一種辣椒紅素的提取方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種辣椒紅素的提取方法：使用無水乙醇對紅辣椒渣料進行初提，初提物用正己烷溶解至30-200mg/mL；一維液相色譜分離：A相為正己烷，B相為異丙醇或乙酸乙酯或乙醇，按照流動相A為0-100％的任意體積分數(shù)的混合流動相等度洗脫或流動相A體積分數(shù)由100％降低到0％梯度洗脫；得到一維液相組分進行二維液相色譜分離：A相為正己烷，B相為異丙醇或乙酸乙酯或乙醇，流動相A體積濃度50-100％等度洗脫或流動相A由100％降低到50％梯度洗脫，得到目的產(chǎn)物辣椒紅素。該方法首次采用二維液相色譜技術(shù)提取高純度辣椒紅素，經(jīng)檢測得到的辣椒紅素其純度最高可達99％。
【專利說明】一種辣椒紅素的提取方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及食品加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種辣椒紅素的提取方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 辣椒紅素是辣椒中的一種化合物，屬于類胡蘿卜素的一種。辣椒紅素顏色鮮艷，著 色能力強，有很好的保色效果，辣椒紅素作為國標(biāo)中可以食用的紅色素之一，廣泛應(yīng)用在果 凍和醬油中，對人體無毒害作用，還可以增加人體內(nèi)的類胡蘿卜素的化合物，有一定的營養(yǎng) 價值，在食品應(yīng)用中具有廣闊的前景。
[0003]辣椒紅素作為一種抗氧化劑，對防止和治療動脈硬化及惡性發(fā)展具有一定的效 果。同時，各種液體藥品中的顯色，都離不開辣椒紅素，辣椒紅素作為一種香辛料，對預(yù)防輻 射也有一定的效果，研究表明，一些嗜辣的民族罹患癌癥的概率明顯小于其他國家。
[0004]目前，關(guān)于辣椒紅素的提取主要有溶劑萃取法、油溶法提取和超臨界萃取的方法。 溶劑提取法提取后的殘渣中還殘留有相當(dāng)量的紅色素，所得的產(chǎn)品雜質(zhì)含量高，精制費用 高，殘渣的可利用性差，給生產(chǎn)帶來困難；油溶法提取辣椒紅色素時，油與色素分離較困難， 使得辣椒提取率低，難以得到色價高的產(chǎn)品；超臨界二氧化碳流體萃取法，此技術(shù)工藝簡 單，能耗低，萃取溶劑易回收，但是得到的產(chǎn)品還僅僅只是一種具有復(fù)雜化學(xué)組成的提取物 或粗組分（CN1587321A、CN101693785A、CN103450702A)。
[0005] 按照這些技術(shù)生產(chǎn)的辣椒紅素純度低，產(chǎn)品的質(zhì)量不可控，所以僅僅只能用于食 品和飼料添加劑行業(yè)，無法用于高檔藥品和化妝品。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種從紅辣椒渣料 中提取辣椒紅素的方法，該方法首次采用二維液相色譜技術(shù)提取高純度辣椒紅素，經(jīng)檢測 得到的辣椒紅素其純度最高可達99 %。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種辣椒紅素的提取方法，該方法包括以下步驟：
[0009] (1)以紅辣椒渣料為原料，以無水乙醇為提取溶劑，進行初提1-5次，得到初提物， 初提物用正己烷進行溶解至濃度為30-200mg/mL;
[0010] (2)進行一維液相色譜分離：采用的流動相為二元混合流動相，其中A相為正己 烷，B相為異丙醇、乙酸乙酯、乙醇中的任意一種；洗脫方式采用：按照流動相A為0-100% 的任意體積分數(shù)的混合流動相等度洗脫或流動相A體積分數(shù)由100%降低到0%梯度洗 脫；進樣量為〇. 5-5mL/針，流動相流速為10-100mL/min;檢測器為紫外檢測器，檢測波長 200-400nm，根據(jù)紫外吸收光譜收集目的組分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，得到一維液相組分；
[0011] (3)用步驟（2)中70-100%正己烷的流動相溶解一維液相組分，溶解至濃度為 10-100mg/mL；
[0012] (4)對一維液相組分進行二維液相色譜分離：采用的流動相為二元混合流動相， 其中A相為正己烷，B相為異丙醇、乙酸乙酯、乙醇中的任意一種；洗脫方式采用：流動相A體積濃度50-100 %等度洗脫或流動相A由100 %降低到50 %梯度洗脫；進樣量為0. 5-5mL/ 針，流動相流速為3-30mL/min;檢測器為紫外檢測器，檢測波長200-400nm，根據(jù)紫外吸收 光譜收集目的組分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至干，得到目的產(chǎn)物辣椒紅素。
