[科普中國]-辣椒素

辣椒素是辣椒的活性成分。它對哺乳動物包括人類都有刺激性并可在口腔中產(chǎn)生灼燒感。辣椒素和與其相關(guān)一些的化合物并稱為辣椒元，它們是辣椒產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物，可能為了對草食動物形成威懾。一般鳥類都不對辣椒元敏感。純辣椒素是一種斥水親脂、無色無嗅的結(jié)晶或蠟狀化合物。

基本信息中文名稱：辣椒素

中文別名： 反式-8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺

英文名稱： Capsaicin

英文別名：8-METHYL-N-VANILLYLNONANAMIDE；8-METHYL-N-VANILLYLNONENAMIDE；CAPSAICIN；N-PELARGONIC ACID VANILLYLAMIDE；N-PELARGONYLVANILLYLAMIDE；N-VANILLYLNONAMIDE等

分子式：C18H27NO3

分子量：305.4

純度：≥98%1

編號系統(tǒng)CAS號：404-86-4

MDL號：MFCD00017259

EINECS號：206-969-8

RTECS號：RA8530000

BRN號：2816484

PubChem號：248965981

物性數(shù)據(jù)性狀：棕紅色。

密度（g/mL,25/4℃）：1.12。

熔點（oC）：62-65。

沸點（oC,常壓）：210-220。

閃點（oC）：113。

溶解性：不溶于水，易溶于乙酸乙酯、甲醇、乙醇等。1

毒理學(xué)數(shù)據(jù)急性毒性：

腹腔-大鼠 LD50：9.5 毫克/公斤；

口服-小鼠 LC50：47.2 毫克/公斤。1

生態(tài)學(xué)數(shù)據(jù)其它有害作用：該物質(zhì)對環(huán)境可能有危害，對水體應(yīng)給予特別注意。1

分子結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)1、摩爾折射率：89.9

2、摩爾體積（cm3/mol）：293.1

3、等張比容（90.2K）：731.2

4、表面張力（dyne/cm）：38.7

5、極化率（10-24cm3）：35.551

計算化學(xué)數(shù)據(jù)1.疏水參數(shù)計算參考值（XlogP）:3.6

2.氫鍵供體數(shù)量:2

3.氫鍵受體數(shù)量:3

4.可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵數(shù)量:9

5.互變異構(gòu)體數(shù)量:6

6.拓?fù)浞肿訕O性表面積58.6

7.重原子數(shù)量:22

8.表面電荷:0

9.復(fù)雜度:341

10.同位素原子數(shù)量:0

11.確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

12.不確定原子立構(gòu)中心數(shù)量:0

13.確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:1

14.不確定化學(xué)鍵立構(gòu)中心數(shù)量:0

15.共價鍵單元數(shù)量:11

性質(zhì)與穩(wěn)定性在常溫下和弱酸/弱堿 （PH=4～9）介質(zhì)下穩(wěn)定，在高溫 （ >100℃）下易分解。1

貯存方法貯存于陰涼、干燥、避光處。1

合成專利存在于茄科植物辣椒 （Capsicum annuum）中，通過植物原料的提取而得到。1

辣椒素是辣椒中的一種成分，最初的制備方法是采用從植物辣椒中進行提取分離得到，這與我國傳統(tǒng)中草藥的制備方法相同，我國在這方面起步較早，在1990年公開的CN1045114A中就記載了采用乙醇-水為萃取劑，在常溫或加熱條件下提取辣椒素的方法；專利CN1267666A公開了可以采用超臨界萃取的方法提取辣椒堿類化合物，節(jié)約了成本，提高了辣椒堿的含量；專利CN1445212A公開了通過微波輻射的方法進行提取分離得到辣椒素；專利CN1392135公開了采用大孔吸附樹脂法制備辣椒堿提取物的方法；專利CN1544115A公開了采用汽液逆流淋漓提取辣椒素的方法；專利CN1477098A公開了采用銀離子水溶液對辣椒素進行絡(luò)合處理，再經(jīng)過酸堿后處理得到辣椒堿的方法；專利CN1673213A公開了在常規(guī)浸提的方法中加入Al2O3和ZnO組成的降活劑，經(jīng)過堿處理和后期分離，可以得到總堿含量99%以上的辣椒堿晶體，便于工業(yè)化生產(chǎn)；專利CN1680285A公開了分子蒸餾洗滌技術(shù)生產(chǎn)辣椒堿晶體的工業(yè)方法，可以得到辣椒紅色素、辣椒油脂和辣椒堿三種產(chǎn)品。

專利CN101062904A公開了用氨水從辣椒油樹脂中純化辣椒堿類化合物的方法，該方法可替代原有的堿金屬氫氧化物純化法，降低了操作風(fēng)險；CN101200433A公開了采用制備色譜儀可以得到高純度二氫辣椒堿、辣椒堿、降二氫辣椒堿三種單體。

