提取工藝對辣椒籽油品質(zhì)及香氣成分的影響

甄潤英

沈文嬌1，2

何新益1，2

王海鳳1

劉 斌3

馮長祿3

(1.天津農(nóng)學院食品科學與生物工程學院，天津 300384；2.天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津 300384；3.天津市鴻祿食品有限公司，天津 301713)

目前對辣椒籽的研究大多數(shù)集中于其油脂的提取工藝或提取率上。高含油量油料作物的油脂提取多采用壓榨和溶劑法。桑林等[1]以石油醚(60～90 ℃)為溶劑，用恒溫攪拌法提取辣椒籽油；劉裕紅等[2]采用常溫石油醚浸提法提取10 h獲得了較高的辣椒籽油提取率。張峰等[3]建立了超聲輔助法提取辣椒籽油的二次回歸模型。目前在研究油脂品質(zhì)方向的文獻中常見對辣椒籽或其脂肪酸組成的報道，李聚源[4]對不同地區(qū)線椒制備的辣椒籽油脂肪酸組成進行分析；常彩萍等[5]測定了辣椒籽油中脂肪酸組成，發(fā)現(xiàn)了34種脂肪酸，表明辣椒籽油是一種營養(yǎng)價值很高的優(yōu)質(zhì)食用植物油；寧娜[6]分析了9個品種的辣椒籽脂肪酸，共鑒定出10種脂肪酸，研究結(jié)果表明9個品種辣椒籽脂肪酸的差別在于提取方法的不同。

油脂揮發(fā)性成分與油脂食用感觀密切相關(guān)。SPEM-GC/MS方法被普遍用于多種植物油揮發(fā)性成分的鑒別研究，其中包括油脂特征香氣的辨別[7]、加工過程對油脂香氣形成的作用[8]，貯藏期間油脂香氣的變化[9]等。周萍萍等[10-11]采用頂空固相微萃取法萃取葵花籽油的揮發(fā)性風味物質(zhì)，利用優(yōu)化后條件對葵花籽油進行分離鑒定，共鑒定出97種化合物；魏長慶等[7]采用HS-SPME-GC-MS技術(shù)鑒定了46種胡麻油揮發(fā)性物質(zhì)；屈小媛等[12]利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對藍莓籽油中的活性物質(zhì)成分進行鑒定，共分離出67種化合物。

作者前期工藝研究已得到較好的酶解-乙醇輔助法制備辣椒籽油的工藝條件[13](該方法提取的辣椒籽油，不需要過度精煉，且有目的地除去了油料中的一些有毒因子)。本研究擬在此基礎(chǔ)上根據(jù)過氧化值、酸價、色澤、脂肪酸組成、揮發(fā)性物質(zhì)等指標，比較酶解-乙醇輔助法和乙醇常溫浸提法提取的辣椒籽油的品質(zhì)及香氣成分，以期為后續(xù)辣椒籽油的開發(fā)提供數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

辣椒籽：新一代朝天椒辣椒籽，含水量8%，產(chǎn)地河南；

市售辣椒油：天津市鴻祿有限公司；

氫氧化鈉、甲醇、三氟化硼、異辛烷、氯化鈉、無水硫酸鈉、己烷：色譜純，天津市光復科技發(fā)展有限公司；

氣質(zhì)聯(lián)用儀：Agilent7890A 5975C型，美國安捷倫公司；

分光色差儀：CM-5型，柯尼卡美達公司；

電子分析天平：FA2204B型，上海佑科儀器儀表有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：RE-2000型，上海亞榮生化儀器廠；

高效液相色譜儀：Agilent 1200型，安捷倫科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 辣椒籽油的制備

(1) 酶解-乙醇浸提法制備辣椒籽油：稱取一定量60目辣椒籽，在1%果膠酶-中性蛋白酶，酶量比例3∶7 (g/g)，料液比1∶8 (g/g)，pH值4，酶解溫度46.81 ℃，時間3 h條件下酶解，酶解完成后，在70 ℃下加入4倍體積乙醇浸提2 h，旋蒸回收乙醇，得到酶解-乙醇浸提法制備的辣椒籽油，備用。

