阿斯卡·阿赫塔尔、瓦卡斯·阿斯加尔、努曼·哈利德
巴基斯坦拉合尔管理与技术大学食品与农业科学学院
通讯作者：纳乌曼·哈利德博士，拉合尔管理与技术大学食品与农业科学学院，巴基斯坦拉合尔乔哈尔镇 CII区
提交日期：2021年 8月 12th；接受日期：2021年 9月 28th；发表日期：2021年 9月 30th
辣椒（辣椒属植物）几乎在世界上的每个地区都有种植和消费，既可以作为新鲜蔬菜，也可以作为干香料。辣椒及其不同品种具有许多有价值的特性，这使它们有别于其他蔬菜，并且在许多食品中作为香料，因其在植物次生代谢过程中产生的强烈刺痛味道。辣椒果实由于存在类胡萝卜素，呈现出多种颜色，可作为天然着色剂和抗氧化剂。几乎辣椒的所有部位都被认为是富含与健康相关的生物活性化合物（包括多酚类、类黄酮和其他芳香化合物）的丰富来源。辣椒的一个重要生物学特性是它能够作为抗氧化剂，减少氧化应激，从而预防多种退行性疾病。辣椒的功能性化合物具有出色的抗菌特性，尤其是对革兰氏阳性病原微生物。从辣椒中获得的植物源性化合物还具有抗癌和预防心脏病的功效。辣椒的精油也被用作化妆品中的抗衰老物质。因此，本文旨在对辣椒中生物活性化合物的化学和功能特性进行概述，并探讨其在医药、食品、农业、化妆品和纺织工业中的有效利用。关键词：辣椒、辣椒素类物质、辣椒素、类胡萝卜素、辣味
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前言
辣椒，通常被称为胡椒，是一种一年生草本植物，属于茄科。辣椒以其辛辣、香气和颜色特征而闻名，是世界上最广泛种植的香料。它是辣椒属的一员，包括近30个物种，是五个驯化物种之一，其他物种包括辣椒属植物、辣椒属植物、辣椒属植物和辣椒属植物。辣椒原产于美洲，在那里已经种植了数千年，随着欧洲殖民和贸易活动的开展，它传播到了世界其他地方。辣椒在世界各地的各种热带、亚热带和温带地区广泛种植，自公元前7500年以来一直是人类饮食的一部分。辣椒属具有相当大的经济意义，因为辣椒和甜辣椒品种都被种植和消费，既可以作为新鲜蔬菜，也可以作为香料。除了作为烹饪原料外，辣椒还一直是药理学研究的对象，因为辣椒中含有各种具有潜在治疗作用的化学物质[4]。然而，由于物种、季节性、环境条件以及植物生命周期的不同，辣椒的化学成分也会有所差异[5]。辣椒也被证明非常有益，因为它是治疗各种疾病（如溃疡、牙痛、风湿、脱发和糖尿病）的传统疗法中常用的[6]。辣椒果实的化学成分也很独特，因为它含有酚类化合物、类黄酮、生物碱和类胡萝卜素，对人类健康有有益的影响[7]。此外，大量研究报告称，辣椒种子富含蛋白质、必需脂肪酸、膳食纤维和矿物质，这些营养成分对改善人类健康非常有益[8]。此外，还报告称，辣椒中含有大量的维生素，如维生素C、维生素A、维生素E和叶酸。在 C. annuum [9] 中具有重要经济价值的五个主要驯化辣椒物种如图 1 所示。![]()
图 1辣椒果实及其主要品种[28]；a)甜椒（C.annuum），b)小甜椒（C. baccatum），c)印度鬼椒（C.chinense），d)鸟眼辣椒（C. frutescens），e)绒毛辣椒（C. pubescens）
辣椒是碳水化合物的丰富来源，其中还原糖（尤其是葡萄糖和果糖）占非还原糖（蔗糖）的比例较大[10]。几乎所有辣椒品种的膳食纤维含量都很高，并且在植物的不同发育阶段保持一致。不同辣椒品种的蛋白质含量差异较大。大气中二氧化碳浓度的增加对蛋白质的浓度有负面影响，随之而来的是糖（包括还原糖和非还原糖）和纤维含量的增加[10]。辣椒也是许多水溶性维生素和脂溶性维生素的良好来源，包括复合维生素B、抗坏血酸（维生素C）、维生素A和β-胡萝卜素，以及大量的矿物质，包括锌、铁、钙、钾、钠和硫[11]。普通辣椒(C. annuum)和黄灯笼辣椒(C.
