- 英文名称
- Capsicum red pigment
- 分子式
- C40H56O3
- 分子量
- 584.85
- 中文别名
- 辣椒红色素; Paprika red pigment; Capsanthin pigment; CAPSANTHIN(ST)
- 用途
- - 概述
辣椒红色素（Capsicum red，paprika red，Chillired）别名辣椒红，是一种存在于成熟红辣椒果实中的四萜类橙红色色素，属类胡萝卜素类色素。其色泽鲜艳，色价高，着色力强，保色效果好，不仅广泛应用于水产品、肉类、糕点、色拉、罐头、饮料等各类食品的着色，还可以有效地延长仿真食品的货架期，而且安全性高。同时具有营养保健作用，并被现代科学证明具有抗癌、抗辐射等功能和很好的发展前景。现已成为国内外食品和食品添加剂行业开发研究和消费关注的热点之一。
- 理化性质
辣椒红色素是具有特殊气味的深红色黏性油状液体，无辣味，但有辣香味。辣椒红色素溶于大多数非挥发性油，部分溶于乙醇、丙酮、正乙烷等有机溶剂，不溶于水和甘油，对可见光稳定，在紫外线下易褪色，Fe3+，Cu2+，CO2+可促其褪色，遇Pb3+可形成沉淀，Al3+对红色素具有破坏作用。
- 从红辣椒中提取
辣椒红色素是由茄科的红辣椒果皮中提取分离得到的天然红色素，属于叶黄素类共轭多烯烃含氧衍生物，其主要成分为辣椒红素（capsanthin）和辣椒玉红素（capsorubin）。它在被提取前，贮存在辣椒果实的完整细胞组织中，由于有细胞膜及细胞内某些成分的保护并形成脂类，当辣椒红色素被提取出来以后，由于失去了细胞膜等生物保护机制，辣椒红色素在有氧条件下会产生自氧化反应，而且外界因素会加速其氧化分解而褪色。辣椒的辣味素和辣椒红素等的含量会因辣椒品种、产地、采收期及干燥条件等不同而异。目前提取的辣椒红色素大部分是以辣椒红素和辣椒玉红素为主体的混合物。
辣椒中主要成分有辣椒红素 (capsanthin)约50%, 辣椒玉红素(capsorubin)约8.3%, 玉米黄质(zeaxanthin )约14%, β-胡萝卜素 (β- carotenone)约13.9%, 隐辣椒质(cryptocapsin)约5.5%, 此外 , 还有辣椒黄素(cryptoxanthin),堇莱黄素 (violaxanthin), 辣椒色素脂肪酸酯 (capsicumrot aliphaticester), 辣椒红素乙二酸酯 (capsanthin diacetate), 辣椒红素二软脂酸酯(capsanthin dipaml itate)等。本信息是由Chemicalbook的丁红编辑整理。（2015-09-06）
图1为红辣椒
- 提取方法
1.油溶法
油溶法是在常温下用呈液状的食用油( 如棉籽油、豆油、菜籽油等) 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素的一种方法。
工艺流程: 辣椒→浸提→蒸馏→辣椒油树脂→水解→过滤→固型物→浸泡→减压过滤→提取液→减压蒸馏→浓缩精制色素→烘干→粉末状辣椒色素。
用油溶法提取辣椒红色素时, 油与色素的分离较困难,使得辣椒红色素物质提取率低,难以得到色价高的产品,现已基本停止使用。
2.溶剂法
这是辣椒红色素的常规生产方法: 将去除坏椒、梗、籽的干辣椒磨成粉后, 用有机溶剂( 如丙酮、乙醚、氯仿、三氯乙烷、正己烷等) 进行浸提, 将浸提液浓缩得到初辣椒油树脂, 减压蒸馏得产品。
工艺流程: 辣椒粉末→有机溶剂提取→减压回收溶剂→油状红色素→有机溶剂萃取→减压回收溶剂→辣椒红色素
采用有机溶剂提取辣椒红素有四种方法: 浸渍法、渗漉法、回流提取法、索氏提取法。
目前国内外生产辣椒红色素的厂家绝大多数都采用溶剂法提取, 但以上各种提取方法无论采用那种生产,在提取前均需将辣椒粉碾成粉末,操作费用较高。此外, 由于提取后的残渣中还残留有相当量的红色素, 所得出品的杂质含量高,精制费用昂贵,残渣的可利用性差,给生产带来困难。
3.超临界CO2流体萃取法
