溶剂，将得到的辣椒提取物制备为上柱液，通过重力法过柱。之后比较了FPA90CL、FPA53、XAD16、FPC3500和XAD4这5种树脂的吸附效果，结果显示这5种树脂均不能吸附氯仿溶解的辣椒红色素，仅XAD16树脂可吸附用无水乙醇溶解的辣椒红色素，每1g树脂可吸附0.017g辣椒红色素；比较了1%NaOH溶液、50%乙醇溶液、无水乙醇及氯仿的洗脱能力，结果显示1%NaOH溶液和50%乙醇溶液没有洗脱效果，无水乙醇只能洗脱辣椒红色素的红色组分，氯仿则能完全洗脱。

综上所述，在选择纯化方法时，需要考虑产率、纯度、客户需求、应用等多方面的问题。如硅胶柱层析在去除
辣椒素和酯类物质的基础上，还能去除其他的非红色成分。如果对色彩效果有精细要求，就应该采取硅胶柱层
析，这样还可以得到其他颜色的色素，进一步合理开发利用。若纯化所得的辣椒红色素产品用于食品添加剂，就不适合用硅胶柱层析和大孔吸附树脂这种在纯化过程中需要借助较强毒性有机试剂（如丙酮、石油醚、氯仿等）的方法进行纯化，可考虑皂化去酯除辣法和分子蒸馏法，同时可以得到较多附加值高的辣椒碱。

4展望

我国是辣椒种植大国，辣椒红色素资源丰富，有关辣椒红色素提取、纯化的研究也较多，但相关技术仍需要转
型提升。生产环节上，应更关注辣椒红色素原料的“生态化”与其加工工艺“绿色化”。

原料方面，除了可以考虑培育辣椒红色素含量较高的辣椒新品种外，还可以从辣椒皮渣中提取辣椒红色素，节约成本，实现皮渣等辣椒酱副产物的综合利用；工艺方面，在提取、纯化的过程中加入回收的工艺流程，充分利用加工过程中的副产物（如辣椒碱、胶类物质、磷脂等）进行再加工，加强对辣椒加工副产物中其它类胡萝卜素含量及提取工艺的研发，有效降低生产成本，实现辣椒加工产业链的可持续增值。

应用环节上，由于目前我国食品安全国家标准GB2760—2014已批准“辣椒红”“辣椒橙”作为着色剂使用，应继续拓展“辣椒红”与“辣椒橙”的应用范围、并加大“辣椒黄”类产品的挖掘，强化产品着色、稳定性等方面的研究。检测环节上，在2020年1月，河北省地方标准《DB13/T5159—2019辣椒红中反式辣椒红素含量的测定》开始实施，还没有检测辣椒原料及其制品中辣椒红色素的国标方法。

我国应加快研发先进检测技术的脚步，实现全国辣椒红色素检测手段的统一化、标准化。同时，目前国内针对着色剂的使用并没有关于清洁标签的要求，但原料是否是转基因、提取天然色素过程中使用的添加剂和提取溶剂等因素都应纳入考虑的范围。以辣椒色素加工原料、加工技术及产品应用技术的综合为目标，为辣椒红色素产业的高质量发展提供技术支撑。

声明：本文所用图片、文字来源《中国果菜》2020年9月，版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题，请与本网联系

相关链接：红色素，磷酸，蒸馏

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