(2) 乙醇常溫浸提法制備辣椒籽油：乙醇為溶劑，稱取一定量60目辣椒籽，按料液比1∶7 (g/g)加入乙醇，在溫度35 ℃下浸提16 h，旋蒸回收乙醇，得到常溫浸提辣椒籽油，備用。

1.2.2 辣椒籽油理化性質(zhì)測定

(1) 酸價：辣椒籽油屬于深色油脂，按 GB/T 5009.37—2003測定辣椒籽油的酸價時，滴定終點難辨，故按照邢立民[14]的改進方法進行測定。

(2) 過氧化值：按GB/T 5538—2005 《動植物油脂過氧化值測定方法》執(zhí)行。

1.2.3 辣椒素含量的測定

(1) 準確稱取辣椒籽油2.50 g于100 mL燒杯中，加入四氫呋喃和甲醇(1∶1)混合液20 mL，用塑料膜封口后，使用超聲波清洗器提取30 min；過濾收集，將濾渣連同濾紙重新加入20 mL有機混合液，繼續(xù)超聲10 min，重復2次。將3次濾液合并后濃縮(50 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā))，然后用混合液定容至50 mL，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后進行色譜分析。

(2) 色譜條件：色譜柱ECOSIL C18(4.6 mm×250 mm×5 μm)；流動相為體積比80∶20的甲醇-水溶液，流速1.0 mL/min，柱溫37 ℃，紫外檢測器波長280 nm，進樣量10 μL，結(jié)果按照王燕等[15]的方法計算。

1.2.4 辣椒籽油脂肪酸測定 按照GB/T 17376—2008《動植物油脂脂肪酸甲酯制備方法》和GB/T 17377—2008《動植物油脂脂肪酸甲脂的氣相色譜分析法》對不同工藝辣椒籽油和市售辣椒油進行脂肪酸分析。

1.2.5 辣椒籽油揮發(fā)性物質(zhì)測定

(1) 固相微萃取條件：分別取5 mL 辣椒籽油于15 mL萃取瓶中，加入磁子置于攪拌器上，把老化好的萃取頭插入，在50 ℃下平衡30 min，用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀解析3 min，進行分析。

(2) GC條件：HP-5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱箱起始溫度40 ℃，保持1 min；再6 ℃/min升到160 ℃，保持4 min；然后10 ℃/min升到220 ℃，保持1 min，于230 ℃運行3 min；載氣為He，流速為1.0 mL/min；不分流進樣。

(3) MS條件：電子轟擊離子源(EI)，電子能量70 eV，離子源溫度230 ℃，全譜掃描，掃描范圍(m/z)33～650。

2 結(jié)果與分析

2.1 制備工藝對辣椒籽油理化指標的影響

常溫浸提法和酶解-乙醇輔助結(jié)合法制備的辣椒籽油基本呈橙黃色，壓榨法辣椒籽油顏色較深，呈紅色，可能與浸提條件下辣椒中脂溶性色素溶出較少有關(guān)。由表1可以看出，與市售辣椒油相比，各工藝辣椒籽油L*值基本差別不大。

表1 制備工藝對辣椒籽油理化指標的影響Table 1 Physical and chemical indexes of different chilli seed oil

DB51/T 492—2005標準建議辣椒油的酸值≤4.0 mg/g，過氧化值≤12 meq/kg?？梢姼鞴に嚴苯纷延偷乃醿r和過氧化值均在范圍內(nèi)，且酶解-乙醇輔助法制備的辣椒籽油過氧化值低于其他工藝，但酸價相對較高，說明辣椒籽油的游離脂肪酸較高，有優(yōu)化必要；過氧化值較低，說明初期辣椒籽油的氧化不嚴重。

2.2 不同工藝辣椒籽油中辣椒素含量

由表2可知，制備工藝對辣椒籽油總辣椒素含量的影響極顯著(P<0.01)，酶解-乙醇輔助法有助于辣椒素的釋放，使辣椒籽油中辣椒素含量升高，其辣椒素達到1.46 mg/g，利用斯科維爾指數(shù)法(SHU)表示辣度為22 653，辣度級別達到7級。而常溫浸提法制備的辣椒籽油辣椒素達到0.54 mg/g，辣度達到6級，均高于市售辣椒油的辣度值?？赡苡捎诿附馐沟美苯纷鸭毎械睦苯匪赜行艹觯⑶颐附鈺r的溫度高于30 ℃；而常溫浸出法對細胞內(nèi)的物質(zhì)溶出性差，使辣椒素溶出量變少。可見合適的制備工藝對辣椒籽油辣椒素的釋放有積極影響，這對辣椒籽油的利用有參考價值。

