辣椒红色素是从辣椒油脂中提取出来的含氧类胡萝卜素,常用作着色剂[1]。它是辣椒中的主要类胡萝卜素之一,其主要成分为辣椒红素和辣椒玉红素。辣椒红色素的含量随着辣椒果实成熟过程先逐渐增加后逐渐下降,颜色达到深红色时含量最高,占辣椒类胡萝卜素总量的40%～60%[2-4]。另外,辣椒红色素具有“天然色素”的标签,联合国粮食及农业组织和世界卫生组织将辣椒红色素列为A类色素,即在使用中不加以限量,因此其安全性已得到世界公认[2]。在我国,食品卫生法规中辣椒红色素可用于多种食品加工中,并已被广泛应用于食品、饲料、化妆品、医疗等领域[5]。
辣椒红色素不仅是优良的着色剂,其还具有抗氧化、清除自由基、减少炎症、抑制脂肪积累和其他生物学作用,包括抗干眼症、抗癌、降血脂、抗肿瘤、皮肤光保护、抗糖尿病、抗肥胖和抗脂肪肝等[6-11]。然而,辣椒红色素在高温、高湿、氧气、光照等条件下易降解[12]。此外,辣椒红色素具有高度亲脂性,其水溶性极差,导致辣椒红色素的口服生物利用度低[1]。为了进一步扩大辣椒红色素在食品和药品中的应用,学者们也在积极研究提高其溶解度、稳定性和生物利用度的方法,如乳液包埋、微胶囊和水凝胶等[13]。基于此,本文系统介绍了辣椒红色素的合成途径、提取方式、生物活性和稳定性,并综述了辣椒红色素包埋递送系统及其在食品中的应用,以期为辣椒红色素的进一步开发和应用提供支撑。
1 辣椒红色素的合成
类胡萝卜素种类繁多,其包含850多种不同的结构,由于其共轭双键的长度和共轭基团的数量不同而呈现出黄色、橙色和红色等不同的颜色,在各色食品中被广泛应用[14]。这些类胡萝卜素的合成途径始于番茄红素的转化,形成β-胡萝卜素。番茄红素β-环化酶使β-胡萝卜素生成了β-环。随后β-胡萝卜素依次转化为β-隐黄质、玉米黄质、花药黄质和紫黄素,在此过程中β-环会逐步转化为辣椒红素和辣椒玉红素的显色结构κ-环。
辣椒红素和辣椒玉红素分别由花药黄质和紫黄素通过辣椒红素合成酶合成。该酶通过催化反应,将花药黄质和紫黄素中的3-羟基-5,6-环氧-β-环转化为辣椒红素和辣椒玉红素特有的3-羟基-6-酮-κ-环,从而赋予成熟辣椒鲜艳的红色。辣椒红色素合成过程涉及多个酶的作用,包括番茄红素环化酶、β-环特异性羟化酶、玉米黄质环氧化酶和辣椒红素合成酶等(图1)[15-16]。
图1 辣椒中辣椒红色素(辣椒红素和辣椒玉红素)的合成途径[17]
Fig.1 Synthesis pathway of paprika red pigment (capsanthin and capsorubin) in chili peppers [17]
2 辣椒红色素的提取方法
辣椒红色素具有众多的生理活性,但其水溶性和稳定性差,因此辣椒红色素的提取、纯化对辣椒红色素产品的开发具有重要意义。在食品工业中,常用的提取方法有溶剂萃取、酶萃取、超声波萃取和索氏抽提法等。除传统萃取法外,三液相萃取法、亚临界水萃取法和超临界流体萃取法等新型提取技术也被逐渐采纳。不同提取工艺的原理、优缺点见表1。
表1 辣椒红色素的不同提取工艺原理及优缺点
Table 1 Principles, advantages, and disadvantages of different extraction processes of paprika red pigment
