辣椒葉中功能性成分提取工藝及功能活性研究進展

劉一靜 張馳松 涂彩虹

摘 要：辣椒葉作為辣椒的副產物，營養極其豐富。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。本文綜述近幾年來關于辣椒葉功能活性及辣椒葉中主要功能性成分（蛋白質和氨基酸、黃酮類化合物、多酚類物質等）提取工藝的研究進展，并對我國辣椒葉的開發利用進行展望。

關鍵詞：辣椒葉;功能性成分;提取

我國是世界上辣椒栽培面積最大的國家，辣椒年產量約為3000萬t，占到世界辣椒總產量的46%，且每年以9%的速度增長[1]。辣椒作為一年生草本植物，在產出豐富辣椒的同時，采收后有大量的辣椒根莖葉被浪費。辣椒葉具有健胃、殺蟲、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和氨基酸、多種多酚和黃酮類化合物，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]。國內外研究證明辣椒葉的某些營養物質甚至優于辣椒果實，具有很高的食用價值[4]。在日本、韓國和我國廣州地區，辣椒葉是一種傳統蔬菜，人們通常采用涼拌和煮湯的方式進行食用。我國朝鮮族人民則喜歡食用鹽漬后的辣椒葉。一些東南亞國家也有以辣椒葉為原料而開發的營養保健食品，日本則將辣椒葉添加到動物飼料中以改善動物肉質[5]。

本文將重點對近幾年來國內外辣椒葉功能活性及功能性成分的提取工藝進行綜述，希望能為我國辣椒葉資源深度開發提供有用信息。

1 辣椒葉中主要功能性成分

1.1 蛋白質和氨基酸

目前蛋白質的短缺是全球性質的問題，科學家都在致力于尋求動物以外的蛋白質資源，而綠色植物葉子中的蛋白質資源則是解決這一問題的重要途徑[6]。植物葉蛋白不僅來源廣泛，還具有防老抗衰，強身健體，防治疾病等生理功效，被FAO認為是一種高質量和高開發價值的新型蛋白質資源[7]。徐斌[8]的研究發現每100g干辣椒葉中的蛋白質含量為22.72g，是辣椒果實中蛋白質含量的3倍多。此外，辣椒葉蛋白氨基酸種類齊全，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 黃酮類化合物

由于一些內源性和外源性原因，人體會產生過量的自由基，而這些過量的自由基會氧化損傷蛋白質、脂肪和DNA，最終導致人體的衰老、病變甚至是癌變[9]。黃酮類化合物主要分布于植物體的花、果、葉中，是植物產生的次級代謝產物[11]。其作為一種抗氧化劑，可以清除體內這些過量的氧自由基，從而阻止細胞的退化和衰老[10]。邱愛東[12]的研究發現辣椒葉醇提物的總黃酮量為4.2%。同時有大量文獻報道，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 多酚類物質

由于植物多酚易與蛋白質和人體消化道內的酶結合，降低人體對蛋白質及其他營養物質的消化和吸收，所以植物多酚多作為抗營養因子被研究[14]。而現在隨著對植物多酚的研究的深入，人們發現植物多酚對神經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增加高密度脂蛋白的含量[15]。辣椒葉中的多酚類物質得率可達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[17]。

1.4 其他

研究表明鋅、錳、銅都是人體中重要的輔酶因子，對人體中的核酸和脂肪等的代謝以及細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]研究發現辣椒果實中鈣、鋅、鐵含量的平均值分別為0.190、0.016、0.011mg/g，而郝鵬飛[20]實驗發現相比辣椒中果實，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養價值遠超過了辣椒果實。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，辣椒葉中鈣、鐵含量不低于常見蔬菜[21]，辣椒葉可作為人體攝入鈣、鋅、鐵的一種有益的補充來源。不過辣椒葉中除了鈣、鎂、錳、鋅等具有一定的水溶性和浸出率，具有生物學功能的銅和補血功能的鐵的浸出率非常低，這是在后期的辣椒葉產品開發過程中需要注意的一點[18]。

2 辣椒葉中功能性成分提取工藝

目前，中國對辣椒葉中多酚和黃酮提取純化工藝的研究較為充分，有關的文獻報道也比較多，主要包括溶劑提取、超聲輔助提取等。

2.1 辣椒葉多酚類化合物

辣椒葉中的多酚類物質的提取多采用溶劑提取法。黃詩琪[14]以乙醇為溶劑提取辣椒葉中的多酚，通過單因素試驗和正交試驗發現最佳工藝條件為：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藏條件下（4℃）變化依然較大，所以辣椒葉在采后需要及時進行加工和處理。李勇[16]以乙醇溶劑為提取溶劑，通過超聲輔助的方法提取辣椒葉中的多酚，發現提取的最佳條件為：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到22.72mg/g。