chinense)的详细营养成分见表1。表1 普通辣椒(C. annuum)和黄灯笼辣椒(C. chinense)的化学成分![]()
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几乎所有品种的辣椒（青、甜和辣味）都富含重要的植物化学物质，如类黄酮和多酚，这些物质被视为具有生物活性的食品成分。辣椒中存在的其他植物化学物质包括糖苷和苷元，如槲皮素、杨梅素、木犀草素、山柰酚和芹菜素[12]。糖苷是植物次生代谢产物中天然存在的，由糖基转移酶催化。糖苷由两个功能独立的部分组成，即苷元（非糖部分）和糖基（糖部分），它们通过糖苷键弱地连接在一起。这些糖苷键可以是不同类型的，如O-糖苷（如果糖苷键通过氧形成），这是植物糖苷中最丰富的类型，C-糖苷（如果糖苷键与碳相连），这种键最耐水解[13]。为了鉴定辣椒中的碳和氧糖苷，已经进行了许多研究，采用了包括质谱裂解和紫外光谱分析等技术。这些研究的结果表明，辣椒中存在四种不同类型的槲皮素（3-O-鼠李糖苷、3-O-鼠李糖苷-7-O-葡萄糖苷、3-O-葡萄糖苷-7-O-鼠李糖苷和槲皮素糖苷）、两种木犀草素O-糖苷（芹菜糖苷-乙酰葡萄糖苷和7-O-2-芹菜糖苷-葡萄糖苷）、五种木犀草素C-糖苷（6-C-己糖苷、8-C-己糖苷、6-C-戊糖-8-C-己糖苷、6-C-己糖-8-C-戊糖苷和6-8-二-C-己糖苷）以及两种芹菜素C-糖苷（6-C-戊糖-8-C-己糖苷和6-8-二-C-己糖苷）[14-16]。辣椒果实中不同生物活性化合物的含量因品种、遗传特性、生长和发育阶段以及生态条件而异。辣椒的红果在该科所有果实中，栽培品种的生物活性化合物水平最高，绿色果实富含槲皮素3-O-R-L-鼠李糖苷，其浓度在成熟过程中会下降。然而，就辣椒而言，生物活性化合物含量显著充足，并且对许多细胞和生理机能负责。
“刺痛感-辣椒的一个特征性特点”
辣味是几乎所有辣椒品种的主要特征，这使得辣椒作为香料的使用更具吸引力。已发现决定辣椒辣味产生的两个基因是Pun1和pAMT[18]。辣椒植物在次生代谢过程中会产生各种对人类有益的化学物质，这些化学物质通过两种途径产生，即苯丙素类和支链脂肪酸途径[19]。辣椒植物在次生代谢过程中，生物合成并最终积累在胎盘组织中的生物碱类物质是辣椒素类，它们是辣椒辣味的主要成分。辣椒素类物质中与辣味有关的主要代表性组分是辣椒素和二氢辣椒素[20]。辣椒素（trans-8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺）是一种黄酮类衍生物，是一种疏水、无色、无味的化合物，能够起到抵御食草动物以及微生物和真菌侵害的作用[21]。辣椒素大量存在于胎盘组织（种子附着处）、内膜中，而在果实肉质部分中则较少[22]。辣椒果实中发现的微量辣椒素类物质包括[12]。一些红色和紫色的辣椒品种还含有花青素，这些果实中存在的主要花青素是矢车菊素-3-反式-6-羟基-4-烯基-5-葡萄糖苷，而果实中花青素的总量在成熟黄色至成熟红色果实中分别为0.5毫克/100克至 28毫克/100克[17]。降二氢辣椒碱（7.4%）、正辣椒碱、高辣椒素I、高二氢辣椒素I（2%）、高辣椒素II（2%）、高二氢辣椒素II和N-香草基壬酰胺[23]。辣椒植株的辣度与辣椒素类物质（尤其是辣椒素）的浓度成正比[4,23]。辣椒果实中辣度各异的类似物产生与辣椒素刺痛部分的改变有关[7]。在辣椒属驯化物种中，黄灯笼辣椒的果实被认为是辣味最强的[7]。辣椒的辣味水平可以通过使用辣味单位（SHV）来测定，辣味单位是样品中辣椒素类物质含量的指标（辣味单位值越高，辣椒的辣味越强）。在本次测试中，将辣椒样品提供给一组5名受过培训的人员。这些人记录所提供的辣椒样品的辣味强度。将提供的辣椒样品稀释到辣味无法察觉的水平，这种稀释程度表示为辣味单位（SHU）。研究还报告说，在所有辣椒素类物质中，辣椒素和二氢辣椒素表现出最强的辣味，这两种辣椒素类物质共同决定了辣椒总辣味的90%[24]。辣椒素是辣椒属各种物种产生的另一类次生代谢产物。尽管它们是非辣味辣椒素的类似物，因此由于这一特性，它们具有多种医疗应用[5]。与辣椒果实相关的三种主要辣椒素类包括辣椒素、二氢辣椒素和降二氢辣椒素，它们都表现出抗氧化和抗炎的特性[20]。主要生物活性成分的化学结构如图2所示。![]()