提取方法提取原理优势劣势例子参考文献有机溶剂法基于溶质在互不相溶溶剂中的不同溶解度,即一种溶剂的溶质被萃取至另一溶剂组成的溶液中浸提能力大、易于大量生产、成本低廉能耗高、效率低、需要大量溶剂以正己烷为提取剂,辣椒粉碎粒度20^40目、提取温度65 ℃,提取时间110 min,料液比1∶5(g∶mL,下同),提取2次。在该提取工艺条件下,干红辣椒中辣椒红色素的色素相对量达到了9.21%[18]
续表1
提取方法提取原理优势劣势例子参考文献索氏抽提法利用溶剂回流和虹吸原理,通过加热使溶剂气化,冷凝后滴入提取管内,浸提样品中的脂溶性物质提取的色素纯度高、色价高工序复杂,萃取时间长,提取率较低质量分数10%的NaOH溶液,80 ℃,料液比1∶20,提取时间120 min,提取2次。硅胶柱层析分离的洗脱液为石油醚与乙醇,体积比2∶1。辣椒红色素色值可达125,产率可达2.88%[19]超声波溶剂热浸法利用超声波的空化作用和加热增大物质分子的运动频率和速度,从而增加溶剂的穿透力,提高被提取成分的溶出速度强化浸提效果、实现有机试剂的循环利用提取辣椒红色素的纯度较低以乙酸乙酯为提取溶剂,超声波处理时间29 min,超声波处理温度49 ℃,料液比1∶6,热浸温度60 ℃,热浸时间1.5 h,提取1次,该条件下提取所得辣椒红色素为深红色油状液体,产品色价约为172[20]超声波辅酶提取法超声波的机械作用可破坏细胞壁和细胞膜的结构,加速物质的溶出,纤维素酶和果胶酶可破坏植物细胞壁,提高细胞壁和细胞膜的通透性,也可加速辣椒红色素的溶出提取率高、提取时间短、产品纯度高、操作工艺简单、设备维护和保养方便设备昂贵、酶活性在超声波处理过程中降低超声波处理功率434 W、乙醇体积分数75.5%、超声波处理时间76.3 min、酶用量4 mg的条件下,辣椒红色素的提取效果最佳[21]三液相萃取采用亲疏水有机溶剂和无机盐水溶液3种液相构成萃取分离体系溶剂用量少、成本低、设备要求低、萃取时间短有更多的辣椒红素以小液滴的形式包裹在辣椒的固相中,不利于辣椒红色素富集当体系由22%(质量分数,下同)丙酮、20% K2HPO4和10%正己烷组成时,辣椒红色素被提取到顶部正己烷相,在25 ℃ 下,辣椒红色素提取率最高[22]亚临界水萃取法水在高温高压下达到亚临界状态,并通过调节温度和压力,改变极性,实现天然产物中水溶性到脂溶性成分的连续萃取或选择性萃取提取效率高、绿色节能环保、产能大、适合工业化生产提取时间长、设备要求较高最佳萃取工艺为亚临界水温度120 ℃、提取时间2 h、液料比10∶1(mL∶g)、萃取压力0.8 MPa、pH=5,此时辣椒红色素的提取率为2.46%[23]超临界CO2萃取利用超临界CO2对辣椒红色素具有特殊溶解作用进行萃取无毒、高效高分子质量和极性的组分在CO2中的溶解度较低,温度和压力的变化对这些化合物的提取过程影响有限,萃取对设备有严格的要求在50 ℃/45 MPa的超临界CO2萃取条件下,获得的辣椒红色素含量最高[24]
在辣椒红色素提取技术中,溶剂萃取、酶萃取、超声波萃取和索氏抽提法等传统方法虽然能够有效提取目标成分,但存在溶剂使用量大、能源消耗高、操作复杂、难以连续化生产等缺点。相比之下,新型技术如三液相萃取法、亚临界水萃取法和超临界流体萃取法展示了明显的优势,这些技术通过减少溶剂使用、提高色素提取效率和色素纯度,显著降低了能源消耗和环境污染,符合现代化、绿色化和高效化的发展趋势。随着对环境保护和可持续发展要求的增加,新型色素提取技术将逐渐成为主流。
