《Food Production, Processing and Nutrition》：Characterization of cold-pressed oils extracted from seeds of different Capsicum species
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工业利用甜椒和辣椒会产生大量副产物，其中包括富含脂质的种子。目前研究最多的产油辣椒种子是辣椒（Capsicum annuum），但由于全球对正宗民族食品和辛辣加工产品需求的日益增长，对其他辣椒属物种的兴趣正在增加。本研究通过冷机械压榨法从四种辣椒属物种（C.
工业利用甜椒和辣椒会产生大量副产物，其中包括富含脂质的种子。目前研究最多的产油辣椒种子是辣椒（Capsicum annuum），但由于全球对正宗民族食品和辛辣加工产品需求的日益增长，对其他辣椒属物种的兴趣正在增加。本研究通过冷机械压榨法从四种辣椒属物种（C. annuum、C. baccatum、C. chinense和C. pubescens）中获得六份种子和油样，并采用高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱法和Rancimat法对其进行了表征。种子每100 g干物质（DM）中含有19.8–23.5 g蛋白质、49.0–55.2 g纤维和9.2–12.0 g脂质。冷压工艺回收了总脂质的43–45%，所得油脂富含多不饱和脂肪酸（67.9–75.6%），以亚油酸为主。C. annuum油脂中辣椒素类物质含量极低（未检出–10.7 mg/kg油），而其他三个物种则含有丰富的辣椒素（440.6–922.2 mg/kg）和二氢辣椒素（223.2–1109.7 mg/kg），使其具有辛辣感（11017–36155斯科维尔单位）。生育酚，尤其是γ-生育酚含量丰富（632–1181 mg/kg），类胡萝卜素（4.4–47.1 mg/kg）赋予油脂诱人的深橙色色调。较低的氧化指标（酸价、过氧化值、p-茴香胺值、K232和K268）表明这些油脂适合人类食用。各品种在100 °C至140 °C条件下表现出相似的氧化稳定性指数，外推至25 °C的货架期为3.2–4.1个月。辣椒油是一种营养价值高的产品，可从丰富且廉价的食物副产物中轻松提取。
**辣椒属种子冷榨油的多维表征：来自四种辣椒物种的生物活性成分与氧化稳定性研究**
**一、研究背景与意义**
辣椒属（Capsicum）是一个包含约40种辛辣和甜味辣椒的异质性植物类群，其中五个物种已被驯化，包括C. annuum L.、C. baccatum L.、C. chinense Jacq.、C. frutescens L.和C. pubescens Ruiz & Pav。辣椒植物广泛种植于世界亚热带气候地区，主要分布在亚洲（260万公顷）、非洲（70万公顷）、中美洲（18万公顷）和南美洲（16万公顷）。2021年全球新鲜辣椒浆果产量为3630万吨，干制辣椒为484万吨，较过去十年分别增长52.4%和19.8%。
在食品加工过程中，辣椒种子作为副产物被大量废弃，这些种子占C. chinense浆果的33%、C. baccatum浆果的14%和C. annuum浆果的20%。研究表明，这些"废弃物"含有约6.63 g/100 g水分、28.33 g/100 g蛋白质、3.05 g/100 g矿物质、18.39 g/100 g脂质和43.60 g/100 g碳水化合物。从这些种子中提取的油脂具有优异特性，富含多不饱和脂肪酸，尤其是亚油酸含量可达总脂肪酸的71%。
过去二十年中，消费者日益意识到营养素在维护健康中的作用，也更加关注食品生产的可持续性问题。在此背景下，副产物升级利用被认为是减少废液量及其处理成本、回收生物活性化合物以生产功能性食品的可行策略。然而，现有研究大多集中于C. annuum种子油，对其他辣椒属物种的研究仍然有限，且大多仅限于脂肪酸表征。因此，开展一项综合评价不同辣椒物种生物活性组分（包括类胡萝卜素、生育酚和辣椒素类物质）及氧化稳定性的比较研究，对于充分阐明这些未被充分利用的农工业副产物的工业和营养保健潜力至关重要。本研究旨在评估从四种辣椒物种——C. annuum、C. baccatum、C. chinense和C. pubescens——中提取的油脂的物理、化学和技术特性，该研究成果发表于《Food Production, Processing and Nutrition》。
