辣椒葉中功能性成分提取工藝及功能活性研究進(jìn)展

劉一靜 張馳松 涂彩虹

摘 要：辣椒葉作為辣椒的副產(chǎn)物，營(yíng)養(yǎng)極其豐富。每年都有大量的辣椒葉作為廢物被丟棄，是極大的資源浪費(fèi)。本文綜述近幾年來(lái)關(guān)于辣椒葉功能活性及辣椒葉中主要功能性成分（蛋白質(zhì)和氨基酸、黃酮類(lèi)化合物、多酚類(lèi)物質(zhì)等）提取工藝的研究進(jìn)展，并對(duì)我國(guó)辣椒葉的開(kāi)發(fā)利用進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：辣椒葉;功能性成分;提取

我國(guó)是世界上辣椒栽培面積最大的國(guó)家，辣椒年產(chǎn)量約為3000萬(wàn)t，占到世界辣椒總產(chǎn)量的46%，且每年以9%的速度增長(zhǎng)[1]。辣椒作為一年生草本植物，在產(chǎn)出豐富辣椒的同時(shí)，采收后有大量的辣椒根莖葉被浪費(fèi)。辣椒葉具有健胃、殺蟲(chóng)、活血消腫和止癢的功效[2]。辣椒葉中不僅含有豐富的蛋白質(zhì)和氨基酸、多種多酚和黃酮類(lèi)化合物，鈣、鐵、鋅等礦物元素的含量也非常豐富，適量吃辣椒葉有治療和保健的作用[3]。國(guó)內(nèi)外研究證明辣椒葉的某些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)甚至優(yōu)于辣椒果實(shí)，具有很高的食用價(jià)值[4]。在日本、韓國(guó)和我國(guó)廣州地區(qū)，辣椒葉是一種傳統(tǒng)蔬菜，人們通常采用涼拌和煮湯的方式進(jìn)行食用。我國(guó)朝鮮族人民則喜歡食用鹽漬后的辣椒葉。一些東南亞國(guó)家也有以辣椒葉為原料而開(kāi)發(fā)的營(yíng)養(yǎng)保健食品，日本則將辣椒葉添加到動(dòng)物飼料中以改善動(dòng)物肉質(zhì)[5]。

本文將重點(diǎn)對(duì)近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外辣椒葉功能活性及功能性成分的提取工藝進(jìn)行綜述，希望能為我國(guó)辣椒葉資源深度開(kāi)發(fā)提供有用信息。

1 辣椒葉中主要功能性成分

1.1 蛋白質(zhì)和氨基酸

目前蛋白質(zhì)的短缺是全球性質(zhì)的問(wèn)題，科學(xué)家都在致力于尋求動(dòng)物以外的蛋白質(zhì)資源，而綠色植物葉子中的蛋白質(zhì)資源則是解決這一問(wèn)題的重要途徑[6]。植物葉蛋白不僅來(lái)源廣泛，還具有防老抗衰，強(qiáng)身健體，防治疾病等生理功效，被FAO認(rèn)為是一種高質(zhì)量和高開(kāi)發(fā)價(jià)值的新型蛋白質(zhì)資源[7]。徐斌[8]的研究發(fā)現(xiàn)每100g干辣椒葉中的蛋白質(zhì)含量為22.72g，是辣椒果實(shí)中蛋白質(zhì)含量的3倍多。此外，辣椒葉蛋白氨基酸種類(lèi)齊全，辣椒鮮葉中氨基酸含量為4.10%，甜味氨基酸含量為8.01%，而人體必需氨基酸占到整體的9.74%。

1.2 黃酮類(lèi)化合物

由于一些內(nèi)源性和外源性原因，人體會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的自由基，而這些過(guò)量的自由基會(huì)氧化損傷蛋白質(zhì)、脂肪和DNA，最終導(dǎo)致人體的衰老、病變甚至是癌變[9]。黃酮類(lèi)化合物主要分布于植物體的花、果、葉中，是植物產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物[11]。其作為一種抗氧化劑，可以清除體內(nèi)這些過(guò)量的氧自由基，從而阻止細(xì)胞的退化和衰老[10]。邱愛(ài)東[12]的研究發(fā)現(xiàn)辣椒葉醇提物的總黃酮量為4.2%。同時(shí)有大量文獻(xiàn)報(bào)道，辣椒葉黃酮具有抗氧化、抗癌癥、抗炎癥、抑菌、降血糖等作用[13]。

