主题：【资料】CNS_08.106_辣椒红

食品添加剂之辣椒红色素的相关介绍

摘 要：辣椒红色素别名辣椒红，是一种常用的食品添加剂。本文将对辣椒红的理化性质、限量、检测、标准及应用等方面展开分析讨论。

关键词：辣椒红色素，性质，检测，应用

一、辣椒红色素概述

1.辣椒简介

辣椒原本分布于墨西哥到哥伦比亚，明代时期传入中国。经人工选择和定向培育，出现了许多优良品种，目前广泛种植于世界多地[1]，我国多地也种植辣椒。辣椒有很高的营养价值，含有维持人体正常生理机能和增强人体抗性及活力的多种化学物质。其中，辣椒中维生素C在蔬菜中含量最高。辣椒不仅具有食用价值，还具有药用价值，现代医学临床证明辣椒还有许多临床应用[2]，比如治疗腰腿痛、一般外科炎症、冻伤冻疮、外伤瘀肿等。

2.辣椒色素简介

辣椒色素，顾名思义，存在于辣椒中，是类胡萝卜素的一种。包括极性较大的红色组分，主要是辣椒红和辣椒玉红, 占总量的50%～60%；其中的黄色组分包括玉米黄质（约占14%），β-胡萝卜素（约占13.19%），隐辣椒质（约占5.15%）；此外, 还有辣椒黄素、堇莱黄素、辣椒色素脂肪酸酯、辣椒红素乙二酸酯、辣椒红素二软脂酸酯、辣椒素(包括辣椒碱、二氢辣椒碱、降二氢辣椒碱、高二氢辣椒碱和高辣椒碱等)；维生素(包括VB、VC、VP等), 有机酸(亚油酸、油酸、棕榈酸等)，蛋白质，糖和矿物质等多种成分[3]。

3.辣椒红色素简介

辣椒红色素，又名辣椒红、椒红素，是一种具有辣椒香气味的深红色粘性油状液体[4]。辣椒红色素是由茄科的红辣椒果皮中得到的一种橙黄-橙红色的天然红色素, 属于叶黄素类共轭多烯烃含氧衍生物, 其主要成分为辣椒红素和辣椒玉红素。辣椒红色素被提取前贮存在辣椒果实的完整细胞组织中, 由于细胞膜的存在及细胞内某些成分的保护而形成脂类。目前提取的辣椒红色素大部分是以辣椒红素和辣椒玉红素为主体的混合物[5]。

图1 辣椒红素及辣椒玉红素的分子结构

2、 辣椒红色素的理化性质

1.物理性质

前文提到，辣椒红色素是深红色粘性油状液体，无辣味，纯的辣椒红色素是有光泽的深红色针状晶体。辣椒红色素溶于大多数非挥发性油，部分溶于乙醇、丙酮、正乙烷等有机溶剂，不溶于水和甘油，与浓无机酸作用显兰色[6]。

2.化学性质（稳定性）

（1）光的影响

0.005%的丙酮色素溶液,分别置于暗室、室内光线、日光灯、紫外灯下，定时取样测其吸光度的变化。实验结果表明，在暗室和室内光线下, 色素无褪色现象,且损失较小，6d 后仍有96%以上保留，在日光下不到半天的时间色素几乎损失殆尽，色素几乎为无色，紫外光对色素有明显的影响，3d左右几乎都损失，可见避光保存对辣椒红色素效果较好。

（2） 温度的影响

温度对辣椒红色素有一定影响。温度愈高, 色素损失愈多。但辣椒红色素在20℃~90℃相对稳定。

（3） pH的影响

实验表明，在pH分别为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12（用NaOH，Na2HPO4，HCl等调节的缓冲溶液）环境下色素（0.005%的溶液）颜色及稳定性均无影响,说明色素的耐酸、耐碱性较好。

（4） 金属离子的影响

经实验，Cu2+对辣椒红色素有影响,生产中应避免使用铜制设备,或者预先加入抗干扰剂。含有Fe3+对色素的稳定性影响很小, Sn2+、Al3+在其浓度较高,即大于 0.3mg·ml-1时, 对色素的稳定性有一定的影响。

（5） 还原剂的影响

还原剂浓度的增加对色素的影响较小，因此辣椒红色素可与还原剂在食品中同时添加。

（6） 氧化剂的影响

辣椒红素对氧化剂不稳定，浓度越高稳定性越差。因此，在食品加工中要避免与氧化剂接触。

（7） 防腐剂的影响

防腐剂随浓度的增加对色素的稳定性影响较小，辣椒红色素可以和防腐剂在食品中同时使用[7]。

3、 辣椒红色素的分析鉴定

1.分光光度法

辣椒红色素的组分分子结构中含有的发色团使其在紫外—可见光区有着独特的吸光区，因而其深液或结晶在可见光下具有十分绚丽的红、橙或黄色。到目前为止，辣椒红色素最大的吸收峰的波长λmax约为460~475nm[8]；所以人们经常将样品溶解在乙醇（95%）、丙酮或正己烷中，在最大吸收波长下，用分光光度计测定溶液的吸光度，以此来确定辣椒红色素的色价及浓度，用摩尔消光系数ε来计算辣椒红色素的含量；此法操作简便，适应辣椒红色素粗提阶段的浓度测定及定性分析。