3 辣椒红色素的生物活性
辣椒红色素是一种天然的抗氧化成分,同时还展现出显著的抗肥胖和抗癌效果[9-10]。此外,它还对干眼症、降血脂、皮肤光保护、糖尿病和脂肪肝等具有积极作用[7-8,11]。这些特性使辣椒红色素在功能性食品和治疗领域具有广泛的应用前景,特别是在抗氧化、抗肥胖和抗癌活性方面展现出重要的应用潜力[25]。
3.1 抗氧化活性
辣椒红色素中的辣椒红素和辣椒玉红素是辣椒中特有的类胡萝卜素,具有极强的抗氧化性[15]。辣椒红色素不仅可通过形成内过氧化物进行化学猝灭反应,还可通过物理体系猝灭·O2-[26]。与β-胡萝卜素相比,辣椒红色素的共轭酮延伸多烯链具有更强的抗氧化活性,具体表现为:辣椒玉红素>辣椒红素>紫黄素>β-胡萝卜素;并且与花药黄质和虾青素相比,辣椒红色素具有更强的抗氧化活性[27]。另外,类胡萝卜素提取物的抗氧化活性是由其类胡萝卜素的成分和比例决定[28]。例如,40 μmol/L β-胡萝卜素与辣椒红色素的比例为1∶1和1∶9时,对自由基具有显著的协同清除作用,而比例为9∶1时对ABTS阳离子自由基具有拮抗作用[29]。
3.2 抗肥胖活性
肥胖是由能量摄入和消耗不平衡引起的全球性健康问题,常导致2型糖尿病、高血压、心血管疾病等慢性病。研究表明,辣椒红色素具有减轻体重、改善肥胖相关疾病的潜力,尤其在改善脂质代谢和抗炎方面具有显著作用。辣椒红色素可通过调节脂肪细胞因子分泌,减轻脂肪细胞与巨噬细胞的炎症反应,降低代谢综合征的风险。此外,辣椒红色素还可改善肝脏脂肪变性,抑制脂肪生成,降低脂质微粒尺寸,促进脂质代谢平衡[30]。此外,肠道微生物与肥胖及其并发症密切相关,拟杆菌门和厚壁菌门的组成在其中起重要作用;辣椒红色素通过调节肠道菌群(增加拟杆菌门、双歧杆菌门和嗜黏蛋白阿克曼氏菌,减少瘤胃球菌属)并降低二水氧化三甲胺、甘油三酯和胆固醇水平,能够显著减轻肥胖小鼠体重并改善代谢健康[31]。又有研究表明,辣椒红色素具有肾上腺素受体刺激活性,因而展现出有效的抗脂肪、解脂和脂肪酸燃烧活性。在动物喂养实验中,经过辣椒红色素喂养的小鼠由于氧化脂肪酸产生过量的ATP,小鼠表现出强烈的自发性运动,并持续减肥。作为实验中的对照,辣椒素是一种高度抗脂生热物质,经过辣椒素喂养的小鼠由于ATP的缺乏,没有自发性运动,反而表现出睡眠行为且增加了体重。因此,辣椒红色素是一种有效的抗脂肪但不产热的物质,可作为一种新的抗肥胖或胰岛素敏感性增强物质,辣椒红色素是开发新型、健康型功能性减肥食品的良好候选物质[32]。
3.3 抗癌活性
文献报道了辣椒红色素在预防和治疗各种癌症方面具有巨大的潜力,其主要通过猝灭单线态氧、抑制自由基诱导的脂质氧化、抑制超氧化物和NO的生成来发挥抗癌作用,因此,辣椒红色素可作为抗肿瘤促进剂和预防剂[33]。生命系统中毒性最高的物质包括反应性氮物质,例如过氧亚硝酸盐,其含量过高会引起亚硝化胁迫,过氧亚硝酸盐的浓度异常可能导致一系列疾病,例如关节炎、神经系统疾病,甚至癌症[34]。TSUBOI等[35]对硝基辣椒红色素抗肿瘤活性进行了研究,其中辣椒红素通过生成硝基辣椒红素来清除过氧亚硝酸盐,从而降低过氧亚硝酸盐引发的癌症风险。
