辣椒中生物活性成分分析方法现状研究

2024-05-10 09:59封雪马海潇张美玲蒋宜轩刘贵巧
农产品质量与安全 2024年1期
关键词:辣椒素胡萝卜素辣椒

封雪 马海潇 张美玲 蒋宜轩 刘贵巧 翁 瑞

(1. 河北工程大学生命科学与食品工程学院, 河北邯郸 056038; 2. 中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所, 北京 100081)

辣椒属于茄科辣椒属, 是全球经济农业中较重要的蔬菜作物[1]。 由于辣椒在烹饪、 工业、 医疗和作为观赏植物上的用途, 辣椒市场规模在世界各地都呈上升趋势。 根据联合国粮食及农业组织报告的最新数据, 从2011 年到2021 年, 全球辣椒总产量在10 年间增长了15.7%。 2021 年我国新鲜辣椒种植面积为75 万hm2, 产量22 万t, 是全球最大的新鲜辣椒生产国。

在过去的20 年里, 人们对天然基质中存在的生物活性物质的化学和功能特性越来越感兴趣, 加上人们对健康食品益处的认识和分析仪器的进步,促进了以辣椒果实及其副产品为生物活性成分来源的研究。 辣椒中的生物活性成分主要为酚类化合物、 辣椒素和类胡萝卜素, 其含量因果实组织(胎盘、 果皮和种子)、 栽培品种、 成熟阶段、 气候和储存条件以及加工方式而异[2]。 辣椒中的生物活性物质具有抗炎、 抗氧化、 抗癌等生理功能, 在风味、 颜色等方面为辣椒增加了很高的商业价值[3]。

揭示辣椒的生物活性物质, 从辣椒基质中分离, 并在食品工业上加以利用, 以及开发富含理想生物活性成分的辣椒新品种, 这些目标在很大程度上取决于对生物活性成分的准确定性和定量分析。不少学者对辣椒中重要的生物活性成分, 如酚类化合物、 辣椒素和类胡萝卜素进行了分析方法开发和应用, 但信息分散在不同的文献中, 很少有人进行系统的梳理。 ASNIN 和PARK[4]收集和整理了有关辣椒中活性成分的制备和分析方法等信息, 但到目前为止仪器和分析技术都取得了新的重大进展, 一些分析方法已经成为过去式。 本文的目的是收集近几年关于辣椒中生物活性成分的分析方法, 特别是具有高选择性、 灵敏性和通用性的分析技术, 以期为辣椒中生物活性成分的检测提供一定的参考。

一、 酚类化合物的分析方法

酚类化合物是植物在胁迫条件下产生的具有生物活性的次生代谢产物, 由于其强大的抗氧化活性, 在过去的几十年中引起了科研工作者的广泛兴趣。 它们在植物中的含量受不同因素的影响, 如基因型、 发育阶段、 生长区域、 农业栽培方式、 气候和采后加工条件等[5]。 辣椒中的酚类化合物主要为黄酮类化合物(木犀草素6-C-己糖苷、 山奈酚戊糖基二糖苷等)[6]和酚酸类化合物 (香草酸、 咖啡酸、 阿魏酸、 对香豆酸、 对羟基苯甲酸等)[7]。 这些酚类化合物在一定程度上赋予辣椒的味道和风味, 并具有很高的抗氧化活性, 对人体健康有益,如保护血管、 预防癌症、 预防动脉粥样硬化、 抗菌、抗炎、 抗肿瘤、 抗肥胖等[8]。

