高纯度辣椒碱的制备及副产物的综合利用

摘要

辣椒碱是一种天然的植物碱，是辣椒果实中主要的辛辣成分。最初被认为是一种单一化合物，经研究发现是由约14种以上的辣椒碱同系物组成，称为辣椒碱类物质（Capsaiciniods）。目前低纯度的辣椒碱已广泛应用于食品工业，生产辣椒精、辣素等产品。高纯度的辣椒碱则被应用于医药工业，具有镇痛、止痒、消炎、杀菌以及治疗肠胃疾病和血癌的作用，市场缺口很大，前景广阔。本文以干红辣椒果皮粉为原料，以辣椒碱（美国sigma公司）作为标准品，利用比色法测定辣椒碱类物质含量，研究溶剂法提取辣椒碱的最佳工艺和辣椒碱的纯化工艺，并且在得到高纯度辣椒碱的同时分离辣椒红色素，将提取过辣椒碱的辣椒渣制作美味可口的辣椒酱，避免原料的浪费，实现综合利用。结果表明： 1.通过单因素试验、正交试验和方差分析确定了溶剂法提取辣椒碱的最佳工艺条件：95％乙醇溶液、提取时间为3h、料液比1：8、温度为75℃。此工艺一次提取辣椒碱类物质的提取率为89.8％左右，经过3次提取，辣椒碱基本能提取完全。提取液经浓缩得辣椒油树脂，其辣椒碱类物质含量为1.06％。 2.分步提纯辣椒碱，低纯度辣椒油树脂经皂化后，乙酸乙酯萃取后得到低纯度的辣椒碱，最终确定制备辣椒碱粗产品的最佳工艺条件为含有辣椒碱类物质1％的辣椒精：9％NaOH=1：5，在70℃条件下皂化3h，取油层，乙酸乙酯搅拌萃取，浓缩，纯度为9.6％。 3.为了进一步纯化低纯度的辣椒碱，利用中性氧化铝静态吸附除去杂质，最终确定制备中纯度辣椒碱的最佳工艺条件为氧化铝的吸附平衡时间为1h，最大吸附量为466.87ug/g、洗脱溶剂为50％乙醇、吸附饱和氧化铝（g）：洗脱体积（V）=1：50，得到辣椒碱产品总碱含量为76.38％，得率为6.92％（相对于低纯度辣椒碱）并在此步骤中分离得到辣椒红色素粗产品。 4.通过比较试验确定了极性D201型大孔树脂对辣椒碱的吸附和解吸性能高，D201树脂对辣椒碱类物质的动态饱和吸附量为2291.4ug/mL湿树脂。最佳纯化工艺为：上样液浓度381.9ug/mL、样液pH为6、流速为6BV/h；最佳洗脱条件为：洗脱剂为50％乙醇，用量为21BV，洗脱流速为6BV/h。洗脱液浓缩后，乙醚溶解，此工艺可使辣椒碱类物质的纯度由76.38％提高到94.69％，得率为73.32％（相对中纯度辣椒碱）。 5.通过单因素试验、正交试验确定了辣椒酱的最终配方：辣椒原料共10g、蒸馏水70mL、味精0.1g、淀粉2g、山梨酸钾0.01g、亚硫酸钠0.025g、香辛料0.2g、黄原胶0.5g、冰乙酸1mL、糖1g、盐8g、蒜酱6g。采用95℃煮制20min，95℃杀菌15min。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 文献综述

1.1辣椒碱的研究进展

1.1.1辣椒碱类物质的化学性质及结构性质

1.1.2辣椒总碱提取纯化工艺研究

1.1.3辣椒碱检测方法进展

1.1.4辣椒碱类物质的应用研究

1.2辣椒红色素

1.3辣椒酱

1.4本论文研究的目的意义和研究内容

第二章 辣椒碱的提取工艺研究

2.1材料与设备

2.1.1试验材料

2.1.2试验仪器与设备

2.2试验方法

2.2.1原料预处理

2.2.2浸提溶剂的选择

2.2.3乙醇为介质提取辣椒碱的单因素实验

2.2.4优化辣椒碱的提取工艺参数

2.2.5溶剂法提取辣椒油树脂的工艺

2.2.6辣椒碱的定量测定

2.2.7原料中辣椒碱的含量测定

2.2.8溶剂浸提法提取辣椒碱的含量测定

2.3结果与分析

2.3.1最佳浸提溶剂的确定

2.3.2乙醇浓度的对辣椒碱提取率的影响

2.3.3料液比对提取效果的影响

2.3.4时间对提取效果的影响

2.3.5温度对提取效果的影响

2.3.6乙醇提取辣椒碱工艺参数的优化

2.4小结

第三章 辣椒碱纯化工艺研究

3.1低纯度辣椒碱的制备

3.1.1材料与设备

3.1.2试验方法

3.1.3结果与分析

3.1.4小结

3.2中纯度辣椒碱的制备

3.2.1材料与设备

3.2.2试验方法

3.2.3结果与分析

3.2.4小结

3.3高纯度辣椒碱的制备

3.3.1材料与设备

3.3.2试验方法

3.3.3结果与分析

3.3.4小结

第四章 辣椒酱的研制

4.1材料和仪器

4.1.1材料

4.1.2仪器设备

4.2原料处理

4.2.1辣椒的前处理

4.2.2大蒜的选择及处理

4.2.3大蒜的除臭

4.2.4大蒜钝化酶处理

4.2.5大蒜护色过程

4.3辣椒酱调配的工艺流程

4.4冰乙酸浓度对成品的影响

4.5冰乙酸浸泡时间对成品的影响

4.6增稠剂对成品的影响

4.7糖盐比对成品的影响

4.8加蒜量对成品的影响

4.9香辛料对成品的影响

4.10正交实验设计

4.11杀菌对成品的影响

4.12结果与讨论

4.12.1大蒜除臭护色工艺的确定

4.1 2.2冰乙酸用量的确定

4.12.3浸泡时间的确定

4.12.4增稠剂及用量的确定

4.12.5糖盐比的确定

4.12.6加蒜量用量的确定

4.12.7香辛料用量的确定

4.12.8辣椒酱研制的正交实验结果

4.12.9杀菌温度及时间的确定

4.12.10辣椒酱质量标准

4.13结论

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

在学期间主要科研成果