1.3 多酚類(lèi)物質(zhì)

由于植物多酚易與蛋白質(zhì)和人體消化道內(nèi)的酶結(jié)合，降低人體對(duì)蛋白質(zhì)及其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化和吸收，所以植物多酚多作為抗?fàn)I養(yǎng)因子被研究[14]。而現(xiàn)在隨著對(duì)植物多酚的研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)植物多酚對(duì)神經(jīng)退行性疾病和心腦血管疾病具有防治功能，多酚能在阻止血脂升高的同時(shí)增加高密度脂蛋白的含量[15]。辣椒葉中的多酚類(lèi)物質(zhì)得率可達(dá)22.72mg/g[16]，且具有抗病毒和衰老的生理活性，而這些生理活性都與其抗氧化能力密切相關(guān)[17]。

1.4 其他

研究表明鋅、錳、銅都是人體中重要的輔酶因子，對(duì)人體中的核酸和脂肪等的代謝以及細(xì)胞分裂起著重要作用。鐵則是組成鐵硫蛋白、血紅蛋白以及細(xì)胞色素的必要元素[18]。辣椒葉中礦物元素鐵、鈣、錳、鋅、硒的含量較高。文錦芬[19]研究發(fā)現(xiàn)辣椒果實(shí)中鈣、鋅、鐵含量的平均值分別為0.190、0.016、0.011mg/g，而郝鵬飛[20]實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相比辣椒中果實(shí)，辣椒葉中的鈣、鋅、鐵含量分別高了近152、3和38倍，其平均值分別為28.869、0.049、0.419mg/g，這證明辣椒葉在某些方面的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)超過(guò)了辣椒果實(shí)。莧菜是蔬菜中含鈣量較豐富的蔬菜，而辣椒葉的鈣含量在其5倍以上。辣椒葉的含鐵量也在一般蔬菜的2倍以上。由此可見(jiàn)，辣椒葉中鈣、鐵含量不低于常見(jiàn)蔬菜[21]，辣椒葉可作為人體攝入鈣、鋅、鐵的一種有益的補(bǔ)充來(lái)源。不過(guò)辣椒葉中除了鈣、鎂、錳、鋅等具有一定的水溶性和浸出率，具有生物學(xué)功能的銅和補(bǔ)血功能的鐵的浸出率非常低，這是在后期的辣椒葉產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要注意的一點(diǎn)[18]。

2 辣椒葉中功能性成分提取工藝

目前，中國(guó)對(duì)辣椒葉中多酚和黃酮提取純化工藝的研究較為充分，有關(guān)的文獻(xiàn)報(bào)道也比較多，主要包括溶劑提取、超聲輔助提取等。

2.1 辣椒葉多酚類(lèi)化合物

辣椒葉中的多酚類(lèi)物質(zhì)的提取多采用溶劑提取法。黃詩(shī)琪[14]以乙醇為溶劑提取辣椒葉中的多酚，通過(guò)單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)最佳工藝條件為：采用40%的乙醇作為浸提劑，在45℃的條件下，按料液比1∶11浸提3h，浸提2次。辣椒葉中的多酚以多聚體為主，其次是低聚體和單體。除此之外，辣椒葉多酚的含量和抗氧化性在低溫的儲(chǔ)藏條件下（4℃）變化依然較大，所以辣椒葉在采后需要及時(shí)進(jìn)行加工和處理。李勇[16]以乙醇溶劑為提取溶劑，通過(guò)超聲輔助的方法提取辣椒葉中的多酚，發(fā)現(xiàn)提取的最佳條件為：以60%乙醇作溶劑，在45℃的條件下，料液比1∶30g/mL，提取40min，pH為1，超聲功率200W。以該條件提取辣椒葉多酚得率達(dá)到22.72mg/g。