(一) 样品的制备和提取辣椒收获后的前处理过程对其酚类化合物含量有至关重要的影响。 其中, 干燥是食品工业中广泛使用的一种保存方法[9]。常用的干燥技术包括热风、 微波、 红外线、 真空和冷冻干燥等[10]。 YAP 等[11]评价了不同热风干燥温度(60~160℃) 和时间 (30~120 min) 对辣椒中酚类化合物含量的影响, 结果显示, 120℃热风干燥30 min 提取酚类化合物的效果较好, 其中绿原酸是最稳定且含量最高的化合物, 芦丁和槲皮素在160℃的高温下还可以检测到, 但含量随温度的增加呈下降趋势。 红外干燥因其穿透力强、 传递速度快等优点, 可以在更短的时间内减少水分, 从而减少酚类化合物的降解, GUCLU 等[6]的研究证明了这一点。 真空冷冻干燥可最大程度保留干燥后食品的色泽和营养价值, 相比于其他干燥方法具有独特的优势[12]。 但该技术成本和能源消耗较高, 冻干时间较长。 由于所有干燥技术都有各自的优缺点, 所以建议根据原材料的种类使用组合技术以最大效率地保持干燥产品的品质。 有研究表明, 冷冻干燥和渗透预处理的组合可最大程度保持原材料的功能和营养品质[13]。 TURKIEWICZ 等[14]采用70℃的对流预干燥和120 W 的真空微波干燥的组合方法对木瓜进行干燥, 酚类化合物含量与采用真空冷冻干燥技术时接近, 且其成本更低, 干燥时间更短。

萃取是酚类化合物分离的重要步骤。 传统溶剂萃取是分离酚类化合物的最常用且最简单的萃取技术, 酚类化合物通常在极性比水低的溶剂中更易溶解[15]。 甲醇[16]、 乙醇[17]、 乙腈[7]、 己烷、 丙酮以及其水溶液是提取酚类化合物常用的有机溶剂。MARINCAS 等[18]采用甲醇(100%)、 乙醇(100%)、甲醇-乙醇(50∶50, 体积比)、 己烷(100%)、 己烷-乙醇(50∶50, 体积比)、 丙酮(100%) 以及己烷-丙酮(50∶50, 体积比) 7 种不同萃取溶剂对辣椒中黄酮类化合物进行萃取, 发现甲醇是最适合的提取溶剂。 但由于辣椒中酚类化合物的极性差异较大, 有机溶剂与水的混合溶剂是提取辣椒中酚类化合物的常用溶剂[7,19]。

传统方法会消耗大量的溶剂和样品, 操作时间长, 处理温度高, 可能导致酚类化合物的降解。 在样品前处理技术方面, 学者们一直在努力开发更快、 更环保、 成本更低的萃取和净化方法, 旨在克服传统方法的局限性[20]。 超临界流体萃取 (SFE)、微波辅助萃取(MAE)、 加压液体萃取(PLE) 和超声辅助萃取(UAE) 等绿色萃取工艺已被用于提取酚类化合物, 可有效减少提取时间和溶剂用量[21]。DIAS 等[22]通过超声波辅助二氧化碳超临界流体萃取法(SFE-US) 从红辣椒中提取酚类化合物, 超声波的应用使SFE 的总提取率提高了45%。 传统萃取方法的小型化也被用于酚类化合物的提取, 其主要优点是减少样品、 溶剂的用量, 降低成本和废弃物的产生, 此外还可以减少试验步骤和分析时间[20]。μ-QuEChERS (“微型快速、 简单、 便宜、 高效、坚固和安全” 的缩写) 是传统QuEChERS 的小型化技术。 QuEChERS 技术一般用于蔬菜水果中农兽药残留的检测[23], 是将振荡法萃取、 液液萃取法初步净化、 基质分散固相萃取(d-SPE) 净化相结合的一种样品前处理方法, 常用的吸附剂有十八烷基键合硅胶 (C18)、 乙二胺-N-丙基硅胶(PSA)和石墨化碳黑(GCB)等[24], 该技术操作简单, 萃取效率高, 近年来也被用于检测食品中的活性成分。RODRIGUES 等[25]用优化的μ-QuEChERS 方法对红辣椒中的酚酸和黄酮类化合物进行检测, 萃取部分采用Mg SO4和CH3COONa, 净化步骤选择MgSO4、 PSA 与GCB 的组合, 与传统的样品制备技术相比, 样品的量以及溶剂体积分别减少了32倍和14 倍。 但由于现有的酚类化合物数量众多,传统制备技术具有严重的局限性, 且绿色节能的新技术还没有被广泛应用, 因此到目前为止并没有针对所有类型的酚类化合物的通用萃取方法。