2.色谱法

目前应用最广也最适用于天然色素分析的是高效液相色谱（HPLC），它具有分离效能高、分析速度快、样品用量少等优点，同时又不受样品的沸点和热稳定性限制，因此可用于辣椒红色素的分析测定。用高效液相色谱分析检测辣椒红色素必须有辣椒红色素的标准品，根据其在某一流动相的保留时间，绘出浓度与峰面积的标准曲线，从而测得样品中辣椒红色素的含量[9]。

4、 辣椒红色素的分离提取

前文提到，辣椒红色素被提取前贮存在辣椒果实的完整细胞组织中, 由于细胞膜的存在及细胞内某些成分的保护而形成脂类。当辣椒红色素被提取出来以后, 失去了细胞膜等生物保护机制, 在有氧条件下会产生自氧化反应, 外界的光照、高温及助氧化剂的存在, 都会加速其氧化分解而褪色。所以, 提取的辣椒红色素稳定性较差, 在不良条件下容易褪色[10]。

辣椒红色素提取方法大致可归为三大类, 即油溶法、溶剂法、超临界流体萃取法。

1.油溶法

在常温条件下, 用食用油(豆油、棉籽油、菜籽油等)浸渍红辣椒果皮或干辣椒粉, 使辣椒红色素溶解在食用油中, 再通过一定的工艺流程从油中提取出辣椒红色素。这种方法的缺欠是提取率低, 油与色素分离困难, 难以得到色价高的产品。

2.溶剂法

在一定的温度条件下, 用有机溶剂( 丙酮、乙醇、乙醚、氯仿、三氯乙烷、正己烷等) 浸提红干辣椒粉, 将浸提液减压蒸馏浓缩成辣椒油树脂。这种粗制品含有辣味素和其他物质, 需要去除, 其主要方法有:(1)先将粗制的辣椒油树脂进行水蒸汽蒸馏, 去除异臭味, 再用碱溶液处理、有机溶剂提取、蒸馏, 获得辣椒红色素。或先用碱水处理辣椒油树脂, 再用溶剂提取、浓缩、添加食用油, 用水蒸汽蒸馏去除异味。(2)在粗制的辣椒油树脂中加入脂肪醇和碱性物质(甲醇、甲醇钠、乙醇、乙醇钠、正丙醇、正丙醇钠、异丙醇、异丙醇钠、丁醇、丁醇钠等) , 碱性物质作为催化剂, 促使辣椒油树脂中的脂肪成分发生酯交换反应, 然后蒸除过量的醇, 在残渣中加入水或食盐水, 用酸调至中性, 分层, 油层中加入非极性或低极性溶剂(正己烷、石油醚、二氯乙烷、乙醚、二硫化碳等) , 析出固体, 过滤，得辣椒红色素。(3)先以15 %～40%的NaOH(或KOH)水溶液处理辣椒油树脂, 使辣椒红色素中的脂肪发生皂化反应, 再用有机溶剂(丙酮等)进行提取、浓缩，再用水蒸汽蒸馏或在减压下用惰性气体处理，可得到无异味的辣椒红色素。(4)以20%的NaOH(或KOH)处理辣椒油树脂, 然后再加入适量的碱金属化合物, 形成一个水溶液体系, 再以稀酸(稀酸与碱金属化合物的重量比为1～1 .1:1) 在室温条件下处理该水溶液体系, 形成盐后, 过滤, 分出固体, 水洗, 再用有机溶液提取, 减压浓缩可获得辣椒红色素。以上介绍的(2)、(3)、(4)三种方法都可以获得质量较好的辣椒红色素。

3.临界流体萃取法

超临界CO2流体萃取是一种新的分离技术。利用超临界CO2流体作萃取剂, 从液体或固体物料中实现萃取、分离和纯化物料, 这种技术工艺简单, 能耗低, 萃取溶剂无毒, 易回收, 产品纯度高。国内外的研究结果表明,用超临界CO2流体萃取法, 脱除辣椒色素中的残留溶剂, 制备高纯度辣椒红色素是成功的、可行的。超临界CO2流体纯化辣椒红色素, 使产品符合FAO/WHO标准的最佳工艺条件是萃取压力18MPa, 萃取温度25 ℃，萃取剂流量2.0 L/min, 萃取时间3h[11]。陈洁等研究认为, 采用超临界CO2流体萃取法,在压强大于30MPa, 4h左右超临界CO2能从红辣椒中高效地萃取红、黄色素及辣味素等有效成分, 得率较高, 经多级萃取及分离,能获得较纯的产品[12]。孙君社研究认为, 在18MPa, 25℃纯化2h, 色价损失低于5%[13]。