另外,类胡萝卜素已被观察到在几种肿瘤细胞中可作为有效的生长抑制剂,如白血病细胞、乳腺癌细胞、结肠癌细胞等。有学者研究发现,辣椒红色素能抑制白血病K562细胞的增殖,降低细胞活力,诱导细胞凋亡,干扰细胞周期进程,并且这种作用具有剂量依赖性和时间依赖性[36]。
在乳腺肿瘤中,三阴性乳腺癌比其他乳腺肿瘤更具侵袭性,因此更容易转移,并且在标准化疗后更容易复发。而研究发现,辣椒红色素具有抑制三阴性乳腺癌细胞增殖的活性,且与埃罗替尼合用时产生协同增效作用。其机制在于辣椒红色素通过延缓细胞周期进展、增强埃罗替尼敏感性、抑制蛋白甲基转移酶EZH2/p21,从而抑制肿瘤进展,发挥抗肿瘤效果。因此,辣椒红色素可能成为治疗三阴性乳腺癌的潜在有效药物[37]。
4 辣椒红色素的稳定性
辣椒红色素含有11个共轭双键和多个不饱和烯烃结构[3],因此其对加工条件非常敏感,不适宜的加工条件极易造成其降解,影响其稳定性的因素主要有热处理、光照、氧气、辐照、pH和金属离子等。
4.1 加热
辣椒红色素经过热处理后通过异构化、环氧化、氧化导致色素含量降低[38]。例如,GRIMALDI等[39]发现辣椒在65 ℃加热时的辣椒红色素含量显著低于45 ℃加热条件下的含量。PUGLIESE等[40]研究发现,烹煮后辣椒红色素的含量远低于新鲜红辣椒中的含量。因此,高温热处理会显著降低辣椒红色素的含量,影响其稳定性。
4.2 光照
由于辣椒红素发色团中存在共轭双键或多烯链,因此辣椒红色素具有较强的吸光能力。ZHU等[41]探讨不同光源对辣椒红色素稳定性的影响,结果表明,光波长越短,光对辣椒红素C
C、CO和C—C键的破坏作用越强,辣椒红色素褪色越剧烈,色素降解越多。NISHINO等[42]用高效液相色谱法和吸光度法测定了辣椒红色素的光降解情况,结果显示,辣椒红色素在光降解过程中消耗的氧气较少,这表明辣椒红色素与其他胡萝卜素在结构上的光降解速率存在显著差异,具体而言,辣椒红色素的光降解速度比β-胡萝卜素、番茄红素和叶黄素快。此研究还指出,高效液相色谱法测定的辣椒红色素降解率与吸光度法测定的不同,说明在光降解过程中辣椒红色素会被降解为颜色相近的化合物。由此可见,光照会加速辣椒红色素的降解。
4.3 氧气
外源活性氧会造成辣椒红色素共轭双键断裂,导致其色价损失。具体表现为,由于在活性氧存在下直接氧化或发生加成反应,辣椒红色素中的双键和羰基与活性氧发生反应,生成C13H22O2、C15H24O2、C10H18O等醇类和小分子化合物,从而导致辣椒红色素色价损失。例如,DING等[43]通过紫外-可见光谱、红外光谱和质谱分析了外源活性氧(如·O2-、H2O2和·OH)存在下辣椒红色素的结构变化,结果表明,活性氧可破坏辣椒红色素中的共轭双键,从而导致其降解褪色。
4.4 辐照
辐射是一种广泛使用的非热、安全、有效的杀菌方法;辐照除了杀灭微生物之外,还可较好地保留受辐照处理食品的营养和风味成分。此外,根据世界粮食及农业组织、国际原子能机构和世界卫生组织联合专家委员会的意见,受到低剂量和中等剂量辐照的食品不需要任何毒理学测试,是安全的[44]。因此,辐照技术也逐渐成为一种越来越常见的食品加工方式。研究表明,辐照诱导的自由基反应可能破坏辣椒红色素显色基团的不饱和键,导致色素降解。ZHAO等[45]的研究发现,将辣椒红色素添加到麻辣牦牛肉干中以改善其色泽,并对其进行电子束辐照处理,探究其对辣椒红色素含量的影响。结果表明,随着辐照剂量的增加,辣椒红色素含量逐渐降低,尤其在较高剂量下,可能由于辐照产生的自由基破坏了辣椒红色素的不饱和键,这种降解更为显著。此外,研究发现水分含量越低,辐照对辣椒红色素的影响越小。JUNG等[46]研究发现,γ射线、电子束和 X 射线辐照对韩国红辣椒粉的颜色无显著影响,说明辐照不会导致脱色,颜色稳定性不受影响。
