高辣椒素、高红色素深加工专用型辣椒品种评价标准的建立

桂敏 杜磊 张芮豪 钟秋月 龙洪进

摘 要：提出了高辣椒素、高红色素深加工专用型辣椒品种评价的4个关键指标，即辣椒素含量、辣椒红色素含量、有效成分含量和产量，以为农户和企业所能带来的利润为评价标准，建立了该类型品种定量评价的方法，并举例说明如何通过该方法来综合评价高辣椒素、高红色素辣椒品种。

关键词：高辣椒素;高红色素;深加工专用型;辣椒品种;评价标准

辣椒（Capsicum annuum）是一种重要的经济作物，其产值和效益居蔬菜作物之首。据有关数据显示，辣椒已经成为了全世界消费量最大的果蔬加工产品之一，其贸易量超过了咖啡和茶叶。辣椒除了食用外，还是生物碱、天然色素和制药的重要工业原料[1]，可以进行精深加工提取辣椒素和辣椒红色素。辣椒素是辣椒果实中所含有的重要植物活性物质，在军事（作催泪弹和防卫武器的原料）、医药（止痛、抗癌、减肥、降血压、杀菌和健肠胃等）[2-4]、食品、杀菌[5]等行业具有广泛的用途。目前世界上对辣椒素的市场需求量达6～7万t/年，年需求总值高达168～196亿元，而世界总生产能力不足0.4～0.5万t/年，需求缺口高达80%以上。辣椒红色素属类胡萝卜色素中的复烯酮类，美国 FDA 对辣椒红的定义为辣椒红色素是采用丙酮、 酒精、二氯乙烯、异丙醇、甲醇、二氯甲烷或三氯乙烯等溶剂从红椒中萃取而得到的油树脂，可用作食品着色剂，但其溶剂残留量必须符合食品添加剂规定的标准[6]。它是脂溶性色素[7]，也是一种高品质的天然色素，也是目前国际上公认的销量最大、最好的红色素。它主要应用于食品、饮料、饲料、保健药品和化妆品等领域[8]。据权威机构统计，全球年需天然色素达 1×104t以上，且每年以 20%速度递增[9]。据估计，对辣椒红色素的市场需求约达10万t/年，而目前全世界的产量仅为2万t/年左右，需求缺口为80%左右。可见辣椒素和辣椒红色素的市场潜力巨大。在辣椒素和辣椒红色素的生产提取中，90%以上的成本为原料成本，因此，应用辣椒素和红色素含量高，综合经济性状优良的品种就成了企业降低生产成本、提高市场竞争力的关键环节之一。

尽管品种对辣椒加工产业的发展十分重要，但生产上目前栽培的辣椒品种却主要是以食用型辣椒为主，国内用于辣椒素和红色素提取加工的辣椒品种主要以地方品种为主，高辣椒素和红色素的专用品种所占比例较少，可以说辣椒深加工专用型品种十分匮乏，杂交一代品种就更少，这也是辣椒素和辣椒红色素生产远远不能满足市场需求的重要原因。辣椒素和辣椒红色素的研究主要集中在合成途徑、加工提取方法、辣度和色价的表示方法以及评价方法等方面，而选育高辣椒素和高红色素辣椒品种的报道也很少，见报道选育的高辣素新品种有我单位选育的“云辣素1号”、三明市农科院选育的“明椒7号”[10]、广西桂林市蔬菜所选育的“桂航一号”[11]等;辣椒红色素的品种有甘肃航天育种工程研究中心选育出的色素专用椒“航椒红剑”[12]。但是这些选育出的品种应用于生产的面积仍然十分有限。

高辣椒素、高红色素深加工专用型品种与通常的食用型辣椒品种有很大的不同，现阶段仅是对该类型品种进行辣椒素和辣椒红色素含量来确定是否为高辣素或高红色素品种，对品种优劣的评价也仅仅只是对辣椒素和辣椒红色素含量、产量、抗性等方面做出定性的评价，而没有综合的、定量的评价体系。因此，很难准确地判断选育的品种是否真的适于加工、能否为企业所接受、到底能为企业带来多大的效益。而且，一些育种者由于与相应的加工企业接触较少，对评价的一些关键要素并不十分清楚，也影响了优良品种的选育及推广应用。

