本发明属于生物提取
技术领域：
，涉及一种从辣椒中提取辣椒碱的工艺方法，特别是一种辣椒碱的制备方法。技术背景：辣椒是茄科辣椒属多年生草本植物，是人类日常生活中普遍使用的香辛调味料。其功能为“消宿食，解结气，开胃口，辟邪恶，杀腥气诸毒。”(《食物本草》)；“洗冻疡，浴冷疥，活大肠经寒癖。”(《百草镜》)；“温中散寒，除风发汗，去冷癖，解痰逐湿。”(《药性放》)；“能祛风行血，散寒解郁，导滞，止癖泻，擦癣”(《药检》)，此外在《纲目拾遗》及《医宗汇编》中均有关于辣椒用作药物的论述。按照现代医学的观点，辣椒作为药物主要是利用其辣味组分的功能。对人体的作用主要表现在增强人体的能量代谢作用与亢进作用，增进血管的扩缩机能。辣椒碱(capsaicin)也称为辣椒素，是辣椒辣味组分中的主要成分，化学结构名称为N-[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-methyl]-8-methyl-(E)-6-nonenamide,即N-[(4-羟基-3-甲氧基苯基)-甲基]-8-甲基-(反)-6-壬烯基酰胺，简称反-8-甲基-N-香草基-6-壬烯胺。高纯度的辣椒碱具有许多生理活性，如辣椒碱可用于生化农药，将其喷洒在植物的叶、颈、果实和花上，可有效驱逐蚜虫、蜘蛛、食叶虫和跳蚤等；也可用于医药，此类药物可用于镇痛、可治疗皮肤病、关节炎等；可用于减肥食品的生产，还可用于戒毒；辣椒碱还可用来生产功能性涂料，涂于船舶的外壳阻止海藻和海洋生物的附着，涂于电缆、木材的表面放置老鼠的啃食。另外，辣椒碱还可用于制造催泪弹和防卫武器的原料。由于辣椒碱的特殊功能，其制取和应用的研究受到广泛的关注。目前，辣椒红色素生产技术已得到广泛应用，全国已有辣椒红色素生产企业近三十家，每年生产副产品辣椒精(低含量辣椒碱)几十吨，辣椒精作为食品添加剂用于食品工业，其价格低，经济效益不高。已有企业结合辣椒红色素生产技术，利用其副产品辣椒精，探索辣椒碱工业化生产的实现，以提高辣椒的利用效益，拓展辣椒产品的产业链，建立辣椒深加工产业，改善农业种植结构，增加农民收入，但目前尚未见有成功的报道。国外对辣椒碱的提取分离研究较早，主要从辣椒中提取辣椒碱。由于辣椒中辣椒碱的含量极低，且含有大量的复杂成分，因此提取分离过程复杂，收率极低，且仅能得到粗品。因此，许多研究者就采用纸层析、薄层层析、液相色谱等方法分离纯化辣椒碱，得到较纯的辣椒碱产品，这些方法也大多都无法实现工业化生产。技术实现要素：：本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求设计一种以低辣度辣椒精为原料，经过溶液萃取和柱层析法工艺过程制备高纯度辣椒碱的方法。为了实现上述目的，本发明的辣椒碱的制备方法包括提取中辣度辣椒精、提取辣椒碱混合物和制备高纯度辣椒碱三个步骤：(1)提取中辣度辣椒精：①先将低辣度辣椒精放于反应釜中，加入乙酸乙酯，搅拌10～60分钟后，加压到分离沉淀罐中进行沉淀分离300～400分钟，分别收取沉淀物和上清液；②将沉淀物在萃取釜中再反复进行三次萃取并沉淀分离；③将三次分离上清液合并，真空抽入蒸发器中在40～80℃温度下减压蒸发浓缩，其真空度为0.05～0.08MPa，至溶剂回收口没有溶剂馏出时，放取辣椒精；④取上述蒸发浓缩后的辣椒精置于脱残釜中，再加热搅拌至温度为40℃同时逐渐抽真空度至0.1MPa，检测其产品残留小于50ppm后测其辣椒素含量大于9％；(2)提取辣椒碱混合物：先将中辣度辣椒碱置于萃取反应釜，加入甲醇，在30～50℃下水浴萃取40～80分钟；再取萃取液于分离沉淀罐中静止分离200～300分钟；然后对分离出的成品液在温度60℃，真空度0.05～0.08MPa条件下进行蒸发浓缩，得红棕色油状辣椒碱混合物检测其溶剂残留小于50ppm，测其辣椒素含量大于40％。