4.5 pH值
研究表明,辣椒红色素在强酸和强碱条件下易受破坏,而在中性和弱酸环境中较为稳定。具体来看,当pH值在1～2时,pH稍微升高会导致吸光度显著增加;在pH 2～6时,吸光度变化不明显;而在pH 6～7时,pH稍有升高吸光度明显降低;在pH 7～10时,吸光度随着pH升高略有下降但不显著。因此,辣椒红色素在极端酸碱条件下不稳定,而在中性或弱酸性条件下稳定性较好[47-48]。
4.6 金属离子
在食品体系中常见的6种金属离子分别是Mg2+、Na+、Fe3+、Ca2+、Cu2+、K+,其中对辣椒红色素影响较大的是Fe3+、Fe2+、Cu2+,这些金属离子会导致色素含量降低,主要由于这3种金属离子充当了催化剂, 加速了辣椒红色素的氧化反应使其分解[49]。另外,低价金属离子对辣椒红色素的影响较小。例如,Na+和K+对辣椒红色素的稳定性没有影响;进一步研究发现,Na+和K+对辣椒红色素乳液表现出不同程度的护色效果[50-51]。
5 辣椒红色素的包埋与递送
由于辣椒红色素存在水溶性低、稳定性差和生物利用度低等缺陷,直接食用导致其潜在的健康益处不能得到很好的利用。为了克服其缺陷,研究人员设计了不同的辣椒红色素递送系统。递送系统可通过调控辣椒红色素在胃肠道的消化吸收,增强其稳定性、生物利用度和生物活性。常见的递送系统包括微米乳液、纳米乳液、微胶囊和水凝胶等,这些递送系统的优点、缺点和应用见表2。
表2 不同辣椒红色素递送系统的优缺点及其应用
Table 2 Advantages and disadvantages of different paprika red pigment delivery systems and their applications
方法优点缺点应用参考文献微米乳液增强了辣椒红色素的溶解度、稳定性和生物利用度贮存期间易发生乳液凝聚,乳液粒径较大功能性成分、着色剂[52-53]纳米乳液增强了辣椒红色素的溶解度、稳定性和生物利用度,扩展其应用范围长时间贮藏粒径会变大功能性饮料等[1,52]微胶囊提高了辣椒红色素的生物利用度、稳定性,产品可控释制备工艺复杂天然色素等[54]水凝胶产品可保持一定形状,生物相容性好、产品可控释制备复杂,成本高3D打印、食品包装材料[55-56]
5.1 微米乳液
微米乳液能控制生物活性因子的释放,提高辣椒红色素的溶解度、稳定性和生物利用度,已成为研究热点。在制备乳液过程中,为了避免乳液油水相的自然分离,需要添加乳化剂稳定油滴[57]。LI等[58]以大豆可溶性多糖和大豆分离蛋白为原料制备乳液包埋辣椒红色素,最终向辣椒红色素乳液加入大豆分离蛋白制成乳液凝胶,研究了微波加热对乳液凝胶的性能和辣椒红色素稳定性的影响。发现大豆分离蛋白与大豆可溶性多糖之间的氢键作用和静电相互作用增强了乳液凝胶的热稳定性。另外,用色度计评估辣椒红色素被包埋后的稳定性,结果表明利用乳液制备的凝胶比水凝胶色泽更红,表明乳液对辣椒红色素具有良好的保护作用。
5.2 纳米乳液