**二、主要技术方法**
研究人员从秘鲁DANPER TRUJILLO S.A.C.公司获得三种C. annuum品种（California、Kapia、Piquillo）的种子，并从秘鲁万卡约当地市场采集C. baccatum subsp. pendulum（Ají Mirasol）、C. chinense（Ají Panca）和C. pubescens（Ají Rocoto）各一个品种的种子。种子经60 °C干燥24小时至水分含量低于8 g/100 g后，采用NF 500冷机械压榨机提取油脂，并通过离心回收。样品制备在秘鲁国立圣塔大学实验室完成。研究采用高效液相色谱法（HPLC）测定辣椒素类物质、生育酚和类胡萝卜素含量，气相色谱法（GC）分析脂肪酸组成，Rancimat法测定氧化稳定性指数（OSI），并依据AOAC和IUPAC标准方法测定种子的形态特征和化学组成、油脂的理化参数、色泽坐标及营养健康相关指数，采用单因素方差分析（ANOVA）和主成分分析（PCA）进行数据处理。
**三、研究结果**
**种子的形态特征与化学组成**
方差分析显示，不同辣椒物种的种子在尺寸、重量和化学参数上存在极显著差异（p ≤ 0.001）。Rocoto（C. pubescens）和Panca（C. chinense）种子的长、宽、厚最大，而Mirasol（C. baccatum）种子最薄且最轻。种子脂质含量为9.2–11.9 g/100 g DM，蛋白质含量为19.8–23.5 g/100 g DM，灰分含量为2.6–4.9 g/100 g DM，纤维含量为49.0–55.2 g/100 g DM。三种C. annuum品种的纤维含量较低而碳水化合物含量较高。冷机械压榨的油提取率为4.0–5.4 g/100 g，相当于总脂质回收率的43.1–45.1%。
**油脂表征**
**色泽特性**：利用色度计测定的色泽坐标显示，California、Piquillo和Rocoto油脂的亮度值最高（L*在28.1–28.4之间），所有油脂的a*值均为正值（偏红），Kapia油脂a*值最高（7.3），California油脂b*值最高（13.4）。油脂的红橙色来源于从附着在种子上的残留果皮和胎座组织中回收的类胡萝卜素。
**脂肪酸组成**：气相色谱分析表明，六种油脂的脂肪酸组成存在统计学差异但颇为相似。亚油酸为最丰富的脂肪酸（67.2–74.9%），其次是棕榈酸（11.8–19.9%）、油酸（5.8–9.2%）、硬脂酸（3.2–4.4%）及其他11种微量脂肪酸。总体而言，辣椒种子油以多不饱和脂肪酸（PUFA；67.9–75.6%）为主，其次是饱和脂肪酸（SFA；16.9–25.8%），单不饱和脂肪酸（MUFA）仅占总脂肪酸的6.2–9.6%。PUFA/SFA比值范围为2.74（Mirasol油）至4.48（Rocoto油）。皂化值介于192.41–193.63 mg KOH/g油之间，与大多数植物油相当。
**营养与健康相关指数**：由脂肪酸组成计算的各项质量指标显示，油脂具有营养有利的脂质谱。理想脂肪酸指数（DFA）为78.50%–87.04%，高胆固醇脂肪酸指数（OFA）为11.88%–20.13%，低胆固醇/高胆固醇比值（HH）为3.65–6.96，动脉粥样硬化指数（AI）为0.15–0.28，血栓形成指数（TI）为0.37–0.64，表明油脂具有较低的促动脉粥样硬化和促血栓形成的预测潜力。然而，ALA/LA比值极低（0.005–0.007），ω-6多不饱和脂肪酸占主导地位而α-亚麻酸含量有限，表明必需脂肪酸组成不够均衡。
**辣椒素类物质与斯科维尔单位**：采用反相HPLC分析发现，不同物种间辣椒素类物质含量差异显著。C. pubescens（Rocoto）油脂的总辣椒素类物质浓度最高（2446.5 mg/kg），以二氢辣椒素为主（45%），其次为辣椒素（35.2%）、去甲二氢辣椒素（14.9%）和异二氢辣椒素（1.6%）。Panca油脂的总含量次之，但辣椒素占比最高（69%）。