專利名稱：辣椒素和辣椒紅色素的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，屬于分離提取領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
辣椒素是辣椒中的主要辣味物質(zhì)，其英文名稱為Capsaicinoids 。辣椒素由14種辣椒堿
類化合物組成，其中主要有辣椒堿和二氫辣椒堿。辣椒堿的化學(xué)名稱為(反式)S-甲基-N-
香草基-6-壬烯酰胺，英文名稱為Capsaicin] 。 二氫辣椒堿的化學(xué)名稱為8-甲基-N-香草
基壬酰胺，英文名稱為Dihvdrocapsaicin。 辣椒堿的分子式為
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二氫辣椒堿的分子式為
<formula>formula see original document page 4</formula>
辣椒色素是存在于成熟辣椒中的一類橙紅色色素，主要包括極性較強(qiáng)的辣椒紅素、辣椒 玉紅素和極性較小的胡羅卜素和玉米黃質(zhì)。
辣椒紅素的分子式為<formula>formula see original document page 4</formula>
辣椒玉紅素的分子式為<formula>formula see original document page 4</formula>辣椒素和辣椒紅色素主要用作調(diào)味料和醫(yī)藥原料，其主要從辣椒中提取制得。目前辣椒 素和辣椒紅色素一般采用溶劑提取法提取，具體提取方法為采用乙醇等溶劑直接浸提干辣 椒，經(jīng)過多步不同溶劑的萃取除雜，獲得辣椒素粗品，含量一般40%左右；辣椒紅色素一般 采用非極性溶劑浸提后，除去蛋白質(zhì)等雜質(zhì)，獲得辣椒紅色素粗品。上述方法的提取效率較 低，化學(xué)試劑消耗量大，成本較高，產(chǎn)物含量不高，需要經(jīng)過層析分離后才能提高含量。此 外，也有采用二氧化碳超臨界萃取法提取辣椒素與辣椒紅色素的報(bào)道，但該方法成本太高， 目前只停留在實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用階段，難以大規(guī)模推廣應(yīng)用，同時(shí)該方法的辣椒素與辣椒紅色素需 要進(jìn)一步柱層析才能分離，生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種成本較低的從辣椒中提取辣椒素和辣椒紅色素的 方法。
本發(fā)明辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，包括辣椒經(jīng)溶劑提取步驟，辣椒在溶劑提取前 先經(jīng)過木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌的發(fā)酵 液處理，然后再進(jìn)行溶劑提取。
本發(fā)明方法通過降解辣椒中的木質(zhì)素，使得辣椒中的辣椒素和辣椒紅色素充分暴露，提 高了溶劑提取效率。辣椒素收率可提高至75%以上，比現(xiàn)有普通方法的收率提高20%左右； 辣椒紅色素收率可高達(dá)65%以上，比現(xiàn)有普通方法的收率提高5 10%左右。由于收率的提高 ，大幅降低了生產(chǎn)成本。
其中，上述可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌可以是白腐菌Phanerochaete chrysosporium， 如黃孢原毛平革菌、變色栓菌、灰管層孔菌和/或木質(zhì)層孔菌等常用的產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶 的細(xì)菌。
其中，為了得到純度更高的辣椒素和辣椒紅色素，采用下述步驟提取
a、 辣椒粉碎；
b、 辣椒中加入木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的 細(xì)菌的發(fā)酵液降解木質(zhì)素；
c、 木質(zhì)素降解后的辣椒用濃度》90wt^的乙醇或用氯仿浸提(由于氯仿毒性較大，優(yōu) 選采用濃度》90wt^的乙醇浸提)；浸提液回收乙醇或氯仿后得到相應(yīng)的辣椒乙醇提取物或 辣椒氯仿提取物；
d、 辣椒乙醇提取物或辣椒氯仿提取物加入乙酸乙酯進(jìn)行抽提，然后分離乙酸乙酯層并 濾去不溶物；e、 往濾液中加入適量pH值8. 5 11. 5的堿液，如加入與濾液體積比為O. 9 1. 1: 0. 9 1.1的pH值為8.5 11.5的碳酸鈉溶液，靜置分層，分離得到堿水層l和乙酸乙酯層l;
f、 乙酸乙酯層l中加入適量pH值12 14的堿液，如加入與乙酸乙酯層1體積比為0.9 1.1: 0.9 1. l的pH值為12 14的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，振搖，靜置分層，分離得到堿 水層2和乙酸乙酯層2;
