一种辣椒红素的提取方法
【专利摘要】本发明提供一种辣椒红素的提取方法：使用无水乙醇对红辣椒渣料进行初提，初提物用正己烷溶解至30-200mg/mL；一维液相色谱分离：A相为正己烷，B相为异丙醇或乙酸乙酯或乙醇，按照流动相A为0-100％的任意体积分数的混合流动相等度洗脱或流动相A体积分数由100％降低到0％梯度洗脱；得到一维液相组分进行二维液相色谱分离：A相为正己烷，B相为异丙醇或乙酸乙酯或乙醇，流动相A体积浓度50-100％等度洗脱或流动相A由100％降低到50％梯度洗脱，得到目的产物辣椒红素。该方法首次采用二维液相色谱技术提取高纯度辣椒红素，经检测得到的辣椒红素其纯度最高可达99％。
【专利说明】一种辣椒红素的提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及食品加工【技术领域】，具体涉及一种辣椒红素的提取方法。
【背景技术】
[0002] 辣椒红素是辣椒中的一种化合物，属于类胡萝卜素的一种。辣椒红素颜色鲜艳，着 色能力强，有很好的保色效果，辣椒红素作为国标中可以食用的红色素之一，广泛应用在果 冻和酱油中，对人体无毒害作用，还可以增加人体内的类胡萝卜素的化合物，有一定的营养 价值，在食品应用中具有广阔的前景。
[0003]辣椒红素作为一种抗氧化剂，对防止和治疗动脉硬化及恶性发展具有一定的效 果。同时，各种液体药品中的显色，都离不开辣椒红素，辣椒红素作为一种香辛料，对预防辐 射也有一定的效果，研究表明，一些嗜辣的民族罹患癌症的概率明显小于其他国家。
[0004]目前，关于辣椒红素的提取主要有溶剂萃取法、油溶法提取和超临界萃取的方法。 溶剂提取法提取后的残渣中还残留有相当量的红色素，所得的产品杂质含量高，精制费用 高，残渣的可利用性差，给生产带来困难；油溶法提取辣椒红色素时，油与色素分离较困难， 使得辣椒提取率低，难以得到色价高的产品；超临界二氧化碳流体萃取法，此技术工艺简 单，能耗低，萃取溶剂易回收，但是得到的产品还仅仅只是一种具有复杂化学组成的提取物 或粗组分（CN1587321A、CN101693785A、CN103450702A)。
[0005] 按照这些技术生产的辣椒红素纯度低，产品的质量不可控，所以仅仅只能用于食 品和饲料添加剂行业，无法用于高档药品和化妆品。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是针对以上现有技术的不足，提供一种从红辣椒渣料 中提取辣椒红素的方法，该方法首次采用二维液相色谱技术提取高纯度辣椒红素，经检测 得到的辣椒红素其纯度最高可达99 %。
[0007]本发明所采用的技术方案为：
[0008] -种辣椒红素的提取方法，该方法包括以下步骤：
[0009] (1)以红辣椒渣料为原料，以无水乙醇为提取溶剂，进行初提1-5次，得到初提物， 初提物用正己烷进行溶解至浓度为30-200mg/mL;
[0010] (2)进行一维液相色谱分离：采用的流动相为二元混合流动相，其中A相为正己 烷，B相为异丙醇、乙酸乙酯、乙醇中的任意一种；洗脱方式采用：按照流动相A为0-100% 的任意体积分数的混合流动相等度洗脱或流动相A体积分数由100%降低到0%梯度洗 脱；进样量为〇. 5-5mL/针，流动相流速为10-100mL/min;检测器为紫外检测器，检测波长 200-400nm，根据紫外吸收光谱收集目的组分，旋转蒸发至干，得到一维液相组分；
[0011] (3)用步骤（2)中70-100%正己烷的流动相溶解一维液相组分，溶解至浓度为 10-100mg/mL；
