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辣椒油树脂的成分分析及制备

发布日期:2018/10/29 11:30:29

背景及概述[1][2]

辣椒油树脂 (从辣椒果实中提取,又称辣椒精、辣椒油、辣椒提取物),是一种有多种成分组成的混合物。主要含有: 辣椒红素、辣椒玉红素、玉米黄质、辣椒素、二氢辣椒素、高二氢辣椒素、降二氢辣椒素、磷脂和脂肪酸等成分。一般为暗红色或者深褐色流动性油状液体,具有刺鼻的呛味,口尝辛辣、炙热,是目前常用的食品调味添加剂。辣椒油树脂中包含的主要成分:辣椒素、二氢辣椒素成分具有镇痛、止痒的效果,其镇痛作用与吗啡等同,但较吗啡作用持久和健康。所以辣椒油树脂在食品及医药等领域都有着广泛的用途。

成分分析[2]

干辣椒的主要品质取决于消费者的接受程度,其主要受色素、辛辣和香气的影响, 特别是香气起着关键作用, 而风味和香味的差异和辣椒本身所含的酮类、 酯类、醇类和烯烃类等物质含量多少有关,因此测定挥发性化合物对评估干辣椒质量、纯度和来源至关重要。目前主要是用固相微萃取结合GC-MS对干辣椒挥发性成分进行分析,而对干辣椒油树脂的挥发性化合物研究不是很多。

由图1可知,干辣椒油树脂经GC-MS分析,用NIST2014数据系统检索和人工质谱解析,确定出50种化学成分,酸类9种(34.42%)、酮类2种(10.55%)、 酯类27种(18.10%)、 醇类5种(2.35%)、吡喃类2种(0.13%)、 酰胺类1种(0.49%)、其他4种(1.54%)。可见干辣椒油树脂的主要挥发性成分为酸类和酯类。

酸类物质是通过碳水化合物代谢和加热产生的,酸类物质相对含量较高, 可能是干辣椒烘干受热的原因; 酯类物质含量较高,而酯类的存在有利于干辣椒风味和香气的形成。研究表明,辣椒提取物具有广泛的抑菌性,本实验检测出二氢辣椒素0.75%,该成分是辣椒中主要的强刺激性辣味物质和生物活性成分。

制备[1]

工业生产中,辣椒油树脂的来源有两处,一是作为辣椒红色素脱辣后的附属产品,即脱辣液蒸馏浓缩后所得; 二是以高辣度的辣椒干为原料,提取精制而得到辣椒油树脂。

目前国内外主要生产工艺有油溶法、溶剂提取法、超临界 CO2流体萃取法、超声波溶剂提取法、溶剂微波提取法和酶法提取法,但工业化应用最为广泛的是溶剂法萃取法,溶剂法以其规模大、经济运行成本低,得到最为广泛的应用。

溶剂法提取辣椒油树脂的工艺流程: 将高辣度的辣椒干粗碎去籽后,辣椒皮磨粉至40~60目,经造粒机制成粒经3mm左右粒长10mm的颗粒,由提升机输送至平转连续浸取器中,控制温度40℃~50℃,用六号溶剂油 ( 或加乙酸乙酯的混合油) 浸取2. 5~3h,然后经过滤的混合浸取油通过预热器送往一蒸降膜蒸发器进行一次蒸发。蒸发温度控制在60℃~80℃,经一次蒸发后的母液再次输送至二次升膜蒸发器进一步减压蒸发回收溶剂,温度控制在 50℃~60℃,经过二次蒸发的色素,其溶剂残留通常低于20%以下,然后将提取液母液再次输送至刮板蒸发器,继续蒸发至色素中的溶剂残留2.5% 以下,此时得到的即为带有极高辣味的辣椒提取物。将该辣椒提取物75% 的乙醇-水溶液在脱辣罐中逆流萃洗脱辣 3~5次,经碟片离心机将色素和乙醇醇相进行分离 ( 或静置分离),乙醇相经蒸馏塔回收乙醇,剩余辣椒油树脂及水精致分离,然后再将上层辣椒油树脂减压去除溶残,即得到辣椒油树脂成品。但是该产品中除了辣椒油树脂外,还含有较多的磷脂、蜡质、果胶、淀粉等成分,严重影响了辣椒油树脂的品质和应用效果。

使用分子蒸馏技术对辣椒油树脂纯化进行改进。分子蒸馏纯化辣椒油树脂的工艺流程:

分子蒸馏纯化椒油树脂,蒸馏温度、蒸馏压力对于辣椒油树脂纯化后辣椒素含量及辣椒红色素残留有着极为重要的影响。通过种种实验,得到最佳工艺条件: 蒸馏温度:162℃~172℃,蒸馏压力: 20Pa~30Pa。在该条件下,辣椒油树脂的指标: 辣椒素含量由6. 51% 提升到 39. 24%,提高了6. 03倍; 吸光度由13. 2E下降到0. 64E。实验数据证明该工艺条件与预测相比基本相符,具有一定的指导作用。

主要参考资料

[1]谈振永.分子蒸馏在辣椒油树脂纯化过程中的研究[J].中国食品添加剂,2014(04):98-102.

[2]吴丹枫,周晓燕,章海风.四川干辣椒油树脂挥发性成分的GC-MS分析[J].中国调味品,2018,43(07):136-138.

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