超临界CO2流体萃取就是使用高于临界温度、临界压力的CO2流体作为溶媒的萃取过程。超临界流体萃取是一种新型的化工分离技术, 关键是了解超临界流体的溶解能力及随诸多因素影响的变化规律。此技术工艺简单, 能耗低, 萃取溶剂无毒、易回收, 所得产品具有极高的纯度, 残留溶剂符合FAO/WHO 要求。
工艺流程示意如下:
干辣椒→破碎去籽→粉碎→超临界CO2萃取→减压分离→二次萃取→减压分离→ 辣椒红色素
具体操作步骤为：辣椒烘干破碎去籽后 ,粉碎至40目颗粒送入萃取釜中 ,通入12MPa压力的CO2, 于40℃温度下萃取60min,含提取辣椒色素的CO2送入分离槽, 减压分离CO2, 得到含辣素的萃取物, 其色素含量为8%。粗辣椒色素再送入萃取釜 , 在40℃, 45MPa压力下进行二次萃取,萃取40min后送入分离槽, 减压分离CO2,获得无辣味的辣椒红色素。
萃取法制得的色素多为混合色素,方法简便,成本相对较低, 色价高, 已成为国内外通用的制备工艺。本法是一种先进的提取方法, 但还有待于进一步完善。
4.硅胶柱层析法
硅胶柱层析分离辣椒色素属分配层析法, 是根据色素和辣素的结构差异在束缚与硅胶上的固定相和洗脱液中的溶解度不同, 因此在固定相和洗脱液之间的分配系数不同而达到分离效果。这个操作简单, 设备条件要求不高, 分离效果很好, 去除辣味完全。此柱洗脱液为石油醚: 乙醇(90%)=2∶1混合溶剂。
如用用硅胶柱层析分离辣椒红色素，方法为: 成熟的干辣椒经酶处理后用乙醇和石油醚混合溶剂提取。提取物通过硅胶柱层析分离, 得到无辣味的红色素, 再经真空浓缩成粘稠状。得到的红色粘稠液, 经贵州省药品检验水分含量0.37%, 脂肪含量90.68%, 色素: 色价为143, 不含辣素。
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, 但操作费用高, 工艺复杂且难度大。
5.薄层色谱
薄层色谱法分离迅速, 效率高, 灵敏度高, 而且可用于制备和定量分析, 许多天然色素都可用薄层色谱进行分析。如用20320硅胶(上海海洋化工研究所) 自制板, 在石油醚∶丙酮=10∶1的展开剂中, 上行15分钟得TLC色谱图。主要黄色素成分集中在黄1～黄3, 主要红色素成分集中在 1～红3, 并得Rf(黄 1)为0.86, Rf(红1)为0.46。
6.溶剂微波提取法
将微波应用于提取,其对物质的作用表现在: 当被提取物和溶媒共同处于微波场下时, 目标组份分子受到高频电磁波的作用, 产生剧烈振荡, 分子本身获得了巨大的能量( 即活化能) 以挣脱周边环境的束缚, 当环境存在一定浓度差时, 可以在非常短的时间内实现分子自内外的迁移达到一个平衡点。这就是微波可以在短时间内实现提取目的的原因。
与传统提取方法相比, 微波提取可以缩短生产时间, 降低能源溶剂的消耗, 同时可以提高收率和提取物纯度。它的优越性不仅在于降低设备投资和运行费用, 而且也符合环境保护的要求。
7.超声波溶剂提取法
此方法在提取过程中, 通过产生强烈的振动,空化, 搅拌, 从辣椒粉中提取出辣椒红色素。与传统的提取方法比较, 此法具有收率高, 生产周期短, 无需加热, 有效成分不破坏等优点。
8.酶法提取
酶提辣一酶脱脂二步法精制辣椒红色素粗制品的新工艺是由周旭章等研究提出来的。脱辣最佳工艺所需的条件是：室温下；脱辣剂浓度70%；萃取次 3～4次；投料比为1:2.5～1:3。室温条件下，脱脂剂浓度10～15mg/L，pH为8，50分钟为反应时间等是脱脂的最佳工艺条件。邵学军等研究不同浓度NaOH 溶液浸泡辣椒粉脱辣效果后的结果表明，辣椒粉与15%的NaOH 溶液之比为 1∶9，在90度条件下浸泡 1.5小时是用NaOH 溶液攫泡辣椒粉脱除辣素的最佳操作条件。
- 含量测定方法
1.分光光度法( UV)
辣椒红色素的浓度是辣椒红色素的一项重要指标，主要通过测定辣椒红色素的色价来确定，测定红色素色价一般采用分光光度计来测量。国内已经为辣椒红色素的色价制定了一个标准，GB10783 －2008 所采用的方法是: 先用丙酮稀释辣椒红色素，再用分光光度计测量其在最大吸收峰( 460 nm) 处的吸光度，然后列下式计算:
式中: E1%1cm 460nm———被测式样浓度为 1% ，用 1cm 比色皿，在 460 nm 波长处的吸光度
