食品工业占辣椒碱用量七成以上未来消费潜力还将持续释放

2023-07-28 11:07

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一、辣椒碱行业概述

辣椒是茄科辣椒属植物，原产于中美洲和南美洲，因其营养丰富，味道鲜美而在各地广泛种植，其产量在茄科蔬菜中仅次于番茄。从2017年到2023年，辣椒产量呈逐年增加的趋势。2017年，辣椒产量为1811万吨，预计2023年则将继续增加至2101万吨。与此同时，辣椒的深加工技术面积也在不断扩大，我国干辣椒种植面积由2000年的300万亩扩大到目前的将近600万亩，年产干辣椒60多万吨，产值近60亿元，已成为农民致富的重要经济作物之一。

资料来源：观研天下整理

辣椒全身是宝，富含辣椒碱、辣椒红素、辣椒玉红素、B—胡萝卜素、碳水化合物、大量的维生素C、以及钙、磷等。其中，辣椒碱是引起辛辣味觉的主要碱性呈辣物质。天然辣椒中存在的辣椒碱及其同系物包括辣椒碱、二氢辣椒碱、降二氢辣椒碱、高二氢辣椒碱和高辣椒碱。辣椒碱及二氢辣椒碱约占辣椒中总辣椒碱含量的80%-90%。辣椒碱类物质因辣椒的品种、成熟程度、气候条件和土壤性质等不同，其含量和组成也有所差异。辣椒碱在果实不同部位的含量也不同，胎座及隔膜组织中含量最高，果肉次之，种子最低。

辣椒碱具有止痛、抗癌、调节血脂、抗菌消炎、减肥、抗疲劳等作用，还可导致皮肤血管扩张、改善微循环，又能利用其刺激性辣味对人和动物产生一系列生理反应和驱避作用。辣椒碱还可作为功能性食品添加剂，能祛风行血、散寒解郁、导滞止痛、止癖擦癣，能促进人体能量代谢作用与亢进作用，增强血管的扩缩机能，有较强的抗氧化能力，可用作食品添加剂、国防及公安用制剂、外用药剂等。但辣椒碱粗品中的酚类物质能拮抗辣椒碱对神经肽的作用，这种粗品在临床上不能诱导神经肽活性，反而会加剧疼痛和炎症，因此提取分离高纯度的辣椒碱，对于提高辣椒的应用价值，促进我国辣椒产业的发展意义重大。

二、辣椒碱应用领域广泛，市场发展空间大

根据观研报告网发布的《中国辣椒碱行业发展深度分析与投资前景预测报告（2023-2030年）》显示，辣椒碱下游应用广泛，在食品、化工和医药等行业有着广泛用途。

1、低浓度的辣椒碱作为添加剂被广泛应用于食品工业，占比高达71.4%

食品工业是辣椒碱的最大应用领域，占比高达71.4%。在我国，多数辣椒碱实际仅是辣椒红色素生产过程中的副产品，大约生产1吨红色素可得到100kg左右辣椒碱。这种辣椒碱比较粘稠，流动性差，不溶物多，成分复杂，溶残量大，异味重，几乎不能用作食品添加剂直接使用。只有浓度较低的辣椒碱才可生产辣椒精、辣椒素等产品，作为添加剂被广泛用于食品工业。

资料来源：观研天下整理

从具体应用领域来看，1）调味料方面：辣椒碱是一种无色、无味的化合物，但它会刺激人体的神经末梢，导致产生辣味，因此在许多食品中被用作调味料，增加食品的辣味和风味。例如，在辣椒酱、辣椒油、辣椒粉等辣味调味品中常见到辣椒碱的应用。《2018全国调味品行业蓝皮书》显示，辣味调味品占所有调味品的30.88%，全球吃辣人群超过25亿人，辣椒全球交易额超过2873亿元；2）食品着色剂：辣椒碱广泛存在于辣椒红和辣椒油树脂中，这两类产品都属于天然食品着色剂，可以为大豆蛋白及其膨化食品、大豆素肉、咸肉、腊肉、板鸭、中式火腿、腊肠等食品赋予红色；3）食品保鲜：辣椒碱具有较强的抑菌、杀菌特性，对细菌、真菌和酵母菌都具有一定的抑制作用，因此也被用作食品的保鲜剂，延长食品的保质期；4）虫害防治：对赤拟谷盗、谷蠹和玉米象有较好的趋避效果。