[0012] (4)对一维液相组分进行二维液相色谱分离：采用的流动相为二元混合流动相， 其中A相为正己烷，B相为异丙醇、乙酸乙酯、乙醇中的任意一种；洗脱方式采用：流动相A体积浓度50-100 %等度洗脱或流动相A由100 %降低到50 %梯度洗脱；进样量为0. 5-5mL/ 针，流动相流速为3-30mL/min;检测器为紫外检测器，检测波长200-400nm，根据紫外吸收 光谱收集目的组分，旋转蒸发浓缩至干，得到目的产物辣椒红素。
[0013] 作为优选，所述步骤（1)中初提是指将红辣椒渣料与无水乙醇按照料液比/质量 体积比1 : (1-20)进行充分混合，然后在30-75°C的温度下，提取1-3小时。
[0014] 作为优选，所述步骤（2)中B相为乙醇；洗脱方式采用体积分数80-100%的正己 烷等度洗脱。
[0015] 作为优选，所述步骤（4)中B相为乙醇；洗脱方式采用95-100%的正己烷等度洗 脱。
[0016] 作为优选，所述步骤（2)中一维液相色谱采用的色谱柱为正相Silica或Diol 或酰胺色谱柱，使用时柱温为室温，所述步骤（4)中二维液相色谱采用的色谱柱为为正相 Silica或Diol或酰胺色谱柱，使用时柱温为室温；进一步地，最佳色谱柱组合为一维液相 色谱采用正相Silica色谱柱，同时二维液相色谱采用正相酰胺色谱柱。
[0017] 本发明采用二维液相色谱技术进行从废弃的红辣椒渣料中提取辣椒红素。二维液 相色谱技术是通过用两根性质相同或不同的色谱柱对复杂样品进行分离，具有提高色谱系 统的分离能力和选择性，缩短制备时间，富集痕量组分，提高制备灵敏度等优点；能从复杂 的多种组分中排除干扰物质，有选择地对感兴趣组分进行制备；可实现系统自动化，数据可 靠，重复性好，是一种新颖的天然产物纯化技术，已经越来越多的运用到了高纯度天然单体 化合物的制备上。与单维制备色谱相比，二维液相色谱不但具有更高的峰容量，而且两维具 有不同的选择性。经过第一维简化的组分可以在第二维上根据不同的选择性而实现互补分 离，结构相似的化合物可能在第二维可到有效分离，从而提高制备的效率和化合物纯度。
[0018] 本发明首次运用二维液相色谱技术从天然产物红辣椒中分离纯化辣椒红素，与现 有技术相比，本发明具有以下优点和显著效果：
[0019] (1)通过色谱柱、溶解液、流动相等的合理选择，流速、洗脱方式、收集区段等工艺 条件的优化，以及第一维和第二维的正交性而达到的互补分离，使得整个分离纯化方法切 实可行，可操作性高，可以从红辣椒渣料中分离得到辣椒红素，且得到的辣椒红素纯度高， 经过检测最高可达99%，由于去除了传统辣椒色素产品中无关的杂质，辣椒红素单体的 着色能力更强，抗氧化、保健功能更明显，产品质量可控，可以用于药品和高档化妆品的着 色；
[0020] (2)本发明从红辣椒中提取辣椒红素的方法简单易行，操作简便，仪器自动化程度 高，常温常压下就可进行，适合大规模生产的要求；
[0021] ⑶采用二维液相色谱技术，收集馏分批次稳定、批次间一致性高，重复性好，在工 业生产上便于控制产品质量；
[0022] (4)本发明的原料为废弃的红辣椒渣料，原料来源广，容易获取，既可以达到垃圾 再次利用、保护环境的目的，又可以生产高附加值高档工业产品，可谓一举两得。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 图1所示的是本发明实施例1中的一维液相色谱分离图；
[0024] 图2所示的是本发明实施例1中的二维液相色谱分离图；
[0025] 图3所示的是本发明实施例1得到的辣椒红素样品的HPLC验纯图。
【具体实施方式】
[0026] 以下结合实施例对本发明作进一步具体描述。应该指出，以下具体说明都是例示 性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有说明，本发明使用的所有科学和技术术语 具有与本发明所属【技术领域】人员通常理解的相同含义。
[0027] 实施例1:
[0028] 称取辣椒残渣1. 03kg，溶于4L100 %乙醇溶液，在72°C回流1小时，抽滤，得到滤 液和滤渣，滤液旋转蒸发浓缩，浓缩后的滤液用水和乙酸乙酯萃取，将上层溶液旋转蒸发浓 缩，浓缩后用100%正己烷溶解，浓度为45mg/mL，进行一维液相色谱制备。一维液相色谱 采用AgelaXBPSilica(10iim100A21. 2X250mm)，流动相采用正己烷和乙醇，洗脱方式： 90%正己烷等度洗脱，采用UV6000紫外检测器400nm选择吸收波长，制备温度为室温，进样 量为lmL/针，流动相流速16mL/min，液相色谱分离图如图1所示，收集其中的Fr. 5峰（保留 时间23-27min)作为目的组分，进行旋转蒸发浓缩，为一维制备辣椒红素的粗品。用100% 正己烷溶解辣椒红素粗品，浓度为20mg/mL，经0. 45ym膜过滤，进行二维液相色谱制备，色 谱柱为AcchromXamide(10iim20mmX250mm)，流动相为正己烧和乙醇，米用99%正己烧 等度洗脱，采用UV6000紫外检测器400nm选择吸收波长，制备温度为室温，进样量为lmlL/ 针，流动相流速16mL/min，液相色谱分离图如图2所示，收集其中的peak-2峰（保留时间 4. 7-5. 5min)作为目的组分，旋转蒸发，得到辣椒红素化合物，经液相色谱分析，纯度达到 99%，如图3所示。
[0029] 实施例2:
[0030] 称取辣椒残渣100g，溶于1L95%乙醇-水溶液，在72°C回流1. 5小时，抽滤，得到 滤液和滤渣，滤液旋转蒸发浓缩，浓缩后的滤液用水和二氯甲烷萃取，将上层溶液旋转蒸发 浓缩，浓缩后用100%正己烷溶解，浓度为l〇〇mg/mL，进行一维液相色谱制备。一维液相色 谱采用KromasilSilica(5iim21.2X250mm)，流动相采用正己烷和乙酸乙酯，洗脱方式： 85-90%正己烷梯度洗脱，采用UV6000紫外检测器400nm选择吸收波长，制备温度为室温， 进样量为2mL/针，流动相流速18mL/min，收集18-19分钟的馈分，进行旋转蒸发浓缩，为一 维制备辣椒红素的粗品。用70 %正己烷和30 %乙醇溶解辣椒红素粗品，浓度为30mg/mL，经 0. 45ym膜过滤，进行二维液相色谱制备，色谱柱为AcchromXamide(10ym20_X250mm), 流动相为正己烷和异丙醇，采用95-99 %正己烷梯度洗脱，采用UV6000紫外检测器400nm选 择吸收波长，制备温度为室温，进样量为3mlL/针，流动相流速12mL/min，收集5. 4-6. 0分钟 馏分，旋转蒸发浓缩，得到辣椒红素化合物，经液相色谱分析，纯度达到30%。
[0031] 实施例3:
[0032] 称取辣椒残渣500g，溶于8L70 %乙醇-水溶液，在72°C回流2小时，抽滤，得到 滤液和滤渣，滤液旋转蒸发浓缩，浓缩后的滤液用水和石油醚萃取，将上层溶液旋转蒸发浓 缩，浓缩后用100%正己烷溶解，浓度为200mg/mL，进行一维液相色谱制备。一维液相色 谱采用AgelaInnovalSilica(10iiml00A2L2X250mm)，流动相采用正己烧和异丙醇， 洗脱方式：95%正己烷等度洗脱，采用UV6000紫外检测器400nm选择吸收波长，制备温度 为室温，进样量为2mL/针，流动相流速14mL/min，收集29-31分钟的馏分，进行旋转蒸发 浓缩，为一维制备辣椒红素的粗品。用80%正己烷和20%乙醇溶解辣椒红素粗品，浓度 为35mg/mL，经0. 45iim膜过滤，进行二维液相色谱制备，色谱柱为AgelaNH2 (10iim100A 21.2X250mm)，流动相为正己烷和乙酸乙酯，采用97%正己烷等度洗脱，采用UV6000紫外 检测器400nm选择吸收波长，制备温度为室温，进样量为3mL/针，流动相流速14mL/min，收 集4. 5-5分钟馏分，旋转蒸发，得到辣椒红素化合物，经液相色谱分析，纯度达到45%。