[0013] 作為優(yōu)選，所述步驟（1)中初提是指將紅辣椒渣料與無水乙醇按照料液比/質(zhì)量 體積比1 : (1-20)進行充分混合，然后在30-75°C的溫度下，提取1-3小時。
[0014] 作為優(yōu)選，所述步驟（2)中B相為乙醇；洗脫方式采用體積分數(shù)80-100%的正己 烷等度洗脫。
[0015] 作為優(yōu)選，所述步驟（4)中B相為乙醇；洗脫方式采用95-100%的正己烷等度洗 脫。
[0016] 作為優(yōu)選，所述步驟（2)中一維液相色譜采用的色譜柱為正相Silica或Diol 或酰胺色譜柱，使用時柱溫為室溫，所述步驟（4)中二維液相色譜采用的色譜柱為為正相 Silica或Diol或酰胺色譜柱，使用時柱溫為室溫；進一步地，最佳色譜柱組合為一維液相 色譜采用正相Silica色譜柱，同時二維液相色譜采用正相酰胺色譜柱。
[0017] 本發(fā)明采用二維液相色譜技術(shù)進行從廢棄的紅辣椒渣料中提取辣椒紅素。二維液 相色譜技術(shù)是通過用兩根性質(zhì)相同或不同的色譜柱對復(fù)雜樣品進行分離，具有提高色譜系 統(tǒng)的分離能力和選擇性，縮短制備時間，富集痕量組分，提高制備靈敏度等優(yōu)點；能從復(fù)雜 的多種組分中排除干擾物質(zhì)，有選擇地對感興趣組分進行制備；可實現(xiàn)系統(tǒng)自動化，數(shù)據(jù)可 靠，重復(fù)性好，是一種新穎的天然產(chǎn)物純化技術(shù)，已經(jīng)越來越多的運用到了高純度天然單體 化合物的制備上。與單維制備色譜相比，二維液相色譜不但具有更高的峰容量，而且兩維具 有不同的選擇性。經(jīng)過第一維簡化的組分可以在第二維上根據(jù)不同的選擇性而實現(xiàn)互補分 離，結(jié)構(gòu)相似的化合物可能在第二維可到有效分離，從而提高制備的效率和化合物純度。
[0018] 本發(fā)明首次運用二維液相色譜技術(shù)從天然產(chǎn)物紅辣椒中分離純化辣椒紅素，與現(xiàn) 有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點和顯著效果：
[0019] (1)通過色譜柱、溶解液、流動相等的合理選擇，流速、洗脫方式、收集區(qū)段等工藝 條件的優(yōu)化，以及第一維和第二維的正交性而達到的互補分離，使得整個分離純化方法切 實可行，可操作性高，可以從紅辣椒渣料中分離得到辣椒紅素，且得到的辣椒紅素純度高， 經(jīng)過檢測最高可達99%，由于去除了傳統(tǒng)辣椒色素產(chǎn)品中無關(guān)的雜質(zhì)，辣椒紅素單體的 著色能力更強，抗氧化、保健功能更明顯，產(chǎn)品質(zhì)量可控，可以用于藥品和高檔化妝品的著 色；
[0020] (2)本發(fā)明從紅辣椒中提取辣椒紅素的方法簡單易行，操作簡便，儀器自動化程度 高，常溫常壓下就可進行，適合大規(guī)模生產(chǎn)的要求；
[0021] ⑶采用二維液相色譜技術(shù)，收集餾分批次穩(wěn)定、批次間一致性高，重復(fù)性好，在工 業(yè)生產(chǎn)上便于控制產(chǎn)品質(zhì)量；
[0022] (4)本發(fā)明的原料為廢棄的紅辣椒渣料，原料來源廣，容易獲取，既可以達到垃圾 再次利用、保護環(huán)境的目的，又可以生產(chǎn)高附加值高檔工業(yè)產(chǎn)品，可謂一舉兩得。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023] 圖1所示的是本發(fā)明實施例1中的一維液相色譜分離圖；
[0024] 圖2所示的是本發(fā)明實施例1中的二維液相色譜分離圖；
[0025] 圖3所示的是本發(fā)明實施例1得到的辣椒紅素樣品的HPLC驗純圖。

【具體實施方式】
[0026] 以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步具體描述。應(yīng)該指出，以下具體說明都是例示 性的，旨在對本發(fā)明提供進一步的說明。除非另有說明，本發(fā)明使用的所有科學(xué)和技術(shù)術(shù)語 具有與本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】人員通常理解的相同含義。
[0027] 實施例1:
[0028] 稱取辣椒殘渣1. 03kg，溶于4L100 %乙醇溶液，在72°C回流1小時，抽濾，得到濾 液和濾渣，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，濃縮后的濾液用水和乙酸乙酯萃取，將上層溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃 縮，濃縮后用100%正己烷溶解，濃度為45mg/mL，進行一維液相色譜制備。一維液相色譜 采用AgelaXBPSilica(10iim100A21. 2X250mm)，流動相采用正己烷和乙醇，洗脫方式： 90%正己烷等度洗脫，采用UV6000紫外檢測器400nm選擇吸收波長，制備溫度為室溫，進樣 量為lmL/針，流動相流速16mL/min，液相色譜分離圖如圖1所示，收集其中的Fr. 5峰（保留 時間23-27min)作為目的組分，進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，為一維制備辣椒紅素的粗品。用100% 正己烷溶解辣椒紅素粗品，濃度為20mg/mL，經(jīng)0. 45ym膜過濾，進行二維液相色譜制備，色 譜柱為AcchromXamide(10iim20mmX250mm)，流動相為正己燒和乙醇，米用99%正己燒 等度洗脫，采用UV6000紫外檢測器400nm選擇吸收波長，制備溫度為室溫，進樣量為lmlL/ 針，流動相流速16mL/min，液相色譜分離圖如圖2所示，收集其中的peak-2峰（保留時間 4. 7-5. 5min)作為目的組分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到辣椒紅素化合物，經(jīng)液相色譜分析，純度達到 99%，如圖3所示。
[0029] 實施例2:
[0030] 稱取辣椒殘渣100g，溶于1L95%乙醇-水溶液，在72°C回流1. 5小時，抽濾，得到 濾液和濾渣，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，濃縮后的濾液用水和二氯甲烷萃取，將上層溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā) 濃縮，濃縮后用100%正己烷溶解，濃度為l〇〇mg/mL，進行一維液相色譜制備。一維液相色 譜采用KromasilSilica(5iim21.2X250mm)，流動相采用正己烷和乙酸乙酯，洗脫方式： 85-90%正己烷梯度洗脫，采用UV6000紫外檢測器400nm選擇吸收波長，制備溫度為室溫， 進樣量為2mL/針，流動相流速18mL/min，收集18-19分鐘的饋分，進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，為一 維制備辣椒紅素的粗品。用70 %正己烷和30 %乙醇溶解辣椒紅素粗品，濃度為30mg/mL，經(jīng) 0. 45ym膜過濾，進行二維液相色譜制備，色譜柱為AcchromXamide(10ym20_X250mm), 流動相為正己烷和異丙醇，采用95-99 %正己烷梯度洗脫，采用UV6000紫外檢測器400nm選 擇吸收波長，制備溫度為室溫，進樣量為3mlL/針，流動相流速12mL/min，收集5. 4-6. 0分鐘 餾分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，得到辣椒紅素化合物，經(jīng)液相色譜分析，純度達到30%。
[0031] 實施例3:
[0032] 稱取辣椒殘渣500g，溶于8L70 %乙醇-水溶液，在72°C回流2小時，抽濾，得到 濾液和濾渣，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，濃縮后的濾液用水和石油醚萃取，將上層溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃 縮，濃縮后用100%正己烷溶解，濃度為200mg/mL，進行一維液相色譜制備。一維液相色 譜采用AgelaInnovalSilica(10iiml00A2L2X250mm)，流動相采用正己燒和異丙醇， 洗脫方式：95%正己烷等度洗脫，采用UV6000紫外檢測器400nm選擇吸收波長，制備溫度 為室溫，進樣量為2mL/針，流動相流速14mL/min，收集29-31分鐘的餾分，進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā) 濃縮，為一維制備辣椒紅素的粗品。用80%正己烷和20%乙醇溶解辣椒紅素粗品，濃度 為35mg/mL，經(jīng)0. 45iim膜過濾，進行二維液相色譜制備，色譜柱為AgelaNH2 (10iim100A 21.2X250mm)，流動相為正己烷和乙酸乙酯，采用97%正己烷等度洗脫，采用UV6000紫外 檢測器400nm選擇吸收波長，制備溫度為室溫，進樣量為3mL/針，流動相流速14mL/min，收 集4. 5-5分鐘餾分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到辣椒紅素化合物，經(jīng)液相色譜分析，純度達到45%。