纳米乳液因粒径更小、比表面积更大,其生物利用度显著高于微米乳液。将脂溶性的辣椒红色素负载于纳米乳液中,可制备出红色透明的水溶液,更方便应用于如果冻、饮料等多种食品中。例如,KULKARNI等[59]制备了一种辣椒红色素纳米乳液,与辣椒红色素相比,其溶解度提高了8倍,并且在25 ℃下保存3个月后辣椒红色素物理、化学性质和抗氧化活性未发生明显的变化。另外,FLORES-ANDRADE等[60]采用乳清蛋白、阿拉伯胶和大豆卵磷脂为原料,利用高压均质技术制备了水包油型辣椒红色素纳米乳液,发现包埋后的辣椒红色素稳定性和生物利用度得到了显著的提高。AN等[1]用辣椒红色素、中链甘油三酯、司盘20和吐温80作为油相制备了可调控粒径的辣椒红色素纳米乳液,并探究其稳定性,结果表明,在常温下贮存1个月后,辣椒红色素纳米乳液液滴大小和色素含量无明显变化,且纳米乳液包埋提高了辣椒红色素的稳定性和生物可及性。
5.3 微胶囊
微胶囊化是一种将具有生物活性的固体颗粒或液滴涂上聚合材料的连续膜以生产保护敏感食品成分的微胶囊过程。微胶囊也可改善辣椒红色素疏水性的问题,还可建立药物递送系统并确保有效控制辣椒红色素释放到所需的身体部位。有学者采用固体分散法制备了负载辣椒红色素的薯蓣皂苷元聚乙二醇琥珀酸1000微胶囊,该微胶囊在水中的溶解度大大提高,并且包埋的辣椒红色素在模拟肠液(pH=6.8)中有缓释作用,显著增加了其生物利用度[54]。
凝聚因具有非常高有效载荷(高达99%)和基于机械应力、温度或可持续释放的可控释放可能性,是一种独特且有前景的微胶囊技术[61]。HUANG等[62-63]以大豆分离蛋白、壳聚糖为原料,采用复合凝聚法制备了负载辣椒红色素的大豆分离蛋白-壳聚糖-转谷氨酰胺酶交联微胶囊,该包埋辣椒红色素的微胶囊在水中低温短时加热和高温长时加热后辣椒红色素的保留率仍处于较高水平,说明该微胶囊具备良好的热稳定性,差示扫描量热分析结果显示,转谷氨酰胺酶的交联增强了微胶囊壁的完整性。
近年来,利用特殊壁材制备微胶囊逐渐成为提高辣椒红色素在生产、运输和加工过程中稳定性的一种解决方案。开环葫芦脲于2010年首次合成,其结构由1个中心的糖基四聚体骨架和2个末端的芳香环组成,这些芳香环上带有4个阴离子磺酸基,从而赋予其柔性空腔和强水溶性,这种独特的柔性空腔可以与不溶性分子相互作用[64]。为此,有学者研究了基于开环葫芦脲的包埋策略,增强了辣椒红色素的水溶性、抗炎活性和对胃黏膜损伤的保护作用,并有效降低了其对正常细胞的毒性作用[65]。在此基础上,LI等[66]研究了开环葫芦脲包埋辣椒红色素,提高了辣椒红色素的环境稳定性;在高温、光照、酸性、金属离子、食品添加剂和极端氧化等恶劣环境下,被包埋的辣椒红色素都表现出更高的稳定性。
5.4 水凝胶
水凝胶是以水为分散介质的三维大分子亲水性网状结构体,通过聚合物间形成的某种交联维持水凝胶网状结构,能够在水中吸收和截留大量水分后仍能保持固体状态不溶解。水凝胶可保护生物活性成分在胃肠道或贮存条件下不被消化或化学降解[55]。有研究提出了一种利用特殊结构的多糖,通过物理连接的软水凝胶稳定辣椒红色素的简便方法,并研究了其流变特性、自恢复机制和3D打印性能,结果表明,该水凝胶表现出优异的颜色以及良好的贮存稳定性和视觉感知。这种包埋辣椒红色素的水凝胶在功能化食品(基于生物活性)、装饰食品(基于优异的红色)、自己动手制作食品(基于水凝胶的高稳定性)和创新食品(基于水凝胶优异的可印刷性)方面具有潜在的应用前景[56]。
