技术领域
本发明涉及一种用大孔吸附树脂法从辣椒果实或果皮中提取含辣椒碱(Capsaicin)提取物及对 提取物进行分离纯化制备天然辣椒碱结晶的方法。
背景技术
大孔吸附树脂是一类不含离子交换基团的交联聚合物，理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶媒， 对有机物有浓缩、分离作用且不受无机盐类、强离子及低分子化合物的干扰。大孔吸附树脂通过物理 吸附有选择地吸附有机物质达到分离提纯的目的。根据树脂的表面性质，可分为非极性、中极性和极性 三类。
我国是最早将辣椒作为药物的国家之一，中医常用辣椒治疗胃寒和风湿等症。辣椒中的辣椒碱等 辛辣成分具有多种生理活性，如对某些含有P-物质的感觉神经系统、心血管、体温调节、胃肠机能有 显著影响，具有消炎止痛止痒、促进脂肪代谢、保护胃肠等作用，其中较为突出的是其独特的长效镇 痛作用。因此，辣椒中的辛辣成分在人体的医疗保健方面具有较高的应用价值。
辣椒碱(Capsaicin)是从茄科植物辣椒(Capsicum annuum L.)或小米椒(C.frutescens L.)果 实中提出的一种极度辛辣的香草酰胺类生物碱。它是辣椒中具有药物功能的主要化学成分。辣椒中的 辛辣成分还包括辣椒碱的类似物，如二氢辣椒碱、降二氢辣椒碱、高二氢辣椒碱、高辣椒碱等。在辣 椒中的辣味成分大体上辣椒碱占69％，二氢辣椒碱占22％，降二氢辣椒碱7％，高二氢辣椒碱1％， 高辣椒碱1％。
辣椒碱、二氢辣椒碱的化学结构式如下：
辣椒碱 二氢辣椒碱
已有的关于辣椒碱的分离纯化的方法大体上可分为三类：溶剂萃取法，超临界流体萃取法，柱层 析法。目前使用有机溶剂萃取法获得含辣椒碱的提取物或辣椒碱结晶的较多，但都需要使用多种易燃 易爆的有机溶剂，对工业设备要求高，操作过程复杂，产品收率不高，废液废气污染环境严重等不足 之处。超临界流体萃取法的不足之处是仪器设备成本高，能源消耗严重。柱层析法的主要缺点是硅胶 不能再生，生产成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种从辣椒果实或果皮中提取含辣椒碱(Capsaicin)提取物并对提取物进行 进一步分离纯化制备天然辣椒碱结晶的方法。本发明采用大孔吸附树脂法，具有操作简便、成本低廉、 收率高、辣椒碱等辛辣成分提取率高的优点。所得含辣椒碱提取物中辣椒碱和二氢辣椒碱的总含量大 于33％，所得辣椒碱结晶中辣椒碱、二氢辣椒碱和降二氢辣椒碱总含量大于97％。
本发明方法的具体步骤是：
(1)辣椒果实或果皮的干燥粉末用4-6倍量(V/W)有机溶剂，在30-60℃并不断搅拌下提取 1-2小时，重复提取2-3次，合并提取液减压浓缩回收溶剂得浓缩物；这里所说的有机溶剂为常规 有机溶剂(通常是≥50％V/V的乙醇或甲醇水溶液，或者丙酮或乙酸乙酯)；
(2)将所得浓缩物用2-4倍量(V/W)的95％乙醇(V/V)溶解后，与吸附树脂混合，另加入 不少于95％乙醇体积10倍的水，搅拌2-3h后上柱；所用吸附树脂的干重量为干燥辣椒果实或果皮重 量的1/10-1/8；所说的吸附树脂是非极性或低极性的大孔吸附树脂(可以是HPD系列大孔吸附树脂100、 130、200或300型号，或与其极性相当的其它的非极性或低极性大孔吸附树脂)；
(3)用大量水冲洗至洗出液为无色后，改用极性有机溶剂洗脱辣椒碱；所用的洗脱溶剂体积为 2-4倍柱体积，洗脱液流量为0.5-1倍柱体积/h；；所说的极性有机溶剂是浓度为≥85％(V/V)的乙 醇或甲醇水溶液，或丙酮，或乙酸乙酯；
(4)将极性有机溶剂洗脱液经减压浓缩回收溶剂，即得所需的含辣椒碱提取物；提取物为红色 油状液体，有极辛辣气味；其中辣椒碱及二氢辣椒碱的总含量不低于33％；
(5)将上述含辣椒碱提取物用2-4倍量(V/W)的95％(V/V)乙醇水溶液溶解后，与吸附树 脂混合，另加入不少于95％乙醇体积的10倍的水，搅拌2-3h后上柱；所用吸附树脂的干重量为含辣 椒碱提取物重量的8-10倍；所说的吸附树脂是极性大孔吸附树脂(可以是HPD系列的大孔吸附树脂 500或600型号，或与其极性相当的其它的极性大孔吸附树脂)；
