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干红辣椒的深度加工技术及辣椒碱的镇痛功能研究

作　者: 吉恬
导　师: 李学刚
学　校: 西南大学
专　业: 食品科学
关键词: 辣椒碱 辣椒红色素 提取和纯化 镇痛
分类号: TS201
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


辣椒碱（Capsaicin）是茄科植物辣椒（Capsicum frutescens）果实中的主要呈辣物质。作为优质辣味剂已被广泛地应用于食品的各种调味,同时它还应用于医药、农业等其它行业中。在医药工业上是生产镇痛药、戒毒药的原料,在军事上更是生产催泪武器的原料,具有极其广泛的应用,有“软黄金”之誉。自上世纪70年代起,人们开始对红辣椒干进行深度加工,主要是以其为原料提取分离辣椒红色素（Chilired或Papmica colour）。辣椒红色素是一种安全无毒的天然食用色素,其主要成分是辣椒红素和辣椒玉红素,皆是类胡萝素,能够被人体消化吸收,并在人体内转化为维生素A。因此,它不仅安全无任何毒副作用,而且还具有一定的营养保健和医疗作用。正因为如此,在倡导安全与健康消费的今天,它被广泛运用于饮食、糕点、饮料、化妆品、医药、儿童玩具等的着色,备受世界各国的重视。我国辣椒资源丰富,种类繁多,从红辣椒中提取辣椒碱具有广阔的前景。本论文正是依据这种情况,以重庆市售红辣椒为原料,优化了辣椒碱的提取工艺参数;提出了一种新的辣椒碱纯化方法;探索了测定辣椒碱含量的分析方法;研究了辣椒红色素的提取和纯化方法和稳定性;同时,对辣椒碱对小鼠的镇痛功能做了研究。主要研究内容及结果如下:1.研究了辣椒碱的提取的最佳工艺条件,实验结果表明:从提取效率和经济成本这两方面来考虑,提取的最优条件为:选择10%NaOH乙醇溶液（乙醇浓度为30%）,原料皮粉粒度60目,料液比1∶10g/mL,提取时间4h,提取温度70℃,提取后的溶液经浓缩可得到辣椒碱总含量为1.32%辣椒油树脂。2.研究了辣椒碱的纯化工艺条件,实验结果表明:硅胶柱层析法为最佳纯化方法。以辣椒油树脂为原料,在室温（25℃下）湿法装柱,用不同浓度梯度的乙醇溶液洗脱。分别收集洗脱液,浓缩;用无水乙醚进行重结晶得到白色辣椒碱晶体,该工艺中辣椒碱类化合物的回收率88%左右,且制得的晶体中辣椒碱总含量达到96.2%。3.研究了HPLC法测定辣椒碱含量的方法。实验结果表明:HPLC的测定条件为:色谱柱:HiQsiL C18（5μm,25mm×4.6mm）;柱温:40℃;流动相:甲醇-0.80磷酸水溶液（80:20）;流速:0.6ml/ml;检测波长:270nm;进样量:20μl,出峰时间:7.763min。对辣椒碱的检出限分别为5μ/ml-60μ/ml。在辣椒碱标准品对照的情况下,确定采用HPLC法来测定辣椒碱样品中辣椒碱的含量为最佳。4.对辣椒红色素的提取、纯化及稳定性进行了研究。在提取辣椒红色素之前对辣椒油树脂进行皂化处理;再用硅胶柱层析法进行辣椒红色素的纯化。实验结果表明:用1%、3%、5%、15%丙酮及纯丙酮做梯度洗脱,分别收集,合并洗脱液,蒸发溶剂,得到色价660左右的辣椒红色素。同时,实验还表明:辣椒红色素在高温、光照、氧的作用下不稳定,辣椒红色素宜于低温、避光、除氧的条件下保存;色素耐酸碱性好,在室内自然光下不容易褪色,然而当色素暴露在阳光下2h左右会褪色成无色。一般的金属（铜除外）对色素色价的影响很小。5.辣椒碱镇痛功能的研究。考察了小鼠扭体实验。结果表明:辣椒碱对由化学刺激引起的机体疼痛有很好的镇痛效果,是盐酸吗啡镇痛效果的80倍以上;除此之外,对辣椒碱作为吗啡依赖小鼠戒断的治疗药物做了初步研究,实验结果表明,辣椒碱对吗啡依赖小鼠有很好的戒断作用。同时,由于辣椒碱是一种从绿色植物中提取的天然物质,比其他化学合成的毒品戒断药物;如美沙酮等,对机体本身无成瘾性,这也是其作为吗啡戒断特效药的原因之一

全文目录


摘要  8-10
Abstract  10-12
第一章 文献综述  12-28
  1.1 辣椒的本草研究  12
  1.2 辣椒的药理作用及其研究  12-13
  1.3 辣椒碱的研究概况  13-18
    1.3.1 辣椒碱的来源及分布  13-14
    1.3.2 辣椒碱的结构和理化性质  14-15
      1.3.2.1 名称和分子结构  14-15
      1.3.2.3 理化性质  15
    1.3.3 辣椒碱的生理功能  15-17