C. annuum品种的辛辣度最低，Piquillo总含量为17.6 mg/kg，Kapia为7.5 mg/kg，California未检出。相应的斯科维尔单位（SHU）值为：Rocoto 36155、Panca 21024、Mirasol 11017、Piquillo 283、Kapia 121、California几乎为零。
**生育酚和类胡萝卜素**：正相色谱分析表明，总生育酚含量范围为600–1200 mg/kg，γ-生育酚为主要同系物（>90%），其次为β-生育酚（4.4%）、α-生育酚（2.0%）和α-三烯生育酚（1.8%）。Mirasol油的总生育酚浓度最高，且含有47 mg/kg的α-生育酚，从维生素E营养角度最为有利。类胡萝卜素方面，Kapia油总含量最高（47.1 mg/kg），其次为Panca（25.6 mg/kg）和Mirasol（21.9 mg/kg）；(α+β)-胡萝卜素为最丰富的类胡萝卜素（65.1%），Kapia还含有最高量的辣椒红素和玉米黄质。
**化学质量参数**：各油脂样品的折光指数相似（约1.47），与玉米油、大豆油、橄榄油和葵花籽油相当。酸价为0.79–3.89 mg KOH/g之间，过氧化值低于文献报道值，p-茴香胺值均低于10的阈值。K232和K268值表明油脂中初级和次级氧化产物含量有限，适合人类食用。总氧化值（TOTOX）和综合氧化值（INTOX）在Rocoto油中最高，在三种C. annuum品种中最低。
**氧化稳定性指数**：Rancimat测试表明，各品种在不同温度下呈现相似的OSI趋势，每升高10 °C，OSI降低45–55%。Mirasol油在所有温度下均表现出最高的OSI。外推至25 °C的理论货架期（OSI25）为：Mirasol油约4个月，其余油脂约为3个月。Mirasol油优越的氧化稳定性主要归因于其高含量的抗氧化剂（尤其是α-生育酚）和较高的饱和脂肪酸比例。
**相关性分析与主成分分析**：线性相关分析表明，SFA含量与过氧化值相关，PUFA与p-茴香胺值、TOTOX和INTOX密切相关。主成分分析（PCA）中，前两个主成分解释了总变异的71%，加入PC3后累计解释变异达91%。Mirasol位于PC1–PC2双标图的右上象限，与更高的氧化稳定性相关；Rocoto位于左上象限，尽管辣椒素类物质含量高，但高PUFA水平导致氧化稳定性较低；三种C. annuum样品聚集在下方中央区域，反映其较高的MUFA含量。
**四、讨论与结论**
讨论部分指出，油脂的氧化稳定性受多种因素共同影响。尽管PUFA含量高通常意味着更易氧化，但天然抗氧化物质的存在可显著提升稳定性。Rocoto油虽然PUFA比例最高，但由于辣椒素类物质的抗氧化作用，其OSI25并非最低。生育酚是食用油中最重要的抗氧化剂，Mirasol油近1200 mg/kg的总生育酚含量处于富生育酚植物油的常见范围内。SFA含量与OSI呈良好相关性（100 °C时r = 0.69至120 °C时r = 0.87），表明脂肪酸组成对氧化稳定性有直接影响。然而，较低OSI并不总是对应较高的PUFA，证实天然抗氧化剂等其他因素同样影响氧化稳定性。
研究结论表明，从不同辣椒属物种种子中提取的所有油脂均富含多不饱和脂肪酸。甜椒油中辣椒素类物质含量极低，而辣椒油中主要含辣椒素和二氢辣椒素；所有样品的生育酚（主要是γ-生育酚）含量丰富，类胡萝卜素赋予油脂诱人的深橙色色调。低氧化指标和良好的货架期（可归因于延缓过氧化的亲脂性抗氧化化合物的存在）使其适合人类食用，推荐辣椒油为营养价值高的产品——因其富含脂质、多不饱和脂肪酸、生育酚和类胡萝卜素——且易于从丰富且廉价的食品工业副产物中提取。根据辣椒素类物质含量，甜椒油适合日常消费，而辣椒油更适合利基市场，除非采用去除辛辣度的处理工艺。Mirasol油表现出最佳的稳定性，主要归因于其高总生育酚含量（包括α-生育酚的大量贡献）、中等总类胡萝卜素浓度和最高比例的饱和脂肪酸。Kapia因其优越的类胡萝卜素含量而尤为突出，其中类胡萝卜素（可作为维生素A原化合物）比例相对较高。相比之下，Rocoto以其极高的总辣椒素类物质含量而著称。由于研究涉及的物种数量相对有限，未来研究应考虑纳入更多辣椒种质资源以验证这些结果；此外，为更全面了解辣椒油的商业潜力，应开展长期稳定性试验并结合感官分析。
