从辣椒精中提取辣椒碱晶体的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于辣椒碱提取技术领域，具体涉及一种从辣椒精中提取辣椒碱晶体的方法。
【背景技术】
[0002]辣椒碱，又称辣素、辣椒素等，一般以果实内的肽室组织(生籽部位)及隔膜组织、果皮中段含量最高，是引起辣椒辛辣味的主要化学物质。这种辣味成分最早是由Thres(1876年)从辣椒果实中分离出来的，之后有学者详细分析其化学组成，发现辣椒中的辛辣成分是由一系列同系物族所组成:辣椒碱族、二氢辣椒碱族、高辣椒碱族、降二氢辣椒碱族、对甲基辣椒碱族、对甲基辣椒碱饱和链烃族、对甲基辣椒碱烯链族等，其中以辣椒碱族为主。辣椒碱产品在医药领域、军事领域、农药领域、涂料领域、食品添加剂和减肥保健领域有广泛的应用。因此，具有极大的市场发展前景。
[0003]辣椒碱晶体为白色(或淡黄色、微红色)的针状微晶体，纯品为单斜长方形片状无色结晶，熔点范围为57-66°C，沸点范围为210-220°C。其化学稳定性高，在多种有机溶剂萃取过程中损失极小，在碱溶液中酰胺键会少量水解。但在高温下，易挥发产生刺激性气味。辣椒碱易溶于乙醇、丙酮、乙醚、苯、氯仿等有机溶剂以及热水、稀碱溶液，微溶于二硫化碳，难溶于冷水，易再乙醚、石油醚中结晶。
[0004]关于辣椒碱的提取技术已有不少报道，主要方法包括有机溶剂提取法、超临界二氧化碳流体萃取法、酶法提取等。有机溶剂法操作步骤繁琐，有机溶剂用量大，难以推广应用;超临界二氧化碳流体萃取法是采用溶剂法提取出辣椒精粗品，再将辣椒精粗品放入超临界装置中的萃取釜中，打开萃取循环回路“萃取-分离-萃取”进行萃取，控制二氧化碳压力，可得到纯度较高的辣椒碱，但该方法对设备投资、安全性和操作要求较高，生产成本也较高，不利于生产应用；酶法提取是也有着一定的局限性，如对温度、pH值以及作用时间等试验条件要求较高，适用的酶的种类也很有限，制约着该方法的推广使用。
【发明内容】
[0005]针对现有技术的不足，本发明提供了一种从辣椒精中提取辣椒碱晶体的方法，该方法具有设备要求低、反应条件温和、操作简便、成本低及回收率高等优点。
[0006]具体的，本发明所述的从辣椒精中提取辣椒碱晶体的方法，包括以下步骤:
(1)将辣椒精粗品和β-环糊精碱溶液按重量比为1: 5?8放入单级式连续逆流超声提取机中，在超声波作用下逆流提取10?60min，得提取液;过滤提取液，分离得到滤液和滤渣，将滤渣重复超声波逆流提取2?3次，重复过滤，最后合并所有滤液;所述环糊精碱溶液由以下组分组成:5?8%氯化钠水溶液、2?4%醋酸钠水溶液、0.5?2%氢氧化钠水溶液、0.01?