[0033] 实施例4:
[0034] 称取辣椒残渣200g，溶于2L75 %乙醇-水溶液，在72°C回流2. 5小时，抽滤， 得到滤液和滤渣，滤液旋转蒸发浓缩，浓缩后的滤液用水和乙醚萃取，将上层溶液旋转蒸 发浓缩，浓缩后用100 %正己烷溶解，浓度为145mg/mL，进行一维液相色谱制备。一维液 相色谱采用YMCPack5几(1〇1111121.2\25〇111111)，流动相采用正己烷和乙酸乙酯，洗脱方 式：95% -100%正己烷梯度洗脱，采用-6000紫外检测器40011111选择吸收波长，制备温 度为室温，进样量为2. 5mL/针，流动相流速18mL/min，收集32-33分钟的馏分，进行旋转 蒸发浓缩，为一维制备辣椒红素的粗品。用90%正己烷和10%乙醇溶解辣椒红素粗品， 浓度为15mg/mL，经0. 45ym膜过滤，进行二维液相色谱制备，色谱柱为AgelaInnoval Silica(10iiml〇〇A21. 2X250mm)，流动相为正己烷和异丙醇，采用95%正己烷等度洗脱， 采用UV6000紫外检测器400nm选择吸收波长，制备温度为室温，进样量为lmlL/针，流动相 流速13mL/min，收集4. 5-4. 7分钟馈分，旋转蒸发，得到辣椒红素化合物，经液相色谱分析， 纯度达到25%，即得到辣椒红素化合物。
[0035] 实施例5:
[0036] 称取辣椒残渣350g，溶于6L85 %乙醇-水溶液，在72°C回流3小时，抽滤，得 到滤液和滤渣，滤液旋转蒸发浓缩，浓缩后的滤液用水和四氯甲烷萃取，将上层溶液旋转 蒸发浓缩，浓缩后用100%正己烷溶解，浓度为200mg/mL，进行一维液相色谱制备。一维 液相色谱采用YMC-PackNH2(10iim21.2X250mm)，流动相采用正己烷和异丙醇，洗脱方 式：70% -90%正己烷梯度洗脱，采用-6000紫外检测器40011111选择吸收波长，制备温度 为室温，进样量为1. 5mL/针，流动相流速13mL/min，收集15-17分钟的馏分，进行旋转蒸 发浓缩，为一维制备辣椒红素的粗品。用95%正己烷和5%乙醇溶解辣椒红素粗品，浓度 为40mg/mL，经0. 45ym膜过滤，进行二维液相色谱制备，色谱柱为KromasilDIol(10ym 21. 2X250mm)，流动相为正己烷和乙醇，采用100%正己烷等度洗脱，采用UV6000紫外检测 器400nm选择吸收波长，制备温度为室温，进样量为2mlL/针，流动相流速16mL/min，收集 7. 5-8分钟馏分，旋转蒸发，得到辣椒红素化合物，经液相色谱分析，纯度达到70 %，即得到 辣椒红素化合物。
[0037] 实施例6 :
[0038] 称取辣椒残渣50g，溶于2L80%乙醇-水溶液，在72°C回流1小时，抽滤，得到滤液 和滤渣，滤液旋转蒸发浓缩，浓缩后的滤液用水和正己烷萃取，将上层溶液旋转蒸发浓缩， 浓缩后用100%正己烷溶解，浓度为30mg/mL，进行一维液相色谱制备。一维液相色谱采用 YMC-PackNH2(10iim21. 2X250mm)，流动相采用正己烷和乙醇，洗脱方式：80%正己烷等 度洗脱，采用UV6000紫外检测器400nm选择吸收波长，制备温度为室温，进样量为3mL/针， 流动相流速16mL/min，收集13-14分钟的馈分，进行旋转蒸发浓缩，为一维制备辣椒红素的 粗品。用85 %正己烷和15 %乙醇溶解辣椒红素粗品，浓度为22mg/mL，经0.45iim膜过滤， 进行二维液相色谱制备，色谱柱为KromasilDIol(10iim21.2X250mm)，流动相为正己烷 和异丙醇，采用95% -100%正己烷等度洗脱，采用-6000紫外检测器40011111选择吸收波 长，制备温度为室温，进样量为3mL/针，流动相流速12mL/min，收集6. 3-6. 7分钟馏分，旋转 蒸发，得到辣椒红素化合物，经液相色谱分析，纯度达到40%。
