黑胡椒和白胡椒中，胡椒碱的含量为5％～9％，有时高达11％ | 黑胡椒和白胡椒中，胡椒碱的含量为5％～9％，有时高达11％ |
| 发布时间:2021-12-07 信息来源:admin 发布人:admin 点击次数:563 |
| 背景及概述[1] 一种生物碱，分子式C17H19NO3。它存在于多种胡椒属植物果实中，为其辛辣味成分之一，但胡椒的辛辣味主要来自它的异构体佳味碱。在商品黑胡椒和白胡椒中，胡椒碱的含量为5％～9％，有时高达11％。胡椒碱为无色单斜棱柱状晶体；熔点130～133℃；溶于乙酸、苯、乙醇和氯仿，微溶于乙醚，在水和石油醚中几乎不溶；入口最初无味，后有辛辣味；能与强酸生成结晶的盐。胡椒碱是一种广谱抗惊厥药，对小鼠实验性电惊厥有良好的对抗作用，对戊四氮、印防己毒素、士的宁，以及脑室内注射筒箭毒碱、谷氨酸等引起的惊厥发作和听源性发作，都有不同程度的对抗作用。临床试用，对某些类型的癫痫病也有疗效。国有一种治疗癫痫病的民间验方"白胡椒加萝卜"，并人工合成了结构简化的胡椒碱类似物3－（3，4－次甲二氧苯基）丙烯酰哌啶（商品名抗痫灵）。胡椒碱对蝇类的毒性较除虫菊高。 化学成分分析[2] 1819年首次从胡椒中提取出黄色结晶状物质———胡椒碱，这种生物碱是胡椒的主要辛辣成分。此外，在胡椒的提取物中还发现了胡椒油碱B、胡椒林碱、胡椒油酸A、胡椒新碱等生物碱也具有辛辣刺激味。而胡椒碱在胡椒所有的生物碱中含量最大，活性也最高许多科研人员对胡椒碱的五种相似物进行了分离与鉴定。它们分别是胡椒亭(piperettine)、胡椒新碱(piperanine)、胡椒油酸A(piperylinA)、胡椒油碱B(piperoleinB)与胡椒林碱(pipericine)，其化学结构见图。 此外，于1997年还分离鉴定出其他六种生物碱。胡椒碱的分子式C17H19O3N，。胡椒碱的熔点为128～130℃，它极不稳定，通过HNO3溶液或碱溶液的水解会产生挥发性的哌啶(氮杂环己烷)(C5H11N)，其酸水解产物为胡椒碱酸(C17H19O4)。胡椒碱对光十分敏感，光射胡椒碱的乙醇溶液会产生异胡椒碱与异胡椒脂碱。胡椒碱以四种同分异构体的形式存在：胡椒碱(piperine)、异胡椒碱(isopiperine)、胡椒脂碱(chavicine)、异胡椒脂碱(isochavicine)。但是异胡椒碱(isopiperine)、异胡椒脂碱(isochavicine)与胡椒脂碱(chavicine)散发出来的辛辣刺激味都非常微弱。Grewe等完成了这些同分异构体的化学合成，其结构见图。 药理功效[2] 胡椒是印度医药上最基本的成分，被用来治疗多种疾病。药理学研究证明了许多它们传统的药效如：具有止痛与退热的功效、抗氧化作用、抗菌作用等等，胡椒碱是胡椒的有效成分。胡椒碱的药理作用较为广泛，目前已发现具有抗氧化、免疫调节、抗肿瘤等作用。 1. 抗肿瘤作用 针对胡椒碱抗肿瘤作用的报道较多，研究发现胡椒碱可抑制B16F-10黑色素瘤诱导的肺转移，明显减少肿瘤的形成，延长荷瘤小鼠存活期。这说明胡椒碱有抗肿瘤转移的作用。研究发现口服胡椒碱可以明显降低苯并芘诱导的肺癌小鼠体内脂质过氧化水平与核苷酸的含量以及多胺合成，其抑制作用机制是保护蛋白的损伤以及抑制细胞增殖。在黑色素瘤细胞模型上，胡椒碱可有效抑制ATF-2、NF-kappab以及致炎细胞因子的基因表达。 2. 抗氧化作用 以DPPH-自由基的发生体系，研究了胡椒碱在无水乙醇介质中清除该种自由基的能力，其清除自由基的能力可以表示其抗氧化能力的强弱。研究证明胡椒碱具有一定的抗氧化活性，其抗氧化能力相当于维生素C的60.05%，且在酸性介质中稳定存在。 3. 对中枢神经系统的作用 目前已经研究证明，胡椒碱具有镇静、催眠、抗惊厥、骨骼肌松弛和抗抑郁等多方面的作用，研究胡椒碱对动物睡眠的影响，发现胡椒碱可明显减少小鼠的自主活动，并明显延长戊巴比妥钠诱导的小鼠睡眠时间，还能显著增加家兔的深睡眠。