图 2a.辣椒素（C18H27NO3）的结构
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图 2b.二氢辣椒素的结构
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图 2c.降二氢辣椒碱的结构
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图 2d. 木犀草素的结构
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图 2e. 类胡萝卜素的结构
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图2f 辣椒素酯的结构
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图 2g. 降二氢辣椒素酯的结构
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图 2h.二氢辣椒素酯的结构
辛辣化合物的合成与积累：辣椒素类物质在辣椒植物的胎盘组织、果皮、种子以及其他包括茎和叶在内的营养器官中合成。大多数辣椒素类物质在果实发育的初始阶段形成，即在花原基启动后约20至 50天，并且随着果实的成熟，辣椒素类物质的合成速率会增加[23]。其他影响辣椒素生成的因素包括基因型、果实成熟度以及水资源和太阳能等环境因素[23]。如前所述，辣椒素生物合成的两条途径是苯丙素类途径和支链脂肪酸途径。苯丙素类途径的主要前体苯丙氨酸与主要物质发生缩合反应。
前体，脂肪酸途径中的缬氨酸（或亮氨酸），并产生香草醛胺，这在辣椒素的形成中起着关键作用，并最终在果实的胎盘组织中积累[25]。有许多假定的酶和编码基因与辣椒素的生物合成有关，然而，它们的完全表征尚未实现[25]。辣椒素合成的模型途径如图3所示。![]()
图 3 辣椒中辣椒素（辣椒素类物质）生物合成的模型途径[25]
辣椒色素的着色：颜色是新鲜辣椒果实以及由其衍生的食品的主要品质指标之一。辣椒属所有物种的成熟和完全成熟果实的颜色由总共四个基因（y、c1、c2、cl）以及约20种类胡萝卜素负责[26]。类胡萝卜素色素是在类异戊二烯（或 ）（甲羟戊酸）途径，并且主要储存在辣椒果实中的色素体中。类胡萝卜素通常具有一个40 碳的异戊二烯结构主链，分子的一端或两端具有芳香环结构，类胡萝卜素的化学结构是由具有交替双键的 5 碳类异戊二烯基团构成的[27]。类胡萝卜素呈现出包括黄色、橙色和红色在内的不同颜色，最终使不同品种的辣椒呈现出黄色至红色的色泽，并且这些类胡萝卜素会随着果实的成熟而发育并变色[28]。
在果实成熟过程的早期，据报道辣椒果实中叶绿素与类胡萝卜素的比例为32:68，导致叶绿素使果实呈绿色[28]。辣椒中导致红色的主要类胡萝卜素是辣椒素和胡萝卜素，而叶黄素则负责绿色和黄色品种的颜色。此外，辣椒中黄色至橙色可归因于β-胡萝卜素、隐黄质、玉米黄素、紫黄素、花药黄素和葫芦黄素A的存在。这些类胡萝卜素除了赋予辣椒果实颜色外，还报道在各种生物和健康活动中发挥重要作用[26,29]。
