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          萃取槽對辣椒素提取技術研究進展

          作者:管理員    發布時間:2016/7/5 11:24:14

              萃取槽對辣椒素提取技術研究進展

              辣椒素的獲取途徑現主要有三種,從辣椒中提取辣椒素,生物細胞培養法及化學合成法。其中經生物培養制取辣椒素在國外研究較多,比如從辣椒的肉狀體上采取細胞后將其包埋固定,懸浮于含水的培養液中進行培養,延長培養時間,以增大辣椒堿含量。Kaga等以三苯磷與6-濱乙酸為起始原料,經四步反應后合成出與提取法得到的純辣椒堿相同的產品,總收率為26.6%?;瘜W合成法的優點是可以得到辣椒素中的單一組分。但目前,生物細胞培養法與化學合成法還處于實驗研究階段的較多,細胞培養中辣椒堿合成酶的活性未得到充分表達,不能通過培養獲得大量的辣椒堿;化學合成法難以克服引入反式烯烴側鏈難的問題,工業化生產受阻。而辣椒在我國種植面積較廣,原材料價廉易得,因此,從天然辣椒中提取辣椒素是當前最常用的方法。從辣椒中提取辣椒堿的方法主要有有機溶劑法、超臨界萃取法、微波輔助提取與超聲波輔助提取等。

              ①有機溶劑法

              吳某等采用70%乙醇,提取溫度80℃,料液比1:10,浸提時間1h,提取3次,辣椒素得率為0.46%; Munguia等用乙醇從辣椒粉中提取辣椒素,結果表明可將辣椒粉中80%的辣椒素提取出來,若事先用酶對辣椒進行破壁處理,再用乙醇提取,辣椒素提取率可提高7%~11%: Sagdullaev等采用70%乙醇從辣椒中提取辣椒素,經HPLC分析,產自烏茲別克斯坦的辣椒,來源不同,辣椒中辣椒素含量不等,提取物辣椒素含量為0.175%~0.325%;某等比較了不同溶劑提取辣椒素影響,結果表明,甲醇作溶劑,辣椒素回收率最高,丙酮次之,乙醇最低,提取液直接上S-8大孔樹脂柱,用乙酸乙醋與乙醇解吸,進行進一步純化,經HPLC分析,所得樣品中辣椒素含量為標準品的94.6% 。

              ②超臨界萃取法

              Nair等采用超臨界CO2提取辣椒堿與二氫辣椒堿,HPLC法分析辣椒堿與二氫辣椒堿,得率分別為3.2%, 0.58%; Kwon等考察了超臨界萃取辣椒堿,萃取壓力為10~35MPa溫度30-}60℃,COz流速為24.1 g/min,提取時間為2h,辣椒堿的萃取得率隨溫度與壓力的升高而增加,在壓力為35 MPa,溫度為60℃時有最大值;某采用超臨界CO2萃取辣椒堿,辣椒粉碎度為40~80目,萃取壓力為20 MPa,萃取溫度為40℃,萃取時間為3h,辣椒堿的得率為3.19%;某等采用超臨界CO2萃取技術從辣椒粉中提取辣椒素,通過正交試驗優化出最佳工藝條件,分離釜I壓力為17 MPa,溫度35℃,分離釜II壓力為17 MPa,溫度35℃,此條件下萃取所得辣椒素回收率為0.20,純度為12.0 %.

              ③微波輔助提取

              Barbero等分別以甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酷與水為溶劑,考察了微波輔助提取辣椒素,篩選出最佳的提取溶劑及條件為,25 mL無水乙醇、0.5 g辣椒粉、提取溫度為125℃、提取5 min:某采用微波預處理法提取辣椒素,通過單因素和正交實驗確定了較適的工藝條件,提取劑為60%乙醇溶液,微波功率480 W,預處理時間100 s再用75%乙醇浸提,浸取溫度45℃,浸取時間30 min,提取2次,與傳統固液浸取法相比,微波預處理法對辣椒素的提取率提高了18.3,與索氏提取法相比,對辣椒素的提取率提高了15.6%,并采用柱層析分離技術對辣椒素粗產品進行分離純化,得到淡黃色辣椒素晶體;某等將無溶劑微波預處理與NaOH攪拌提取相結合提取辣椒素,具體方法為,在干辣椒樣品中加入微波吸收介質撥基鐵粉(C1P ),進行微波預處理,根據辣椒素與NaOH之間可發生特異性反應,利用NaOH溶液從辣椒中提取兩種主要的辣椒素類化合物,辣椒堿和二氫辣椒堿,提取時間短10 min,辣椒堿的回收率為73.3%~84.0%,二氫辣椒堿的回收率為78.7%~86.7% 。

              ④超聲波輔助提取

              鄧某以黃燈籠辣椒為原料,用95%乙醇,提取溫度50℃,超聲提取辣椒堿,提取時間30 min,辣椒粉碎粒度80目、料液比1:20、超聲功率800 W,提取兩次,提取出的辣椒堿為淡黃色的油狀液體混合物;某等采用超聲輔助考察了不同溶劑甲醇、乙醇、四氫吠喃、丙醇對辣椒素的提取,優選出甲醇:四氫映喃(1:1)為最佳復合提取劑,通過單因素及正交實驗,確定了超聲提取辣椒素的最佳工藝,固液比1:5,提取功率100 W,提取時間45 min,提取3次,辣椒素得率為6.5 mg/g;某等以甲醇為提取劑,采用超聲波輔助提取辣椒素、二氫辣椒素,優化得到提取條件,料液比1:14提取功率150 W,提取作用時間10 min,提取3次最佳,HPLC分析測定表明,辣椒素含量在0.0094~34.99 mg/g之間,二氫辣椒素含量在0.0011 ~24.68 mg/g之間。

              總體來說傳統的提取工藝得到的是辣椒紅素與辣椒堿的混合物,溶劑用量大,提取時間長,提取溫度高,操作步驟繁瑣,質量難控制。新型的超臨界CO2萃取法對辣椒紅素的提取具有一定的優勢,提取產品無溶劑殘留,辣椒紅素色價高,但因其設備昂貴等因素難以實現工業化的大規模生產需求;微波輔助提取,利用微波作用縮短提取時間,提高產品得率;超聲輔助提取,利用超聲波的破壁原理也能提高辣椒紅素與辣椒堿的得率,但得到的均是辣椒紅素與辣椒堿的混合物,還需進行進一步的分離純化。

           

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