A———实测式样的吸光度
f———稀释倍数
m———试样质量，g
2.薄层层析法( LTC)
薄层色谱法是一种快速、有效、相对价廉的分析方法。其展开原理是混合物中各成分在两相间的分配系数不同，在溶有展开剂的硅胶板上产生比移值( Rf) 的差异，由此达到分离的目的。它广泛应用于色素的定性分析，也可以用于制备性分离纯化和半定量分析。一般方法是: 把色素用丙酮稀释后，用微量毛细管在硅胶板上点样，再将点样后薄板放在配制的展开剂中，色素会在硅胶板上慢慢展开，当斑点分开时终止层析，取出薄板晾干。计算展开系统薄层层析的 Rf 值。
3.色谱分析法
目前应用最广也最适用于天然色素分析的是高效液相色谱法( HPLC) ，它具有分离效能高、分析速度快、样品用量少、结果精确等优点，同时又不像气相色谱受样品的沸点和热稳定性的限制，固可用于辣椒红色素的分析测定。
利用高效液相色谱法测定辣椒红色素的条件如下: Shim－pack CLC－SIM(M) 色谱柱(150 min ×4.6 mm i.d．，5μm) ，流动相为正己烷: 丙酮( v/v) =78∶22，流速 0.8 mL/min，检测波长为 475 nm，柱温: 40 ℃。
- 稳定性
所谓稳定性, 是指色素在各种可能的环境中是否保持原有的色泽 ,即是否褪色或变色。
1.影响辣椒红色素稳定性的因素
（1）光照
在室内光线下, 稳定性较好,放置 4 周,色素无褪色现象 。但当直接暴露于室外强光之下时 ,很容易褪色。
（2）温度
温度对辣椒红色素有一定影响 。温度愈高,色素损失愈多,主要在 70℃以上加热则损失较明显。
（3）pH值
色素的耐酸 、耐碱性好。在 pH3～12之间,色泽稳定不变。
（4）溶剂
以等体积的 95% 乙醇 、乙酸乙酯 、花生油 、乙醚为溶剂, 溶解等量的辣椒红色素, 试验结果看出,不同溶剂的辣椒红色素稳定性差异很大 。稳定性由强至弱顺序依次为花生油 (60 d色价损失率为 29%)、乙醚 (60 d色价损失率为 45%)、乙酸乙酯 (60 d色价损失率为 89%)、乙醇 (30 d色价损失率为 89%)。花生油中含有大量的不饱和脂肪酸 ,是一种优良的抗氧化剂,能够吸收紫外线 ,阻止色素氧化分解,护色效果显著
（5）金属离子
Cu2+,Fe2+对辣椒红色素有明显的破坏作用 ,而Sn2+,Al3+在浓度较高 ,即大于400ppm 时 ,对色素的色价有影响 , 而Fe3+,K+, Na+,Mg2+均对色素影响可以忽略 。
2.提高色素稳定性的措施
（1）微胶囊技术 ———β-环糊精在色素稳定性中的应用
微胶囊造粒技术就是将固体、液体或气体物质包埋、封存在一种微型胶囊内 ,使之成为一种固体微粒产品的技术, 它能够使被包埋的物料与外界不宜环境相隔绝, 最大限度地保持这些物料原有的色香味 、性 能 和生 物活性, 防止营养物质破坏和损失。
辣椒红色素的微胶囊化是将一定比例的辣椒红色素与 β-环糊精及其它壁材在一定比例的丙酮 -乙醇溶液中进行包埋, 真空干燥制得样品。微胶囊化提高了色素的稳定性 , 进而提高食品和饲料产品的质量, 有助于节省生产成本 ,提高产品的档次。
（2）葡甘聚糖在色素稳定性中的应用
魔芋精粉的主要成分为葡甘聚糖 , 葡甘聚糖是由葡萄糖和甘露聚糖通过β-1, 4糖苷键连接的高分子化合物 ,有一定的生物活性。不但具有很高的黏度, 很强的溶胀能力, 还具有成膜性, 利用此种特性 ,将一定比例的辣椒红色素与魔芋葡甘聚糖在丙酮 —乙醇溶液中混合, 真空干燥制得样品 ,可以提高色素的稳定性 ,进而提高食品和饮料产品的质量, 有助于节省生产成本, 提高产品的档次。
（3）将液体辣椒红色素固体化
固体辣椒红色素在光稳定性 、热稳定性和对空气中氧的稳定性等方面较液体辣椒红色素都有不同程度的提高, 且有利于辣椒红色素的生产、运输 、贮存和应用 。所以认为将液体辣椒红色素固体化是可行的。
（4）将辣椒红色素二酯化
（5）抗氧化剂的应用
目前 , 应用于食品中的抗氧化剂种类繁多 , 其中在增强色素稳定性方面最常用的是金属离子螯合剂及氧清除剂。
- 适用于饮料、冰淇淋、人造奶油、肉制品等食品加工，还可用在化妆品、医药的上彩着色