(3)制备高纯度辣椒碱：先将油状辣椒碱混合物放入装有氧化铝的层析柱中进行层析分离；再用两种洗脱剂A和B分别控制速度进行洗脱，并收集B洗脱液；①再将收到的辣椒碱洗脱液在40～80℃、真空度0.05～0.08MPa条件下进行蒸发浓缩100～150分钟至膏状物并放取物料；②将膏状物辣椒碱置于干燥托盘中，在40～80℃、真空度0.06～0.08MPa条件下干燥200～300分钟，得辣椒碱粗品，并保证干燥过程中无干结；③将辣椒碱粗品溶解于乙醚，在结晶器中-10～-30℃下结晶200～300分钟；④再将结晶物在离心机中离心分离得辣椒碱；⑤将上述得到的辣椒碱经石油醚再结晶后离心分离得高纯度辣椒碱；⑥最后将高纯度辣椒碱在30～50℃、0.07MPa真空度条件下，干燥100～150分钟，得白色针状辣椒碱晶体，其辣椒素含量大于95％，得率大于60％。本发明中洗脱剂A和B分别为：A洗脱剂为正己烷；B洗脱剂为甲醇；层析介质为氧化铝。本发明与现有技术相比，其生产工艺简单，分离彻底；辣椒碱得率高，且每步所得副产品均可处理后作为辣椒精用，无废弃物；生产工艺中所用溶剂均为普通溶剂，易于回收再利用，无环境污染；所选用的层析介质可经再生后反复使用，生产成本低；采用辣椒精为原料，既提高了其附加值，又延长了辣椒加工产业链。具体实施方式：下面通过具体实施例对本发明做进一步详细描述：本实施例辣椒碱的制备方法包括提取中辣度辣椒精、提取辣椒碱混合物和制备高纯度辣椒碱三个步骤：(1)提取中辣度辣椒精：1、辣度为1.8％的低辣度辣椒精30kg,投入不锈钢萃取反应釜中，加入乙酸乙酯120kg，搅拌0.5小时后，加压压入不锈钢分离沉淀罐进行沉淀分离；沉淀分离6小时后，将沉淀物放回萃取反应釜，上清液打入受槽待蒸发。2、将萃取釜中的沉淀物进行二次萃取，沉淀分离；共进行三次。3、将三遍萃取液合并，经真空抽入蒸发器进行减压蒸发浓缩，蒸发温度60℃，真空度为0.05—0.08MPa,当溶剂回收口不再有溶剂馏出时，放出辣椒精。4、将蒸发浓缩后的辣椒精投入脱残釜中，加热搅拌至温度达40℃，同时抽真空，真空度逐渐加大至0.1MPa，至经检测总溶剂残留小于50ppm以下时既可，称重，检测辣椒精的辣椒素含量。第一步分三次不同量投料，实施例结果如表1。表19％辣椒精的含量、得率(2)提取辣椒碱混合物：1、将9％辣椒精投入萃取反应釜，加入甲醇16.5L，萃取温度采用水浴40℃，萃取时间1小时；2、将萃取混合液打入分离沉淀罐，静止分离4小时；3、将分离出的成品液进行蒸发浓缩，蒸发温度60℃，真空度为0.05-0.08Mpa，得红棕色油状辣椒碱混合物，检测其溶剂残留小于50ppm，称重，检测辣椒碱含量。第二步分三次不同量投料，实施例结果如表2。表2油状辣椒碱混合物的含量、得率(3)制备高纯度辣椒碱：1、将红棕色油状辣椒碱混合物上层析柱层析分离，层析柱高1米，直径200mm,装有10kg层析介质氧化铝。用洗脱剂A以90L/h的速度进行洗脱，待洗脱剂A至无色时，加入洗脱溶剂B，收集到洗脱剂B50L；2、将收集到的辣椒碱洗脱液进行蒸发浓缩，蒸发温度60℃，真空度为0.05—0.8MPa，时间2h浓缩至膏状物时，放出物料；3、将放出的膏状物的辣椒碱装入干燥托盘真空干燥，温度60℃，真空度为0.06-0.08MPa,干燥4小时，为使物料干燥均匀，干燥进行2小时，将干燥盘取出，用小铲翻动一次物料,得辣椒碱粗品，检测其辣椒素含量；4、将辣椒碱粗品溶解于约2L乙醚，加入到结晶器中进行低温结晶，结晶温度-20℃，结晶时间4小时；5、将结晶好的物料用离心机离心分离；6、将得到的辣椒碱经石油醚再结晶后，经离心分离；7、将离心得到的辣椒碱进行真空干燥，温度40℃，真空度 0.07MPa,干燥2h，得到白色针状辣椒碱晶体，称重，检测辣椒素含量，计算得率。第三步分三次不同量投料，实施例结果如表3和表4。表3柱层析后辣椒碱粗品的含量、得率表4辣椒碱晶体的含量、得率表5辣椒碱总产量及得率投料次数投料量(g)产品重量(g)总辣椒素量(％)总得率(％)130340.195.660.21230339.596.260.48330344.095.861.03上述实施过程其总投入产出率，即投入低辣度辣椒精经全部过程后的总得率如表5所示，其实施例的平均投入产业出率高于60％；产品平均纯度达到95％以上。当前第1页1 2 3