2.2 辣椒葉黃酮類(lèi)化合物

王艷麗[22]應(yīng)用不同的方法（加熱回流法、超聲波法和微波法）來(lái)提取辣椒葉中的總黃酮，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示相比于加熱回流法和微波法，超聲波法能更好的提取辣椒葉中的黃酮。其最佳提取工藝條件是：采用超聲波提取法，固液比為1∶70（m∶V），乙醇濃度為90%，超聲提取50min（超聲功率130W），該條件下總黃酮含量為47.30mg/g。辣椒葉中的黃酮類(lèi)物質(zhì)屬于C6-C3-C6的一類(lèi)物質(zhì)，藥理活性較好，依據(jù)藥理活性的量效關(guān)系，從辣椒葉中提取較高純度的黃酮至關(guān)重要。車(chē)冠達(dá)[23]通過(guò)大孔樹(shù)脂對(duì)辣椒葉中的黃酮進(jìn)行分離純化，通過(guò)響應(yīng)面分析，再結(jié)合實(shí)際操作考慮，研究結(jié)果顯示大孔樹(shù)脂純化辣椒葉總黃酮的最佳工藝條件為：上樣量為10.00mL，樣液濃度為10.00mL，選用5.00BV的50%的乙醇作為洗脫液，純化后的總黃酮純度為435.4mg/g。這種方法操作簡(jiǎn)單、樹(shù)脂消耗少且具有可再生處理的特點(diǎn)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

3 辣椒葉的功能活性

3.1 降血糖

近幾年來(lái)，由于人們生活習(xí)慣和飲食結(jié)構(gòu)的改變，全世界的糖尿病發(fā)病率都呈上升趨勢(shì)。糖尿病是一類(lèi)因胰島素分泌不足或胰島素作用障礙引起的慢性高血糖代謝疾病，還伴隨著葡萄糖、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)代謝紊亂[24]。會(huì)引起身體的各項(xiàng)功能障礙和器官損傷，增加肝臟損傷、失明、中風(fēng)及心臟病的風(fēng)險(xiǎn)[25]。目前對(duì)于降血糖的體外測(cè)定方法是檢測(cè)受試物在特定條件下對(duì)α—淀粉酶和α—葡萄糖苷酶的抑制作用[26]。降血糖藥物中有一種是α—葡萄糖苷酶抑制劑，因其結(jié)構(gòu)和寡糖的結(jié)構(gòu)相似，能與寡糖競(jìng)爭(zhēng)性的結(jié)合α—葡萄糖苷酶，從而降低寡糖水解為單糖的速率，維持患者餐后血糖水平的穩(wěn)定[13]。李春英[27]研究發(fā)現(xiàn)辣椒葉作為安全無(wú)毒的天然蔬菜具有較強(qiáng)的α—葡萄糖苷酶抑制活性。而在同一辣椒品系中辣椒葉對(duì)α—葡萄糖苷酶活性的抑制能力可達(dá)到果實(shí)的10倍左右。楊彥[13]采用蒸餾水作為溶劑，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和響應(yīng)面分析得出辣椒葉中降血糖活性成分的最優(yōu)提取條件為：3℃的條件下提取32min，提取3次，料液比為1：5。此條件下的提取液對(duì)α—糖苷酶抑制率為29.4%。在酶動(dòng)力實(shí)驗(yàn)中，辣椒葉提取物對(duì)不同來(lái)源的α—葡萄糖苷酶的抑制都屬于典型的競(jìng)爭(zhēng)性抑制，但是對(duì)葡萄糖的生成和運(yùn)轉(zhuǎn)的抑制作用較弱。這也為以后開(kāi)發(fā)辣椒葉降血糖產(chǎn)品提供了理論依據(jù)。

