辣椒红色素的研究与应用

2015-04-07

    【慧聪食品工业网】辣椒红色素别名辣椒红，是从成熟红辣椒果实中提取的四萜类天然色素，属类胡萝卜素。辣椒红色素色泽鲜艳，色价高，着色力强，保色效果好，安全性高，在食品工业应用广泛，可用于水产品、肉类、糕点、色拉、罐头、饮料等各类食品的着色。近年来研究发现，辣椒红色素有抗辐射，抗癌等功效，在医药、保健品、化妆品、饲料等领域有着广泛的应用前景。本文阐述了辣椒红色素提取方法、应用领域等，为辣椒红色素的进一步研究和开发提供参考。

    辣椒红色素的理化性质

    纯的辣椒红素为有光泽的深红色针状结晶。作为一般的辣椒色素，为具有特殊气味的深红色黏性油状液体。其中包含有:辣椒红素（约50%）、辣椒玉红素（约8.3%）、玉米黄质（约14%）、β胡萝卜素（约13.9%）、隐辣椒质（约5.5%），此外，还有辣椒黄素、堇菜黄素、辣椒色素脂肪酸脂、辣椒红素乙二酸酯、辣椒红素二软脂酸酯等。它几乎不溶于水，溶于大多数非挥发性油，部分溶于乙醇，不溶于甘油。耐热性较好。遇Fe3+、Cu2+、Co2+等可促使褪色，遇Pb3+形成沉淀。当辣椒红色素贮存在细胞内时会形成酯类并得到保护，对光、热等具有较高的稳定性。然而当辣椒果皮破碎以后，便失去了细胞膜等结构对它的保护，在有氧状态下会产生自氧化反应。光照、高温和助氧化剂会加快其氧化分解而褪色。为增强辣椒红色素的稳定性，目前采用的方法有：把液态辣椒红色素固体化、微胶囊化、利用葡聚糖成膜增加其稳定性、添加抗氧化物等。

    辣椒红等色素的含量动态变化

    辣椒品种和成熟度对辣椒红色素的得率和品质至关重要。研究人员曾对辣椒红、β－胡萝卡素、叶黄素、玉米黄质等色素在辣椒不同发育期的含量变化作过研究。结果，这些色素在辣椒果实成熟过程中不同时期含量不同，其中辣椒红素在开花后第9周时的含量为190mg/kg，占总类胡萝卜素的60%。

    研究员张芳芳等对“茄门”、“83－58”、“中椒105号”、“中椒106号”、“塔兰多”等5个辣（甜）椒品种果实发育过程中，果实色素含量动态变化进行了研究。对33份辣（甜）椒材料，就生理成熟期不同基因型果实中辣椒红素含量进行了比较，结果：4个果实由绿变红的品种辣椒红素、玉米黄素以及番茄红素在果实发育进入转色期（40d）之后含量快速上升，在花后45～50d之间各色素含量均存在一个小幅下降的过程，进入生理成熟期后，果实辣椒红素、β－胡萝卜素、叶黄素和番茄红素含量均快速上升，而玉米黄素含量则继续下降;果实发育由绿变黄的品种“塔兰多”果实绿熟期至生理成熟期的过程中辣椒红素含量甚微，最高时仅有0.138mg・kg－1（鲜重）；测定结果表明:辣椒红素含量在品种间有明显的差异，干椒类型中，红都辣椒以及8819线椒的辣椒红素含量明显高于同一类型中其他品种，分别为218.093mg・kg－1（干重）和195.145mg・kg－1（干重）;甜椒类型中中椒8号、茄门果实中的辣椒红素含量高于其它甜椒品种，含量达23.827mg・kg－1（鲜重）和21.459mg・kg－1（鲜重）。

