基于辣椒红素提取的辣椒原料生产质量安全控制技术

张卫明，赵伯涛* ，卢庆国，连运河，黄晓德

(1.南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京210042;2.晨光生物科技集团股份有限公司，河北邯郸057250)

辣椒红素是从辣椒中提取出来的天然类胡萝卜素。现代分析表明，辣椒红素含有辣椒红色素主要含有辣椒红素、辣椒玉红素、玉米黄质、D－胡萝卜素、隐辣椒质等成分［1］。辣椒红素不仅色价高，安全无毒，而且具有抗癌美容的功效，已被美国FAO、英国、日本、EEC、WHO和中国国标委等组织审定为无限制性使用的天然食品添加剂，并广泛应用于食品、医药、化妆品等领域。

近年来，随着国内外对食品及添加剂安全标准要求不断完善和提高，农产品原料生产过程存在的农药残留、真菌毒素污染、有机化学物质污染所造成食品安全及深加工产品的安全问题，已越来越受到人们的关注。在辣椒提取物产品方面，2005年的肯德基苏丹红事件和2010年的罗丹明B化学火锅事件最为典型。使得辣椒及辣椒制品中是否含有染料污染物成了社会公众和各大媒体关心的热点食品安全问题，国家也因此加强了对各种辣椒制品中染料污染物的监管力度，国际食品贸易市场准入门槛也越来越高。

针对上述产业背景和市场形势，为了提高我国辣椒提取行业的核心竞争力和产品品质，保障我国食品安全，适应国际贸易需求，本文结合辣椒红素提取对辣椒原料在品质和安全方面的要求，对辣椒原料生产过程中存在的影响辣椒红素提取的环节和因素进行了分析，并根据实际生产情况制定相应的控制技术，从而建立辣椒原料品质和安全质量的控制技术，为提升我国辣椒提取行业的标准化、规范化水平提供产业技术支撑。

1 原料对辣椒红素提取的影响

1.1 辣椒红素提取的对原料的要求

辣椒红素的产量和质量与所用辣椒原料的质量密切相关，原料对辣椒红素提取物的影响主要包括原料的品质和质量安全两个方面。

针对辣椒红素提取而言，原料的品质主要的取决于原料中有辣椒红素的含量。高含量不仅是保证辣椒红素提取效率和经济效益的基础，也对产品的品质产生影响，因为过低含量势必造成提取工艺的复杂化，条件控制的严格化，因此，原料中辣椒红高含量是辣椒红素提取对原料的基本要求。

辣椒红素的提取过程是一个物质分离和富集过程，原料中存在农药、罗丹明等有机化合物会因这个过程，在辣椒红素产品的产生聚集，导致的含量相对原料中有大幅的升高，因此要求原料中的农药、罗丹明等有害物质必须在一定限制以下，以降低产品农残、有害物质超标的风险。

1.2 影响原料品质的因素分析

生产过程中影响辣椒品质的因素很多。首要的是品种因素，不同品种的辣椒，辣椒红素含量存在较大的差异。张芳芳等［2］对国内17份辣椒品种的中辣椒红素的含量测定，结果红都辣椒中辣椒红素含量最高，达218.093 mg/kg，云阳椒含量最低，只有23.691 mg/kg，含量相差近 10 倍;黄启强［3］等对贵州、湖南、山东等8个省主要辣椒品种的辣椒红素进行了提取比较，结果也表明，不同品种的辣椒中辣椒红素含量存在较大差异。

其次是栽培管理技术的差异，相同品种在不同地区、不同栽培模式下辣椒果实中辣椒红素的含量也有所不同［4］。，有研究表明，同一品种的辣椒露天栽培模式下的辣椒红素含量要比温室栽培模式高出近10%;另外栽培管理过程中的肥料使用、光照控制、采收时期以及采收的处理和储藏都会对辣椒红素的含量造成影响。