(6)用大量水冲洗至洗出液为无色后，改用非极性有机溶剂洗脱，所用的洗脱溶剂体积为2-4 倍柱体积，洗脱液流量为0.5-1倍柱体积/h；所说的非极性有机溶剂是石油醚，正己烷，环己烷或这 三种溶剂中的任意两种或三种的混合溶剂；
(7)用极性有机溶剂洗脱辣椒碱，所用洗脱溶剂的体积为2-4倍柱体积，洗脱液流量为0.5-1 倍柱体积/h；所说的极性有机溶剂是浓度为≥95％(V/V)的乙醇或甲醇水溶液，或丙酮，或乙酸乙酯；
(8)将极性有机溶剂洗脱液减压浓缩回收溶剂，所得浓缩物用重结晶有机溶剂溶解，25-60℃ 振荡15-25min，静置结晶，将所得到的结晶再次重结晶，即得雪白色小叶片状辣椒碱结晶，其中辣椒 碱、二氢辣椒碱和降二氢辣椒碱总含量为97％以上；所说的重结晶有机溶剂是石油醚，乙醚，正己 烷或上述三种溶剂任意两种或三种的混合溶剂。
与已有技术相比，本发明具有以下主要优点：
(1)由于选用大孔吸附树脂，其对辣椒碱的吸附选择性良好，吸附快，解吸也快，吸附容量 较大；物理化学稳定性高，机械强度好，再生容易；操作十分简便，步骤少，成本低廉，辛辣成分提 取率达95％以上，溶剂皆可回收利用，也适用于大规模工业生产。
(2)由本发明方法生产出的含辣椒碱提取物中辛辣成分含量较高，辣椒碱、二氢辣椒碱总含 量可达33％以上。生产出的辣椒碱结晶色雪白、纯度高，其中辣椒碱、二氢辣椒碱和降二氢辣椒碱总 含量为97％以上。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
称取湖南长沙红辣椒干燥果皮粉末200g，分别以800ml丙酮30℃不断搅拌下提取3次，每次1h， 过滤，合并滤液，浓缩回收丙酮。浓缩物用30ml 95％乙醇(V/V)溶解后，与干燥重量为25g的HPD100 树脂混合，另加入400ml水，恒速(30rpm)搅拌2h，1000ml水冲洗，流量为400ml/h，改用85 ％(V/V)乙醇300ml冲洗，流量为75ml/h，浓缩乙醇洗脱液，即得到含辣椒碱提取物1.86g，收率0.93％， HPLC法测得提取物中二氢辣椒碱、辣椒碱总含量为38.25％。
实施例2：
称取红辣椒干燥果皮粉末200g，分别以1200ml 50％(V/V)乙醇60℃不断搅拌下提取2次，每 次1h，过滤，合并滤液，浓缩回收乙醇。浓缩物用40ml 95％乙醇(V/V)溶解后，与干燥重量为22.5g 的HPD130树脂混合，另加入400ml水，恒速(30rpm)搅拌2h，1000ml水冲洗，流量为400ml/h， 改用95％(V/V)乙醇270ml冲洗，流量为120ml/h，浓缩乙醇洗脱液，即得到含辣椒碱提取物1.78g， 收率0.89％，HPLC法测得提取物中二氢辣椒碱、辣椒碱总含量为38.64％。
实施例3：
称取红辣椒干燥果皮粉末200g，分别以5倍重量80％乙醇60℃不断搅拌下提取3次，每次1h，过 滤，合并滤液，浓缩回收乙醇。浓缩物用40ml 95％乙醇(V/V)溶解后，与干燥重量为20g的HPD300 树脂混合，另加入400ml水，恒速(30rpm)搅拌3h，1000ml水冲洗，流量为400ml/h，改用甲醇 120ml冲洗，流量为50ml/h，浓缩甲醇洗脱液，即得到含辣椒碱提取物1.88g，收率0.94％。HPLC法 测得提取物中二氢辣椒碱、辣椒碱总含量为37.35％。
实施例4：
称取红辣椒干燥果实粉末200g，以800ml甲醇50℃不断搅拌下提取3次，每次1h，过滤，合并 滤液，浓缩回收甲醇。浓缩物用40ml 95％乙醇(V/V)溶解后，与干燥重量为25g的HPD100树脂混 合，另加入500ml水，恒速(30rpm)搅拌2h，1000ml水冲洗，流量为400ml/h，改用乙酸乙酯 300ml冲洗，流量为75ml/h，浓缩乙酸乙酯洗脱液，即得到含辣椒碱提取物1.88g，收率0.94％，HPLC 法测得提取物中二氢辣椒碱、辣椒碱总含量为36.14％。
实施例5
