TAPPIR（Tunable Aqueous Polymer-Phase Impregnated Resin）抽出技術とクロマトグラフィー技術を組み合わせたトウガラシオレオレジンからのカプサイシンの抽出と精製

Extraction and Purification of Capsaicin from Capsicum Oleoresin Using a Combination of Tunable Aqueous Polymer-Phase Impregnated Resin (TAPPIR) Extraction and Chromatography Technology.

• Yanmin Lu
• Bo Cui

抄録

トウガラシを主原料とするカプサイシンは、抗がん作用、抗酸化作用、抗肥満作用を示す。本研究では、カプサイシンからカプサイシンを抽出・精製するための包括的な技術を構築することを目的としている。抽出ステップでは、チューナブル水性高分子相含浸HZ816樹脂を選択した。抽出工程では、１系あたり３ｇの含浸ＨＺ８１６マクロポーラス樹脂を採用した。その結果、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）と１-エチル-３-メチルイミダゾリウムアセテート（［Ｅｍｉｍ］［ＯＡｃ］）の分子量が高い方がカプサイシンの収率向上に有利であることがわかった。分数階乗計画を用いたスクリーニング実験により，[Emim] [OAc]とPEG 6000の試料負荷量，pH，濃度がカプサイシンの収率に大きく影響することが示された。その結果，可変水性高分子相含浸樹脂中のカプサイシン収率の数理モデルを構築し，応答曲面法を用いて最適条件を求めた。最適含浸相は，18.5%(/) PEG6000，15%(/) クエン酸ナトリウム，10%(/) [Emim] [OAc]を含む水性二相系の高分子相であり，pH6.5であった。最適な条件では、抽出系が0.25gのカプサイカムオレオレジンを含む場合、カプサイシンの収量は95.82%に達した。最終的にカプサイシノイド抽出物を逆相樹脂（SKP-10-4300）クロマトグラフィーカラムで精製した。その結果、カプサイシンの回収率は85％、純度は92％を達成した。

Capsaicin, which mainly comes from pepper, exhibits anticancer, antioxidant, and anti-obesity properties. This work aims to construct a comprehensive technology for the extraction and purification of capsaicin from capsicum oleoresin. The tunable aqueous polymer phase impregnated HZ816 resins were selected in extraction step. In the extraction process, 3 g of impregnated HZ816 macroporous resin was employed per system. The results showed that a higher molecular weight of Polyethylene glycol (PEG) and 1-ethyl-3-methyl imidazolium acetate ([Emim] [OAc]) are more beneficial to the improvement of the yield of capsaicin. Screening experiment using fractional factorial designs indicated that the amount of sample loading, pH, and concentration of [Emim] [OAc] and PEG 6000 significantly affect the yield of capsaicin. Mathematical models of capsaicin yield in tunable aqueous polymer-phase impregnated resins were established and optimum condition was obtained using response surface methodology. The optimum impregnated phase was the polymer phase of an aqueous two-phase system which contained 18.5% (/) PEG6000, 15% (/) sodium citrate, and 10% (/) [Emim] [OAc] at pH 6.5. Under the optimal conditions, the yield of capsaicin reached 95.82% when the extraction system contains 0.25 g capsicum oleoresin. Ultimately, capsaicinoids extract was purified by reverse-phase resin (SKP-10-4300) chromatographic column. The capsaicin recovery and purity achieved 85% and 92%, respectively.