    辣椒红色素的提取方法

    辣椒红色素有多种提取分离的方法，传统采用油溶法。油溶法是在常温下呈液状的食用油如棉籽油、豆油、菜籽油等浸渍辣椒果皮或干辣椒粉，使辣椒红素溶解在食用油中，然后通过一定方法从油中提取出辣椒红素的一种方法。用油溶法提取辣椒红色素存在油与色素分离困难的缺点，难以得到浓稠的色素，现己基本停止使用。随着高新技术的发展和应用，出现了一些新的提取方法，如超声萃取法、微波辅助提取法、超临界流体萃取法、酶法提取等。

    溶剂提取法溶剂提取法是一种最常用的方法，是利用辣椒红色素易溶于有机溶剂的特性而达到提取目的。首先用正己烷、乙醇、丙酮等有机试剂浸提辣椒粉末，再将浸提液浓缩制得辣椒油树脂，然后通过减压蒸馏、分离纯化而得到辣椒红色素。溶剂提取法的优点是设备简单，成本较低，但是产品的溶剂残留量高、纯度差。

    超声波提取法超声具有粉碎、搅拌等作用，辣椒组织在溶剂中产生的空化泡破裂，辣椒红色素很容易进入溶剂中，提高了辣椒红色素在溶剂中的溶解度。超声波提取法比传统的有机溶剂法需要的溶剂少、时间短、收率高，是目前国内外天然产物提取的研究热点。

    微波辅助提取法在微波作用下，辣椒红色素受到高频电磁波的作用而产生剧烈振荡，挣脱分子间的束缚，实现向外的迁移，可以在短时间内实现提取目的。与传统提取方法相比，微波提取缩短了提取时间，降低了能源、溶剂的消耗，同时可以提高产率和纯度，因此该法具有很大的的应用潜力。

    超临界流体萃取法超临界流体萃取（SFE）是一种较新型的萃取分离技术，一般常用超临界CO2萃取法（SFE－CO2），其原理是通过调控压力、温度，改变超临界CO2的密度，从而改变其对物质的溶解能力，有选择地萃取某些成分。超临界流体萃取可在接近室温条件下进行，克服了传统分离方法的不足，适用于热敏性成分的提取，产品纯度高、无溶剂残留、无异味。

    酶法提取酶法提取的原理是通过纤维素酶、果胶酶等作用于植物细胞，以降解细胞壁中的纤维素、果胶等，破坏细胞壁的致密结构，促进有效成分向提取介质扩散。

    应用领域

    食品工业辣椒红色素广泛应用于食品工业。它稳定性较好，无毒无害，按照需要可适量添加于食品中。研究员张志强等在布丁冰淇淋和酸奶中添加了辣椒红色素后研究其稳定性，发现食品中的辣椒红色素随时间变化不明显，颜色均无明显变化，说明该色素在这两种食品中的应用效果较好。

    研究员王明轩作了辣椒红色素用于饮料、果冻、糖果等食品的试验研究，其特点为着色均匀，性质较稳定，色泽鲜艳明快、光亮度好，尤其糖果使用效果更佳。糖果中添加1.0mL/36g的辣椒红色素乳化剂时，得到的产品透明清亮，色泽分布均匀。

    保健食品研究员高翔对国内外辣椒保健食品进行了研究，认为辣椒可用于开发减肥保健食品。辣椒还能用于开发抗辐射保健食品，印度研究人员对各种香辛料进行了比较，以了解红辣椒、黑胡椒、姜黄素等各种香辛料预防辐射的保护功效，结果发现，辣椒红素预防γ－射线伤害功效最为显著。

    此外，在医药工业中把辣椒红色素用作药品糖衣着色剂，色泽鲜艳明快，使人乐于接受，尤其小儿用药更佳。同时，辣椒中的辣椒红素和类胡萝卜素体外试验显示，它们能抑制EBV-EA的活性而抑制肿瘤的生长，尤其对于化学药品产生的肿瘤具有预防效果。辣椒红色素也可应用于化妆品生产中。

    用作饲料添加剂辣椒红色素作为安全、营养、着色效果好的天然色素，在饲料领域有极高的研究和应用价值。辣椒红色素通过在动物皮肤、脂肪等不同组织中沉积而使肉禽及水产品着色。