隨著新技術(shù)的出現(xiàn)和不斷發(fā)展，對于辣椒素這類植物提取物，不再只局限于傳統(tǒng)的溶劑浸取、回流、萃取等常規(guī)的分離方式，如超臨界萃取、微波、大孔樹脂、酶處理、菌種發(fā)酵、制備液相、膜分離等新技術(shù)的使用，使辣椒素的分離純化效率明顯提高，從中可以看出新技術(shù)的應(yīng)用對于制備如辣椒素這類植物提取物來說，具有非常重要的意義。2

安全信息危險運輸編碼：UN 2811 6.1/PG 2

危險品標(biāo)志：有毒

安全標(biāo)識：S22S26S28S45

危險標(biāo)識：R25R41R37/38R42/43

種類辣椒素是辣椒中的主要辣椒元，二氫辣椒素位居第二。 這兩種化合物的辣度差不多是降二氫辣椒素、高二氫辣椒素與高辣椒素的兩倍。不同純辣椒元的稀溶液可以給人帶來不同的辛辣感，但其濃溶液無此感覺。

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應(yīng)用1作為食品添加劑。辣椒作為食品調(diào)味料，需要對辣椒進行一些淺加工制成辣椒醬等。但食用這些制品時，其辣椒堿都要經(jīng)過一個浸出過程，辣椒堿的生物利用率并不高。同時堿在腸道繼續(xù)釋放，刺激腸壁，可引起腹部不適，甚至造成肛門灼痛，誘發(fā)痔瘡。因此，從辣椒中提取分離出辣椒堿，作為食品加工過程中的添加劑，有利于辣度的控制和辣椒堿的充分吸收利用。

2醫(yī)藥保健方面的應(yīng)用。

我國是最早將辣椒作為藥物使用的國家之一，中醫(yī)用辣椒治療胃寒、風(fēng)濕等癥?，F(xiàn)代研究表明，辣椒堿具有消炎、鎮(zhèn)痛、麻醉和戒毒等方面的功效，其鎮(zhèn)痛作用與嗎啡等同，但比嗎啡更持久，對帶狀皰疹后遣神經(jīng)痛、三叉神經(jīng)痛、糖尿病神經(jīng)痛、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、骨關(guān)節(jié)炎、牛皮癬、禿發(fā)等有顯著療效。另外，辣椒堿還可抑制惡性腫瘤的發(fā)生，對治療皮膚病、減肥等也有特殊功效。

3.應(yīng)用于海洋防污涂料。

在海洋中的一些附著生物如藤壺、海藻、貝類等，大量附著在船底、浮標(biāo)、碼頭、橋墩、海水管道及養(yǎng)殖網(wǎng)箱網(wǎng)具上，由于其數(shù)量龐大、生長速度極快，可使艦船航速減慢、燃料增加、加速金屬腐蝕、堵塞管道及網(wǎng)箱網(wǎng)眼、使水下設(shè)施失衡等，給人類開發(fā)海洋造成巨大危害，辣椒素作為驅(qū)避劑，具有強烈的驅(qū)趕作用，并且不殺死海洋生物，具有明顯的生態(tài)效益。

4.作為電線電纜中防蟻防鼠忌避劑。

聚氯乙烯和聚乙烯被電線電纜行業(yè)作為絕緣和護套材料應(yīng)用越來越廣泛，它們除了受到氧、熱、光、力、化學(xué)侵蝕的破壞外，還會受到白蟻、老鼠或野兔的食蝕傷害，導(dǎo)致停電、通迅中斷、甚至短路而引起火災(zāi)，利用辣椒素的強烈辛辣味，能使鼠類動物的口腔粘膜和味覺神經(jīng)受到強烈刺激而厭棄咀嚼，同時又能擊殺白蟻，在電線電纜上有廣闊的應(yīng)用前景。2

作用機制辣椒素受體及其作用辣椒素與VR1結(jié)合，激活了與受體直接偶聯(lián)的膜離子通道。這是一個相對非特異性的陽離子通道。通道開放后主要是鈣離子（也有鈉離子）進入細(xì)胞內(nèi)，鉀離子出細(xì)胞，一些氯離子也相應(yīng)進入細(xì)胞內(nèi)平衡電荷。VR1偶聯(lián)的通道不同于電壓門控通道，它不能被鈉、鉀、鈣離子通道阻斷阻滯。但能被釕紅（rubeniumred）阻斷。從大戟類樹膠植物的乳汁中分離出的辣椒素同源物樹膠脂毒素（resiniferatoxin）也能激活VR1，并具有更強大功效，辣椒平（capsazepin）是VR1的競爭性拮抗劑，但它本身并不致痛或止痛，說明它沒有與疼痛位點結(jié)合的相應(yīng)配體。

體外培養(yǎng)的VR1陰性小鼠的初級感覺神經(jīng)細(xì)胞對各種有害刺激的反應(yīng)都嚴(yán)重削弱了。因此，有人認(rèn)為VR1在多型傷害性刺激的傳遞中起關(guān)鍵作用，甚至認(rèn)為VR1對痛覺是必不可少的。3