g、 乙酸乙酯層2中加入30 40wt^的C2H50K或C2H50Na的乙醇溶液，混合，靜置l 2h， 回收乙酸乙酯，即得辣椒紅色素浸膏；
堿水層2經(jīng)酸化處理至pH值為3 5，然后加入乙酸乙酯，振搖，靜置分層，分離得到酸 水層和乙酸乙酯層3;乙酸乙酯層3脫水，然后回收乙酸乙酯，回收乙酸乙酯后所得物用bp 30 6(TC的石油醚結(jié)晶，即得辣椒素。
其中，e、 f步驟先加堿性較弱的堿液，后加堿性較強(qiáng)的堿液是為了利用堿性的差異逐漸 提高以去除雜質(zhì)。
其中，上述b步驟中木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解 酶的細(xì)菌的發(fā)酵液的用量以使辣椒中木質(zhì)素能基本降解完畢即可。如辣椒中加入白腐菌 Phanerochaete chrysosporium發(fā)酵液，發(fā)酵液加入重量為辣椒干重的2 5% ，發(fā)酵至發(fā)酵 液的pH值降低2 3，然后進(jìn)入c步驟處理。
進(jìn)一步的，為了使除雜效果更好，上述e步驟加入的堿液的pH值優(yōu)選為10，上述f步驟加 入的堿液的pH值優(yōu)選為13. 5。
進(jìn)一步的，為了得到純度更高的辣椒紅色素，上述g步驟所得辣椒紅色素浸膏還經(jīng)過柱 層析分離得到各種辣椒紅色素。為了得到純度更高的辣椒素，上述g步驟所得辣椒素還經(jīng)過 柱層析精制，精制后的辣椒素的純度可高達(dá)95%以上。
本發(fā)明方法通過首先采用木質(zhì)素降解酶對(duì)辣椒中的木質(zhì)素類成分進(jìn)行降解處理，降解處 理后使得辣椒中的其它成分充分暴露，使下一步的提取效率提高。本發(fā)明利用辣椒堿的極性 較高和辣椒紅色素類物質(zhì)非極性較強(qiáng)的不同性質(zhì)，通過調(diào)整特定的酸堿度除雜，并控制溶劑 ，最終使辣椒堿在極性高的溶液中被分離而辣椒紅色素類在非極性(極性較弱的)溶劑中被 分離得到。
本發(fā)明方法具有如下有益效果
1、本發(fā)明方法通過對(duì)辣椒中的木質(zhì)素進(jìn)行降解，使辣椒素和辣椒紅色素充分釋放，提 高了辣椒素和辣椒紅色素的收率(辣椒素收率可提高至75%以上，比現(xiàn)有普通方法的收率提 高20%左右；辣椒紅色素收率可高達(dá)65%以上)，降低了生產(chǎn)成本。2、 本發(fā)明方法可制得純度較高的辣椒素和辣椒紅色素，辣椒素經(jīng)過柱層析精制后的純度可高達(dá)95%以上。
3、 本發(fā)明方法可以制得高純度的辣椒素和辣椒紅色素，工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備要求不高，投資較小。
4、 本發(fā)明方法為辣椒素和辣椒紅色素的提取提供了一種新的選擇，具有廣闊的應(yīng)用前
旦足。


圖l是采用本發(fā)明方法提取的辣椒素的高效液相色譜圖。
圖2是采用本發(fā)明方法提取的辣椒紅色素的薄層色譜圖，圖中a為辣椒黃色素，b為辣椒紅色素。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，包括辣椒經(jīng)溶劑提取步驟，辣椒在溶劑提取前先經(jīng)過木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌的發(fā)酵液處理，然后再進(jìn)行溶劑提取。
本發(fā)明方法通過降解辣椒中的木質(zhì)素，使得辣椒中的辣椒素和辣椒紅色素充分暴露，提高了溶劑提取效率。辣椒素收率可提高至75%以上，比現(xiàn)有普通方法的收率提高20%左右；辣椒紅色素收率可高達(dá)65%以上，比現(xiàn)有普通方法的收率提高5 10%左右。由于收率的提高，大幅降低了生產(chǎn)成本。
其中，上述可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌可以是白腐菌Phanerochaete chrysosporium，如黃孢原毛平革菌、變色栓菌、灰管層孔菌和/或木質(zhì)層孔菌等常用的產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌。
其中，為了得到純度更高的辣椒素和辣椒紅色素，采用下述步驟提取
a、 辣椒粉碎；
b、 辣椒中加入木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌的發(fā)酵液降解木質(zhì)素；
c、 木質(zhì)素降解后的辣椒用濃度》90wt^的乙醇或用氯仿浸提(由于氯仿毒性較大，優(yōu)選采用濃度》90wt^的乙醇浸提)；浸提液回收乙醇或氯仿后得到相應(yīng)的辣椒乙醇提取物或辣椒氯仿提取物；