[0033] 實施例4:
[0034] 稱取辣椒殘渣200g，溶于2L75 %乙醇-水溶液，在72°C回流2. 5小時，抽濾， 得到濾液和濾渣，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，濃縮后的濾液用水和乙醚萃取，將上層溶液旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)濃縮，濃縮后用100 %正己烷溶解，濃度為145mg/mL，進行一維液相色譜制備。一維液 相色譜采用YMCPack5幾(1〇1111121.2\25〇111111)，流動相采用正己烷和乙酸乙酯，洗脫方 式：95% -100%正己烷梯度洗脫，采用-6000紫外檢測器40011111選擇吸收波長，制備溫 度為室溫，進樣量為2. 5mL/針，流動相流速18mL/min，收集32-33分鐘的餾分，進行旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)濃縮，為一維制備辣椒紅素的粗品。用90%正己烷和10%乙醇溶解辣椒紅素粗品， 濃度為15mg/mL，經(jīng)0. 45ym膜過濾，進行二維液相色譜制備，色譜柱為AgelaInnoval Silica(10iiml〇〇A21. 2X250mm)，流動相為正己烷和異丙醇，采用95%正己烷等度洗脫， 采用UV6000紫外檢測器400nm選擇吸收波長，制備溫度為室溫，進樣量為lmlL/針，流動相 流速13mL/min，收集4. 5-4. 7分鐘饋分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到辣椒紅素化合物，經(jīng)液相色譜分析， 純度達到25%，即得到辣椒紅素化合物。
[0035] 實施例5:
[0036] 稱取辣椒殘渣350g，溶于6L85 %乙醇-水溶液，在72°C回流3小時，抽濾，得 到濾液和濾渣，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，濃縮后的濾液用水和四氯甲烷萃取，將上層溶液旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)濃縮，濃縮后用100%正己烷溶解，濃度為200mg/mL，進行一維液相色譜制備。一維 液相色譜采用YMC-PackNH2(10iim21.2X250mm)，流動相采用正己烷和異丙醇，洗脫方 式：70% -90%正己烷梯度洗脫，采用-6000紫外檢測器40011111選擇吸收波長，制備溫度 為室溫，進樣量為1. 5mL/針，流動相流速13mL/min，收集15-17分鐘的餾分，進行旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)濃縮，為一維制備辣椒紅素的粗品。用95%正己烷和5%乙醇溶解辣椒紅素粗品，濃度 為40mg/mL，經(jīng)0. 45ym膜過濾，進行二維液相色譜制備，色譜柱為KromasilDIol(10ym 21. 2X250mm)，流動相為正己烷和乙醇，采用100%正己烷等度洗脫，采用UV6000紫外檢測 器400nm選擇吸收波長，制備溫度為室溫，進樣量為2mlL/針，流動相流速16mL/min，收集 7. 5-8分鐘餾分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，得到辣椒紅素化合物，經(jīng)液相色譜分析，純度達到70 %，即得到 辣椒紅素化合物。
[0037] 實施例6 :
[0038] 稱取辣椒殘渣50g，溶于2L80%乙醇-水溶液，在72°C回流1小時，抽濾，得到濾液 和濾渣，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，濃縮后的濾液用水和正己烷萃取，將上層溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮， 濃縮后用100%正己烷溶解，濃度為30mg/mL，進行一維液相色譜制備。一維液相色譜采用 YMC-PackNH2(10iim21. 2X250mm)，流動相采用正己烷和乙醇，洗脫方式：80%正己烷等 度洗脫，采用UV6000紫外檢測器400nm選擇吸收波長，制備溫度為室溫，進樣量為3mL/針， 流動相流速16mL/min，收集13-14分鐘的饋分，進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，為一維制備辣椒紅素的 粗品。用85 %正己烷和15 %乙醇溶解辣椒紅素粗品，濃度為22mg/mL，經(jīng)0.45iim膜過濾， 進行二維液相色譜制備，色譜柱為KromasilDIol(10iim21.2X250mm)，流動相為正己烷 和異丙醇，采用95% -100%正己烷等度洗脫，采用-6000紫外檢測器40011111選擇吸收波 長，制備溫度為室溫，進樣量為3mL/針，流動相流速12mL/min，收集6. 3-6. 7分鐘餾分，旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)，得到辣椒紅素化合物，經(jīng)液相色譜分析，純度達到40%。
