干红辣椒的深度加工技术及辣椒碱的镇痛功能研究

论文摘要

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

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 辣椒的本草研究
• 1.2 辣椒的药理作用及其研究
• 1.3 辣椒碱的研究概况
• 1.3.1 辣椒碱的来源及分布
• 1.3.2 辣椒碱的结构和理化性质
• 1.3.2.1 名称和分子结构
• 1.3.2.3 理化性质
• 1.3.3 辣椒碱的生理功能
• 1.3.3.1 辣椒碱的镇痛作用
• 1.3.3.2 辣椒碱的心脑血管效应
• 1.3.3.3 辣椒碱的抗炎作用
• 1.3.3.4 脂质过氧化调节作用
• 1.3.3.5 对消化系统的作用
• 1.3.3.6 对血压的影响
• 1.3.3.7 抗癌的双重作用
• 1.3.3.8 杀菌和杀虫作用
• 1.3.4 辣椒碱的应用
• 1.3.4.1 医药领域
• 1.3.4.2 军事领域
• 1.3.4.3 农药领域
• 1.3.4.4 涂料领域
• 1.3.4.5 食品添加剂领域
• 1.3.4.6 减肥保健
• 1.3.4.7 饲料工业
• 1.4 辣椒碱的分析测定方法
• 1.4.1 气-质联用法
• 1.4.2 可见分光光度法
• 1.4.3 亚硝酸钠比色法
• 1.4.4 高效液相色谱法（HPLC）
• 1.4.5 FAO紫外双比色法
• 1.5 辣椒碱提取和分离纯化方法
• 1.5.1 辣椒碱的提取方法
• 1.5.1.1 有机溶剂提取法
• 1.5.1.2 酸碱法
• 2萃取法'>1.5.1.3 超临界CO₂萃取法
• 1.5.1.4 酶法
• 1.5.1.5 细胞培养法
• 1.5.1.6 化学合成法
• 1.6 辣椒红色素的研究概况
• 1.6.1 辣椒红色素的来源及分布
• 1.6.2 辣椒红色素的成分
• 1.6.3 辣椒红色素的结构式和理化性质
• 1.6.3.1 辣椒红色素的结构式
• 1.6.3.2 辣椒红色素的理化性质
• 1.6.4 辣椒红色素的生理功能
• 1.6.5 辣椒红色素的稳定性
• 1.6.5.1 光照对辣椒红色素稳定性的影响
• 1.6.5.2 温度对辣椒红色素稳定性的影响
• 1.6.5.3 酸碱度（pH）对辣椒红色素稳定性的影响
• 1.6.5.4 溶剂对辣椒红色素稳定性的影响
• 1.6.5.5 金属离子对辣椒虹色素稳定性的影响
• 1.6.6 辣椒红色素的应用
• 1.7 辣椒红色素的提取研究概况
• 1.7.1 油溶法
• 1.7.2 溶剂法
• 2流体萃取法（SFE-CO₂）'>1.7.3 超临界CO₂流体萃取法（SFE-CO₂）
• 1.7.4 超声波溶剂提取法
• 1.7.5 溶剂微波提取法
• 1.7.6 酶法提取
• 1.8 辣椒红色素的测定方法
• 1.8.1 辣椒红色素的定性分析方法
• 1.8.2 辣椒红色素的定量分析方法
• 1.9 引言
• 第二章 辣椒碱的提取，分离和纯化工艺研究
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与设备
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验仪器及设备
• 2.3 辣椒碱提取实验方案设计
• 2.3.1 干红辣椒的预处理
• 2.3.2 脱色处理
• 2.3.3 有机溶剂的选择
• 2.3.4 乙醇提取辣椒碱工艺研究方案
• 2.3.4.1 最佳乙醇浓度确定实验
• 2.3.4.2 最佳提取温度确定实验
• 2.3.4.3 最佳提取时间确定实验
• 2.3.4.4 最佳皮粉粒度确定实验
• 2.3.4.5 最佳料液比确定实验
• 2.3.5 实验数据用EXCEL和RPSS软件分析和处理
• 2.4 实验结果与讨论
• 2.4.1 提取溶剂的确定
• 2.4.2 不同乙醇浓度确定试验
• 2.4.3 料液比的确定
• 2.4.4 皮粉粒度的确定
• 2.4.5 乙醇提取时间的确定
• 2.4.6 乙醇提取温度的确定
• 2.4.7 实验结果
• 2.5 树脂法制备高纯度辣椒碱工艺的研究
• 2.5.1 提取高纯度辣椒碱的预处理工艺流程
• 2.5.2 树脂法提取高纯辣椒碱工艺流程
• 2.5.3 树脂法制备高纯度辣椒碱设计方案
• 2.5.3.1 树脂预处理，装柱及再生
• 2.5.4 树脂的选择
• 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
• 2.5.4.2 不同树脂对辣椒碱的吸附效果
• 2.5.4.3 不同树脂对辣椒碱解吸效果
• 2.5.5 对D600的吸附性能的研究
• 2.5.5.1 样液的浓度对D600大孔树脂静态吸附性能的影响
• 2.5.5.2 D600对辣椒碱提取液的静态吸附曲线
• 2.5.5.3 pH值对D600静态吸附性能的影响
• 2.5.5.4 流速对D600大孔树脂动态吸附性能的影响
• 2.5.5.5 D600对辣椒碱的动态吸附曲线
• 2.5.6 解析条件单因素试验
• 2.5.6.1 不同pH值下的静态洗脱效果
• 2.5.6.2 D600的洗脱解析曲线的绘制
• 2.5.7 统计分析