0.02%β-环糊精水溶液；
(2)将步骤(1)滤液进行浓缩，得到体积为原滤液1/20?1/10的浓缩液；
(3 )将步骤(2)浓缩液和50?65%乙醇按体积比为1:5?12进行混合，静置0.5?2h，接着在温度为40?55°C的条件下进行抽滤，分离得到滤液和滤渣;将滤渣重复抽滤2?3次，最后合并所有滤液；
(4)将步骤(3)滤液在真空压力为0.lmPa、温度为40?55°C的条件下减压浓缩，回收乙醇，将水相于2?8°C低温结晶；
(5)用石油醚将步骤(4)在水相中析出的晶体进行溶解，于-10?-5°C低温结晶，即得所述辣椒碱晶体。
[0007]环糊精具有上狭下宽两端开口的环状中空圆桶形立体结构，可以与许多亲脂性药物形成溶解度较大的包合物，提高客体分子在光、热、氧、酸和碱等条件下的稳定性。其中β_环糊精作为一种无毒、无味对热稳定、价廉易得的包合材料，已在食品、医药、日化、保健等领域有着广泛应用。在本发明中，在超声波的作用下，加快了碱液中环糊精与辣椒碱形成包合物速度，缩短了提取时间；同时，采用连续逆流提取技术，在提取管内保持连续不间断逆流状态，每一段实现最大的尝试梯度，使用最少的溶剂得到最大的溶解度，减少溶剂用量，而且全程采用管道密闭生产，减少溶剂损失。
[0008]作为本发明的进一步说明，所述辣椒精粗品是由辣椒粉和β_环糊精的混合物经微切互作技术处理后得到的混合微粉，再经乙醇提取制备而得的。
[0009]作为本发明的进一步说明，具体的，所述辣椒精粗品的制备包括以下步骤:
(1)将原料辣椒进行预处理，除杂，干燥至含水量不高于8%，粉碎，过40?100目筛，得辣椒粉；
(2)将辣椒粉和β-环糊精按重量比92?98:2?8放入行星磨或振动磨中进行研磨10?30min，得混合微粉；
(3)将混合微粉和50?65%乙醇按料液比为lg:8?15ml进行混合，搅拌10?30min，静置，接着用高速离心机在转速为8000?12000r/min的条件下分离得到杂质沉淀和滤液;将杂质沉淀重复乙醇提取2?3次，重复离心，最后合并所有滤液；
(4)将步骤(3)滤液在真空压力为0.lmPa、温度为40?55°C的条件下减压浓缩，回收乙醇，得到呈暗红色粘稠液体性状的辣椒精粗品。
[0010]在辣椒精粗品的制备过程中，采用微切互作技术(即依靠机械力作用，例如可产生剪切作用的行星磨或振动磨的研磨)可使得辣椒粉达到超微粉碎状态，从而提高其细胞破壁率，进一步促进有效成分辣椒碱的暴露与释放，改变其微观性能，表面能增加，表面积增大，吸附性和极性增加，为化学助剂环糊精与有效成分间发生吸附作用提供提前条件，提高有效成分在乙醇溶液中的溶解性，进一步提高辣椒碱的析出率。
[0011 ]作为本发明的进一步说明，所述β_环糊精碱溶液各组分的重量比为:5?8%氯化钠水溶液:2?4%醋酸钠水溶液:0.5?2%氢氧化钠水溶液:0.01?0.02%β-环糊精=1?3:2?6:
0.5?1.5:8?15ο
[0012]作为本发明的进一步说明，在从辣椒精中提取辣椒碱晶体的方法过程中，所述步骤(1)中超声波的频率为20?80ΚΗζ，功率为300?500w，作用温度为10?60°C。
[0013]与现有技术相比，本发明方法达到的技术效果是:
(1)本发明方法在环糊精碱溶液条件下，结合连续逆流和超声波提取技术，既能缩短提取时间，又能减少溶剂使用量，是一种高效率、低消耗的辣椒碱晶体提取方法。
[0014](2)本发明方法采用微切互作技术制备辣椒精粗品，可有效提高辣椒碱在乙醇溶液中的溶解性，进一步提高辣椒碱的析出率，最终大大提高了辣椒碱晶体的回收率。