1.3 原料质量安全影响因素分析

辣椒生产过程存在质量安全的风险，主要是由生产环境中存在化学污染和肥料、农药、塑料包装等物资的不规范使用造成的。环境中的化学污染，主要是目前我国农药和肥料使用的不规范情况还普遍存在，工业三废和城市垃圾处理还不够规范，造成耕地土壤、灌溉水、空气中存在着较为严重的农药、苏丹红、罗丹明等化学污染物超标，这些有害物质极易在辣椒的植株内积累，如果辣椒生产基地环境条件不能满足国家标准要求，原料生产最后导致污染残留超标。

其次辣椒生产过程中病虫害防治、原料包装运输中，化肥、植保产品、地膜、包装物等农资、农业废弃物的不规范管理使用，也会造成辣椒的污染。进一步随着提取加工进入辣椒红素，影响产品安全。

2 原料辣椒品质及安全规范控制

2.1 品种评价及选择

针对辣椒红素提取对原料的要求，在选择辣椒品种时，除了从气候适宜性、土质适宜性、病虫害抗性等农业生产特性进行评价外，还应对辣椒红素含量、加工的适宜进行评价。我们采用国标法食品添加剂辣椒红GB10783－2008所述测定方法，对全国主要辣椒产区82个品种样本的色价分布范进行了分析较，结果表明辣椒果实色价介于5～35之间，将色价大于20的辣椒品种作为提取辣椒红色素的原料进行筛选，综合产量、栽培管理技术及性价比等因素确定新疆产金塔、甜椒、板椒，河北曲周望都等品种适合作为辣椒红提取生产的原料品种。

2.2 环境评价及基地选择

针对辣椒红素提取对原料的要求，结合辣椒栽培生产的特性，避免或降低环境对辣椒品质和质量的影响。在进行辣椒基地的选择时，以产地及周边污染源、土壤中禁违农药残留、苏丹红和罗丹B污染、重金属污染、灌溉水源、环境空气质量作为控制因子，对产地及其周边可能存在的污染源进行风险评估，按《农产品安全质量无公害蔬菜产地环境要求》(GB/T18407.1－2001)国家标准对灌溉水、大气质量和土壤进行分析，只有相关指标都符合标准要求的方可选为辣椒种植基地。

在选择原料辣椒基地时，还应对容易造成辣椒红素安全风险的根据苏丹红、罗丹明B进行检测，我们对苏丹红I、罗丹明B的在辣椒生产中的污染途径进行了分析(结果见表1、2)，结果表明土壤中存在的苏丹红和罗丹B是污染途径之一，因此为保证辣椒红素的安全，在选择原料基地时，应土壤中苏丹红和罗丹B污染状况进行监测和风险评估，通过分析认为原料辣椒种植基地土壤中苏丹红和罗丹明B的含量应低于0.01μg/kg。

表1 不同品种及产地辣椒生产过程相关样品的含量苏丹红Ⅰμg/kg

表2 不同品种及产地辣椒生产过程相关样品的罗丹明B含量μg/kg

2.3 肥料使用技术

肥料是保证辣椒产量、改善辣椒品质的重要生产资料。科学均衡的施肥不仅能改善辣椒的植株营养，提高抗病虫能力，还能促进辣椒红素的形成和积累。通过施肥试验表明，多施有机肥和合理氮、磷、钾比例，以及适当的使用微肥可明显提高辣椒红素的含量。

因此在原料辣椒栽培管理中，肥料以使用有机肥为主，辅以适当比例的氮、磷、钾和适量的微肥。有机肥可在定植前，结合耕地翻入土壤中，每亩2 500～3 000 kg为宜;氮磷钾肥按照 4∶1∶2的比例在结果前期进行追施，并控制氮素肥每亩不超过30 kg;微肥以硼、锌、锰为主，可以结合有机肥在定植前施入土壤，也可以在花期进行叶面喷施。

2.4 光照控制

光照是植物进行能量转化和物质合成所必须的能量来源，现代研究表明辣椒果实中的辣椒红素合成与光照密切相关，光照强度越大，辣椒红色素的合成量越多，露天栽培辣椒的色价平均在22左右，而大棚栽培辣椒的色价平均只有13，表明光照是辣椒红色素合成的重要因素，在自然光条件下栽培辣椒红色素的含量要远高于遮光条件下栽培的红色素含量，因此作为提取辣椒红色素原料一定要露天栽培，在光照不良时，可通过在行间铺设反光膜提高光照强度，促进辣椒红素的合成。