(二) 鉴定和定量酚类化合物总量的测定主要基于Folin-Ciocalteau (FC) 比色法[26], 已使用了几十年。 测定酚类化合物的方法还包括荧光法[27]、 电化学检测法[28]、 气相色谱法(GC)[29]、 高效液相色谱-紫外检测法(HPLC-UV)[30]和液相色谱-串联质谱法(LC-MS/MS)[31]等。 荧光法根据分子吸收的能量而发射出荧光, 根据荧光的光谱和荧光强度, 对物质进行定性或定量, 是一种灵敏而有选择性的分析技术, 酚类化合物的荧光发射波长一般在275~500 nm, 激发波长在260~380 nm。 但该方法干扰因素多, 容易被光分解, 且对于单个酚类化合物的检测较为麻烦。 电化学检测法是根据传感器与分析物相互作用时电流、 电压或电导的变化, 对酚类化合物进行检测。 该技术成本低、 效率高、 响应时间短, 但是电化学传感器存在电极结垢的巨大缺点,需要进行频繁校准[32]。 GC 以及气相色谱-质谱联用法(GC-MS)主要检测辣椒中的香气以及脂肪酸等挥发性成分, 对于非挥发的酚类化合物一般需要进行复杂的衍生化, TEMERDASHEV 等[33]通过固相萃取-衍生化-GC-MS 测定贯叶连翘水提取物中的酚类化合物, 与常规溶液分析衍生化相比, 在吸附剂上制备衍生物缩短了样品制备时间, 减少了提取物的体积。 目前还没有针对辣椒中酚类化合物的气相色谱方法。

HPLC-UV 常被用于酚类化合物的分离和定量[34], 检测波长一般在200~400 nm, 绝大多数酚类化合物可在C18柱[2,19]上进行分离, 也可使用HSS T3 柱[35]和RP-Amide 柱[36]。 流动相选择甲醇或者乙腈, 可适当加入甲酸或乙酸以调整峰型和保留时间。 XU 等[37]用HPLC 和超高效液相色谱 (UPLC)测定了贵州省9 个不同辣椒品种中的6 种酚类化合物, 其中儿茶素是主要的酚类化合物, 含量为192.21~384.73 μg/g; GUILHERME 等[38]对青椒和红辣椒中9 种酚类化合物进行鉴定和定量, 其中间香豆酸、 邻香豆酸和槲皮素-3-O-鼠李糖苷在绿色青椒中含量更高, 绿原酸、 咖啡酸和芦丁在红色辣椒中的含量更高。 然而, 这种检测器的主要局限性在于: 化合物的鉴定只能通过保留时间和紫外光谱进行[15], 在复杂样品中其定量数据可能会受到一定影响。 为了克服这个问题, 近年来, 利用LCMS/MS 检测酚类化合物的研究越来越多。 LCMS/MS 能够通过多反应监测 (MRM) 扫描模式降低噪声和提高灵敏度, 通过二级碎片离子信息对酚类化合物进行定性, 采用外标法进行精确的定量分析[35]且样品前处理简单。 BARBOSA 等[7]采用LCMS/MS 对辣椒粉中36 种酚类化合物进行了定量分析, 检出限 (LOD) 为0.01~1 400 μg/L, 定量限(LOQ) 为0.03~4 500 μg/L; RODRIGUES 等[25]测定了辣椒中的14 种酚酸和黄酮类化合物, 其中香兰素、 阿魏酸和柚皮素含量较高, 占所评价酚类化合物总量的92.2%, LOD 为7~87 μg/kg, LOQ 为25~290 μg/kg; MI 等[19]通过同时对38 种黄酮类化合物进行LC-MS/MS 测定, 建立了黄酮类化合物的指纹图谱。 使用标准品对辣椒中的酚类化合物进行定量分析, 是进一步对其相关特性进行研究的基础, 更是对其进行后续加工与应用的关键。