观研天下分析师观点：当前我国高纯度的辣椒碱主要依赖进口，但国外商家要价很高，其价格高达4万元美金/公斤，国产95%天然辣椒碱市场销售价格也约4万元人民币/公斤。这对于国内企业来说将是一个巨大的商机，应不断加大对辣椒碱生产技术的研发和投入，以提高产能和降低进口依赖程度，同时也有利于拓展国际市场。

2、辣椒碱具有消炎、抗菌、镇痛等功效，在临床应用上极其广泛

虽然辣椒碱主要以食品领域的应用为主，但其镇痛、抗菌等性质也使其在医药领域发挥一定的作用。现代研究表明，辣椒碱具有消炎、镇痛、麻醉和戒毒等方面的功效，其镇痛作用与吗啡等同，但比吗啡更持久，对带状疱疹后遣神经痛、三叉神经痛、糖尿病神经痛、风湿性关节炎、骨关节炎、牛皮癣、秃发等有显著疗效。辣椒碱止痛有独特的性能，即当局部或全身用药时，可选择性地激活多种动物模型的痛觉感受器，适量应用时，可呈现一种可逆性快速抗痛觉作用。当前高纯度辣椒碱制成的戒毒针剂已经成为了一种广谱高效的戒毒新药，几乎对所有的毒瘾都具有强大的戒毒作用。用辣椒碱制成软膏或霜剂对慢性风湿性关节炎，跌打损伤等神经痛有显著疗效。在保健品上，还具有减肥和疏通血脉等功效。

目前在临床应用中，辣椒碱药品的开发主要集中在以下五个方面：1）疼痛管理：辣椒碱中的辣椒素具有镇痛效果，因此在疼痛管理领域进行应用。除戒毒作用外，辣椒素可以作为活性成分，用于制造贴膏或外用药膏，用于缓解关节疼痛、肌肉疼痛等；2）抗炎抗菌：辣椒碱含有一定的抗菌和抗炎作用。研究人员正在探索辣椒碱在抗菌和抗炎药物中的应用，用于治疗感染性疾病和炎症；3）治疗各种瘙痒、皮肤病：辣椒碱能够抵抗皮肤瘙痒的症状，同时对组胺引起的瘙痒、刺激性瘙痒症、尿毒症关联的瘙痒以及慢性的顽固性肛门皮肤瘙痒症等，具有比较明显的疗效；4）消化辅助：辣椒碱具有促进消化的作用。在一些消化系统疾病治疗中，辣椒碱可能用于辅助治疗，帮助促进食欲和消化；5）降低胆固醇（预防心脏病和减肥）：辣椒碱能够促进身体内胆固醇与脂肪代谢，因此能预防血压和血脂的升高。还能减少血脂生成，能提高心脏收缩能力，对多种高发心脏病都有着一定预防作用。另外，近年来，很多学者发现进一步纯化的辣椒碱还能有效杀死癌细胞，减少细胞癌变的可能，开辟了癌症治疗的新途径。

目前已有0.05%～0.075%辣椒素霜剂应用于临床，缓解局部疼痛。但以注射液剂型用于全身疼痛的应用尚未见报道。已有单位致力于高纯度辣椒碱在烧伤、癌痛、术后镇痛等领域的研究。总的来看，我国以辣椒为原料的药品和保健品正在研究开发当中，辣椒制品已经作为减肥保健食品开始应用。其他如酸辣开胃糖、生发擦剂、抗疲劳辣椒片剂等产品正处于研发阶段。

3、辣椒碱可用于护肤、美白减肥、塑身，众多品牌推出相关化妆品

护肤品也是辣椒碱的重要应用领域。辣椒碱可以促进皮肤的血液循环和脂肪代谢，增强皮肤的自我修复能力，可用于护肤、美白减肥、塑身等方面的化妆品中。目前市面上含有辣椒碱成分的化妆品比较多，例如面膜、精华液、眼霜等产品。

含有辣椒碱成分的化妆品（部分）

化妆品	产品
精华液	藏育森之催焕发套装-温润舒活精华液
精华液	秀芳源精致馨爱套组-芳悦时光植萃源液
眼霜	瑶芳清颜焕颜凝时滋润眼霜（夜用）
育发液	精方健发防脱育发露
育发液	章光101馥盛育发液
护肤油	玄琪舒畅平衡油
	脊泰舒活悦颜植萃油
	圣嶶依儿草本养护油