3.2 抗氧化

植物葉中的多酚物質(zhì)是一種有效的天然抗氧化劑，張友仁[5]的研究發(fā)現(xiàn)辣椒葉多酚純化物與維他命C的抗氧化能力相當(dāng)，其對(duì)鐵還原能力、ABTS+自由基及DPPH自由基清除率的IC50分別為0.758、0.700、0.643mg/mL。馮衛(wèi)華[28]研究發(fā)現(xiàn)水相辣椒葉多酚含量在pH8～10的范圍內(nèi)比較穩(wěn)定，有機(jī)相辣椒葉多酚含量在pH3～5的范圍內(nèi)較穩(wěn)定。辣椒葉多酚含量與其抗氧化性有較強(qiáng)的相關(guān)性，光照會(huì)使辣椒葉中多酚的含量及其抗氧化性下降。辣椒葉多酚存在幾種不同形態(tài)多酚，其含量由大到小依次為酯化態(tài)、游離態(tài)、結(jié)合態(tài)，而鐵離子還原能力與DPPH自由基清除能力由大到小依次為酯化態(tài)、游離態(tài)、結(jié)合態(tài)。

3.3 抑菌

張友仁[5]通過(guò)研究不同濃度的辣椒葉多酚粗提取物對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、蠟樣芽胞桿菌和金黃色葡萄球菌的抑制作用發(fā)現(xiàn)，不同濃度的辣椒葉多酚粗提取對(duì)四種菌均有抑制作用，抑制效果為蠟樣芽胞桿菌>金黃色葡萄球菌>枯草芽孢桿菌>大腸桿菌，對(duì)前三種菌的最高抑制率分別為99.87%、99.30%和98.29%。而對(duì)大腸桿菌只有在高濃度條件下（>50μg/mL）才有抑制作用，隨著辣椒葉多酚粗提取的濃度降低，抑制作用轉(zhuǎn)為促進(jìn)增值作用。辣椒葉多酚粗提物有較好的抑菌活性，而辣椒葉多酚純化物則無(wú)抑菌作用。這可能是因?yàn)槔苯啡~多酚粗提取物中成分組復(fù)雜，多種物質(zhì)的協(xié)同作用表現(xiàn)出較好的抑菌作用，而純化后的辣椒葉多酚則丟失了抑菌性較強(qiáng)的組分。

3.4 抗炎

炎癥是具有血管系統(tǒng)的活體組織所發(fā)生的一種以防御為主的復(fù)雜防御反應(yīng)，主要由各種致炎因子引起。一般分為急性和慢性?xún)煞N。急性炎癥主要表現(xiàn)為淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)和激活，可以防控病原體的侵入。而致炎因子持續(xù)作用，則會(huì)發(fā)展成為慢性炎癥，產(chǎn)生細(xì)胞和組織的損傷。進(jìn)而產(chǎn)生心腦血管病、腫瘤等疾病?？寡资欠乐稳祟?lèi)重大疾病的最基本的共通路徑之一[29]。張友仁[30]以二甲苯致小鼠耳腫脹急性炎癥模型為研究對(duì)象，研究發(fā)現(xiàn)600mg/kg的辣椒葉多酚純化物可以有效地抑制小鼠耳腫脹度，抑制率可達(dá)62.69%，粗提取物的抑制率為59.84%。進(jìn)一步檢測(cè)炎癥組織中PGE2的含量發(fā)現(xiàn)，同對(duì)照組相比，600mg/kg的辣椒葉粗提取物和純化物均能顯著降低其炎癥組織中的PGE2的含量，且呈一定的量效關(guān)系，表示辣椒葉多酚的抗炎機(jī)制可能是通過(guò)減少炎癥組織PGE2的合成有關(guān)系。

4 結(jié)語(yǔ)

辣椒已被廣泛種植于亞洲、美洲、非洲以及亞熱帶地區(qū)，辣椒的果實(shí)極具經(jīng)濟(jì)價(jià)值，被廣泛用于食品加工和菜肴制作中。我國(guó)的辣椒資源非常豐富，每年消費(fèi)的辣椒果實(shí)數(shù)量驚人，但作為辣椒種植的副產(chǎn)物，每年都有大量的辣椒葉被丟棄，利用率十分低下。辣椒葉營(yíng)養(yǎng)豐富，含有豐富的蛋白質(zhì)、黃酮類(lèi)物質(zhì)和微量元素，且資源廣泛。因此辣椒葉是一種極具開(kāi)發(fā)價(jià)值的新食材[13]。目前我國(guó)在辣椒葉方面的研究還比較少，對(duì)辣椒葉系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)還不成熟。因此，對(duì)辣椒葉中具有保健活性成分的分離、純化和辣椒葉加工產(chǎn)品的研究開(kāi)發(fā)是辣椒葉下一步開(kāi)發(fā)的方向。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊明， 黃劍波， 梁健. 超聲波-乙醇萃取辣椒葉中總黃酮的研究[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工（學(xué)刊）， 2010（11）：30-32.