2.5 病虫害防治技术

辣椒病虫害防治过程，尤其是采用化学农药进行防治的过程，容易造成原料辣椒的农药残留，存在着极大的质量安全风险。因此在进行病虫害防治时，优先采用农业技术措施，通过选用抗病虫品种，非化学药剂种子处理，培育壮苗，加强栽培管理，增施有机肥料，中耕除草，夏季深翻晒土，清洁田园，轮作倒茬，间作套种等一系列措施起到防治病虫草害的作用;并尽量利用灯光、色彩诱杀害虫，机械捕杀害虫，机械和人工除草等措施进行病虫草害的早期防治。利用赤眼蜂防治辣椒烟青虫，用丽蚜小蜂防治辣椒蚜虫等。

在使用药剂防治时，应选择国家登记允许在辣椒中使用的，选择与辣椒生长养分需求适宜的化肥品种，与发生病虫害适宜农药品种，并对农药品种及生产厂家的农药进行检测评估，确定苏丹红和罗丹B在农药化肥中残留低的品种作为使用对象。

2.6 采收管理

众多研究表明，辣椒果实发育过程中，红色素含量先逐渐升高，然后趋于平缓，并略有下降，最后又迅速合成达到最大含量。因此，作为提取辣椒红色素原料的果实一定要充分成熟，红色素充分积累后再进行采收，用于辣椒红色素提取，可大大提高辣椒红色素得率。

2.7 采后储藏处理技术

原料辣椒的干燥储藏是辣椒红提取生产中的一个重要环节，为了保证原料的周年供应，相当一部分原料辣椒需要干燥后储藏几个月甚至更长时间。不合理的储藏条件和方式会导致辣椒霉变、色变，辣椒红素含量下降。而且通过对辣椒苏丹红和罗丹B污染途径研究，也表明包装处理过程的编织袋和塑料绳碎片会混入辣椒原料，从而导致辣椒提取物产品受到一定程度的苏丹红I、III和IV、罗丹明B的交叉污染，导致辣椒红素生产的安全风险。

为了避免这些风险，原料辣椒生产过程中，作业人员在从事采收及采后作业时应清洗双手，并保持清洁;应对所用的器具进行充分洁净，对采后所用的塑料包应符合相关法律法规要求，并针对苏丹红、罗丹明的污染风险进行监测，禁止使用化肥袋、工业包装袋等可能存在污染的容器。

为了包装原料辣椒长期储藏品质，可以通过微波干燥杀菌工艺对原料进行预处理，避免了原料在存放过程中由于霉菌作用使辣椒红色素降解和产生真菌毒素，通过试验(参见表3)表明:调整辣椒含水量为15%左右，控制微波杀菌温度宜控制在78℃，杀菌6分钟，杀菌处理后样品水分在4.00% ～6.13%之间，对原料辣椒的带菌的杀灭率高达99.98%。达到长期保质贮藏的目的。

表3 辣椒微波杀菌干燥试验

3 结论

总之，针对辣椒提取物生产对原料品质和安全要求，对影响辣椒原料品质和安全的关键因素进行了系统的研究分析，确定品种选择及栽培管理技术、产地环境条件、农业投入品、采后的运输干燥及储藏包装条件等为影响质量及安全的关键控制环节。针对各个环节的关键因子进行研究，建立了原料生产的规范化技术体系，是保证辣椒红提取效率和质量安全有效措施。

［1］冯霄，何潮洪.化工原理［M］.北京:科学出版社，2007:281.

［2］张芳芳.辣椒果实主要色素动态变化及辣椒红素的QTL定位［D］.北京:中国农业科学院，2010.

［3］黄启强.辣椒红色素提取技术的研究［J］.广州食品工业科技，2004，20(4):15 －18.

［4］赵文戈.各种栽培因子对辣椒红素影响的实验分析［J］.北京农业，2012(17):14－15.

［5］谌智鑫，赵尊练，周倩，等.不同储藏条件对干辣椒品质的影响［J］.农业工程学报，2011，27(9):381－386.