辣椒品种在食品工业中被视为天然的着色剂，用于对各种加工食品（如调味汁、肉汁、调味料、沙拉酱、烘焙食品和零食）进行着色。除了食品工业，辣椒品种的天然着色潜力在化妆品和制药工业中也日益受到重视，用于着色和营养药用功能[30]。由于存在共轭双键，类胡萝卜素还具有出色的抗氧化特性，这使它们能够通过清除活性氧自由基和防止自由基的形成来保护细胞，从而预防各种退行性疾病[31]。辣椒的香气和风味特征：香气是决定辣椒品质的最重要指标之一，其变化因品种、成熟阶段和储存方法而异[32]。新鲜辣椒果实特有的香气和风味可归因于挥发性油的含量。在甜椒中首次发现的芳香化合物是3-异丁基-2-甲氧基吡嗪，一种烷基甲氧基吡嗪[33]。此后，在不同品种的红辣椒中也发现了其他挥发性化合物，如2,3-丁二酮，具有一定的焦糖味，以及1-戊烯-3-酮，也与辣椒果实辛辣和刺痛感有关，还有己醛化合物，负责草本风味，3-蒈烯，一种红灯笼椒的特征风味物质，罗勒烯，（E）-2-己烯醛，具有甜味，以及辛醛，赋予果味[33]。
辣椒所有品种中报道的丰富香气化合物包括酯类、醇类、醛类、酮类、萜类、酸类、呋喃类、吡嗪类和硫化合物[32]。在一项研究中，对巴西辣椒（辣椒属的主要物种之一）的挥发性化合物进行了评估。分析共检测到82种挥发性化合物，其中64种与辣椒的香气有关。在这些已识别的化合物中，主要类别是酯类（51%），其次是萜类（17%）、烷烃（13%）、醇类（9%）、胡萝卜素（7%）和脂肪酸（3%）[34]。
在德国进行了一项类似的研究，以分析C.baccatum和C.pubescens的果实风味特征。分析结果显示，检测到约200种挥发性化合物，其中150种挥发性化合物存在于两种物种的果实中。最丰富的化合物是酯类和萜类化合物，其次是含氮化合物、硫化合物、酚类衍生物、醇类、非胡萝卜素类、呋喃类、酮类和不同的碳氢化合物。检测到约95种酯类化合物，包括饱和酯类如2-甲基丙酸酯、2-甲基丁酸酯、3-甲基丁酸酯和4-甲基戊酸酯，以及不饱和酯类，如（Z）-3-己烯基3-甲基丁酸酯、（Z）-3-己烯基4-甲基戊酸酯和6-甲基-4-庚烯基3-甲基丁酸酯。除了酯类化合物外，还对所述水果的挥发性部分中的62种萜类化合物进行了分析，其中包括35种非氧化二萜、18种单萜和9种氧化二萜[35]。果实为红色的辣椒品种含有高水平的碳氢化合物，有助于辣椒素的生物合成以及类胡萝卜素的降解，而黄色和橙色的果实富含酯类化合物[5]。辣椒在全球范围内的可接受性是由于其风味、香气和辣味。辣味与辣椒素类物质的含量直接相关，辣椒素类物质与口腔中香草醛受体的结合程度越高，产生的灼痛感就越强烈。在所有决定风味的成分中，辣椒素类物质对辣椒风味感知的影响最大[36]。另一项研究表明，在三种辣椒（墨西哥辣椒、黄辣椒和弗鲁特森辣椒）中，已鉴定出近30种挥发性化合物，它们赋予辣椒香气[37]。辣椒的果香对于辣椒在不同食品中的应用也是可取的。其他主要的辣椒素类是类辣椒素，具有非辣味特性，其酯键由香草醇和脂肪酸衍生而来，分为辣椒素酯、二氢辣椒素酯和降二氢辣椒素酯[38]。类辣椒素的摄入量超过了辣椒素类在体内的水平，并抵消了辣味水平。在所有辣椒品种中，黄灯笼辣椒品种（亦即中华辣椒）的辣味水平高，香气特征明显[38]。辣椒的生物学特性：辣椒植物的果实已经使用了几个世纪，既可以作为新鲜蔬菜，也可以干品形式作为食品添加剂。然而，它在传统医学中也被用于治疗咳嗽、牙痛、喉咙痛、身体寄生虫感染、风湿病和伤口愈合[39]。此外，它还被用于治疗高胆固醇、高血压、关节疼痛和皮疹等常见问题，以及作为收敛剂、开胃剂、饮料中的添加剂、缓解神经痛，以及作为治疗腰痛的反刺激剂[40]。其他一些研究报告称，它具有抗氧化、免疫调节作用，有助于刺激胃肠防御系统、唾液分泌，以及肠道、肝脏和胰腺分泌[41,42]。一项研究报告称，辣椒植物的三种栽培品种——黑古巴（BCPL）、红金菊（HPL）和野姜红酱枪（YHPL）的叶子具有高抗氧化特性[43]。与辣椒相关的健康相关研究在表2中列出。表 2：辣椒及其生物成分与健康相关的作用