资料来源：你今天真好看app、观研天下数据中心整理

4、其他

除上述三个领域外，辣椒碱在军事、化工、养殖、农药、涂料工业等领域也都有着广泛的应用，本文不展开讨论。

辣椒碱的其他应用领域

应用领域	具体应用
养殖业	目前，在饲料中大多使用人工合成添加剂，多数对兽禽机体有毒副作用，对环境产生污染，对人类健康具有危害。而辣椒碱产品饲料，能促进动物的胃液分泌、增强食欲，促进血液循环，提高机体的抗病能力；还有驱虫、发汗等功效，可用于动物腹泻和炎症等疾病的防治。
涂料工业	基于辣椒碱的刺激性气味，以辣椒碱为原料制成的高档特种防腐涂料，可用于轮船外壳、木树、金属、塑料管等的表面涂层。在电线中加入辣椒碱类化合物，可防止老鼠对电缆的危害，同时还可防止白蚁等昆虫的侵蚀。辣椒碱具有良好的防污性能。这为研发新型的、环保的、不含氧化亚铜的防污涂料提供了新思路。采用丙烯酸和丙烯酸酯类聚合物，与不饱和脂肪酸及二价金属碱性化合物反应合成可水解树脂；采用以阳离子表面活性剂改性的脱石微粉为分散剂，高度分散辣椒碱、二氧化硅微粉和陶瓷微粉所制得，通过在微碱性海水中树脂缓慢水解，留下光滑表面并溶带出驱避剂，从而达到双效防污效果，其防污性大大高于氯化橡胶防污涂料，接近有机锡自抛光防污涂料。
军事	辣椒碱因其自身无毒、辛辣刺激等特点，军事上常被用于制造催泪弹、催泪枪以及防卫武器的主要原料，在有些国家已得到广泛应用。另外，辣素会引发人体强烈的生理反应，使人产生咳嗽、呕吐、流泪等不舒服症状，因而可作为个人防身武器，或制服违法者。
农药领域	以辣椒碱为主要成分的鼠类驱避剂对农村储粮害鼠有良好的驱避效果。辣椒碱对害虫的作用主要通过干扰新陈代谢，膜损伤以及导致神经系统紊乱，主要作用方式为触杀与驱避。辣椒碱作为新型绿色农药，对农作物虫害防治具有药效高、持效长与可降解的特点，属新型环保型生物农药。由于生物农药高效、安全、环境相容性好，并且符合农业可持续发展的要求，其在农药中所占比重将越来越大。

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三、传统有机溶剂提取法存在局限，新技术环保又高效

辣椒碱主要有三种提取方法：天然提取方法、化学合成方法和生物合成方法。过去，在天然辣椒中提取辣椒碱主要采用传统的有机溶剂提取法，如乙醇回流提取法、丙酮浸提法等，这些方法通常萃取时间长，消耗溶剂多而且提取不完全，并且容易对环境造成一定的影响。

辣椒碱的三种提取方法

方法	介绍
天然提取方法	早期辣椒碱的提取用鲜红的干辣椒经粉碎后用有机溶剂抽提，浓缩后得到一种红色至橙红色的油状液体，这种油状液体被称为辣椒油树脂，其中含有辣椒碱、二氢辣椒碱、正二氢辣椒碱和高二氢辣椒碱、辣椒红色素、胡萝卜素及酒石酸、苹果酸、柠檬酸等多种成分。辣椒油树脂再经乙醚、稀乙醇和碱性水溶液，或石油醚、二氯乙烷等溶剂进一步抽提后，经石油醚或正乙烷结晶可得粗辣椒碱结晶。
化学合成方法	辣椒碱从化学结构上可以看成是脂肪酸与香草基胺形成的酰胺化合物，Spath等以异丁基锌与1,6-己二酸单乙酯单酰氯为原料，经过化学合成得到了8-甲基-6-壬烯酸，再经酞氯化，与香草基胺反应得到辣椒碱。
生物合成方法	参与辣椒碱合成途径中目前已知的酶有苯丙氨酸裂解酶、肉桂酸水解酶、对香豆酸水解酶、咖啡酸转甲氧基酶和辣椒碱合成酶。辣椒碱合成过程中的酚类前体物质（对香豆酸、苯丙氨酸、咖啡酸等）同时是蛋白质、生物碱、类黄酮以及木质素的合成前体物，因此辣椒碱的生物合成存在着与其他生物合成途径竞争共同前体物的问题、通过代谢调节或基因调控能够最大限度地促进辣椒碱的生物合成。

