辣椒红色素提取方法的研究进展
摘要：综述了辣椒红色素提取方法的研究进展，主要介绍了溶剂法、声波提取法、微波辅助提取法、临界流体萃取法、酶法、分子蒸馏法以及硅胶柱层析法的提取技术，为辣椒红色素的进一步研究和开发提供参考依据。
辣椒红色素 （Capsicum red pigmen）t 又称辣椒红，是从辣椒的果实中提取的一种四萜类天然色素，主要成分有叶黄素类的辣椒红素 （Capsanthin，分子式为 C40H56O3，分子量为 584）、辣椒玉红素（Capsorubin，分子式为 C40H56O4，分子量为 600)，辣椒红素和辣椒玉红素占辣椒红色素总质量的 50％～60％。此外，还含有 B2 胡萝卜素、硬脂酸、油酸等对人体有益的物质。由于辣椒红色素色泽鲜艳、安全无毒、着色力强，而且稳定性就好，因此被很多国家定为无限量使用的天然食品添加剂，已被广泛用于食品、化妆品、制药等行业，市场需求量逐年上升，前景乐观。
是辣椒红色素的生产大国，又是该色素的需求大国。开发辣椒红色素有很大的经济效益，但由于提取工艺及装备技术相对落后，致使辣椒红色素的提取工序多、周期长、产率底，并且杂质含量多，用途受到限制。因此本文综述了辣椒红色素的提取方法，为辣椒红色素的进一步研究和开发提供一定的参考依据。
1 辣椒红色素的提取方法
根据辣椒红色素性质和含量的不同，目前国内外已研究出多种提取分离的方法，如传统的油溶法、溶剂法等。随着一些高新技术的发展和应用，出现了一些新的提取方法，如声萃取法、微波辅助提取法、临界流体萃取法、酶法提取、分子蒸馏法以及硅胶柱层析法等，丰富了辣椒红色素的分离和提取方法。
1.1 油溶法
油溶法是在常温下，辣椒果实经过液态食用油的浸渍，用呈液状的食用油浸渍辣椒果皮或干辣椒粉，使辣椒红色素溶解在食用油中，然后通过一定的方法从油中提取出辣椒红色素的一种方法。该法的优点是设备、工艺简单，但是在提取的过程中，油与色素的分离比较困难，提取率低，难以得到色价较高的辣椒红色素产品，目前油溶法现已基本停止使用。
1.2 溶剂提取法
溶剂提取法是一种最常用的方法，是利用辣椒红色素易溶于有机试剂的特性而达到提取。提取步骤一般分为三步：首先用正己烷、乙醇、丙酮等有机试剂浸提辣椒粉末，再将浸提液浓缩制得辣椒油树脂，然后通过减压蒸馏、分离纯化而得到辣椒红色素。溶剂提取法的优点是设备简单，成本较低，但是产品的溶剂残留量高、纯度差。梁鹏等人先用质量分数为 8%的氢氧化钠溶液处理辣椒皮以除去辣，然后用乙酸乙酯提取，最后经体积浓度 75%的乙醇精制，得到产率、色价较高的辣椒红色素。吉恬先用体积浓度 95%的乙醇和乙酸乙酯等体积混合液粗提，再在 70 ℃的质量分数 10%NaOH 与乙醇混合液中皂化 4 h，除去杂质和油脂，最后经过硅胶柱层析精制分离，用体积浓度 30%丙酮 - 乙酸乙酯洗脱，可得到色价高达 650 的辣椒红色素。
1.3 声波提取法
声具有粉碎、搅拌等作用，辣椒组织在溶剂中产生的空化泡破裂，辣椒红色素很容易进入溶剂中，提高了辣椒红色素在溶剂中的溶解度。声波提取法比传统的有机溶剂法需要的溶剂少、时间短，是国内外天然产物提取的研究热点。
李美粉等人采用乙醇为提取剂，液固质量比为5∶1，声时间 40 min，声功率 160 W，在此条件下经回归方程预测辣椒红色素的提取值为8.119 mg / g，实际提取值为 8.027 mg / g。袁以丙酮为溶剂，固液质量比 1∶8，提取时间 50 min，辣椒红色素的产率为 3.4%，色阶达 132。熊科等确定了以体积比 1∶1 的甲醇———四氢呋喃为提取剂时的条件：功率 100 W，固液质量比 1∶5，提取时间 45 min，提取 3 次。周书栋等人研究表明丙酮为提取溶剂，提取条件为：声温度40 ℃，声时间 15 min，声功率 60 W，料液比1∶75 （g / mL）。与传统提取方式比较，声提取具有收率高、操作时间短、溶剂用量少等优点，展现出良好的应用前景。
1.4 微波辅助提取法