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辣椒的抗氧化活性：多年来，抗氧化剂一直是研究人员关注的焦点，因为它们具有促进健康的能力。它们在不同食品、营养药品甚至化妆品中的广泛应用都有充分的文献记载，为食品加工商从不同食品中提取和量化它们提供了良好的前景。辣椒果实是不同植物化学物质的丰富来源，如维生素A和C、类黄酮和类胡萝卜素。根据研究，在巴基斯坦的甜椒新鲜和加工果实中已鉴定出超过125种挥发性化合物。然而，它们对香气特征的重要性尚未得到充分报道[44]。酚类化合物通过作为自由基清除剂来抑制脂质自氧化，因此是防止氧化应激蔓延的重要抗氧化剂。研究表明，辣椒中较辣的品种比较甜的品种含有更多的酚类化合物[45]。有一些辣椒品种，包括墨西哥辣椒和塞拉诺辣椒，被认为是维生素C和酚类化合物的良好来源，无论是新鲜状态还是加工状态[45]。在红辣椒中发现的主要具有显著抗氧化活性的化合物是辛酰基和阿魏酸糖苷，如反式-阿魏酸-β-D-葡萄糖苷、反式-辛酰基-β-D-葡萄糖苷、反式-阿魏酸-4-O-[6-(2-甲基-3-羟基丙酰基]葡萄糖苷、木犀草素和槲皮素糖苷[46]。辣椒的抗菌活性：辣椒中存在的多酚类化合物对有益和致病微生物菌株均表现出优异的抗菌活性。用于测定抗菌敏感性测试的测试微生物包括革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的标准菌株，如单核细胞增生李斯特菌 ATCC7644、金黄色葡萄球菌 ATCC6538、铜绿假单胞菌ATCC27853、奇异变形杆菌 ATCC13315、大肠埃希菌ATCC10536、鼠伤寒沙门氏菌 ATCC 13311、枯草芽孢杆菌ATCC6633、动物双节RNA杆菌Bb12、嗜酸乳杆菌 CECT4529、植物乳杆菌 CECT748，以及六个野生型金黄色葡萄球菌菌株（8、14、26、32、550、319）[47]。辣椒的乙醇提取物对许多细菌和真菌生物，如单核细胞增生李斯特菌和黄曲霉菌，在抑制其生长方面表现出显著的活性[48]。一项研究报告称，对红辣椒的甲醇提取物进行了测试，发现其对耐药性霍乱弧菌菌株有效。另一项研究报告称，从小米椒(C.frutescens)的种子中提取的正己烷和氯仿提取物对包括铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌、克柔念珠菌、交链孢和黑曲霉在内的许多病原微生物具有高度的抗菌活性。在另一项研究中，报告了从中华辣椒(C.chinense)不同部位提取的丙酮和乙腈提取物的抗菌活性。研究结果表明，C.chinense的愈伤组织和子实体对致病性大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、伤寒沙门菌、金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌、蜡样芽孢杆菌、黄曲霉菌和白念珠菌均表现出较高的抑制活性。最近的一项研究调查了从普通辣椒(C.annuum)的叶子和果实中提取的不同溶剂提取物（包括甲醇、n-己烷、n-丁醇和乙酸乙酯）的抗菌潜力。结果表明，辣椒叶和果实的溶剂提取物对许多病原微生物的生长有显著抑制作用。发现大肠杆菌对从该植物叶片获得的有机提取物高度耐受，而肺炎克雷伯菌对从叶片获得的正己烷提取物高度耐受。发现从该植物果实各部位的所有溶剂对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的生长有抑制作用。从辣椒叶片提取的乙酸乙酯能有效减少白色念珠菌的生长。辣椒的抗肿瘤特性：辣椒素因其在各种医疗应用中的利用而备受关注。研究发现，辣椒素对许多致癌和致突变细胞具有保护作用，特别是通过诱导这些细胞凋亡。辣椒素的这种作用是由于肿瘤相关的NADH-氧化酶（tNOX）酶的活性增强了细胞膜附近的细胞生长[53]。辣椒富含β-胡萝卜素，具有抗突变和抗癌的特性。