简述辣椒红色素的提取与应用研究进展

辣椒红色素是一种存在于成熟红辣椒果实中的四萜类橙红色 色素，主要由辣椒红素（C40H56O3）、辣椒玉红素（C40H56O4）及黄色素构成，其色泽鲜艳，色价高，着色力强，保色效果好，研究证明，辣椒红色素还有调节机体脂代谢、免疫、抗辐射及降低某些类型心血管疾病发病率的作用。

辣椒红色素作为着色剂，用途广泛，被联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）列为A类色素。根据我国GB 2760-2014《食品添加剂使用标准》，辣椒红色素可用于食品、酱料、冰激凌、雪糕、饼干、熟肉等制品。

辣椒红色素提取

适宜的提取方法能降低辣椒色素中的橙、黄色系物质和非色素类成分的含量，从而使辣椒红素和辣椒玉红素占比大，提高色价。从当前辣椒红色素的提取方法来看，常见的主要有溶剂提取法、超声波提取法、微波辅助提取法和超临界流体萃取法。

① 溶剂提取法是提取辣椒红色素较为常用的方法，是利用辣椒红色素溶于有机溶剂的特点。具体的提取过程是将成熟的干辣椒打成粉末，之后与有机溶剂如乙醇、丙酮等物质混合，制备成辣椒油树脂，然后通过一系列的程序，如蒸馏、分离等，最终获得辣椒红色素。溶剂提取法的显著优点是成本低，不需要昂贵精密的设备即可实施；缺点是提取的辣椒红色素纯度不够，有机试剂残留较多。目前国内外生产辣椒红色素的厂家绝大多数采用此法提取，但也已呈现出逐渐被淘汰的趋势。

② 超声波提取法的原理是利用超声波对辣椒进行更精细的粉碎，使辣椒中的成分在提取溶剂中更好地融合，最终得到纯度较高的辣椒红色素。超声波提取法与溶剂提取法有相似之处，但比溶剂提取法更加快捷高效、成本低，最重要的是它天然、环保，因此更受欢迎。

③ 微波辅助萃取又称微波萃取，是微波和传统的溶剂萃取法相结合而形成的一种新型技术。利用微波辅助提取辣椒红色素低碳环保，且提取效率高。

④ 超临界流体萃取法是利用压力调控、温度调控的方法来增强 CO2 对辣椒的溶解效果，最终选择性地提取辣椒红色素。这一方法在常温下即可实施，且该方法不存在溶剂残留，提取的辣椒红色素纯度较高，是目前较为理想的辣椒红色素提取方法。

影响辣椒红色素稳定性因素

辣椒红色素在辣椒果实中受到细胞的保护，此时对光、热有很高的抵抗力，但提取后光、热、氧、 pH 和金属离子会使其降解，降解后烯烃键转化为单键或断裂，致使共轭结构被破坏，褪色的原因是内部发生了光催化氧化和水解重排反应。

1、光、热对辣椒红色素稳定性影响

自然界中天然的类胡萝卜素主要以全反式形式存在，80℃及以下温度对辣椒红色素稳定性影响较小，高温和加热时长是影响色素损失率的主要因素。光、热条件下色素分子发生能级跃迁，转化为顺式结构，电磁波谱蓝移2～10nm，加速色素分子链的氧化断裂，使光谱突出向紫外区移动致使辣椒红色素分解失色。光中的蓝光、紫外光照射引起一系列的氧化、重排、异构化等降解反应，使辣椒红色素色损率升高，特别是导致7～8、9～10和8～9位的碳-碳键断裂，最终导致色素褪色。

2、氧对辣椒红色素稳定性影响

氧化剂会造成辣椒红色价损失，添加过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）可降低活性氧对辣椒红的损伤。添加 VE、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯等抗氧化剂对辣椒红色价均有保护作用，同等氧含量状态下，添加 1% 鼠尾草酸的辣椒红色素色价保留率最高。

3、辐照对辣椒红色素稳定性影响

研究发现，随辐照量增加，色素变色损失加剧，酯化结构相较单体有更强的抗辐照能力，且红色系色素稳定性高于黄色系，为了保持辐照后良好的色泽，辐照剂量需控制在 4kGy以下。辣椒中70%～80% 色素主要以酯类形式存在，其中黄色系主要结合不饱和脂肪酸，红色系结合饱和脂肪酸，而红、黄色系辣椒红色素稳定性差异或与它们特殊的分子结构、脂肪酸组成、不同种类胡萝卜素组合配比及非类胡萝卜素物质含量相关。