二、 辣椒素的分析方法

辣椒素是辣椒产生刺鼻、 灼热感的次级代谢产物, 通常由辣椒胎座合成, 位于种子、 果皮和胎盘组织中, 是一种常见的天然食品添加剂和辣味调味品。 辣椒中的辣椒素主要是辣椒素、 二氢辣椒素、降二氢辣椒素、 高二氢辣椒素和高辣椒素, 其中辣椒素和二氢辣椒素含量最高, 约占总含量的90%以上[39]。 它们的含量主要取决于基因型、 果实成熟度和种植条件等[40]。 辣椒素因其辛辣的风味, 具有增加食欲、 开胃消食等作用[41]。 此外, 辣椒素还具有抗癌、 抗炎、 降糖、 抗肥胖[42]、 有利于胃肠道健康[43]等功效。

(一) 样品的制备和提取液液萃取 (LLE)是从植物中提取次生代谢产物的最常见方法[44], 其中萃取溶剂的极性是萃取条件中的重要因素之一。WAQAS 等[45]评估了不同溶剂和表面活性剂对辣椒素浸渍萃取效率的影响, 发现所用溶剂的萃取效率排序为乙酸乙酯>二氯甲烷>丙酮>甘油>乙腈>甲醇>乙酸>甲苯。 但传统萃取技术有其明显的缺点,例如LLE 的萃取程序繁琐且需消耗大量的有毒有机溶剂, 固相萃取 (SPE) 使用的有机溶剂体积较小, 但滤芯的成本过高。 目前, 现代萃取技术, 如UAE、 MAE、 SFE、 PLE、 酶辅助提取(EAE)、 深共晶溶剂提取 (DESs)、 脉冲电场 (PEF) 等已被开发为辣椒素的绿色萃取技术[46]。

近年来, 小型化萃取技术也成为辣椒素萃取技术的发展趋势。 分散液-液微萃取 (DLLME) 由于其快速、 环保、 高萃取效率和简便性在食品分析中有广泛的应用[47]。 该技术是将萃取剂 (有机溶剂) 和分散剂的混合物注入水相样品基质中, 形成水/ 分散剂/ 萃取剂的乳浊液体系, 乳化液滴具有很大的间隙面积, 因此, 快速达到平衡, 提取瞬间完成。 CALEB 等[48]使用DLLME, 结合高效液相色谱二极管阵列检测器 (DAD) 对不同品种辣椒中的3 种主要辣椒素(辣椒素、 二氢辣椒素和降二氢辣椒素) 进行了萃取浓缩和测定, 萃取时间仅需15 s, 且具有良好的回收率。 由于辣椒基质的复杂性, 单一的萃取方法很难将辣椒素提取完全, 最好的萃取方法是根据不同萃取技术的优缺点将不同的萃取工艺组合在一起, 可显著提高萃取过程和最终产品的质量[46]。 但仍有很多需要研究的地方, 例如辣椒素提取工艺参数的优化、 最新先进技术以及预处理工艺对辣椒素回收效率的影响等。

(二) 鉴定和定量辣椒中辣椒素的检测技术主要是核磁共振法(NMR)[49]、 电化学法、 HPLC[50]、GC[51]、 LC-MS/MS[52]和GC-MS[53]等。 NMR 具有数据采集时间短、 分析物结构鉴定可靠性高等优点, 但该方法灵敏度较低, 定量范围较窄。 BORA等[49]以苯为内标, 建立了测定干辣椒和油树脂中辣椒素和总辣椒素的1H-qNMR 方法, 该方法检出限为4.4 μg/mL, 定量限为14.8 μg/mL, 线性范围为0.083~8.33 mg/mL, 回收率为98.51%~106.50%,满足检测要求。 辣椒素结构中存在酚类片段容易进行氧化, 因此可进行电化学检测, 电化学方法具有快速响应、 灵敏度高、 成本效益低和易于小型化等特点, 但是电极的制备非常耗时, 且检测范围较窄。 目前对电化学检测方法的研究主要集中在对电极的优化, 如ZIYATDINOVA 等[54]开发了用羧化单壁碳纳米管(SWNT-COOH) 和CeO2表面活性剂分散体修饰的玻璃碳电极 (GCE), 该电极对辣椒素具有高选择性, 可用于辣椒素的定量, 线性范围较宽, 为0.10~7.5 μmol/L 和7.5~500 μmol/L,检出限、 定量限分别为28、 92 nmol/L; JIMENEZ等[55]开发了一种基于还原氧化石墨烯修饰丝网印刷碳电极 (rGO-SPCE) 的伏安传感器来检测辣椒素, 通过清洗步骤有效减少电极结垢, 可进行重复使用, 其线性范围为1.1~25.0 μmol/L 和25.0~150.3 μmol/L, 检出限为0.3 μmol/L。 因GC 需要对分析物进行衍生化, 会延长分析前样品制备时间, 所以GC 使用相对较少。