目前，随着辣椒素和辣椒红色素加工提取企业的增多，加工型辣椒的栽培面积日益增大，对相应品种的选育也越来越重视，高辣椒素和辣椒红色素品种的选育成了热点。因此，建立高辣椒素、高红色素辣椒品种的评价标准也就显得十分必要。

本文提出了高辣素、高红色素辣椒品种的评价标准，希望借此能帮助育种家们选育出更符合加工需求和生产种植的高辣椒素、高红色素品种。高辣椒素、高红色素品种评价的标准就是在保证农户收入不减少的情况下，企业使用新品种的利润必须高于或至少等于使用传统品种的利润。为了评价的方便，本文在评价时保持农户的收入不变。

1 高辣素、高红色素辣椒品种评价的关键指标

高辣素、高红色素辣椒品种的定量评价主要涉及辣椒素含量、辣椒红色素含量、有效成分含量、产量等4个关键指标。

1.1 辣椒素含量

辣椒素含量是评价高辣素辣椒品种的最重要的指标之一。国际上最早衡量辣度的方法是 Scoville 方法，表达为：Scoville Heat Units（SHU）。之后，使用高效液相色谱仪对多倍稀释的辣椒溶液进行分析测定，发现 1mg/L 的辣椒素溶液相当于 15 SHU 单位[13]。辣椒素的质量浓度测定参考王燕等[14]和湖南省地方标准（DB43/T 275—2006）中的方法，用%表示。SHU与辣椒素含量也按其中的公式进行换算[15]。不同品种辣椒素含量差异很大，所以作为高辣素品种的辣椒素含量一定不能太低。辣椒素的销售根据纯度的不同而价格不同，通常销售的纯度有10%、15%等。本文辣椒素含量设成字母“l”，用“%”表示。

1.2 辣椒红色素含量

对于辣椒深加工企业而言，由于原料占据了很高的成本，且辣椒红色素的价值也很高，因此，若能在提取辣椒素的同时也提取红色素，企业将获得更高的利润，故辣椒红色素的含量也是深加工专用品种评价的一个重要指标。色价标准：辣椒红色素颜色的深浅主要依据色价（Color Value Units）即E 1% 1cm 460nm处的吸光值，以及色调（Color Ratio）（470nm/455nm吸光比）来进行量度。也可采用美国香料贸易协会标准（ASTA）及国际色价标准ICU（International Color U nits）。三者之间的互算为：色价E=150相当于100 000 ICU;1 000ASTA相当于4 000 ICU[6]。现有辣椒加工企业通常以色价来表示辣椒红色素的含量，色价的概念也就是每kg辣椒中含有多少克的辣椒红色素含量，即：1个色价=1g/kg，辣椒红色素设成字母“h”。

1.3 有效成分含量

由于辣椒中果柄和种子无法提取出辣椒素和辣椒红色素，仅果肉和胎座等部位可以提取辣椒素和辣椒红色素，因此，高辣椒素、高红色素品种的果柄和种子的含量越低越好，即除果柄和种子外的部分为有效成分，有效成分含量越高越好。此处的有效成分含量为重量比，设成字母“f”，用“%”表示。

1.4 产量

由于产量与辣椒产品的收购价格密切相关，也直接影响着农户的收益，故产量也是评价高辣椒素类品种的重要指标之一。产量设成字母“y”。

2 企业的毛利润

从生产的角度来看，品种可产生的毛利润就是辣椒素的收入和辣椒红色素的收入再减去生产所用的原料的成本，即：

品种的毛利润=辣椒素收入+辣椒红色素收入-原料成本（1）

在加工的过程中也会产生如辣椒油等一些副产物，能有一定的收益;也会有水电、机器折旧、人工等加工成本，但以上两项在品种间存在的差异相差不大，所以在评价时忽略不计。为计算方便，本文以每吨原料可提取的辣椒素和辣椒红色素来计算。