[0039] 本发明实施例涉及到的材料、试剂和实验设备，如无特别说明，均为符合食品加工 的普通市售产品。
[0040] 以上所述，仅为本发明的优选实施例，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员 来说，在不脱离本发明的核心技术的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应 属于本发明的专利保护范围。与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都 应认为是包括在权利要求书的范围内。
【权利要求】
1. 一种辣椒红素的提取方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 以红辣椒渣料为原料，以无水乙醇为提取溶剂，进行初提1-5次，得到初提物，初提 物用正己烷进行溶解至浓度为30-200mg/mL ; (2) 进行一维液相色谱分离：采用的流动相为二元混合流动相，其中A相为正己烷，B 相为异丙醇、乙酸乙酯、乙醇三种中的任意一种；洗脱方式采用：按照流动相A为0-100% 的任意体积分数的混合流动相等度洗脱或流动相A体积分数由100%降低到0%梯度洗 脱；进样量为〇. 5-5mL/针，流动相流速为lO-lOOmL/min ;检测器为紫外检测器，检测波长 200-400nm，根据紫外吸收光谱收集目的组分，旋转蒸发至干，得到一维液相组分； (3) 用步骤⑵中70-100 %正己烷的流动相溶解一维液相组分，溶解至浓度为 10-100mg/mL ； (4) 对一维液相组分进行二维液相色谱分离：采用的流动相为二元混合流动相，其中A 相为正己烷，B相为异丙醇、乙酸乙酯、乙醇三种中的任意一种；洗脱方式采用：流动相A体 积浓度50-100 %等度洗脱或流动相A由100 %降低到50 %梯度洗脱；进样量为0. 5-5mL/ 针，流动相流速为3-30mL/min ;检测器为紫外检测器，检测波长200-400nm，根据紫外吸收 光谱收集目的组分，旋转蒸发浓缩至干，得到目的产物辣椒红素。
2. 根据权利要求1所述的一种辣椒红素的提取方法的方法，其特征在于：所述步骤 (1)中初提是指将红辣椒渣料与无水乙醇按照料液比1 : (1-20)进行充分混合，然后在 30-75°C的温度下，提取1-3小时。
3. 根据权利要求1所述的一种辣椒红素的提取方法的方法，其特征在于：所述步骤（2) 中B相为乙醇；洗脱方式采用体积分数80-100%的正己烷等度洗脱。
4. 根据权利要求1所述的一种辣椒红素的提取方法的方法，其特征在于：所述步骤（4) 中B相为乙醇；洗脱方式采用95-100%的正己烷等度洗脱。
5. 根据权利要求1所述的一种辣椒红素的提取方法的方法，其特征在于：所述步骤（2) 中一维液相色谱采用的色谱柱为正相Silica或Diol或酰胺色谱柱，使用时柱温为室温。
6. 根据权利要求1所述的一种辣椒红素的提取方法的方法，其特征在于：所述步骤（4) 中二维液相色谱采用的色谱柱为为正相Silica或Diol或酰胺色谱柱，使用时柱温为室温。
7. 根据权利要求5或6所述的一种辣椒红素的提取方法的方法，其特征在于：所述一 维液相色谱采用正相Silica色谱柱，同时二维液相色谱采用正相酰胺色谱柱。
【文档编号】C07C45/78GK104292091SQ201410472563
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月17日 优先权日:2014年9月17日
【发明者】张耀洲, 江磊, 张晓倩 申请人:正源堂（天津滨海新区）生物科技有限公司