4、超声波对辣椒红色素稳定性影响

超声波作为从辣椒中提取辣椒红色素的辅助方式，使辣椒与提取液充分接触、融合，提升溶剂萃取效率，但超声本身对辣椒红色素中的类胡萝卜素存在降解作用。超声波产生的羟自由基会导致玉米黄质降解和结构变化，使玉米黄质发生降解和光谱蓝移。超声过程对β- 胡萝卜素的影响有两个方面：①温度升高的热效应，②超声空化效应致使色素降解。

5、pH、金属离子对辣椒红色素稳定性影响

研究发现，辣椒红色素耐受酸碱的范围较大，在pH 4～10范围内均可保持化学结构的稳定，在酱料体系中常见金属离子对辣椒红色素色价的影响均小于6%。将辣椒红色素制备成微乳液，在酸性条件下稳定性较好，在Cu2+、Fe3+、Fe2+离子作用下辣椒红色素色调损伤程度较大。向单一的色素丙酮溶液中加入不同类型和浓度的金属离子，随着金属离子浓度的增大及作用时间的增长，辣椒红色素吸光度出现不同程度下降。所以，在实际应用过程中需严格控制应用体系内金属离子浓度，或加入抗干扰剂以防辣椒红色素的损伤。

辣椒红色素的应用

1、食品工业领域

辣椒红色素性状稳定、着色效果好，而且不存在毒副作用，能够补充人体的类胡萝卜素类化合物。因此食品工业生产领域中对辣椒红色素有着较强的依赖性。辣椒红色素主要用于改善食品色泽，增强食欲，在肉制品、糖果、饮料、酱料、烘焙制品等日常食用产品上均可使用。

向鸡排、猪肉糜中添加辣椒红色素，对其颜色、亮度进行调理，可增强消费者视觉感受，提升产品感官质量。向蟹肉棒、虾球等仿生食品中添加辣椒红色素，可模拟真实海洋食物色泽。不过，因产品基质的特性差异，根据其贮藏时间、温度等因素，需对添加辣椒红色素的产品进行多项稳定性评价，确保保质期内产品质量恒定。

2、动物饲料领域

动物饲料制作同样离不开辣椒红色素。辣椒红色素之所以可以用在动物饲料中，主要有两个方面的原因：一是辣椒红色素属于天然的色素，安全且着色稳定，二是动物自身无法合成色素，因此饲料成为它们补充色素的必要途径，辣椒红色素能够提高猪牛羊、鱼类、虾类的皮肤着色等，帮助合成色素，增强动物的健康，提高卖相，因此在动物饲料中，辣椒红色素备受青睐。

研究显示，在金鱼和锦鲤饲料中添加100mg/kg 辣椒红色素，喂食一定时间后，测定体表 a*（红度）显著增加，血清及肝 脏的中的 MDA（丙二醛）均低于对照，且对动物生长性能无影响，结果表明，辣椒红色素可有效增强鱼体表红色，提高机体抗氧化能力。

3、医学领域

辣椒红色素在医学领域用途广泛。由于辣椒红色素具有稳定的着色效果，而且具有一定的干燥作用，因此在药物的糖衣、胶囊颗粒中常被使用。尤其是儿童用药，鲜艳的辣椒红色素能够降低幼儿对药物的恐惧，提高儿童的服用兴趣。另外近年来发现辣椒红色素中的类胡萝卜素具有治疗动脉硬化的效果，这一发现提高了辣椒红色素在医学领域的应用价值。

4、化妆品领域

辣椒红色素作为一种天然色素，颜色鲜艳，在口红、腮红、眼影等产品中均可添加应用，可代替合成色素使产品更加安全。不过，辣椒红色素作为脂溶色素有多种因素影响其稳定性，在使用添加时需考虑其使用形态及配料对其颜色的影响。

参考资料：

[1]邢泽农,苏娟,东莎莎,王春燕.辣椒红色素的提取与应用[J].中国果菜,2021,41(03):26-29.

[2]岳盈肖,齐立军,黄利勇,栗永刚,王苗.辣椒红色素稳定性与应用研究进展[J].中国食品添加剂,2022,33(10):279-283.

[3]张超,马静静,刘青,刘洋.天然食用色素-辣椒红色素的制备及其应用方式[J].中国食品添加剂,2022,(第7期).

作者简介：

小泥沙，食品科技工作者，现就职于国内某大型药物研发公司，从事营养食品及功能性食品的开发与研究。