辣椒生物碱提取.doc

辣椒生物碱提取.doc辣椒单体生物碱的提取工艺研究辣椒属茄科，一年生草本，，原产于南美和墨西哥等中美洲热带地区及两印度群岛等热带地区。我国在明代时就有种植，至今已有三百多年的历史。l983年全国种椒面积约400万卣，我辣椒消费结构以各种食用鲜椒为主，消费量最大;其次是作为香辛料的干椒消费，主要为食用辣椒干及辣椒粉等。据研究发现，辣椒中呈辣味的物质在医疗保健方面具有独特的生物活性，最早由Thres从辣椒果实中分离出来并命名为辣椒素(Capsaincin)，也叫辣椒碱，其纯品为单斜长方形片状无色结晶，溶点65?，沸点在2l0220?，分子式:Cl8H27N03。国外临床应用研究表明:辣椒碱对带状庖疹后遗神经痛，三叉神经痛、糖尿病性神经痛、风湿性关节炎、骨关节炎、牛皮癣、秃发有显著疗效。美国科研人员将辣椒碱应用于消炎、镇痛、麻醉和戒毒方面，辣椒碱还可以抑制恶性肿瘤的发生，并有治疗皮肤病、减吧的特殊功效。由于辣椒碱的刺激性特点，目前还主要作止痛剂、戒毒镇痛剂、止痒剂、健胃消食剂、预防心脏病药、减吧药、杀虫_齐?、船舶防锈防腐以及军事用途等。目前国内外的辣椒碱带1(备工艺的文献资料中主要有以下几种:l、乙醇溶剂提取法;2、苯溶剂提取法;3、离子交换法;4、氢氧化钠碱液提取法;5、超临界流体萃取法。此外还有用化学合成方法制备辣椒碱的工艺和经生物细胞培养制取辣椒碱的研究。上述几种辣椒碱的制备工艺经仔细，不难看出各自的利弊，有些工艺方法虽然能得到一定纯度的辣椒碱，但其中的杂质仍然很多，如:乙醇溶剂提取法;苯溶剂提取法;氧氧化钠戚液提取法，不利于进一步分离和纯化，而且此类方法操作步骤繁I，进入工qk~’E牛产相当困难。超临界流体与溶剂结合萃取方l『去，得列的产晶纯度高，产率比较大，但对所需的设备及技术要求都非常严格，其设备投资费和牛产成本过大，效益并小是特圳理想，这也是制约这类较为先进的生产工艺发展的主要因素。化学合成法和牛物细胞培养法的工艺条什复杂且产率较低，大多数』=艺方法尚处于实验阶段。针对现状，我们经过深入研究，反复比较，提供一种工艺简单，操作方便，投资少，成本低，产品质量高，工艺七产比较可行的辣椒单体生物碱的提取工艺方法。辣楸单体生物碱的提取工艺过程是将干燥后的辣椒原料，经粉碎后投入萃取罐内，然后输入二氯甲烷溶剂进行回流提取，过滤出提取液进入蒸发器浓缩并回收二氯甲烷溶剂，浓缩物再以50,的甲醇溶液和石油醚溶剂搅拌溶解后静置分层，下层是含有辣椒碱成分的黄色甲醇溶液，上层红色的石油醚溶液，经蒸发浓缩并彻底回收石油醚后即可得到深红色油状液体的天然红色素产品。输送二氯甲烷溶剂到黄色甲醇溶液中搅拌静置分层，分离出下层浅黄色二氯甲烷溶液进入蒸发器浓缩回收二氯甲烷溶剂，浓缩物使其溶入石油醚中经过两次重结晶，收集结晶物真空干燥后即为辣椒单体生物碱产品。本工艺特点是所采用的二氯甲烷溶剂、50,的甲醇溶液和石油醚溶剂与乙醇溶剂、苯溶剂和碱液等相比，能够较好地提取和分离出所需要的有效成分，减少了其他更多的副成分的溶入，从而达到简化后续分离、纯化过程中的难度，使其工艺简便易于操作，并且所选用的溶剂沸点较低(二氯甲烷沸点为42?，石油醚类沸点为30-60?)，因此在蒸发浓缩回收过程中时间短，速度快，能耗低，而且低温条件下蒸发过程又能保障产品中的生物活性成分不被破坏，达到提高产品品质的目的。辣椒单体生物碱的提取工艺流程图如下所示:辣椒单体生物碱提取工艺具体过程及参数如下所述:l、所干燥后的红辣椒原料粉碎成40目左右的粉末投入提取罐，封闭投料口;2、经由管道输送约4倍辣椒粉重量的二氯甲烷溶剂到提取罐，加热至45?，回流提取2-3h;3、提取液经过滤进入蒸发器，加热浓缩并回收二氯甲烷溶剂;4、配置50,的甲醇溶液，以辣椒粉重量为0、5:1的投入量输入蒸发器内，常温下以洗涤方式搅拌或形成循环溶解其中的浓缩物，同时再加入和甲醇重量相等的石油醚溶剂，搅拌或形成循环0、5h;5、将蒸发器内的全部溶液排入分离器内静置0、5h，分层后放出下层黄色的甲醇溶液输入另一分离器内，同时输入与甲醇溶液体积比为1:1的二氯甲烷溶剂，搅拌或循环0、5h，静置1h;6、放出第一分离器上层红色的石油醚溶液导入蒸发器进行蒸发浓缩，并彻底回收石油醚溶剂，所得到的浓缩物即为深红色油状液体的天然辣椒红色素产品;7、等到另一分离器中的甲醇溶液与二氯甲烷溶液分层后，放出下部浅黄色的二氯甲烷液导入蒸发器蒸发浓缩回收二氯甲烷溶剂，得到的浓缩物为粗品辣椒碱，上层的甲醇母液可供下一循环溶剂过程中继续使用。8、将粗品辣椒碱溶入2倍(体积比)的石油醚溶剂中，加热熔融后然后降温至4一一0?，析出浅黄色晶体，分离出浅黄色晶体，再重复这一过程，至浅黄色晶体无颜色为止;9、分离出片状无色晶体，置于真空干燥容器中，在不超过20~C条件干燥4—6hl~[J可得到含量?95,的辣椒单体生物碱产品。于干燥器皿中或真空封装保存。辣椒作为农业经济作物，是一种取之不尽的可再生资源，通过辣椒系列产品的深度开发及其应用，将会取得更大的经济效益和社会效益。辣椒单体生物碱的提取工艺过程中基本上没有“三废”排放，所使用的有机溶剂都予以充分回收和反复利用。但由于二氯甲烷溶剂遇光会产生毒气，石油醚属易燃、易爆物品，因此对所需的仪器设备要合理设计与布局，生产过程中应注意防止溶剂的跑、冒、滴、漏，还应该有防火、防爆等安全措施。