其机理可能与其增加脑内5-羟色胺含量有关。 4. 免疫调节作用 对胡椒碱的免疫毒理学研究表明：用胡椒碱连续五天灌胃小鼠，无明显毒性作用，肝脏重量正常增加。研究胡椒碱对胸腺细胞的影响时发现胡椒碱能够抑制活性氧(ROS)的产生并增加谷胱甘肽(GSH)的含量，并抑制细胞凋亡和胸腺依赖性淋巴细胞表型发生改变等。 5. 减少炎症的发生 胡椒碱能够减少炎症和疼痛的发生。按50mg/kg的剂量口服胡椒碱，能够明显减少炎症的发生。胡椒碱具有消炎的作用。胡椒碱与其同族体能够通过皮肤吸收，因此能够作用于皮下组织、神经与血管。此外，药理学研究表明胡椒碱能预防动脉粥样硬化的作用、降血脂作用、具有抗惊厥与抗溃疡的活性、保护肝脏，并且不会对睾丸的功能造成损害。而且不论是在体内还是体外，胡椒碱还能减缓肠的蠕动。胡椒碱对神经体系与性器官的作用体现了它具有抗惊厥与扩张血管的特性。 提取分离[3] 1. 超临界流体萃取(Supercriticalfluidextraction，SFE)SFE特别适合富含生物活性的天然物质的提取分离，它是以超临界流体作为萃取媒介，利用超临界流体的溶剂化效应溶解待分离的液体或固体混合物，然后通过减压或调解温度来降低其密度，从而降低其溶剂能力，使萃取物得到分离。SFE因具有分离工艺简单、萃取效率高等特点而被广泛应用到食品、医药和化工领域等，其中以CO2为溶剂的SFE技术因其对有机物溶解能力强、选择性好，且CO2无毒、惰性、易得，已成为SFE技术中最为重要的研究和应用技术。采用超临界CO2法提取胡椒中的胡椒碱，研究表明最佳提取工艺条件为：提取温度为40℃，压力为200bar，无水乙醇添加量为7.5%(V：V)，CO2恒定溶剂流速为(8±2)g/min。利用超临界CO2法提取胡椒中的胡椒碱，从20g平均粒径为0.42mm的胡椒粉中提取胡椒碱的最佳条件为：提取温度为60℃，压力为300bar，提取时间为45min，CO2流量为2L/min。Grinevicius等[12]采用超临界CO2法从黑胡椒中提取抗肿瘤活性物质，研究表明，其主要成分为胡椒碱和萜类化合物，当提取温度为40℃，压力为200bar，CO2流量为(8±2)g/min时，提取物的抗肿瘤活性最高，此时提取物中胡椒碱的含量也最高(6.035±0.014)%。 2. 酶辅助超临界二氧化碳提取 酶辅助超临界二氧化碳提取技术是一种比较新兴的试验手段，可以更加有效地提高胡椒碱的提取产率。利用此方法提取黑胡椒中的胡椒碱，所用酶为α-淀粉酶(来自地衣芽孢杆菌)，研究对比了酶添加前后胡椒碱提取物产率的变化，并在分批和连续模式下进行优化实验。研究表明最佳酶配比为：酶量：黑胡椒粉=1：5000，时间为2.25h，CO2流量为2L/min。在连续模式下，酶的比活性提高了2.13倍，批量模式呈现1.25倍增加，同时胡椒碱提取物的产率均有明显增长。 3. 酶法提取 酶法提取中草药活性物质是提取工艺的一大发展，近年来酶技术在植物有效成分提取方面的研究已有不少，其中纤维素酶的应用最为广泛，效果也较为显著。植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，添加纤维素酶能有效地破坏细胞壁，从而有利于细胞中的活性成分的溶出。利用超声辅助酶法可进一步强化纤维素的酶解作用，提高目标物质的提取率。利用纤维素酶提取白胡椒中的胡椒碱，在单因素试验基础上进行条件优化，确定3.0g白胡椒粉中提取胡椒碱的最佳工艺为：纤维素酶为6mg，酶解温度为50℃，酶解液pH值为7，时间为6h，此条件下提取物中胡椒碱的含量可达5.29%。 4. 有机溶剂法 胡椒碱几乎不溶于水，微溶于乙酸，可溶于苯或醋酸，易溶于氯仿和乙醇，因此可用有机溶剂法萃取。利用85%的乙醇提取胡椒中的胡椒碱，确定最佳工艺条件为：回流提取2次，乙醇(体积)：胡椒(质量)为10：1，滤液合并，浓缩，动态冷却结晶，无水乙醇多次结晶，提取的胡椒碱纯度大于98%。