2.2 辣椒葉黃酮類化合物

王艷麗[22]應用不同的方法（加熱回流法、超聲波法和微波法）來提取辣椒葉中的總黃酮，實驗結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。辣椒葉中的黃酮類物質屬于C6-C3-C6的一類物質，藥理活性較好，依據藥理活性的量效關系，從辣椒葉中提取較高純度的黃酮至關重要。車冠達[23]通過大孔樹脂對辣椒葉中的黃酮進行分離純化，通過響應面分析，再結合實際操作考慮，研究結果顯示大孔樹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。這種方法操作簡單、樹脂消耗少且具有可再生處理的特點，具有良好的推廣應用前景。

3 辣椒葉的功能活性

3.1 降血糖

近幾年來，由于人們生活習慣和飲食結構的改變，全世界的糖尿病發病率都呈上升趨勢。糖尿病是一類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、蛋白質和脂質代謝紊亂[24]。會引起身體的各項功能障礙和器官損傷，增加肝臟損傷、失明、中風及心臟病的風險[25]。目前對于降血糖的體外測定方法是檢測受試物在特定條件下對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，因其結構和寡糖的結構相似，能與寡糖競爭性的結合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定[13]。李春英[27]研究發現辣椒葉作為安全無毒的天然蔬菜具有較強的α—葡萄糖苷酶抑制活性。而在同一辣椒品系中辣椒葉對α—葡萄糖苷酶活性的抑制能力可達到果實的10倍左右。楊彥[13]采用蒸餾水作為溶劑，通過單因素實驗和響應面分析得出辣椒葉中降血糖活性成分的最優提取條件為：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α—糖苷酶抑制率為29.4%。在酶動力實驗中，辣椒葉提取物對不同來源的α—葡萄糖苷酶的抑制都屬于典型的競爭性抑制，但是對葡萄糖的生成和運轉的抑制作用較弱。這也為以后開發辣椒葉降血糖產品提供了理論依據。

3.2 抗氧化

植物葉中的多酚物質是一種有效的天然抗氧化劑，張友仁[5]的研究發現辣椒葉多酚純化物與維他命C的抗氧化能力相當，其對鐵還原能力、ABTS+自由基及DPPH自由基清除率的IC50分別為0.758、0.700、0.643mg/mL。馮衛華[28]研究發現水相辣椒葉多酚含量在pH8～10的范圍內比較穩定，有機相辣椒葉多酚含量在pH3～5的范圍內較穩定。辣椒葉多酚含量與其抗氧化性有較強的相關性，光照會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多酚，其含量由大到小依次為酯化態、游離態、結合態，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、游離態、結合態。

3.3 抑菌

張友仁[5]通過研究不同濃度的辣椒葉多酚粗提取物對大腸桿菌、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現，不同濃度的辣椒葉多酚粗提取對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，對前三種菌的最高抑制率分別為99.87%、99.30%和98.29%。而對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，抑制作用轉為促進增值作用。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抑菌作用。這可能是因為辣椒葉多酚粗提取物中成分組復雜，多種物質的協同作用表現出較好的抑菌作用，而純化后的辣椒葉多酚則丟失了抑菌性較強的組分。

3.4 抗炎

炎癥是具有血管系統的活體組織所發生的一種以防御為主的復雜防御反應，主要由各種致炎因子引起。一般分為急性和慢性兩種。急性炎癥主要表現為淋巴細胞的浸潤和激活，可以防控病原體的侵入。而致炎因子持續作用，則會發展成為慢性炎癥，產生細胞和組織的損傷。進而產生心腦血管病、腫瘤等疾病。抗炎是防治人類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象，研究發現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62.69%，粗提取物的抑制率為59.84%。進一步檢測炎癥組織中PGE2的含量發現，同對照組相比，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，且呈一定的量效關系，表示辣椒葉多酚的抗炎機制可能是通過減少炎癥組織PGE2的合成有關系。

4 結語

辣椒已被廣泛種植于亞洲、美洲、非洲以及亞熱帶地區，辣椒的果實極具經濟價值，被廣泛用于食品加工和菜肴制作中。我國的辣椒資源非常豐富，每年消費的辣椒果實數量驚人，但作為辣椒種植的副產物，每年都有大量的辣椒葉被丟棄，利用率十分低下。辣椒葉營養豐富，含有豐富的蛋白質、黃酮類物質和微量元素，且資源廣泛。因此辣椒葉是一種極具開發價值的新食材[13]。目前我國在辣椒葉方面的研究還比較少，對辣椒葉系列產品的開發還不成熟。因此，對辣椒葉中具有保健活性成分的分離、純化和辣椒葉加工產品的研究開發是辣椒葉下一步開發的方向。

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