[0015](3)本发明方法工艺步骤科学，参数设定合理，整个操作过程简便，且对反应条件和生产设备要求低，所生产出的辣椒碱晶体纯度高，达98%以上。
【具体实施方式】
[0016]以下结合实施例对本发明作进一步详细说明，本实施例仅是对本发明作更清楚的说明，而不是对本发明的限制。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均落在本发明的保护范围之内。
[0017]一、辣椒精粗品的制备实施例1
(1)以市购天等指天椒为原料，进行清洗预处理，除杂，干燥至含水量不高于8%，粉碎，过60目筛，得辣椒粉；
(2)将9.2Kg辣椒粉和0.8Kg0-环糊精放入行星磨或振动磨中进行研磨lOmin，得混合微粉；
(3)取lOKg混合微粉和80L65%乙醇进行混合，搅拌25min，静置，接着用高速离心机在转速为lOOOOr/min的条件下分离得到杂质沉淀和滤液;将杂质沉淀重复乙醇提取3次，重复离心，最后合并所有滤液；
(4)将步骤(3)滤液在真空压力为0.lmPa、温度为55°C的条件下减压浓缩，回收乙醇，得到呈暗红色粘桐液体性状的辣椒精粗品。
[0018]实施例2
(1)以市购四川朝天椒为原料，进行清洗预处理，除杂，干燥至含水量不高于8%，粉碎，过80目筛，得辣椒粉；
(2)将9.8Kg辣椒粉和0.2Kg0-环糊精放入行星磨或振动磨中进行研磨30min，得混合微粉；
(3)取lOKg混合微粉和150L50%乙醇进行混合，搅拌lOmin，静置，接着用高速离心机在转速为8000r/min的条件下分离得到杂质沉淀和滤液;将杂质沉淀重复乙醇提取2次，重复离心，最后合并所有滤液；
(4)将步骤(3)滤液在真空压力为0.lmPa、温度为45°C的条件下减压浓缩，回收乙醇，得到呈暗红色粘桐液体性状的辣椒精粗品。
[0019]实施例3
(1)以市购天等指天椒为原料，进行清洗预处理，除杂，干燥至含水量不高于8%，粉碎，过100目筛，得辣椒粉；
(2)将9.5Kg辣椒粉和0.5Kg0-环糊精放入行星磨或振动磨中进行研磨20min，得混合微粉；
(3)取lOKg混合微粉和120L60%乙醇进行混合，搅拌20min，静置，接着用高速离心机在转速为12000r/min的条件下分离得到杂质沉淀和滤液;将杂质沉淀重复乙醇提取3次，重复离心，最后合并所有滤液；
(4)将步骤(3)滤液在真空压力为0.lmPa、温度为50°C的条件下减压浓缩，回收乙醇，得到呈暗红色粘桐液体性状的辣椒精粗品。
[0020]二、β_环糊精碱溶液的制备实施例4
称取0.25Kg氯化钠溶于水中并定容至5Kg，得5%氯化钠水溶液;称取0.15Kg醋酸钠溶于水中并定容至5Kg，得3%醋酸钠水溶液;称取0.lKg氢氧化钠溶于水中并定容至5Kg，得2%氢氧化钠水溶液;称取0.002Kgi3-环糊精溶于水中并定容至20Kg，得0.01%β_环糊精水溶液。将lKg5%氯化钠水溶液、4Kg3%醋酸钠水溶液、lKg2%氢氧化钠水溶液、lOKg0.01%β-环糊精水溶液搅拌混溶，得环糊精碱溶液。
[0021 ] 实施例5
称取0.4Kg氯化钠溶于水中并定容至5Kg，得8%氯化钠水溶液;称取0.lKg醋酸钠溶于水中并定容至5Kg，得2%醋酸钠水溶液;称取0.025Kg氢氧化钠溶于水中并定容至5Kg，得0.5%氢氧化钠水溶液;称取0.004Kgi3-环糊精溶于水中并定容至20Kg，得0.02%β-环糊精水溶液。将3Kg8%氯化钠水溶液、2Kg2%醋酸钠水溶液、0.5Kg0.5%氢氧化钠水溶液、15Kg0.02%β-环糊精水溶液搅拌混溶，得环糊精碱溶液。
[0022]实施例6
称取0.325Kg氯化钠溶于水中并定容至5Kg，得6.5%氯化钠