用甲醇作为萃取溶剂，利用索氏抽提技术提取胡椒中的胡椒碱，测得粗胡椒碱的含量为3.80%。 5. 超声波辅助有机溶剂萃取法 超声波辅助有机溶剂萃取法是一种现代的分离方法。超声波的空化作用会产生极大压力，提高细胞壁的通透性，有助于细胞中有效成分的迅速释放。同时超声的振动效应和热效应可增加传质系数，增大溶质的接触面积，进而增加溶质的溶解度。该法具有时间短、效率高和常温即可进行的优点，被广泛应用于天然物料的提取分离。采用超声辅助有机溶剂法从胡椒中提取胡椒碱，用乙醇作为提取溶剂，提取时间18min，料液比为1：10，超声功率为125W，超声频率为25kHz，温度为50℃。研究表明胡椒碱的提取效率比传统的有机溶剂提取法要高。用超声波辅助有机溶剂萃取法从胡椒中提取胡椒碱，最佳工艺条件为：乙醇体积分数为95%，提取时间为45min，提取温度为70℃，料液比1：30(g：mL)。此条件下，提取物中胡椒碱的含量可达6.12%。1.6加压液体萃取法(PLE)加压液体萃取法(PLE)是由连续溶剂流过固定的含有固体颗粒的萃取柱进行萃取，其特点是需要溶剂较少且具有较高的提取效率，同时还可减少萃取时间。用乙醇作为PLE溶剂，将20g研磨的黑胡椒粉装入提取容器中，压力设置为100bar，温度为40℃，乙流速保持在3mL/min，提取时间为60min。 6. 离子液体的超声波辅助提取法(ILUAE) 采用基于系列1-烷基-3-甲基咪唑离子液体的超声波辅助提取法(ILUAE)从白胡椒中提取胡椒碱，评价了烷基链长度和阴离子种类对胡椒碱的提取效率的影响，结果表明其对胡椒碱的萃取效率都有显著的影响。 7. 微波辅助有机溶剂提取法 微波辅助有机溶剂提取法的原理是以溶液内的离子和分子接受微波辐射获得能量而升温为基础，从而提高溶质进入溶剂的能力，此方法的优点是耗能低、时间短、效率高并可节省萃取剂的使用量。采用微波辅助有机溶剂法提取胡椒中的胡椒碱，确定最佳提取工艺为：乙醇浓度为80%，微波功率为500W，提取时间为60min，提取温度为55℃，料液比80：50，此条件下提取物中胡椒碱的含量可达4.12%。 8. 超声波—微波协同萃取法 超声波—微波协同萃取仪中设有冷凝装置，可以极大提高胡椒碱中胡椒油树脂的得率，减少其挥发性成分的损失。以黑胡椒为主要原料，研究热回流提取、索氏抽提和超声波—微波辅助等提取方法对胡椒油树脂得率的影响，并用HPLC分析测定胡椒碱的含量。结果表明，不同提取方法所得胡椒油树脂及胡椒碱含量有显著性差异，其中超声波—微波协同萃取法得到的胡椒油树脂的得率最高。 9. 酸水解法 胡椒碱在水中基本不溶，可以在水中加入酸使得胡椒碱转化为相应的胡椒碱盐溶解于水中，从而被提取出来。]采用醋酸作为提取溶液从黑胡椒中提取胡椒碱，15g黑胡椒使用500g溶剂，提取物中胡椒碱的含量可达3.0%。 测定方法[2] 一部2000年版药典规定可以采用高效液相色谱法(HPLC)来测定胡椒碱的含量。目前已有很多文献报道用高效液相色谱法(HPLC)测定药物中胡椒碱的含量。该法测定具有简便准确，重现性好等优点。以乙腈———醋酸氨缓冲液为流动相，用HPLC法测定了胡椒中胡椒碱的含量。采用C18柱，以甲醇———水为流动相，在343nm的检测波长下，用HPLC法测定小儿止泻贴中胡椒碱的含量。关于胡椒中胡椒碱的定量分析测定方法有薄层紫外扫描法、比色法、紫外分光光度法。 薄层紫外扫描法受仪器条件的限制，一些基层单位尚难以普及；比色法操作复杂繁琐；紫外分光光度法操作简单、快速、准确。用紫外分光光度计在最大吸收波长342～345nm可以测定胡椒碱。 主要参考资料 [1] 中国大百科全书（化学卷） [2] 胡椒碱的研究进展 [3] 胡椒碱的提取分离及检测方法的研究进展
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