2.3 制備工藝對辣椒籽油中脂肪酸組成的影響

辣椒籽油中的脂肪酸含量豐富，對3種不同工藝制備的辣椒籽油進行分析，共分離鑒定出14種脂肪酸，包括豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚一烯酸、十七烷酸、十七烷一烯酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生酸、花生一烯酸、花生二烯酸、山崳酸、木焦油酸。

由表3可以看出，不同工藝制備的辣椒籽油之間脂肪酸組成差異不大，但含量差異較大。常溫浸提法和酶解-乙醇輔助法制備的辣椒籽油中，飽和脂肪酸含量分別為14.89%和16.3%，總不飽和脂肪酸的含量分別為79%和77.86%，其中，單不飽和脂肪酸分別為8.13%，8.06%，多不飽和脂肪酸分別為70.87%，69.8%?？梢?，2種工藝對脂肪酸組成和含量影響不大，單不飽和脂肪酸和多不飽和脂肪酸含量影響不顯著(P>0.05)，但對飽和脂肪酸影響顯著(P<0.05)。

表2 制備工藝對辣椒籽油辣椒素含量的影響Table 2 The content of capsaicin in different chilli seed oil

酶解-乙醇輔助法明顯降低了辣椒籽油中單不飽和脂肪酸的含量。與市售辣椒油相比，2種工藝辣椒籽油中的飽和脂肪酸均低于市售辣椒油，而不飽和脂肪酸均達到75%以上，張甫生等[16]對辣椒籽毛油和精煉辣椒籽油的脂肪酸進行了測定，飽和脂肪酸分別達24.23%和26.21%，高于此2種工藝制備的辣椒籽油和市售辣椒油，不飽和脂肪酸分別達75.77% 和73.79%，低于此2種工藝所得?？梢姶?種工藝能夠有效降低辣椒籽油中的飽和脂肪酸，提升不飽和脂肪酸含量，對辣椒籽油的開發(fā)有益，又因為酶法-乙醇輔助法所達提取率高于常溫浸提法約40%，酶解-乙醇輔助法提取辣椒籽油優(yōu)勢明顯。

另外，李聚源[4]對紅線辣椒籽油的脂肪酸作了報道，其脂肪酸種類和不飽和脂肪酸含量均低于此2種工藝下的數(shù)據(jù)，最高達到77.7%。而表3數(shù)據(jù)表明，酶解-乙醇輔助法制備的多不飽和脂肪酸較多，特別是亞油酸可達69.4%，作為人體必需功能性脂肪酸，與多種生命機能作用相關(guān)，孫遠明等[17]研究指出食物脂肪的消化率與熔點相關(guān)，食物脂肪中所含不飽和脂肪酸又決定了熔點的高低，熔點隨著不飽和脂肪酸含量的增多而降低，消化率增高。可見，辣椒籽油中的不飽和脂肪酸越高，越有助于其消化率的提升。因此，酶解-乙醇輔助法制備的辣椒籽油具備高營養(yǎng)和高食用價值特點。

2.4 制備工藝對辣椒籽油中的揮發(fā)性物質(zhì)的影響

采用GC-MS法，分別對常溫浸提法、酶解-乙醇輔助法制備的辣椒籽油進行分析，鑒定色譜圖見圖1～3，揮發(fā)性成分結(jié)果見表4。

表4 不同工藝制備辣椒油的揮發(fā)性成分?Table 4 Analysis of volatile constituents of chilli seed oil under process conditions