在微波作用下，辣椒红色素受到高频电磁波的作用而产生剧烈振荡，挣脱周边环境的束缚，实现向外的迁移，可以在短时间内实现提取目的。与传统提取方法相比，微波提取缩短了提取时间，降低了能源、溶剂的消耗，同时可以提高产率和纯度，因此该法具有很大的的应用潜力。
陈小全等人以乙醇为提取液，研究表明当微波辐射时间、溶剂、料液质量比一定时，辐射功率越高，溶出的辣椒红色素越多；当辐射功率不变时，辐射时间越长，溶出的红色素也越多。但考虑到色素的热稳定性及功耗，辐射时间及功率也不是越大越好。确定的条件为料液质量比 1∶8，声时间 12 min，声波功率为 600 W。范翠丽等人以乙酸乙酯为溶剂，采用微波辅助法提取辣椒红色素，工艺条件为：以干燥辣椒为原料，氢氧化钠脱辣，微波火力大，料液质量比 1∶9，微波处理时间14 min。李瑞丽等以微波辅助法提取辣椒红色素，工艺条件为微波功率 750 W，料液比 （g / mL）1∶5，微波作用 8 min 后，加入体积分数 95％乙醇溶液，在 40 ℃恒温水浴中回流浸提 2 h，辣椒红色素提取率可高达 1.646 g / 100 g。
1.5 临界流体萃取法
临界流体萃取（SFE）是一种较新型的萃取分离技术，一般常用临界 CO2萃取法（SFE-CO2），其原理是通过调控压力、温度，改变临界 CO2的密度，从而改变其对物质的溶解能力，有选择地萃取某些成分。
临界流体萃取可在接近室温条件下进行，克服了传统分离方法的不足，适用于热敏性成分的提取，产品纯度高、无溶剂残留、无异味。赵亚平等用临界 CO2获得的辣椒红色素色价高、无辣素，萃取条件为：粒度 <1.2 mm、压力 15 MPa、萃取温度50 ℃、流量 6 m3/ h。姜爱丽等先用有机溶剂浸提辣椒油树脂，再以临界 CO2流体萃取法纯化辣椒红色素，工艺条件为萃取釜温度 35 ℃、萃取压力 30 MPa、萃取时间 2.0h，色价增加了 311.7%。
SFE-CO2技术的局限性在于投资大，费用高，技术要求高，工业开发难度大，需要进一步的和研究完善。
1.6 酶法提取
酶法提取的原理是通过选用一些恰当的酶类如纤维素酶、果胶酶等作用于植物细胞，以降解细胞壁中的纤维素、果胶等，破坏细胞壁的致密结构，促进有效成分向提取介质扩散。酶法提取一般分成两个步骤，首先是酶解处理，以降解细胞壁和胞间连接物；然后用溶剂提取有效成分。
周旭章等研究提出了醇提辣 - 酶脱脂二步法精制辣椒红色素粗制品的新工艺。脱辣工艺条件为室温下，脱辣剂 （乙醇） 体积浓度 70%；料液质量比 1∶2.5～1∶3；萃取 3～4 次；脱脂工艺条件为室温下，pH=8，脱脂剂 （Mix 酶） 质量浓度为 10 mg / L～15 mg / L，反应时间 50 min。
酶法提取技术的优点是通过对原料进行酶解预处理，缩短了提取时间，不仅提高了有效成分的提取率，而且改善了有效组分的分布，提高了产品的价值。
1.7 分子蒸馏法
分子蒸馏操作温度远低于物质常压下沸点温度，同时加热时间非常短，不会对物质造成破坏，广泛应用于浓缩或纯化高分子量、高沸点、高黏度的物质及热稳定性较差的有机化合物。
天然食用色素具有安全、无毒和有营养的特点，传统提取辣椒红色素的方法有溶剂残留等问题。有机溶剂经普通的真空精馏处理后，辣椒红色素中仍然残存体积分数 1%～2%的溶剂，影响产品质量。采用分子蒸馏技术处理辣椒红色素，产品中溶剂残留体积分数仅为 2×10-5，而且产品的色价很高，完全符合质量要求。王芳芳等人利用分子蒸馏装置，考察了进料速率、进料温度和蒸发温度等因素对辣椒红色素分离效果的影响，在条件下得到的产品色价高达 177。
1.8 硅胶柱层析法
硅胶柱层析法操作简单，设备条件要求不高，分离效果很好，去除辣味完全。早在 1997 年，邓丛蕊利用不同的洗脱溶剂，从辣椒中分离出橙、红色素和辣椒素。吴波等人采用乙醇渗漏法提取，经硅胶柱层析法分离、石油醚重结晶，制得纯度较高的辣椒红色素。
层析法虽然可制得多种色价的产品，如呈紫红色的辣椒红色素和呈橙红色的辣椒玉红素分开，但工艺繁琐、工时长，工艺复杂且难度大，适用于实验室提取及研发。
来源：惠合浓缩器