6 辣椒红色素在食品中的应用
6.1 健康食品中的应用
结合辣椒红色素在调节脂肪代谢、抗自由基损伤、抗氧化等方面的潜在益处,辣椒红色素有望成为保健产品的重要成分。其应用范围可涵盖从保健食品到营养补充剂等多个领域,以满足人们对健康和营养不断增长的需求[4,33,67]。JO等[32]将辣椒红色素制成营养补充剂,该补充剂具有抗疲劳活性,降低乳酸和氨水平,这对于提升身体素质和延缓运动疲劳都具有积极的作用。
6.2 食品加工中的应用
辣椒红色素在食品加工领域可作为着色剂广泛应用于食品中。我国在1996年就已经评估了辣椒红色素的安全性和有效性,并于GB 2760—2024《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》中规定其可在冰淇淋、雪糕、饼干、人造蟹肉和糖果等食品的加工生产中适量加入。另外,辣椒红色素是具有抗氧化性能的天然功能性色素,不仅可保证食品安全,而且可作为亚硝酸盐的替代品,是一种新型的着色剂。早在2008年就已有案例表明辣椒红色素赋予新鲜红香肠和新鲜西班牙香肠较高的初始红色,直到产品的保质期结束都保持不变[68]。此外,辣椒红色素在酱油中也表现出优良的稳定性,放置3个月后表面分层现象极少,添加至鱼汤中,能有效提升鱼汤的颜色。同时,研究显示,辣椒红色素在布丁冰淇淋和酸奶中的应用效果良好,性质和颜色随时间未发生明显改变[69]。
7 展望
辣椒红色素在成熟的红辣椒果实中大量存在,是一种主要由于其强抗氧化特性而表现出多种生物活性的类胡萝卜素。辣椒红色素呈鲜红色,具有抗肥胖、抗肿瘤、皮肤光保护、抗糖尿病和抗高脂血症等多种生物活性,其在保健食品和食品工业中具有很大的应用潜力。尽管如此,其溶解度、稳定性和口服生物利用度较低,这可能是限制其商业应用有限的主要原因。因此,构建辣椒红色素递送系统是提高其稳定性和生物利用度的有效途径。然而,辣椒红色素在人体的吸收代谢途径和辣椒红色素的溶解度对口服生物利用度的影响仍需建立更多的消化模型来验证。另外,辣椒红色素递送系统在食品商业化中的应用还面临许多挑战,如制备复杂、成本高、贮藏期发生沉淀,以及难以实现大规模标准化生产等。相比之下,辣椒红色素在研究与应用方面尚未像其他类胡萝卜素如姜黄素、叶黄素、番茄红素和虾青素那样广泛。
本综述中,学者们研究了各种包埋递送系统以改善辣椒红色素的溶解度和稳定性。为了改善辣椒红色素的溶解性,研究了微米乳液、纳米乳液、微胶囊和水凝胶等递送策略。然而,为了充分实现辣椒红色素的潜在价值,还需要解决以下科研和应用方面的挑战:
科研方面:1)需要进一步研究辣椒红色素在人体内的吸收和代谢途径,探讨辣椒红色素溶解度对其口服生物利用度的影响;2)建立细胞模型和动物模型,以验证体外消化模型的结果。
应用方面:1)通过提高辣椒红色素的稳定性和生物利用度,将其作为天然着色剂和营养补充剂应用于食品行业;2)若皮肤刺激研究证明辣椒红色素无害,可将辣椒红色素应用于化妆品行业;3)优化并完善Pickering乳液、高内相乳液和纳米颗粒等递送系统,以充分利用辣椒红色素的生物活性。
未来,随着辣椒红色素在稳定性、生物利用度、包埋与递送系统等方面不断深入的研究,其在食品和化妆品行业的应用潜力将得到更广泛的开发和利用。
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