[2]漣漪. 植物藥數(shù)據(jù)庫(kù)[J]. 現(xiàn)代藥物與臨床， 2005（3）：132-134.

[3]譚麗霞， 廖菁. 辣椒葉中微量元素的測(cè)定及其食用價(jià)值[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā)， 1997（1）：52-55.

[4]宋春梅， 田春艷. 辣椒葉中營(yíng)養(yǎng)成分分析[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（醫(yī)學(xué)版）， 2002，28（2）：126.

[5]張友仁. 辣椒葉多酚生物活性檢測(cè)[D]. 北京：北京中醫(yī)藥大學(xué)， 2013.

[6]汪家政. 蛋白質(zhì)技術(shù)手冊(cè)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2002.

[7]卞則梁， 王光輝. 質(zhì)譜與生命科學(xué)[J]. 化學(xué)通報(bào)， 1994（7）：40-46.

[8]徐斌， 張洋婷， 馮小雨， 等. 辣椒葉營(yíng)養(yǎng)成分分析[J]. 吉林醫(yī)藥學(xué)院學(xué)報(bào)， 2016，37（2）：105-106.

[9]趙二勞， 楊潔， 趙三虎， 等. 沙棘葉黃酮提取工藝及功能活性研究進(jìn)展[J]. 分子植物育種， 2018：1-8.

[10]王紅育， 李穎. 蕎麥的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景[J]. 食品科學(xué)， 2004，25（10）：388-391.

[11]Grotewold E. The Science of Flavonoids[M]. Springer New York， 2006.

[12]邱愛(ài)東， 茍琳， 肖紅梅， 等. 辣椒葉醇提物的體外抗氧化活性[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā)， 2013（13）：5-7.

[13]楊彥. 辣椒葉提取物的降血糖活性研究[D]. 杭州：浙江大學(xué)， 2015.

[14]黃詩(shī)琪， 馮衛(wèi)華， 劉歡， 等. 辣椒葉多酚提取及抗氧化活性研究[C].廣東省食品學(xué)會(huì)2013年年會(huì)暨學(xué)會(huì)成立30周年紀(jì)念大會(huì)論文集，2013.

[15]李雪瑩， 王文杰， 武永剛. 植物單寧的生理作用及經(jīng)濟(jì)價(jià)值[J]. 西部林業(yè)科學(xué)， 2005，34（01）：69-72.

[16]李勇， 黃昀， 陳娜， 等. 超聲輔助提取辣椒葉中多酚的工藝研究[J]. 食品工業(yè)科技， 2012，33（13）：216-219.

[17]宋立江， 狄瑩， 石碧. 植物多酚研究與利用的意義及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 化學(xué)進(jìn)展， 2000，12（2）：161.

[18]譚麗霞， 廖菁. 辣椒葉中微量元素的測(cè)定及其食用價(jià)值[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā)， 1997（1）：52-55.

[19]文錦芬， 鄧明華. ICP-AES快速測(cè)定云南省部分辣椒果實(shí)中的18種元素[J]. 光譜實(shí)驗(yàn)室， 2010，27（5）：1881-1885.

[20]郝鵬飛， 黃昀， 李勇， 等. 不同產(chǎn)地辣椒葉中鈣，鐵，鋅元素含量比較分析[J]. 食品與藥品， 2013（2）：119-121.

[21]胡敏予， 周光寧， 謝朝， 等. 長(zhǎng)沙地區(qū)64種常用食物中鋅、銅、鈣含量的測(cè)定及分析[J]. 中國(guó)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雜志， 2002，12（16）：52-55.

[22]王艷麗， 何煜波， 曹曉寧， 等. 辣椒葉中總黃酮提取工藝的優(yōu)化[J]. 食品與機(jī)械， 2013（3）：138-140.