[0039] 本發(fā)明實施例涉及到的材料、試劑和實驗設(shè)備，如無特別說明，均為符合食品加工 的普通市售產(chǎn)品。
[0040] 以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本發(fā)明的核心技術(shù)的前提下，還可以做出改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng) 屬于本發(fā)明的專利保護范圍。與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都 應(yīng)認為是包括在權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種辣椒紅素的提取方法，其特征在于包括以下步驟： (1) 以紅辣椒渣料為原料，以無水乙醇為提取溶劑，進行初提1-5次，得到初提物，初提 物用正己烷進行溶解至濃度為30-200mg/mL ; (2) 進行一維液相色譜分離：采用的流動相為二元混合流動相，其中A相為正己烷，B 相為異丙醇、乙酸乙酯、乙醇三種中的任意一種；洗脫方式采用：按照流動相A為0-100% 的任意體積分數(shù)的混合流動相等度洗脫或流動相A體積分數(shù)由100%降低到0%梯度洗 脫；進樣量為〇. 5-5mL/針，流動相流速為lO-lOOmL/min ;檢測器為紫外檢測器，檢測波長 200-400nm，根據(jù)紫外吸收光譜收集目的組分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，得到一維液相組分； (3) 用步驟⑵中70-100 %正己烷的流動相溶解一維液相組分，溶解至濃度為 10-100mg/mL ； (4) 對一維液相組分進行二維液相色譜分離：采用的流動相為二元混合流動相，其中A 相為正己烷，B相為異丙醇、乙酸乙酯、乙醇三種中的任意一種；洗脫方式采用：流動相A體 積濃度50-100 %等度洗脫或流動相A由100 %降低到50 %梯度洗脫；進樣量為0. 5-5mL/ 針，流動相流速為3-30mL/min ;檢測器為紫外檢測器，檢測波長200-400nm，根據(jù)紫外吸收 光譜收集目的組分，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至干，得到目的產(chǎn)物辣椒紅素。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種辣椒紅素的提取方法的方法，其特征在于：所述步驟 (1)中初提是指將紅辣椒渣料與無水乙醇按照料液比1 : (1-20)進行充分混合，然后在 30-75°C的溫度下，提取1-3小時。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種辣椒紅素的提取方法的方法，其特征在于：所述步驟（2) 中B相為乙醇；洗脫方式采用體積分數(shù)80-100%的正己烷等度洗脫。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種辣椒紅素的提取方法的方法，其特征在于：所述步驟（4) 中B相為乙醇；洗脫方式采用95-100%的正己烷等度洗脫。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種辣椒紅素的提取方法的方法，其特征在于：所述步驟（2) 中一維液相色譜采用的色譜柱為正相Silica或Diol或酰胺色譜柱，使用時柱溫為室溫。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種辣椒紅素的提取方法的方法，其特征在于：所述步驟（4) 中二維液相色譜采用的色譜柱為為正相Silica或Diol或酰胺色譜柱，使用時柱溫為室溫。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種辣椒紅素的提取方法的方法，其特征在于：所述一 維液相色譜采用正相Silica色譜柱，同時二維液相色譜采用正相酰胺色譜柱。
【文檔編號】C07C45/78GK104292091SQ201410472563
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月17日
【發(fā)明者】張耀洲, 江磊, 張曉倩 申請人:正源堂（天津濱海新區(qū)）生物科技有限公司