目前, 使用HPLC 结合荧光 (FL) 和紫外(UV)[56]检测辣椒素含量的研究较多, FL 检测辣椒素的激发波长为229 nm, 发射波长为320 nm, 流动相一般选择甲醇或乙腈[57], 色谱柱多为C18柱[50]。方林明等[58]采用HPLC 结合FL 测定食品中辣椒素类化合物含量, 其中辣椒素的检出限为0.05 mg/kg,二氢辣椒素的检出限为0.10 mg/kg, 在不同基质中的回收率范围为69.8%~105.7%, 但荧光检测极易受背景荧光和猝灭效应的影响, 导致定量数据不准确。 UV 检测器是HPLC 中最常用的检测器, 辣椒素的检测波长为280 nm, 其线性范围宽, 为1~200 mg/L, 操作简单, 但其灵敏度有限, 辣椒素的LOD 为0.018 mg/L, LOQ 为0.062 mg/L[40]。 HPLC结合质谱 (MS) 检测可通过精确的分子量 (m/z)对辣椒素进行鉴定, 比大多数HPLC-UV 方法具有更高的灵敏度, 其高选择性也可用于直接测定辣椒果实中微量辣椒素的浓度。 ALOTHMAN 等[59]采用超高效液相色谱-质谱 (UPLC-MS) 检测辣椒中的降二氢辣椒素、 辣椒素、 二氢辣椒素、 高辣椒素、 高二氢辣椒素, LOD 分别为0.15、 0.05、 0.06、0.2、 0.1 μg/g, LOQ 分别为1.07、 1.16、 0.89、1.22、 1.11 μg/g。 该方法与传统的HPLC-MS 方法相比, 具有分析时间短、 灵敏度高等优点。 而LC-MS/MS 方法的灵敏度和选择性更高, 适用于复杂的样品基质, 如LIU 等[60]采用LC-MS/MS 对辣椒中的辣椒素、 二氢辣椒素、 降二氢辣椒素进行测定, 其LOD 分别为0.01、 0.01、 0.11 ng/mL,LOQ 分别为0.03、 0.04、 0.36 ng/mL。 液相色谱与质谱相结合, 提高了检测的灵敏度, 可检测到更多的化合物, 但检测成本也大大提高。 近几年对辣椒素的研究着重在生物合成、 功能开发等方面[61], 对于检测技术方法的开发报道较少。

三、 类胡萝卜素的分析方法

不同品种辣椒的成熟果实中的类胡萝卜素被广泛用作天然食用色素。 通常情况下, 每个辣椒品种的颜色都是可变的, 从未成熟果实的绿色、 黄色或白色, 到成熟阶段的红色、 暗红色、 棕色, 有时甚至几乎是黑色[62]。 颜色的变化主要源于在成熟过程中, 果实细胞中的质体表现出剧烈的变化, 通常从叶绿体转化为色质体, 同时伴随着叶绿素的降解和类胡萝卜素的积累[63]。