      1.3.3.1 辣椒碱的镇痛作用  15-16
      1.3.3.2 辣椒碱的心脑血管效应  16
      1.3.3.3 辣椒碱的抗炎作用  16
      1.3.3.4 脂质过氧化调节作用  16
      1.3.3.5 对消化系统的作用  16-17
      1.3.3.6 对血压的影响  17
      1.3.3.7 抗癌的双重作用  17
      1.3.3.8 杀菌和杀虫作用  17
    1.3.4 辣椒碱的应用  17-18
      1.3.4.1 医药领域  17
      1.3.4.2 军事领域  17
      1.3.4.3 农药领域  17-18
      1.3.4.4 涂料领域  18
      1.3.4.5 食品添加剂领域  18
      1.3.4.6 减肥保健  18
      1.3.4.7 饲料工业  18
  1.4 辣椒碱的分析测定方法  18-20
    1.4.1 气-质联用法  18-19
    1.4.2 可见分光光度法  19
    1.4.3 亚硝酸钠比色法  19
    1.4.4 高效液相色谱法(HPLC)  19-20
    1.4.5 FAO紫外双比色法  20
  1.5 辣椒碱提取和分离纯化方法  20-21
    1.5.1 辣椒碱的提取方法  20-21
      1.5.1.1 有机溶剂提取法  20-21
      1.5.1.2 酸碱法  21
      1.5.1.3 超临界CO_2萃取法  21
      1.5.1.4 酶法  21
      1.5.1.5 细胞培养法  21
      1.5.1.6 化学合成法  21
  1.6 辣椒红色素的研究概况  21-24
    1.6.1 辣椒红色素的来源及分布  22
    1.6.2 辣椒红色素的成分  22-23
    1.6.3 辣椒红色素的结构式和理化性质  23
      1.6.3.1 辣椒红色素的结构式  23
      1.6.3.2 辣椒红色素的理化性质  23
    1.6.4 辣椒红色素的生理功能  23
    1.6.5 辣椒红色素的稳定性  23-24
      1.6.5.1 光照对辣椒红色素稳定性的影响  23
      1.6.5.2 温度对辣椒红色素稳定性的影响  23
      1.6.5.3 酸碱度(pH)对辣椒红色素稳定性的影响  23-24
      1.6.5.4 溶剂对辣椒红色素稳定性的影响  24
      1.6.5.5 金属离子对辣椒虹色素稳定性的影响  24
    1.6.6 辣椒红色素的应用  24
  1.7 辣椒红色素的提取研究概况  24-26
    1.7.1 油溶法  24-25
    1.7.2 溶剂法  25
    1.7.3 超临界CO_2流体萃取法(SFE-CO_2)  25
    1.7.4 超声波溶剂提取法  25
    1.7.5 溶剂微波提取法  25-26
    1.7.6 酶法提取  26
  1.8 辣椒红色素的测定方法  26-27
    1.8.1 辣椒红色素的定性分析方法  26
    1.8.2 辣椒红色素的定量分析方法  26-27
  1.9 引言  27-28
第二章 辣椒碱的提取，分离和纯化工艺研究  28-42
  2.1 前言  28
  2.2 实验材料与设备  28-29
    2.2.1 实验材料  28
    2.2.2 实验仪器及设备  28-29
  2.3 辣椒碱提取实验方案设计  29-31
    2.3.1 干红辣椒的预处理  29
    2.3.2 脱色处理  29
    2.3.3 有机溶剂的选择  29-30
    2.3.4 乙醇提取辣椒碱工艺研究方案  30-31
      2.3.4.1 最佳乙醇浓度确定实验  30
      2.3.4.2 最佳提取温度确定实验  30
      2.3.4.3 最佳提取时间确定实验  30
      2.3.4.4 最佳皮粉粒度确定实验  30
      2.3.4.5 最佳料液比确定实验  30-31
    2.3.5 实验数据用EXCEL和RPSS软件分析和处理  31
  2.4 实验结果与讨论  31-34
    2.4.1 提取溶剂的确定  31
    2.4.2 不同乙醇浓度确定试验  31-32