2.1 确定辣椒素收入

辣椒素收入=辣椒素产量×辣椒素单价（2）

每吨原料可提取的辣椒素产量=1 000kg×品种辣椒素含量×有效成分含量×辣椒素提取率=1 000×l×f×100%（3）

注：由于不同品种的提取率相差不大，此处为了方便计算，统一以提取率为100%来计算。

2.2 确定辣椒红色素收入

辣椒红色素收入=辣椒红色素产量×辣椒红色素单价（4）

每吨原料可提取的辣椒红色素产量=1 000kg×品种辣椒红色素含量×有效成分含量×辣椒红色素提取率=1 000×h×f×100%（5）

注：此处辣椒红色素的提取率也以100%来计算。

2.3 确定每吨原料的成本

设辣椒的收购价格为V元/kg，则：

每吨原料的成本=数量×单价=1 000kg×V元/kg=1 000V（6）

新品种收购价的确定：确定品种的收购价是为了计算企业加工的原料成本。

设传统对照品种为C，其产量为Cy（kg/667m2），企业收购价为Cv（元/kg）;新品种为N，其产量为Ny（kg/667m2），则：

农户种植传统品种C的收入=Cy×Cv

∵农户种植新品种的收入至少要与种植传统对照品种收入相等

∴新品种的收购价Nv=（Cy×Cv）/Ny（7）

3 应用实例

现有一新品种N和传统高辣素品种C（云南涮辣）经实际种植并检测后其辣椒素、辣椒红色素、有效成分含量、干椒产量的数据如附表，传统高辣椒素品种的收购价为30元/kg。假设15%含量的辣椒素价格为425元/kg，辣椒红色素的价格为1.2元/g，即每个色价1.2元。

3.1 使用传统对照品种C可产生的毛利润

根据式（2）和（3），每吨原料生产辣椒素的收入=辣椒素产量×单价=（1 000×Cl×Cf×100%）÷15%×425=（1 000×3%×45%×100%）÷15%×425=38 250元。根据式（1）和（6），每吨传统品种C的毛利润=辣椒素的收入+辣椒红色素收入-原料成本=38 250+0-（30×1 000）=8 250元。由于传统高辣素品种C的色价只有5，无法提取辣椒红色素，所以没有辣椒红色素的收入。

3.2 使用新品种N可产生的毛利润

根据式（2）和（3），每吨原料生产辣椒素的收入=辣椒素产量×单价=（1 000×Cl×Cf×100%）÷15%×425=（1 000×0.85%×74%×100%）÷15%×425=17 821.6元。根据式（4）和（5），每吨原料生产辣椒红色素的收入=辣椒红色素素产量×单价=（1 000×Nh×Nf×100%）×1.2=（1 000×12×74%×100%）×1.2=10 656元。根据式（1）和（6），每吨新品种N的毛利润=辣椒素收入+辣椒红色素收入-原料成本=17 821.6+10 656-（9.6×1 000）=18 877.6元。

从以上实例可以看出，使用1个辣椒素含量为0.85%的高辣素新品种比辣椒素含量为3%的传统高辣素品种云南涮辣产生的毛利润还高。这充分说明在高辣素品种评价时需要对所涉及到的4个关键指标进行综合的、定量的评价，才能得出准确的评价结论。

4 使用以上评价标准的注意事项

4.1 新品种的使用价值跟辣椒素和辣椒红色素的市场价格也具有密切的关系

如在本例中，因傳统对照品种云南涮辣只能用于生产辣椒素，而新品种既可提取辣椒素，又可提取辣椒红色素，但新品种的辣椒素含量比涮辣低，因此，若辣椒素价格越高，辣椒红色素的价格越低，则新品种的使用价值越低;反之，若辣椒素的价格越低，红色素的价格越高，则新品种的价值越高。上例中，若15%含量的辣椒素价格提高到637.5元/kg，每个色价仍为1.2元时，企业应用新品种的收入和使用涮辣的收入基本相当（经计算分别为27 788元和27 375元）。