續(xù)表4

類別CAS號中文物質(zhì)名稱揮發(fā)性物質(zhì)含量/%常溫浸提酶解?乙醇輔助法市售辣椒油酯類000109?94?4甲酸乙酯3．59--1000222?86?6甲氧基苯乙酸甲酯0．45--000123?66?0正己酸乙酯2．34--000106?30?9庚酸乙酯0．29--000106?32?1辛酸乙酯0．32--000131?16?8鄰苯二甲酸二丙酯0．15--000687?47?82?羥基丙酸乙酯-0．37-002177?77?72?甲基戊酸甲酯-0．10-000096?48?04?羥基丁酸內(nèi)酯-0．34-003938?96?3甲氧基乙酸乙酯-0．12-019550?07?32，5?二甲基?3?己醇-0．67-000123?25?1丁二酸二乙酯-0．34-000101?97?3苯乙酸乙酯-0．28-000131?11?3酞酸二甲酯-1．38-000126?73?8磷酸三丁酯-0．64-000112?39?0棕櫚酸甲酯-0．11-000084?74?2鄰苯二甲酸二丁酯-0．17-000104?61?0椰子醛-0．21-000687?47?8L(?)?乳酸乙酯--0．27003938?96?3甲氧基乙酸乙酯--0．25醛酮類000066?25?1正己醛3．75--000098?01?1呋喃甲醛0．35-0．61000110?12?3異庚酮0．18--000111?71?7正庚醛0．63-0．27000100?52?7苯甲醛2．48--000090?02?8水楊醛0．29--000872?50?4N?甲基吡咯烷酮0．18--000098?86?2苯乙酮0．57--000124?19?6壬醛0．64--000112?31?2癸醛0．14--000431?03?82，3?丁二酮-0．44-000110?43?02?庚酮--0．12000110?62?3戊醛--2．05000078?84?2異丁醛--0．74000096?17?32?甲基丁醛--0．57001576?87?0反式?2?戊烯醛--0．31000505?57?72?己烯醛--0．25057266?86?1(Z)?2?庚烯醛--1．25004313?03?5反式?2，4?庚二烯醛--0．11001125?12?8崖柏酮--0．36羧酸類000142?62?1己酸1．08--000064?19?7乙酸6．980．2021．12000079?09?4丙酸0．43-0．19000503?74?23?甲基丁酸-7．32-000116?53?02?甲基丁酸-0．59-000079?31?2異丁酸-0．18-

續(xù)表4

類別CAS號中文物質(zhì)名稱揮發(fā)性物質(zhì)含量/%常溫浸提酶解?乙醇輔助法市售辣椒油雜環(huán)類002103?88?02?巰基?4?苯基噻唑；0．40--003777?69?32?正戊基呋喃0．73--001758?88?92?乙基對二甲苯0．35--000719?22?22，6?二叔丁基苯醌0．26--005910?89?42，3?二甲基吡嗪-0．09-014667?55?12，3，5?三甲基吡嗪-1．43-000095?16?9苯并噻唑-0．92-288246?53?7N?(2?三氟甲基苯)?3?吡啶甲酰胺肟-0．08-001139?30?6氧化石竹烯-0．09-000872?50?4N?甲基吡咯烷酮-0．65-001124?11?42，3，5，6?四甲基吡嗪-6．05-005989?27?5右旋萜二烯0．850．6813．97萜烯類018172?67?3左旋?beta?蒎烯--0．48000099?85?4萜品烯--0．88000586?62?9萜品油烯--0．37000091?16?7鄰苯二甲醚0．11--醚類000104?46?1茴香腦2．203．04-000627?50?9乙基乙烯硫醚-0．18-010152?76?8甲基烯丙基硫醚-2．78-1000194?22?718?冠醚?6---036887?04?4甘油單甲醚--7．93000625?51?4N?(羥甲基)乙酰胺-1．24-酰胺類078191?00?1N?甲氧基?N?甲基乙酰胺-0．43-000067?71?0二甲基砜0．480．23-其他004282?42?21?碘壬烷0．65--1000348?93?11?碘癸烷0．19--027458?90?8二叔十二烷基二硫化物0．14--000090?05?1愈創(chuàng)木酚-3．64-000108?95?2苯酚-0．57-000096?76?42，4?二叔丁基苯酚-0．27-000128?37?02，6?二叔丁基對甲酚-0．26-002440?60?0O?甲基異脲--0．50017082?09?6反?肉桂酰氯--0．40000932?66?11?乙酰環(huán)己烯--0．14