    2.4.3 料液比的确定  32
    2.4.4 皮粉粒度的确定  32
    2.4.5 乙醇提取时间的确定  32-33
    2.4.6 乙醇提取温度的确定  33
    2.4.7 实验结果  33-34
  2.5 树脂法制备高纯度辣椒碱工艺的研究  34-36
    2.5.1 提取高纯度辣椒碱的预处理工艺流程  34
    2.5.2 树脂法提取高纯辣椒碱工艺流程  34
    2.5.3 树脂法制备高纯度辣椒碱设计方案  34-35
      2.5.3.1 树脂预处理，装柱及再生  34-35
    2.5.4 树脂的选择  35
      2.5.4.1 树脂的基本性质 试验所用大孔树脂的基本性质，其基本见表2-2  35
      2.5.4.2 不同树脂对辣椒碱的吸附效果  35
      2.5.4.3 不同树脂对辣椒碱解吸效果  35
    2.5.5 对D600的吸附性能的研究  35-36
      2.5.5.1 样液的浓度对D600大孔树脂静态吸附性能的影响  35
      2.5.5.2 D600对辣椒碱提取液的静态吸附曲线  35-36
      2.5.5.3 pH值对D600静态吸附性能的影响  36
      2.5.5.4 流速对D600大孔树脂动态吸附性能的影响  36
      2.5.5.5 D600对辣椒碱的动态吸附曲线  36
    2.5.6 解析条件单因素试验  36
      2.5.6.1 不同pH值下的静态洗脱效果  36
      2.5.6.2 D600的洗脱解析曲线的绘制  36
    2.5.7 统计分析  36
  2.6 结果与讨论  36-39
    2.6.1 不同树脂对辣椒碱吸附解析效果  36-37
    2.6.2 对D600吸附性能的研究  37-39
      2.6.2.1 样液的浓度对D600大孔树脂静态吸附的影响  37
      2.6.2.2 D600对辣椒碱的静态吸附曲线  37-38
      2.6.2.3 pH值对D600静态吸附性能的影响  38
      2.6.2.4 流速对D600动态吸附性能的影响  38-39
    2.6.3 解析条件单因素试验  39
      2.6.3.1 不同PH值下的洗脱效果  39
  2.7 结晶溶剂的选择确定试验  39-40
    2.7.1 结晶温度的选择确定实验  40
  2.8 结果与讨论  40-42
第三章 辣椒红色素提取，分离纯化工艺的研究  42-52
  3.1 前言  42
  3.2 提取辣椒红色素粗品的方案设计  42-45
    3.2.1 有机溶剂萃取制备辣椒油树脂的工艺流程  42
    3.2.2 溶剂萃取法制备辣椒红色素粗品方法的研究  42-44
      3.2.2.1 干红辣椒的预处理  43
      3.2.2.2 萃取溶剂的选择  43
      3.2.2.3 溶剂种类对萃取率的影响  43-44
    3.2.3 试验结果与讨论  44-45
  3.3 丙酮提取辣椒红色素方法的研究  45-48
    3.3.1 辣椒红色素粗品的预处理  45-48
      3.3.1.1 乙醇浓度对辣椒红素色价的影响  45
      3.3.1.2 NaOH浓度对皂化的影响  45-46
      3.3.1.3 皂化时间对辣椒红色素的影响  46
      3.3.1.4 皂化温度对辣椒红色素粗品的影响  46-47
      3.3.1.5 料液比对辣椒红素色价的影响  47-48
  3.4 结果与讨论  48
  3.5 柱层析法制备高纯度辣椒红色素实验方案设计  48-50
    3.5.1 洗脱溶剂的确定  48-49
    3.5.2 树脂的静态筛选  49
    3.5.3 洗脱剂的选择  49
    3.5.4 树脂动态流速对吸附的影响  49
    3.5.5 洗脱流速的选择确定实验  49
    3.5.6 树脂法最优整体工艺条件的确定实验方案  49
    3.5.7 正交实验设计  49-50
  3.6 结果与讨论  50-52
第四章 辣椒碱和辣椒红色素的分析方法研究  52-60
  4.1 前言  52
  4.2 材料和设备  52-53
    4.2.1 主要材料  52
    4.2.2 实验主要仪器及设备  52-53
  4.3 实验方法设计  53-54