研究表明，通过使用红辣椒提取物，尿烷在酵母细胞、细菌和哺乳动物细胞中的遗传毒性活性降低。结果表明，辣椒素类和类胡萝卜素具有相当大的抗突变活性[54]。与辣椒素类物质活性相关的机制被认为是细胞凋亡诱导信号通路（ICD），这是一种涉及早期表面暴露于钙网膜蛋白（CRT）的现象，钙网膜蛋白是一种多功能伴侣蛋白。在一项研究中，发现顺铂（一种化疗药物）和辣椒素类化合物会由于钙网膜蛋白表达增加而诱导细胞凋亡诱导信号通路，从而增强人类骨肉瘤细胞（OCs）MG-63 中的细胞凋亡。特别是辣椒素处理与钙网膜蛋白从细胞内表面转移到细胞外表面有关，有助于增加 MG-63 细胞的吞噬作用，并刺激γ-干扰素（IFN-γ）的分泌。因此，这会诱导细胞凋亡，最终通过抑制 tNOX酶和蛋白质sirtuin1（SIRT1）的活性来减少膀胱癌细胞的生长。此外，人们发现辣椒素能有效降低许多与细胞周期进展相关的蛋白质的表达和活性，从而降低癌细胞的增殖和迁移率[55,56]。文献中呈现的大多数数据表明，低剂量的辣椒素抑制了许多人类癌症的生长，而高剂量的辣椒素用于治疗癌症则促进了肿瘤细胞的生长[57]。辣椒的抗糖尿病作用：辣椒中的生物碱已被证明能有效调节血糖水平，因此有可能被用作人类的抗糖尿病药物。一项研究表明，辣椒果实的粗提物有助于抑制葡萄糖的肠道吸收，并可能有助于降低血糖水平[4]。妊娠期糖尿病对孕妇及其未来新生儿构成重大健康风险。一项研究在22-33孕周期间为42名妇女提供了辣椒素补充剂（5毫克/天）。该研究结果表明，包括辣椒素在内的辣椒补充剂改善了妊娠期糖尿病女性患者餐后的高血糖和高胰岛素血症以及空腹脂质代谢紊乱，并显著降低了巨大胎儿（LGA）新生儿的发生率[58]。另一项研究[59]旨在确定二氢辣椒素在小鼠中的作用，报告称辣椒素类物质具有积极和有益的效果。载脂蛋白M（apoM）是一种新型脂蛋白相关血浆蛋白，存在于肾脏和肝脏中，与糖尿病的病因以及与动脉粥样硬化相关的问题有关。用不同浓度的二氢辣椒素（0、25、50 和 100 微摩尔）处理肝细胞（HepG2）细胞 24 小时，结果显示二氢辣椒素以剂量和时间依赖的方式有效降低了HepG2 细胞中载脂蛋白 M 在蛋白质和 mRNA 水平的表达。此外，二氢辣椒素的诱导显著降低了载脂蛋白 E 缺陷型（apoE−/−）小鼠的动脉粥样硬化斑块形成。二氢辣椒素的应用对叉头框蛋白 a2（Foxa2）的表达产生了负面影响，不过对 HepG2 细胞中肝 X 受体α（LXRα）的表达产生了积极影响。辣椒对心血管的作用：据报道，辣椒素类物质如二氢辣椒素可降低血浆胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）、极低密度脂蛋白胆固醇（VLDL-C）以及甘油三酯（TG）的水平，并降低白细胞介素 1β（IL-1β）、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和 C 反应蛋白（CRP）等炎性细胞因子的水平。此外，血浆中高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）和载脂蛋白 A1（apoA1）的水平显著增加。血浆固醇分析进一步证实了辣椒素类物质通过降低血浆胆固醇水平来减少胆固醇吸收的研究结果。二氢辣椒素由于有助于提高高密度脂蛋白水平，从而积极增强了胆固醇逆向转运（CRT）途径，最终抑制了动脉粥样硬化斑块的形成，从而也促进了THP-1 巨噬细胞源性泡沫细胞中的胆固醇外流[60]。代谢综合征，其特征是高血糖、肥胖、血脂异常和高血压共存，通常被认为是心血管疾病发展的主要风险因素，并随之而来的是死亡率。关于辣椒素在减少肥胖、降低血糖水平、预防高血糖发作、降低胆固醇水平以及减少动脉粥样硬化的发生率和患病率方面的作用，已经进行了各种体内和体外研究。研究结果表明，辣椒素通过减少胆固醇的肠道吸收而发挥抗高脂血症的作用。