• 2.6 结果与讨论
• 2.6.1 不同树脂对辣椒碱吸附解析效果
• 2.6.2 对D600吸附性能的研究
• 2.6.2.1 样液的浓度对D600大孔树脂静态吸附的影响
• 2.6.2.2 D600对辣椒碱的静态吸附曲线
• 2.6.2.3 pH值对D600静态吸附性能的影响
• 2.6.2.4 流速对D600动态吸附性能的影响
• 2.6.3 解析条件单因素试验
• 2.6.3.1 不同PH值下的洗脱效果
• 2.7 结晶溶剂的选择确定试验
• 2.7.1 结晶温度的选择确定实验
• 2.8 结果与讨论
• 第三章 辣椒红色素提取，分离纯化工艺的研究
• 3.1 前言
• 3.2 提取辣椒红色素粗品的方案设计
• 3.2.1 有机溶剂萃取制备辣椒油树脂的工艺流程
• 3.2.2 溶剂萃取法制备辣椒红色素粗品方法的研究
• 3.2.2.1 干红辣椒的预处理
• 3.2.2.2 萃取溶剂的选择
• 3.2.2.3 溶剂种类对萃取率的影响
• 3.2.3 试验结果与讨论
• 3.3 丙酮提取辣椒红色素方法的研究
• 3.3.1 辣椒红色素粗品的预处理
• 3.3.1.1 乙醇浓度对辣椒红素色价的影响
• 3.3.1.2 NaOH浓度对皂化的影响
• 3.3.1.3 皂化时间对辣椒红色素的影响
• 3.3.1.4 皂化温度对辣椒红色素粗品的影响
• 3.3.1.5 料液比对辣椒红素色价的影响
• 3.4 结果与讨论
• 3.5 柱层析法制备高纯度辣椒红色素实验方案设计
• 3.5.1 洗脱溶剂的确定
• 3.5.2 树脂的静态筛选
• 3.5.3 洗脱剂的选择
• 3.5.4 树脂动态流速对吸附的影响
• 3.5.5 洗脱流速的选择确定实验
• 3.5.6 树脂法最优整体工艺条件的确定实验方案
• 3.5.7 正交实验设计
• 3.6 结果与讨论
• 第四章 辣椒碱和辣椒红色素的分析方法研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料和设备
• 4.2.1 主要材料
• 4.2.2 实验主要仪器及设备
• 4.3 实验方法设计
• 4.3.1 辣椒碱标准液的配制
• 4.3.2 检测条件的确定
• 4.3.3 辣椒碱标准曲线的绘制
• 4.3.4 方法的精密度和重现性
• 4.3.5 方法的准确度
• 4.3.6 稳定性试验
• 4.4 数据处理
• 4.5 HPLC法测定辣椒碱实验方案设计
• 4.5.1 HPLC法测定辣椒碱检测条件的确定
• 4.5.2 HPLC法测定辣椒碱的标准曲线的绘制
• 4.5.3 HPLC法的精密度和重现性
• 4.5.4 HPLC法的准确度
• 4.5.5 HPLC法的稳定性
• 4.5.6 干红辣椒原料中辣椒碱含量的测定
• 4.6 结果与讨论
• 4.7 辣椒红色素色价测定实验方案设计
• 4.7.1 试验主要材料和设备
• 4.7.1.1 材料
• 4.7.1.2 设备
• 4.7.2 辣椒红色素色价的测定
• 4.7.2.1 辣椒红色素待测液的配制
• 4.7.2.2 辣椒红色素色价的测定方法
• 第五章 辣椒碱镇痛功能研究
• 5.1 辣椒碱的镇痛机理研究
• 5.2 辣椒碱镇痛作用机制
• 5.2.1 辣椒碱受体及其作用机理
• 5.2.2 离子通道和离子流
• 5.2.3 神经肽释放
• 5.3 辣椒碱镇痛功能的应用
• 5.3.1 临床上应用辣椒碱的现状
• 5.3.2 不良反应
• 5.3.3 临床应用的研究方向
• 5.3.3.1 与其他药物联合应用
• 5.3.3.2 改变给药方式
• 5.3.3.3 选择辣椒碱的衍生物
• 5.4 辣椒碱镇痛功能研究实验设计方案
• 5.4.1 小鼠扭体实验的筛选
• 5.4.2 不同醋酸浓度对小鼠扭体实验的影响
• 5.4.3 不同室温对小鼠扭体实验的影响
• 5.4.4 不同性别小鼠对扭体实验的影响
• 5.4.5 结果与讨论
• 5.4.5.1 不同醋酸浓度对小鼠扭体实验的影响
• 5.4.5.2 不同环境温粗对小鼠扭体实验的影响
• 5.4.6 结论
• 5.5 小鼠扭体实验方案设计
• 5.5.1 小鼠扭体实验
• 5.5.2 材料和试剂
• 5.5.2.1 材料
• 5.5.2.2 辣椒碱注射液的配制
• 5.5.3 扭体实验的步骤
• 5.5.4 辣椒碱的镇痛率计算公式
• 5.5.5 结果与讨论
• 5.6 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠戒断作用的实验
• 5.6.1 材料和试剂
• 5.6.2 吗啡成瘾小鼠模型的建立
• 5.6.2.1 观察指标
• 5.6.2.2 统计学方法
• 5.6.3 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠自主活动的影响
• 5.6.4 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠体重的影响
• 5.6.5 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠自主活动的影响
• 5.6.6 辣椒碱对吗啡成瘾小鼠跳跃次数的影响
• 5.6.7 结果与讨论
• 参考文献
• 致谢
• 附件:硕士期间发表的论文