一种低成本、基于智能手机的数字图像色彩测量方法，用于测定辣椒制品中的辣椒素类化合物含量

《Journal of Food Composition and Analysis》：A low-cost and simple smartphone-based digital image colorimetry approach for the determination of capsaicinoids in chili-derived products

辣椒制品中总辣椒素含量智能手机比色法检测及与HPLC-UV对比研究。方法采用n-hexane提取、Gibbs试剂显色后通过智能手机红通道成像结合Python处理实现定量，检测限0.03 mg/g，定量限0.10 mg/g，日内精密度≤10.0%。该方法与HPLC-UV结果统计学一致，AGREE评分0.52，BAGI评分65，8分钟完成分析，为资源有限实验室提供快速可靠的质量控制方案。

　　这项研究提出了一种基于智能手机的数字图像比色法，用于测定辣椒衍生产品（包括辣椒调味品、香料和减肥膳食补充剂）中的总辣椒素含量。该方法通过一系列步骤实现了快速、简便、低成本、可靠的检测手段，为资源有限的实验室提供了可行的质量控制方案。

辣椒素是辣椒中赋予其辛辣味的活性成分，这些化合物在植物的正常代谢过程中形成，具有多种生物活性。它们不仅被广泛应用于食品工业，如调味剂、风味增强剂和天然色素，还被用于制药行业，发挥镇痛、抗炎、抗癌和调节代谢的作用。此外，辣椒素在营养补充品和健康食品领域也有重要应用，如用于体重管理、促进新陈代谢、改善皮肤状况以及农业中的生物防治。

在检测方法的选择上，研究者采用了基于智能手机的数字图像比色法。这种方法通过提取、反提取和衍生化三个主要步骤，将辣椒素转化为一种可被智能手机图像捕捉的蓝色衍生物。使用智能手机进行图像捕捉的优势在于其便携性和广泛普及性，使得这种技术能够应用于资源有限的实验室。同时，该方法不需要复杂的仪器，只需要基本的软件处理即可完成数据的分析。研究者利用Python脚本对图像进行处理，并通过RGB颜色空间中的红色通道进行定量分析。

研究中还提到，传统的辣椒素检测方法，如高效液相色谱法（HPLC-UV），虽然准确可靠，但成本较高且需要专业操作。相比之下，基于智能手机的检测方法在操作上更加简便，所需时间仅为8分钟，且在统计学上与HPLC-UV方法的结果相当。这表明，该方法不仅在技术上可行，而且在实际应用中具备很高的性价比。

为了确保方法的准确性，研究者对提取步骤进行了优化。他们采用了响应面法中的Box–Behnken设计，以确定最佳的提取条件。这种方法不仅提高了检测的效率，还确保了检测结果的可重复性和稳定性。在实际测试中，该方法的检测限为0.03 mg/g，而定量限为0.10 mg/g，表明其在低浓度下的检测能力较强。

此外，研究还评估了该方法的适用性和绿色性。通过与之前发表的其他方法进行比较，AGREE评分达到了0.52，而BAGI评分达到了65，表明该方法在环保性和实用性方面具有良好的表现。这为未来在食品安全、农业和制药领域的应用提供了理论支持。

在实验过程中，研究者使用了多种试剂和溶剂，包括n-己烷、氢氧化钠、2,6-二氯对苯醌-4-氯酰亚胺（Gibbs试剂）等。这些试剂的使用确保了提取过程的高效性和检测的准确性。研究者还特别强调了绿色溶剂的重要性，因为它们具有较低的毒性和更小的环境影响。然而，传统的n-己烷等溶剂因其高效性和可靠性仍然被广泛使用。

基于智能手机的比色法不仅适用于辣椒素的检测，还可能扩展到其他生物活性化合物的测定。这种技术的普及为未来的科学研究和实际应用提供了新的思路，尤其是在资源有限的地区，使得高质量的检测成为可能。研究者相信，这种技术的应用将有助于提高食品安全水平，促进健康食品和营养补充品的发展。

在实验设计和方法验证过程中，研究者对多个参数进行了测试和优化，包括提取时间、温度、溶剂比例等。通过系统的实验，确保了方法的稳定性和重复性。在实际应用中，该方法表现出良好的可重复性，日内重复性不超过10.0%，表明其在不同条件下能够保持一致的检测结果。

研究的最终目标是为辣椒衍生产品提供一种实用的检测方法，使得质量控制更加便捷和高效。这种方法不仅可以应用于实验室，还可以推广到现场检测，为食品安全监管提供支持。研究者希望这种技术能够被更广泛的用户接受，并在实际应用中发挥更大的作用。

总体而言，这项研究为基于智能手机的比色法在辣椒素检测中的应用提供了新的思路和实践依据。通过优化提取步骤和使用简便的图像处理技术，使得检测过程更加高效和可靠。研究结果表明，该方法在准确性、重复性和适用性方面均表现出色，为资源有限的实验室提供了一种可行的解决方案。未来，这种技术有望在食品安全、农业和制药领域得到更广泛的应用，为提高产品质量和安全性做出贡献。