d、 辣椒乙醇提取物或辣椒氯仿提取物加入乙酸乙酯進(jìn)行抽提，然后分離乙酸乙酯層并濾去不溶物；e、 往濾液中加入適量pH值8. 5 11. 5的堿液，如加入與濾液體積比為O. 9 1. 1: 0. 9 1.1的pH值為8.5 11.5的碳酸鈉溶液，靜置分層，分離得到堿水層l和乙酸乙酯層l;
f、 乙酸乙酯層l中加入適量pH值12 14的堿液，如加入與乙酸乙酯層1體積比為0.9 1.1: 0.9 1. l的pH值為12 14的氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，振搖，靜置分層，分離得到堿水層2和乙酸乙酯層2;
g、 乙酸乙酯層2中加入30 40wt^的C2H50K或C2H50Na的乙醇溶液，混合，靜置l 2h，回收乙酸乙酯，即得辣椒紅色素浸膏；
堿水層2經(jīng)酸化處理至pH值為3 5，然后加入乙酸乙酯，振搖，靜置分層，分離得到酸水層和乙酸乙酯層3;乙酸乙酯層3脫水，然后回收乙酸乙酯，回收乙酸乙酯后所得物用bp30 6(TC的石油醚結(jié)晶，即得辣椒素。
其中，e、 f步驟先加堿性較弱的堿液，后加堿性較強(qiáng)的堿液是為了利用堿性的差異逐漸提高以去除雜質(zhì)。
其中，上述b步驟中木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌的發(fā)酵液的用量以使辣椒中木質(zhì)素能基本降解完畢即可。如辣椒中加入白腐菌Phanerochaete chrysosporium發(fā)酵液，發(fā)酵液加入重量為辣椒干重的2 5% ，發(fā)酵至發(fā)酵液的pH值降低2 3，然后進(jìn)入c步驟處理。
進(jìn)一步的，為了使除雜效果更好，上述e步驟加入的堿液的pH值優(yōu)選為10，上述f步驟加入的堿液的pH值優(yōu)選為13. 5。
進(jìn)一步的，為了得到純度更高的辣椒紅色素，上述g步驟所得辣椒紅色素浸膏還經(jīng)過柱層析分離得到各種辣椒紅色素。為了得到純度更高的辣椒素，上述g步驟所得辣椒素還經(jīng)過柱層析精制，精制后的辣椒素的純度可高達(dá)95%以上。
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步的描述，并不因此將本發(fā)明限制在所述的實(shí)施例范圍之中。
實(shí)施例采用本發(fā)明方法提取辣椒素和辣椒紅色素
1、 白腐菌發(fā)酵液的制備
發(fā)酵產(chǎn)酶培養(yǎng)基(馬鈴薯培養(yǎng)基土豆20% ，蔗糖2%， 12rC滅菌30min，冷卻至28。C接種白腐菌，28 3(TC攪拌45r/min。通氣培養(yǎng)，發(fā)酵時(shí)間為76h。)
所用白腐菌Phanerochaete chrysosporium購(gòu)自中國(guó)工業(yè)為微生物菌種保藏中心，菌種保藏號(hào)為CICC 40299。
2、 辣椒預(yù)處理將干辣椒重量2.5%的發(fā)酵液與干辣椒混合，自然發(fā)酵48h，待pH值較混合前降低2 3時(shí)即停止自然發(fā)酵。
3、 辣椒素的溶劑提取
①向上述預(yù)處理后的干辣椒中加入2倍體積的95。/。乙醇提取48h，減壓回收乙醇；②總提取物中加入1.5倍體積的乙酸乙酯溶解，濾去不溶物；③濾液用體積為1: l的5wt。/。碳酸鈉水溶液振搖，靜置分層，收集乙酸乙酯層(即乙酸乙酯層l)加入5wt。/。的氫氧化鈉水溶液振搖，靜置分層，得到堿水層2和乙酸乙酯層2;④堿水層2酸化后用1倍體積的乙酸乙酯處理去掉酸水液濃縮用石油醚(bp 30 6(TC)結(jié)晶3次獲得高純度辣椒素。高效液相色譜法C18柱，柱溫室溫25 28°C流動(dòng)相甲醇-O. 1%磷酸水(85: 15)流速0.8 ml/min，檢測(cè)辣椒素含量為84.9% (見附圖l)，產(chǎn)品收率為76.3%。
4、 辣椒紅色素提取
上述③步分層的乙酸乙酯層2用等體積30wt^C2H50K乙醇溶液，混合攪拌8 h，靜置1.5h，回收乙酸乙酯獲得辣椒紅色素粗品。
采用薄層色譜定性測(cè)定辣椒紅色素(展開劑石油醚一無(wú)水乙醇=13:1)，結(jié)果見附圖2(附圖2中的1、 2均為辣椒紅色素粗品)。從附圖2可以看出，各種辣椒色素被分別分離出來(lái)
辣椒紅色素粗品采用硅膠干法色譜柱，二氯苯甲烷洗脫，分別收集得到附圖2中的辣椒紅色素和辣椒黃色素。
權(quán)利要求
1.辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，包括辣椒經(jīng)溶劑提取步驟，其特征在于辣椒在溶劑提取前先經(jīng)過木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌的發(fā)酵液處理，然后再進(jìn)行溶劑提取。
2 根據(jù)權(quán)利要求l所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，其特征在