类胡萝卜素是具有多烯链和不同端基的亲脂性C40类异戊二烯, 该结构可以经历高度多样的修饰,如一端或两端的环化、 氢化、 脱氢、 添加侧基等,从而产生非常广泛的化合物群[64]。 这些化合物主要分为两类, 分别为碳氢化合物 (通常称为胡萝卜素, 主要包括α-胡萝卜素和β-胡萝卜素) 和含氧化合物 (通常命名为叶黄素, 包括β-隐黄质、玉米黄质、 紫黄质和辣椒红素等)[65]。 其中, 辣椒红素是辣椒中主要的红色色素, 约占类胡萝卜素总量的50%, 其次是辣椒玉红素, 这两种色素是辣椒属中特有的[66]。 类胡萝卜素具有良好的抗氧化和抗癌活性, 因此在预防癌症、 心血管疾病、 骨质疏松症和糖尿病等方面发挥着重要作用[67]。

(一) 样品的制备和提取辣椒中的类胡萝卜素在自然环境中相对稳定, 但热、 光、 空气、 氧或化学物质也会导致其降解、 氧化和异构化。 因此,在分析辣椒中类胡萝卜素的过程中须小心避免其分解。 一般建议是在温度低于4℃的黑暗环境或柔和光线下, 尽快地进行均质、 萃取和后续程序[4]。 最常用的萃取溶剂是丙酮[68], 其他萃取剂包括正己烷-丙酮-无水乙醇(2∶1∶1, 体积比)[69]、 乙醇-正己烷 (1∶1, 体积比)[70]、 乙醇-丙酮 (1∶1, 体积比)[71]等。

由于成熟辣椒中存在酯类化合物, 通常建议增加皂化步骤, 以改善类胡萝卜素的定量。 提取类胡萝卜素的一般流程为称取辣椒样品加入丙酮(含有0.1%BHT) 进行萃取, 直至样品没有颜色为止,将提取物进行旋转浓缩至最终的体积为50 mL, 将提取液转移到分液漏斗中, 加入乙醚和氯化钠(10%) 进行分离, 弃去水相, 用无水Na2SO4(2%)洗涤除去剩余水分, 加入甲醇-KOH (10%~20%)进行皂化, 皂化在黑暗环境下进行, 时间为1~24 h, 皂化完成后加入氯化钠 (10%) 将溶液洗涤至中性, 旋转蒸发(35℃) 至干, 检测之前将其用丙酮复溶[66]。 但是GIUFFRIDA 等[72]认为皂化步骤是一种清理过程, 可能会导致样品中天然类胡萝卜素的降解, 其利用HPLC-MS 对辣椒中的天然类胡萝卜素直接进行分析, 共鉴定出52 种类胡萝卜素,其中也包括酯类。 考虑到传统的有机溶剂萃取过程会大量使用溶剂, 有些溶剂有毒, 会对环境产生危害。 酶法提取、 超临界流体提取、 微波辅助提取、索氏提取、 超声波提取以及使用绿色溶剂 (植物油、 深层共晶溶剂、 离子液体和柠檬烯) 等方法已被用于提取类胡萝卜素, 其中超临界CO2技术和基于酶的提取工艺在回收效率和环境安全性方面显示出良好的结果, 两种或多种方法结合也可以提高产量并减少提取时间[73]。

(二) 鉴定和定量HPLC 是检测类胡萝卜素的常用方法[74], 色谱柱一般选择C18柱[66]或YMC C30柱[37], 流动相为丙酮水体系或甲醇/ 乙腈-水(含有一定比例的甲基叔丁基醚) 体系[75], HPLC检测波长在400~500 nm, 通常选择450 nm[5,74]。对类胡萝卜素的定量分为内标法和外标法, 内标法选择β-apo-8'-胡萝卜素作为内标添加到样品中,大批量进样时耗时较长。 外标法是将类胡萝卜素的标准品稀释成标准曲线, 根据标准曲线对样品中的类胡萝卜素成分进行定量, 定量数据准确, 耗时较少, 但是类胡萝卜素的标准品较为昂贵, 且容易氧化, 标准品的保存条件较为苛刻, 一般避光、 密封保存在-20℃或-80℃, 配成溶液后尽快使用。 XU等[74]采用HPLC 对辣椒中5 种类胡萝卜素(辣椒红素、 玉米黄质、 叶黄素、β-隐黄质、β-胡萝卜素) 进行定量分析, 5 种类胡萝卜素的LOD 范围在0.020~0.063 mg/L, LOQ 在0.067~0.209 mg/L,线性范围为0.1~50 mg/L, 回收率在87.80%~107.47%。 但由于类胡萝卜素异构体和/ 或类似结构的存在, 色谱特征可能相似。 此外, 辣椒中的一些类胡萝卜素高度酯化, 这阻碍了单独使用HPLC进行提取和鉴定。 因此, LC-MS/MS 是测定辣椒中类胡萝卜素的首选方法[75]。 LC-MS/MS 整合了LC 的色谱容量以及MS 在仪器中提供的高灵敏度、准确性和丰富的结构信息, 可以对辣椒中的类胡萝卜素进行结构鉴定和准确定量。 考虑到类胡萝卜素通常以非常低的水平存在于辣椒基质中, 因此使用质谱仪作为检测器是必要的。