離子通道和離子流在體外細(xì)胞培養(yǎng)實驗中，激活大鼠背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞膜上的VR1，可以觀察到一性的細(xì)胞鈣離子內(nèi)流。這一過程包括加期細(xì)胞內(nèi)鈣離子快速增加（幾分鐘）和隨后長時間的鈣離子濃度復(fù)原（幾十分鐘）。與由鉀離子去極化激活同一細(xì)胞的電壓門鈣離子通道相比，VR1激活后引起的鈣細(xì)胞內(nèi)濃度升高的幅度和速度相似，但鈣離子恢復(fù)到靜息時的水平卻要慢得多。用線粒體去偶聯(lián)劑研究發(fā)現(xiàn)，在這一過程中線粒體對細(xì)胞內(nèi)鈣離子起緩沖作用。當(dāng)細(xì)胞外鈣離子大量涌入時線粒體吸鈉鈣離子，當(dāng)胞質(zhì)中鈣離子復(fù)原時，線粒體釋放鈣離子，使復(fù)原時程延長。在這一長時間的復(fù)原過程中，神經(jīng)細(xì)胞對細(xì)胞外鉀離子和辣椒素都不起反應(yīng)。這可能與辣椒素的脫敏作用以及疼痛的記憶有關(guān)。人工克隆表達的VR1能被香草醛化合物、氫離子、大于43℃的熱度，酸（pH≤5.9）激活，因此有人認(rèn)為VR1是化學(xué)、物理性刺激致痛的分子綜合體。也有實驗結(jié)果不支持這一假說。Nagy等用電生理和測量離子流的方法，比較較了大鼠初級感覺細(xì)胞對辣椒素及傷害性熱刺激的細(xì)胞膜反應(yīng)，證實被辣椒素或熱刺激激活的離子通道的性質(zhì)有許多相同之處，但也有重要不同，即熱激活通道鈣離子的通透性性低于辣椒素激活通道。對熱刺激或辣椒素作出反應(yīng)的通道是單敏性，只有很少的離子通道對熱和辣椒素具有雙重敏感性。而在整細(xì)胞水平，則每個細(xì)胞可對熱或辣椒素作出反應(yīng)。由此推斷，辣椒素與熱刺激引起細(xì)胞反應(yīng)的分子實質(zhì)是不同的，可能與VR1有多種亞型有關(guān)。3

神經(jīng)肽釋放辣椒激活VR1，鈣離通道開放，鈣離子內(nèi)流，胞質(zhì)中鈣離子濃度升高，引起神經(jīng)元及其纖維釋放神經(jīng)肽，如：P物質(zhì)、神經(jīng)激肽A、降鈣素基因相關(guān)肽、血管活性腸肽和興奮性氨基酸，如谷氨酸、天門冬氨酸。辣椒素引起神經(jīng)細(xì)胞釋放P物質(zhì)的具體機尚不完全清楚，Purkiss 等在離體培養(yǎng)大鼠背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的實驗中發(fā)現(xiàn)，辣椒素引起P物質(zhì)釋放可能通過兩種機制：一種依賴于細(xì)胞外鈣離子和突觸體偶聯(lián)蛋白25Kpa（SNAP-25）；另一種，在無細(xì)胞外鈣離子的情況下，無需SNAP-25，辣椒素也能成功刺激神經(jīng)節(jié)細(xì)胞釋P物質(zhì)。4

研究前沿香港中文大學(xué)進行的研究發(fā)現(xiàn)，辣椒和胡椒中的辣椒素能夠起到降血壓和降膽固醇的功效，進而在很大程度上預(yù)防心臟病。心臟病已經(jīng)成為發(fā)達國家的第一健康殺手。辣椒素是辣椒的活性成分，正是這種化合物讓我們吃辣椒時產(chǎn)生灼燒感。這種化合物能夠影響與膽固醇水平和血管健康有關(guān)的基因和其他機制。

研究發(fā)現(xiàn)辣椒素能夠通過減少堆積以及加快分解和排泄的方式降低有害膽固醇水平。此外辣椒素還能夠抑制一種導(dǎo)致動脈收縮的基因的活動。動脈收縮導(dǎo)致流入心臟以及其他器官的血量減少。通過抑制這種基因的活動，肌肉能夠得到放松和擴張，進而提高血量。

研究發(fā)現(xiàn)辣椒素能夠改善一系列與心臟和血管健康有關(guān)的因素。不過并不建議人們過量食用辣椒。合理的飲食結(jié)構(gòu)需要做到平衡。人們必須清楚地意識到，辣椒并不能代替經(jīng)過臨床檢驗并證明有效的處方藥 。

研究小組在動物實驗中發(fā)現(xiàn)，辣椒中的主要成分辣椒素具有促進肌肉增長、抑制肌肉萎縮的作用。研究人員認(rèn)為這一發(fā)現(xiàn)或許有助于研發(fā)治療肌肉萎縮的藥物。有必要確認(rèn)使用辣椒素的安全性，希望在確認(rèn)安全性后，借助辣椒素開發(fā)新的肌肉萎縮治療藥物。5

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

王強 - 副教授 - 西南大學(xué)