五、辣椒红色素的应用

1.概述

从辣椒中提取的天然色素, 其安全性已得到世界公认, 联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织(WHO)将辣椒色素列为A类色素, 在使用中不加以限量[6]。根据我国食品卫生法, 辣椒红色素可用于油性食品、调味汁、水产品加工、蔬菜制品、果冻、冰淇淋、奶油、人造奶油、干酪、色拉、调味酱、米制品、烘烤食品等食品中, 还广泛应用于化妆品和制药业中[14]。我国既是辣椒红色素原料的生产大国，又是红色素的需求大国。因此，开发和应用辣椒红色素具有很大的经济效益和广阔的市场前景。

2.辣椒红色素在食品工业中的应用

辣椒红色素用于饮料、果冻、酱油及糖等食品时，不仅对人体无毒副作用，而且可增加人体内类胡萝卜素类化合物，有一定的营养价值。

辣椒红色素的使用特点是：着色均匀，性质较稳定，色泽鲜艳明快、光亮度好，在食品工业中有着广阔的应用前景，尤其是在酱油等食品中的应用效果更佳[15]。

夏邦旗等人[16]研究表明，辣椒红色素在食品中的上色效果好，放置3个月，表面几乎无漂浮分层等现象发生，烹调鱼的汤汁色红。

日本和我国均研制出既具有良好稳定性，又具有优异着色效果，制造方便，不需要添加剂的饮料用辣椒色素制剂[17]。

张志强等人[7]把辣椒红色素应用在布丁冰激凌和酸奶中，结果表明，辣椒色素在这2种食品的表现效果较好。

3.辣椒红色素在医药上的应用

（1）在药品中用于着色

天然食用色素在医药的应用也很广泛，如用于片剂、液状口服液、粉状口服药，以及药布等保健药品的着色，各种液体药品中的显色，各种药丸、药片外衣的红、黄、绿等色彩。药物是治病的，不能因其有色而影响人们健康。

王明轩等人[18]将辣椒红色素作为药品糖衣着色剂的应用研究结果表明，辣椒红色素在乙醇和增溶剂吐温-80的作用下，可均匀分散在糖浆中，用作糖衣片着色剂时，色泽鲜艳明快，使人乐于接受，尤其是用作小儿药的效果更佳，同时兼有防潮作用。

（2）作为抗氧化剂，预防动脉粥样硬化

辣椒红色素中的辣椒红素是类胡萝卜素的一种，也是目前热门的抗氧化剂。氧化与慢性病、癌症及机体老化都有一定的关系。不少实验结果显示，各种抗氧化剂都在一定程度上有防癌的功效，许多嗜辣的民族，如东南亚、印度，罹患癌症的概率都比西方国家少。抗氧化剂还能防止低密度脂蛋白被氧化成有害的脂类，所以辣椒、胡萝卜等蔬菜中的强抗氧化剂——类胡萝卜素，能预防动脉粥样硬化[19]。

（3）保健作用

辣椒红色素中的β-胡萝卜素能防止人体中一种特别有害的低密度脂蛋白的形成，因为低密度脂蛋白可以破坏血管壁上细胞的排列，加速血栓的形成，故对防止和治疗动脉硬化及恶性发展有一定的效果。同时，对所有癌症患者来说，体内低浓度胡箩卜素及低VA者，患癌症的危险性为其正常浓度人的2倍。因此，许多嗜辣的民族，如东南亚和印度等地区的人，罹患癌症的概率都比西方国家少。辣椒红色素还具有一定的保健作用[20]。

4.辣椒红色素在预防辐射方面的作用

研究报告表明，香辛料能够保护细胞的 DNA 不受辐射线的破坏，尤其是对于伽玛射线的伤害，香辛料的保护作用最为显著。辣椒红色素取之于辣椒，是香辛料的一种。印度研究人员针对各种香辛料进行比较，以了解红辣椒、黑胡椒、咖喱、姜黄素等各种香辛料预防辐射的保护功效，结果发现辣椒红色素的保护功效最为显著[21]。

5.辣椒红色素在化妆品中的应用

近年来，化妆品的“天然化”和“保健化”已成热门，其中也涉及色素的使用。化妆品中（如口红、胭脂等）的颜色有重要地位，并对人体有直接影响，特别是对经常使用者（诸如文艺工作者）的影响比较大，目前已有少量天然色素的试制品。因此，为美化人民的生活，并有利于身体健康，应大力开发天然化妆品，将天然食用色素（辣椒红色素等）应用于化妆品中[3]。此外，日用品中的色素也不可忽视，诸如肥皂、洗涤剂、香波等的着色，也需转向天然食用色素。

6.辣椒红色素在饲料中的应用

李晓双[22]对辣椒红色素的改性及在饲料中的应用研究表明，将辣椒红色素的物理改性与皂化改性相比较，皂化改性生产的产品更容易被动物吸收，也比物理改性的辣椒红色素稳定。同时，辣椒红素制品与叶黄素制品配合使用，效果更明显。

六、结语

综上所述，辣椒红色素是一种优良的食品添加剂，它安全性好、营养价值高，还有一定的药理作用。辣椒红色素应用广泛，市场前景好，继续深入研究，一定能获得更广阔的未来。

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