与这种作用相关的另一个因素可能是过氧化物酶体增殖物激活受体α（PPARα）的激活。辣椒素这种有益的抗糖尿病、抗高血压和抗肥胖作用使其成为治疗代谢综合征的理想选择，并有可能显著降低心血管疾病导致的死亡风险[61]。辣椒的抗炎活性：炎症是一种由多种因素（如感染、损伤和有毒化合物）触发的生物防御反应（Chen等人，2018年），如果炎症是一种病理状况，那么就会持续发生。多项研究报告了辣椒中生物活性化合物的抗炎活性，包括多酚类、类黄酮、维生素E、辣椒素类和类辣椒素类[62,63]。辣椒的抗炎特性是通过抑制脂氧合酶来介导的。不同品种的辣椒对脂氧合酶的抑制程度各不相同，绿色辣椒的抑制率最高（46.12%），其次是黄色辣椒（44.09%）和红色辣椒（32.18%）[64]。辣椒素的抗炎特性有充分的文献记载，并且被广泛用于局部凝胶和乳膏制剂中以缓解疼痛。辣椒素会释放促炎介质，进而激活与热感觉和痛觉相关的TRPV1（瞬时受体电位C亚家族V成员1，也称为辣椒素受体）通道，从而引发炎症反应（Bujak等，2019；Lu等，2020）。一项评估LPS诱导的小鼠腹膜巨噬细胞抗炎效果的研究报告称，辣椒素通过抑制环氧化酶-2（COX-2）酶的活性以及诱导型一氧化氮合酶（iNOS）的表达来抑制前列腺素E2（PGE2）激素的产生。鉴于前列腺素、COX-2和iNOS是关键的促炎介质，辣椒素的使用最终有助于减少炎症（Lu等，2020）。辣椒的镇痛作用：对不同种类的辣椒提取物进行了镇痛效果的研究，将其与疼痛行为联系起来。有大量研究支持这些发现，即辣椒素可以通过作用于香草酸受体（VR）来调节镇痛，从而抑制作为神经递质和神经调节剂的神经肽P（SP）（Davis等人，2000年）。在这方面，辣椒素在降低与疼痛性糖尿病神经病变（PDN）以及疱疹和三叉神经痛相关的疼痛方面特别有效。有文献报道[64]的一项研究对 C.frutescens的提取物和辣椒素对疼痛的外周和中枢成分的影响进行了测试。结果表明，辣椒素对机械热和化学诱导的疼痛有显著的镇痛效果。这些结果证实了早期的发现，即辣椒素对糖尿病、疱疹、幻肢痛和残肢痛引起的神经性疼痛、骨关节炎引起的慢性疼痛以及三叉神经痛的治疗有效。最近，辣椒素的添加已被证明是一种安全的局部镇痛药，其作用机制包括抗关节炎、抗氧化和抗癌作用。辣椒素还表现出抗病毒特性，对带状疱疹感染的治疗有效。国际骨关节炎研究协会（OARSI）建议局部使用辣椒素作为口服镇痛药和抗炎药的有效辅助或替代药物，用于治疗各种类型的疼痛（中度至重度），并减少传统口服镇痛药和抗炎药通常无效的身体部位的炎症[65]。另一项研究报告称，在 5、20和 80毫克/千克的剂量值下，从干辣椒中提取的类胡萝卜素具有显著的外周镇痛活性，80毫克/千克的剂量显示出中枢镇痛作用。合成无辣味的辣椒素特别是类似物，即N-酰基香草酰胺（N-AVAMs），已被研究用于测定其抗癌和镇痛活性，并且各种研究报告称其对不同的人类癌细胞系具有抗癌作用。一种0.025%的辣椒素乳膏，在局部应用后，记录到治疗骨关节炎和类风湿关节炎的患者疼痛分别减少了57%和33%[66]。另一项在大鼠中进行的研究提供了确凿的证据，表明辣椒素和橄榄油的纳米乳液（以凝胶和乳膏的形式）在镇痛活性和副作用方面与市售的辣椒素乳膏相比均更有效[67]。瘙痒的治疗：慢性瘙痒是一种持续超过六周的瘙痒症状，可分为全身性（整个皮肤）或局部性（局限于特定区域，如头皮、背部、手臂或腹股沟）。辣椒已被发现是治疗银屑病相关瘙痒的有效方法，一项研究报告称，24小时的辣椒治疗可有效减少受病变影响的皮肤灌注减少15%，并减少（PRP）（以鳞屑和患者皮肤发红为特征）和瘙痒在不同程度上[4]。辣椒通过使神经末梢脱敏来发挥作用，从而减少皮肤瘙痒的传导。尽管首次应用辣椒后可能会产生灼痛感，但通过增加辣椒在配方中的浓度可以克服这一问题[68]。非食品用途的应用：据报道，辣椒角（厚壁辣椒，形状像牛角）的化学提取物对各种微生物具有抗菌作用。