四、 同时检测辣椒中多种生物活性成分的方法

随着高分辨色谱和质谱的发展, 辣椒中活性成分同时检测的方法也在不断开发, 同时检测可以在很大程度上减少分析时间以及所需溶剂的量, 但由于辣椒中的生物活性成分极性各不相同, 所以极少有两种或者3 种活性成分同时检测的情况, 目前同时检测的方法还需进一步完善。 ARRIZABALAGALARRANAGA 等[76]采用UPLC 与高分辨质谱(HRMS) 相结合的方法对辣椒粉中的4 种辣椒素和6 种类胡萝卜素同时进行检测, 大多数化合物的线性范围在0.001~10 mg/kg,β-隐黄质和叶黄素的线性范围为0.1~10 mg/g, 相关系数 (R2) 高于0.998; 大多数目标化合物的LOD 范围为0.001~0.025 mg/kg,β-隐黄质和叶黄素的值略高 (分别为0.1、 0.25 mg/kg), 运行和日常精密度RSD 分别低于15%和10%, 相对误差低于10%。 这些结果证明了所开发的方法在测定辣椒素和类胡萝卜素方面具有良好的仪器性能, 但是该方法没有对辣椒素和类胡萝卜素的回收率进行评价。 MARINCAS等[18]采用HPLC 同时定量了辣椒中7 种黄酮类物质和辣椒素的含量, 线性范围为0.5~40 μg/mL,黄酮类物质和辣椒素的LOD 分别为0.1 ~0.2 μg/mL 和0.05 μg/mL, LOQ 分别为0.3~0.4 μg/mL和0.1 μg/mL, 回收率为90.60%~115.05%, 方法性能良好, 但检测的化合物相对较少且灵敏度较低。 BIJTTEBIER 等[77]使用液相色谱-光电二极管阵列-精确质谱法 (LC-PDA-amMS) 开发一种通用的分析方法, 鉴定和定量红辣椒中的无机植物代谢物, 包括类胡萝卜素、 甾醇衍生物、 糖脂、 甘油脂质、 辣椒素和脂溶性维生素。 这种通用的分析方法可以提供辣椒中大量的代谢物信息, 但同样的对于方法学验证的相关信息较少。

五、 结语和展望

辣椒中富含酚类化合物、 辣椒素、 类胡萝卜素等天然活性成分, 具有抗氧化、 抗炎、 抗菌和抗癌等生物活性功能。 随着人们对天然活性成分的逐渐认识, 功能成分和天然药物的市场也在不断扩大,这些天然化合物可以为产品提供良好的感官品质和营养价值, 将其应用于食品或医药产品可有效改善人体健康。 对这些活性成分的提取和检测方法进行标准化可显著提高辣椒中生物活性成分的利用率。对于活性成分的提取, 大部分的研究仍使用传统的溶剂浸提法, 但一些绿色的提取方法也在不断开发和完善。 对于分离和检测技术, HPLC 和LC-MS/MS 成为检测辣椒中活性成分的主流方法, 但到目前为止, 对于这些活性成分的定量分析以及方法优化和开发方面的研究较少。 对辣椒中生物活性成分功能的挖掘和应用有待进一步开展, 相信在不久的将来, 辣椒中的生物活性成分也将会应用于食品工业以及医药学等相关领域。

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