4.2 其他影响新品种使用价值的因素

除以上4个主要指标与新品种的使用价值具有直接的关系外，新品种的抗病性和早熟性也对其使用价值具有重要的影响。品种的抗病性越低，其稳产性越差，企业和农户的风险也越大;新品种的早熟性越好，则农户的管理成本越低，可种植的范围也越广。

我国作为世界级的辣椒生产大国，拥有着丰富的辣椒种质资源，提高辣椒的附加值在我国尤为重要。目前，我国选育高辣椒素和红色素辣椒新品种以及生产辣椒素和红色素的企业生产能力和技术含量还有待提高，与国外同类产品相比缺乏竞争力。因此，我们要加大深加工专用型辣椒新品种选育的力度，国内企业也应采用先进技术，加强对辣椒的精深加工的研究，向国际高标准看齐，提高产品品质，利用国内各种优势，使我国不论是在深加工专用型辣椒新品种选育，还是辣椒素和红色素的深加工等方面都能满足国际市场的要求与需求，在国际市场能占据一席之地。

参考文献

[1]李颖慧，王辉，杨延杰，等.应用电子鼻评价加工型辣椒果实辣度的方法[J].中国调味品，2018，43（12）：146-150.

[2]Ying H，Wang Z，Zhang Y，et al.Capsaicin induces apoptosis in human osteosarcoma cells through AMPK-dependent and AMPK-independent signaling pathways[J].Molecular and Cellular Biochemistry，2013，384（1-2）：229-237.

[3]Baral B，avies AJ，Kim YH.Pain fiber anesthetic reduces brain stem fos after tooth extraction[J].Journal of Dental Research，2013，92（11）：1005-1010.

[4]D'Eliseo D，Manzi L，Velotti，F.Capsaicin as an inducer of damage-associated molecular patterns（DAMPs）of immunogenic cell death（ICD）in human bladder cancer cells[J].Cell Stress & Chaperones，2013，18（6）：801-808.

[5]Veloso J，Prego C，Varela MM.Properties of capsaicinoids for the control of fungi and oomycetes pathogenic to pepper[J].Plant Biology，2014，16（1）：177-185.

[6]邱建生，张彦雄.世界辣椒红色素的历史、现状及发展趋向[J].中国食品添加剂，2003（6）：3-10.

[7]张继民，胡林华.辣椒色素提取工艺及稳定性[J].安徽机电学院学报，1999，14（1）：21-25.

[8]周雯雯，李湘洲，张炎强.辣椒红色素的国内研究进展[J].云南化工，2005，32（5）：52-54.

[9]张亚琼，李单单.辣椒红色素的功能特性及应用[J].农产品与加工，2018，10（19）：69-70.

[10]曾绍贵.高辣度辣椒新品种明椒7号高产制种技术[J].上海蔬菜，2017（4）：13-14.

[11]李玉洪，李业勇，莫豪葵，等.高辣椒素含量航天辣椒桂航一号的选育[J].长江蔬菜，2011（24）：8-10.

[12]罗爱玉，张建东，张宏兵，等.红色素专用辣椒新品种航椒红剑的选育及栽培技术要点[J].蔬菜，2013（11）：205-206.

[13]夏延斌，王燕，羅凤莲.辣椒及辣椒制品的“辣度”标准化研究[J].辣椒杂志，2008（4）：9-11、25.

[14]王燕，夏延斌，罗凤莲，等.辣椒素的分析方法及辣度分级[J].食品工业科技，2007，26（2）：208-210.

[15]罗凤莲，夏延斌，欧阳建勋，等.Scoville感官评定法测定辣椒辣度[J].食品科技，2006，7（10）：257-259.

Abstract：The four key evaluated indexes of deep-processing pepper varieties of high capsaicin and capsanthin were put forward，which were the content of capsaicin and capsanthin，effective component content and yield.Taking the profits of farmers and enterprises as the evaluation standard，we established a method for quantitative evaluation of these types of varieties，and gave an example to how to evaluate high capsaicin and capsanthin varieties comprehensively by this method.

Keywords：high content of capsaicin;high content of capsanthin;deep-processing type;pepper variety;evaluation standard

（责任编辑 唐建敏）