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近年来，随着科技的进步和工艺的改进，如超临界萃取、微波、大孔树脂、酶处理、菌种发酵、制备液相、膜分离等新技术的使用，使辣椒碱的分离纯化效率明显提高。具体来看，1）超临界流体提取法：近年来，超临界流体提取法逐渐应用于辣椒碱的提取。这种方法利用超临界流体（如二氧化碳）的高温高压特性，使其处于液态和气态的临界状态，从而实现更高的溶剂能力和更高的提取效率。超临界流体提取法不仅能够提高提取速度和产率，还减少了溶剂的使用和排放，具有较好的环保性。目前我国在这方面的研究还刚刚起步，国外已经开始使用超临界CO2萃取技术，但准确度和定量分析方面还有待进一步研究；2）微波辅助提取法：微波辅助提取法是一种新型的提取方法，它利用微波的穿透能力，与辣椒中辣椒碱分子发生作用，被微波作用的辣椒碱分子很快从辣椒中分离出来。此方法具有快速、高效、节能的特点，适合与其他提取方法相互辅助使用；3）超声波辅助提取法：超声波辅助提取法是利用超声波的机械效应、空化效应和热效应，通过增大分子的运动速度，从而增大分子对生物膜的穿透力，使提取时间缩短，提高提取效率，且操作简单。

辣椒碱的新提取技术分析

方法	介绍
超临界萃取法	在超临界状态下,通过压力、温度对二氧化碳溶解能力的调节，超临界二氧化碳与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子大小的成分依次萃取出来。邓传波等以超临界CO2流体萃取食用黄灯笼级辣椒碱，经试验研究获取最佳萃取工艺，最佳萃取条件为萃取压力30MPa、萃取时间为90min、粉碎粒度80目、温度35°C，在此条件下外加5%的夹带剂，辣椒碱一次萃取率为93%。
微波萃取法	利用微波的穿透能力，与辣椒中辣椒碱分子发生作用，被微波作用的辣椒碱分子很快从辣椒中分离出来。此方法操作简单,设备要求不高，具有高效性，适合与其他提取方法相互辅助使用。Gerardo F.Barbero等用微波能萃取辣椒碱发现最佳萃取条件为: 125°C、 500W、25mL100%乙醇、0.5g辣椒粉、5min。
超声波萃取法	利用超声波的机械效应、空化效应和热效应，通过增大分子的运动速度，从而增大分子对生物膜的穿透力，使提取时间缩短，提高提取效率，且操作简单。朱妞等将辣椒粉碎，用一定体积比的乙醇为提取溶剂，借助于超声波提取制得了辣椒碱，并确定了最佳工艺。

资料来源：观研天下数据中心整理

总的来看，新技术的应用对于制备如辣椒素这类植物提取物来说，具有非常重要的意义。

观研天下分析师观点：辣椒碱属于辣椒行业的顶端产业，除了重视辣椒碱的生产和应用，还需要关注辣椒种植、加工和销售等多个环节，推动整个行业的升级和转型。

四、辣椒碱存在较大供需缺口，未来消费潜力还将持续释放

目前辣椒碱的主要消费地是美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区。一来，这些国家和地区在饮食方面普遍喜欢食用辛辣食品，辣椒碱是辣椒的主要辣味成分，因此在这些地区的食品调味品中使用辣椒碱较为广泛。二来，美国、欧洲、日本和韩国等地区的医药和化妆品产业比较发达，也在一定程度上促进了辣椒碱的消费。

据统计，全球辣椒碱的年需求量为5000余吨，而世界辣椒碱年产量仅有1200吨左右，市场存在较大缺口。一方面是因为辣椒碱的提取和生产过程相对复杂，需要先从辣椒中提取辣椒素，再经过一系列化学反应得到辣椒碱。由于生产工艺较为复杂，涉及的工艺范围很广，不是每个国家或企业都具备相应的生产技术和设备，这也限制了辣椒碱的供应量。另一方面辣椒碱主要产自中国，特别是湖南、湖北等地，这些地区是辣椒的主要产区。由于产地集中，其他国家和地区需要从中国进口辣椒碱，但供应量有限，导致市场供应不足，目前国际市场辣椒碱售价已由每公斤3.5万美元上涨至4万美元以上。随着医药、轻工业和食品工业等产业的迅速发展，国内外对辣椒碱的需求仍将继续增长，有较好的市场前景。数据显示，2021年辣椒碱市场供需缺口已高达3800吨，2025年有望增加到6500吨，复合增长率约为14.4%。