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，其特征在于所述的白腐菌為黃孢原毛平革菌、變色栓菌、灰管層孔菌和/或木質(zhì)層孔菌。
4 根據(jù)權(quán)利要求1 3任一項(xiàng)所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，其特征在于包括如下步驟a、 辣椒粉碎；b、 辣椒中加入木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶 的細(xì)菌的發(fā)酵液降解木質(zhì)素；c、 木質(zhì)素降解后的辣椒用濃度》90wt^的乙醇或用氯仿浸提，浸提液回收乙醇或氯仿 后得到相應(yīng)的辣椒乙醇提取物或辣椒氯仿提取物；d、 辣椒乙醇提取物或辣椒氯仿提取物加入乙酸乙酯進(jìn)行抽提，然后分離乙酸乙酯層并 濾去不溶物；e、 往濾液中加入適量pH值8.5 11.5的堿液，振搖，靜置分層，分離得到堿水層l和乙 酸乙酯層l;f、 乙酸乙酯層l中加入適量pH值12 14的堿液，振搖，靜置分層，分離得到堿水層2和 乙酸乙酯層2;g、 乙酸乙酯層2中加入30 40wt^的QHsOK或QHsONa的乙醇溶液，混合，靜置 1 2h，回收乙酸乙酯，即得辣椒紅色素浸膏；堿水層2經(jīng)酸化處理至pH值為3 5，然后加入乙酸乙酯，振搖，靜置分層，分離得到酸 水層和乙酸乙酯層3;乙酸乙酯層3脫水，然后回收乙酸乙酯，回收乙酸乙酯后所得物用bp30 6(TC的石油醚結(jié)晶，即得辣椒素。
5 根據(jù)權(quán)利要求4所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，其特征在 于所述b步驟為辣椒中加入白腐菌Phanerochaete chrysosporium發(fā)酵液，發(fā)酵液加入 重量為辣椒干重的2 5%，發(fā)酵至發(fā)酵液的pH值降低2 3，然后進(jìn)入c步驟處理。
6 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，其特 征在于e步驟中所述的pH值8.5 11.5的堿液為碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液與濾液體積比為 0. 9 1. 1: 0. 9 1. 1。
7 根據(jù)權(quán)利要求4 6任一項(xiàng)所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法 ，其特征在于f步驟中所述的pH值12 14的堿液為氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液，氫氧化鈉或 氫氧化鉀溶液與乙酸乙酯層1的體積比為0.9 1. 1: 0.9 1. 1。
8 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，其特 征在于e步驟加入的堿液的pH值為10， f步驟加入的堿液的pH值為13. 5。
9 根據(jù)權(quán)利要求4 8任一項(xiàng)所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法 ，其特征在于g步驟所得辣椒紅色素浸膏還經(jīng)過柱層析分離得到各種辣椒紅色素。
10 根據(jù)權(quán)利要求4 9任一項(xiàng)所述的辣椒素和辣椒紅色素的提取方法 ，其特征在于g步驟所得辣椒素還經(jīng)過柱層析精制。
全文摘要
本發(fā)明涉及辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，屬于分離提取領(lǐng)域。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是提供了一種成本較低的從辣椒中提取辣椒素和辣椒紅色素的方法。本發(fā)明辣椒素和辣椒紅色素的提取方法，包括辣椒經(jīng)溶劑提取步驟，辣椒在溶劑提取前先經(jīng)過木質(zhì)素降解酶、可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌和/或可產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶的細(xì)菌的發(fā)酵液處理，然后再進(jìn)行溶劑提取。本發(fā)明方法提高了辣椒素和辣椒紅色素的收率，降低了生產(chǎn)成本，為辣椒素和辣椒紅色素的提取提供了一種新的選擇，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C07C233/20GK101665446SQ200910307738
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月25日
發(fā)明者平 譙 申請(qǐng)人:四川匯科生物技術(shù)有限公司