本文以辣椒皮粉及辣椒色素副产物为实验原料,研究了辣椒素的提取、纯化和脱色工艺,并对辣椒素的抑菌作用做了初步研究。首先,比较了有机溶剂浸提法、微波法和超声波法对辣椒素的提取效果。三种方法的最优工艺条件分别为:以70%乙醇为提取溶剂,料液比1:15(g/mL),温度60℃,时间100 min;以75%乙醇为提取溶剂,波辐射功率为400 W,时间为3.75 min,料液比为1:20(g/mL);以75%乙醇为提取溶剂,超声输出功率350 W,料液比1:15(g/mL),超声提取时间10 min,超声辐射时间6 s。微波提取优于超声提取和有机溶剂浸提。其次,比较了四种不同工艺流程对辣椒素的提取效果,确定了最佳的工艺流程:乙醇提取,乙酸乙酯萃取得到辣椒精。按实际生产工艺制得的辣椒精中辣椒素纯度为6.28%,色价为28.65。晨光天然色素公司提供的辣椒精中辣椒素纯度4.03%,色价为177.82。前者辣椒素纯度已超出后者2个百分点,并且颜色也比后者要浅很多,这对辣椒精的工业生产提供了一条新的途径,具有很高的实用价值。再次,研究了大孔吸附树脂法对辣椒素的纯化和脱色工艺。结果表明,以NKA-9为吸附树脂,吸附时间6 h,吸附pH=7,上样液浓度为1.51 g/L;以80%的乙醇溶液为洗脱剂,洗脱液pH=5;上样流速为2 BV/h,解吸流速为1 BV/h。辣椒精的脱色率达87.36%。在此基础上进一步研究了辣椒素的结晶条件:以无水乙醚为结晶溶剂,在-5℃下保持2 h。此工艺下得到的辣椒素晶体纯度为93.4%。最后,研究了辣椒素的抑菌效果。结果表明:辣椒碱具有一定的抑菌作用,对酵母菌作用较好,对细菌和对霉菌无作用。辣椒素的MIC值分别为:粘红酵母80 mg/L,汉逊德巴利酵母120 mg/L,罗伦隐球酵母240 mg/L。不同的pH值和温度对抑菌活性有一定的影响,但影响不显著。
1 前言 10-27
    1.1 辣椒概述 10-14
        1.1.1 辣椒简介 10
        1.1.2 辣椒的营养价值 10
        1.1.3 辣椒的药用价值 10-11
        1.1.4 辣椒的化学成分及理化性质 11-13
        1.1.5 红辣椒的开发利用现状 13-14
    1.2 辣椒素概述 14-17
        1.2.1 辣椒素简介 14
        1.2.2 辣椒素的含量及分布 14
        1.2.3 辣椒素用途 14-17
    1.3 辣椒素的提取方法 17-21
        1.3.1 有机溶剂提取法 17-18
        1.3.2 超临界流体萃取法 18-19
        1.3.3 超声波辅助提取法 19-20
        1.3.4 微波辅助提取法 20
        1.3.5 酶提取法 20
        1.3.6 生物细胞培养制取 20-21
        1.3.7 酸碱法 21
    1.4 辣椒素的纯化方法 21-22
        1.4.1 离子交换树脂法 21
        1.4.2 硅胶柱层析法 21-22
        1.4.3 结晶法 22
        1.4.4 大孔吸附树脂法 22
    1.5 辣椒素的分析方法 22-25
        1.5.1 化学分析法 22-23
        1.5.2 色谱法 23
        1.5.3 红外光谱法 23
        1.5.4 紫外光谱法 23
        1.5.5 凯氏定氮法 23
        1.5.6 FAO双比色法 23
        1.5.7 钼蓝比色法 23-24
        1.5.8 钼酸钠-亚硝酸钠比色法 24
        1.5.9 高效液相色谱法 24
        1.5.10 荧光光谱法 24-25
        1.5.11 核磁共振指纹分析法 25
    1.6 本课题研究的意义和主要内容 25-27
        1.6.1 本课题研究的目的和意义 25
        1.6.2 本课题研究的主要内容 25-27
2 材料与方法 27-41
    2.1 实验材料 27-28
        2.1.1 原料 27
        2.1.2 药品及试剂 27
        2.1.3 主要仪器及设备 27-28
        2.1.4 供试菌种 28
        2.1.5 培养基制作 28
    2.2 实验方法 28-41
        2.2.1 评价指标的测定方法 29-30
        2.2.2 辣椒素的提取工艺实验 30-35
        2.2.3 辣椒素的纯化和脱色实验 35-39
        2.2.4 辣椒素的抑菌作用实验 39-41
3 结果与讨论 41-72
    3.1 评价指标的测定结果 41-42
        3.1.1 辣椒素含量的测定 41
        3.1.2 辣椒红素色价的测定 41-42
    3.2 辣椒素的提取工艺实验 42-56
        3.2.1 有机溶剂浸提法提取工艺优化实验 42-46
        3.2.2 微波法提取工艺优化实验 46-51
        3.2.3 超声波法提取工艺优化实验 51-55
        3.2.4 三种提取方法的比较 55
        3.2.5 提取工艺流程的确定 55-56
    3.3 辣椒素的纯化和脱色实验 56-68
        3.3.1 辣椒精理化性质的研究 56-58
        3.3.2 静态吸附实验 58-61
        3.3.3 静态解吸实验 61-63
        3.3.4 动态吸附与洗脱实验 63-65
        3.3.5 重结晶实验 65
        3.3.6 树脂再生能力实验 65-67
        3.3.7 产品的纯度检测 67
        3.3.8 产品的红外光谱分析 67-68
    3.4 辣椒素的抑菌作用实验 68-72
        3.4.1 辣椒素对供试菌株的抑菌实验 68-70
        3.4.2 最低抑菌浓度的测定 70
        3.4.3 pH对抑菌作用的影响 70-71
        3.4.4 温度对抑菌作用的影响 71-72
4 结论 72-74
    4.1 辣椒素的提取工艺 72
    4.2 辣椒素的纯化工艺 72-73
    4.3 辣椒素的抑菌作用 73-74
5 展望 74-75