    4.3.1 辣椒碱标准液的配制  53
    4.3.2 检测条件的确定  53
    4.3.3 辣椒碱标准曲线的绘制  53-54
    4.3.4 方法的精密度和重现性  54
    4.3.5 方法的准确度  54
    4.3.6 稳定性试验  54
  4.4 数据处理  54
  4.5 HPLC法测定辣椒碱实验方案设计  54-56
    4.5.1 HPLC法测定辣椒碱检测条件的确定  54
    4.5.2 HPLC法测定辣椒碱的标准曲线的绘制  54-55
    4.5.3 HPLC法的精密度和重现性  55-56
    4.5.4 HPLC法的准确度  56
    4.5.5 HPLC法的稳定性  56
    4.5.6 干红辣椒原料中辣椒碱含量的测定  56
  4.6 结果与讨论  56-57
  4.7 辣椒红色素色价测定实验方案设计  57-60
    4.7.1 试验主要材料和设备  57
      4.7.1.1 材料  57
      4.7.1.2 设备  57
    4.7.2 辣椒红色素色价的测定  57-60
      4.7.2.1 辣椒红色素待测液的配制  57
      4.7.2.2 辣椒红色素色价的测定方法  57-60
第五章 辣椒碱镇痛功能研究  60-72
  5.1 辣椒碱的镇痛机理研究  60
  5.2 辣椒碱镇痛作用机制  60-61
    5.2.1 辣椒碱受体及其作用机理  60-61
    5.2.2 离子通道和离子流  61
    5.2.3 神经肽释放  61
  5.3 辣椒碱镇痛功能的应用  61-62
    5.3.1 临床上应用辣椒碱的现状  61-62
    5.3.2 不良反应  62
    5.3.3 临床应用的研究方向  62
      5.3.3.1 与其他药物联合应用  62
      5.3.3.2 改变给药方式  62
      5.3.3.3 选择辣椒碱的衍生物  62
  5.4 辣椒碱镇痛功能研究实验设计方案  62-65
    5.4.1 小鼠扭体实验的筛选  62-63
    5.4.2 不同醋酸浓度对小鼠扭体实验的影响  63
    5.4.3 不同室温对小鼠扭体实验的影响  63
    5.4.4 不同性别小鼠对扭体实验的影响  63
    5.4.5 结果与讨论  63-64
      5.4.5.1 不同醋酸浓度对小鼠扭体实验的影响  63-64
      5.4.5.2 不同环境温粗对小鼠扭体实验的影响  64
    5.4.6 结论  64-65
  5.5 小鼠扭体实验方案设计  65-67
    5.5.1 小鼠扭体实验  65
    5.5.2 材料和试剂  65-66
      5.5.2.1 材料  65
      5.5.2.2 辣椒碱注射液的配制  65-66
    5.5.3 扭体实验的步骤  66
    5.5.4 辣椒碱的镇痛率计算公式  66-67
    5.5.5 结果与讨论  67
  5.6 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠戒断作用的实验  67-72
    5.6.1 材料和试剂  67-68
    5.6.2 吗啡成瘾小鼠模型的建立  68-69
      5.6.2.1 观察指标  68
      5.6.2.2 统计学方法  68-69
    5.6.3 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠自主活动的影响  69-70
    5.6.4 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠体重的影响  70
    5.6.5 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠自主活动的影响  70-71
    5.6.6 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠跳跃次数的影响  71
    5.6.7 结果与讨论  71-72
参考文献  72-76
致谢  76-78
附件:硕士期间发表的论文  78

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