称取红辣椒干燥果实粉末200g，以1000ml乙酸乙酯50℃不断搅拌下提取3次，每次1h，过滤， 合并滤液，浓缩回收乙酸乙酯。浓缩物用30ml的95％乙醇(V/V)溶解后，与干燥重量为25g的HPD100 树脂混合，另加入400ml水，恒速(30rpm)搅拌2h，1000ml水冲洗，流量为400ml/h，改用丙 酮300ml冲洗，流量为100ml/h，浓缩丙酮洗脱液，即得到含辣椒碱提取物2.06g，收率1.03％，HPLC 法测得提取物中二氢辣椒碱、辣椒碱总含量为34.75％。
实施例6
称取上述实施例1中含辣椒碱提取物3.00g，用6ml 95％(V/V)乙醇水溶液溶解后，与干燥重量 为25g的HPD600树脂混合，另加入100ml水，搅拌2h后上柱。500ml水冲洗到洗出液为无色后，改 用300ml石油醚洗脱，流量为75ml/h。95％(V/V)乙醇300ml继续洗脱，流量为75ml/h。减压浓缩 乙醇洗脱液回收溶剂，所得浓缩物用石油醚溶解，50℃振荡25min，静置结晶，将所得到的结晶再次 重结晶，即可得雪白色小叶片状辣椒碱结晶0.91g。辣椒碱回收率为82.5％。HPLC法测得结晶中含降 二氢辣椒碱9.21％，二氢辣椒碱28.54％，辣椒碱60.78％，三者总含量为98.53％。
实施例7
称取上述实施例2中含辣椒碱提取物3.00g，用9ml的95％(V/V)乙醇水溶液溶解后，与干燥重 量为30g的HPD500树脂混合，另加入150ml水，搅拌2h后上柱。500ml水冲洗到洗出液为无色后， 改用270ml正己烷洗脱，流量为70ml/h。无水乙醇350ml继续洗脱，流量为75ml/h。减压浓缩乙醇洗 脱液回收溶剂，所得浓缩物用乙醚溶解，30℃振荡20min，静置结晶，将所得到的结晶再次重结晶， 即可得雪白色小叶片状辣椒碱结晶0.92g。辣椒碱回收率为83.4％。HPLC法测得结晶中含降二氢辣椒 碱9.18％，二氢辣椒碱28.36％，辣椒碱60.27％，三者总含量为97.81％。
实施例8
称取上述实施例3中含辣椒碱提取物3.00g，用6ml 95％(V/V)乙醇水溶液溶解后，与干燥重量 为25g的HPD500树脂混合，另加入200ml水，搅拌3h后上柱。500ml水冲洗到洗出液为无色后，改 用环己烷250ml洗脱，流量为60ml/h。甲醇300ml继续洗脱，流量为100ml/h。减压浓缩甲醇洗脱液 回收溶剂，所得浓缩物用正己烷溶解，40℃振荡25min，静置结晶，将所得到的结晶再次重结晶，即 可得雪白色小叶片状辣椒碱结晶0.90g。辣椒碱回收率为81.3％。HPLC法测得结晶中含降二氢辣椒碱 9.19％，二氢辣椒碱28.45％，辣椒碱60.76％，三者总含量为98.40％。
实施例9
称取上述实施例4中含辣椒碱提取物3.00g，用6ml的95％(V/V)乙醇水溶液溶解后，与干燥重 量为25g的HPD600树脂混合，另加入200ml水，搅拌2h后上柱。500ml水冲洗到洗出液为无色后， 改用石油醚∶环己烷＝1∶1(V/V)的混合溶剂300ml洗脱，流量为75ml/h。丙酮300ml继续洗脱，流 量为75ml/h。减压浓缩丙酮洗脱液回收溶剂，所得浓缩物用石油醚∶乙醚＝1∶1(V/V)的混合溶剂溶解， 30℃振荡25min，静置结晶，将所得到的结晶再次重结晶，即可得雪白色小叶片状辣椒碱结晶0.92g。 辣椒碱回收率为82.0％。HPLC法测得结晶中含降二氢辣椒碱9.21％，二氢辣椒碱28.52％，辣椒碱60.75 ％，三者总含量为98.48％。
实施例10
称取上述实施例5中含辣椒碱提取物3.00g，用6ml 95％(V/V)乙醇水溶液溶解后，与干燥重量 为25g的HPD500树脂混合，另加入200ml水，搅拌2h后上柱。500ml水冲洗到洗出液为无色后，改 用270ml石油醚洗脱，流量为70ml/h。乙酸乙酯300ml继续洗脱，流量为60ml/h。减压浓缩乙酸乙酯 洗脱液回收溶剂，所得浓缩物用石油醚∶乙醚∶环己烷＝1∶1∶1的混合溶剂溶解，30℃振荡25min， 静置结晶，将所得到的结晶再次重结晶，即可得雪白色小叶片状辣椒碱结晶0.89g。辣椒碱回收率为 81.0％。HPLC法测得结晶中含降二氢辣椒碱9.16％，二氢辣椒碱28.37％，辣椒碱60.43％，三者总含 量为97.96％。