在最近的一项研究中，一种负载辣椒角乙醇提取物（含有各种生物活性成分）的纳米乳液在棉织物上进行了测试，以开发医用绷带。提取物的主要成分包括9,12-十八碳二烯酸（29.99%）、乙酸芳樟酯（18.38%）、Z,Z-10,12-十六碳二烯-1-醇乙酸酯（14.65%）和2-甲基-1,5-己二烯-3-醇（3.75%）。与革兰氏阴性菌相比，该提取物对革兰氏阳性菌和酵母菌的抗菌效果更优。最终结果还表明，用低辣椒基纳米乳液（2.5%）处理的棉织物具有最佳的抗菌性能。此外，这些性能即使在经过10次洗涤循环后仍保持不变，并且对人类细胞系没有明显的影响[69]。红辣椒粉和辣椒油树脂是胡萝卜素类色素和辣椒素的丰富来源。来自浓缩的辣椒油树脂的胡萝卜素类色素和辣椒素已被证明是化妆品和制药行业中的出色着色剂，因为它们使用安全，且使用它们不需要监管机构的批准。辣椒油树脂也已应用于沐浴油中[31]。辣椒中还存在水溶性生物活性化合物，如花青素，被用作化妆品中的着色剂。此外，它们在制药和化妆品行业中作为治疗性化合物（抗氧化剂和UV保护剂）的使用有充分的文献记载[70]。由于辣椒及其副产品的抗氧化和镇痛特性，它们现在被应用于营养化妆品和美容药品中，以口服补充剂和局部应用的形式使用[71,72]。辣椒及其副产品的详细用途见表3。表 3：过去几年关于辣椒及其产品在农业食品和化妆品行业利用的研究片段
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结论与未来趋势：在过去几年中，不同品种的辣椒及其副产品的受欢迎程度一直在上升。辣椒植物含有多种生物活性化合物，在包括食品、农业、医药、制药和化妆品等广泛领域具有重要应用。传统上，大多数与辣椒相关的研究都集中在这些生物活性成分的生物合成、特性以及使用不同溶剂可能提取方法的研究上。然而，最近，研究重点已转向辣椒在各种应用中的利用方面。在撰写这篇综述文章时，我们试图突出辣椒的化学和功能特性。辣椒果实及其相关部分具有巨大的潜力，可应用于许多行业。这种植物的副产品也已被证明在农业食品和纺织业中具有益处。随着趋势迅速从合成成分转向天然成分，这种植物的重要性与潜力是显而易见的。辣椒衍生产品如辣椒粉、辣椒油树脂、纯化提取物和浓缩馏分被广泛使用，因为它们含有辣椒素类、类胡萝卜素和多酚类化合物。然而，有必要对这些生物活性成分进行更多的研究，以开发出更多用途广泛和健康的食品。此外，为了加强这些产品的营销，从辣味、色泽、风味和香气等方面对其进行标准化是必要的，而目前这些方面都还缺乏。在文献中，对于如何保持这些方面，并没有统一的指导方针。辣椒衍生产品的稳定性、安全性和质量，尤其是药用、食品和化妆品产品。因此，需要开展更多的研究工作，以建立新的策略来提高提取效率、改进生物活性化合物的分离技术，并扩大这些功能成分在多个行业的应用。利益冲突：作者声明不存在利益冲突。
缩写：LPS，脂多糖；ROS，活性氧物质；UV，紫外线；BFC，生
物活性食品成分；LOX，脂氧合酶；DHC，二氢辣椒素；CVDs，心血管疾病；SHV，史高维尔辣度；HVA，香草醛酸；ICD，免疫原性细胞死亡；PRP，毛发红糠疹；VR，香草醛受体；GDM，妊娠期糖尿病
作者贡献：AA：收集数据并编写初稿，WA：表格制作和编辑，NK：编辑并完成终稿
致谢/资助：本文未获得资助。
Please cite this as: Akhtar A., Asghar W., Khalid N. Phytochemical constituents and biological properties of
domesticated capsicum species: a review. Bioactive Compounds in Health and Disease 2021. 4(9): 201-225. DOI:
https://www.doi.org/10.31989/bchd.v4i9.837