? “-”表示未檢出。

圖1 常溫浸提法辣椒籽油揮發(fā)性成分總離子峰圖Figure 1 The total ion chromatogram of chilli seed oil extracted at room temperature

圖2 酶解-乙醇輔助法辣椒籽油揮發(fā)性成分總離子峰圖Figure 2 The total ion chromatogram of chilli seed oil extracted by enzymolysis

由表4可以看出，采用固相微萃取法(SPME)分別對常溫浸提法、酶解-乙醇輔助法和市售辣椒油進行揮發(fā)性物質(zhì)成分的測定，鑒定度均在70%以上，各工藝揮發(fā)性物質(zhì)結(jié)果具有一定差異。

由表4可以看出，酶解-乙醇輔助法辣椒籽油中鑒定出的揮發(fā)性物質(zhì)多于常溫浸提法和市售辣椒油。辣椒籽油中揮發(fā)性物質(zhì)主要是由烴類、醇類、酯類、醛酮類、羧酸類和雜環(huán)類組成(表5)。烴類化合物在常溫浸提法、酶解-乙醇輔助法所制備辣椒籽油中的比例分別是10.96%，11.64%，種類較多，其中還包括部分烯烴，烯烴類物質(zhì)相對活潑，與醛或脂肪酸可以反應(yīng)，間接對風味產(chǎn)生影響。如羅勒烯具有花草香，相對清新淡雅的味道。

圖3 市售辣椒油揮發(fā)性成分總離子峰圖Figure 3 The total ion chromatogram of capsicol

表5 制備工藝對辣椒籽油中揮發(fā)性化合物種類的影響Table 5 Analysis of volatile compounds of chill seed oil under process conditions

2種工藝下的醇類化合物分別占4.89%，8.21%?？梢娒附?乙醇輔助法制備的醇類化合物較多，醇類化合物大多氣味清新，如芳樟醇具有濃青帶甜的木青氣息[18]。醛酮類化合物分別占9.21%，0.44%?？梢钥闯鲈诔亟岱ɡ苯纷延椭?，醛酮類占比較大，而酶解-乙醇輔助法的醛酮類較少，醛類通常具清香風味，且感官閾值較低，如壬醛有蠟蜜花香氣，對辣椒籽油的香氣有一定影響。酯類分別占7.21%，4.73%，徐丹丹等[19]認為乙醇作為溶劑會與油脂發(fā)生酯化反應(yīng)，但由表3可以看出，酶解-乙醇輔助法并未使酯類物質(zhì)增加。羧酸類分別占8.49%，8.29%。其中，乙酸占比最大，市售辣椒油中乙酸達到21.12%，常溫浸提法達6.98%，而酶解-乙醇輔助法僅0.20%，遠低于其他。雜環(huán)類物質(zhì)分別占1.74%，9.32%，主要包括2-正戊基呋喃、2,3-二甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪等，盧可可等[10]表明吡嗪類化合物呈烤香味，如2,3,5,6-四甲基吡嗪有牛、豬脂的熱香氣；2-戊基呋喃具有豆、果香的特征。

辣椒籽油中的揮發(fā)性成分較為復雜，包含多種物質(zhì)。不同工藝間辣椒籽油的揮發(fā)性成分的數(shù)量及含量顯著不同，目前尚缺乏有關(guān)辣椒籽油的特征香氣成分研究，特征香氣難以確定，可見辣椒籽油的復雜成分有深入研究價值。

3 結(jié)論

通過氧化值、酸價、色澤、脂肪酸組成、揮發(fā)性物質(zhì)等指標，比較了酶解-乙醇輔助法和常溫浸提法對辣椒籽油的品質(zhì)及香氣成分的影響。研究發(fā)現(xiàn)，各工藝辣椒籽油的酸價和過氧化值均合格，且酶解-乙醇輔助法有助于辣椒素的釋放，使辣椒籽油中辣椒素含量達到1.46 mg/g，而常溫浸提法制備的辣椒籽油辣椒素為0.54 mg/g，兩者均高于市售辣椒油。辣椒籽油中共分離鑒定出14種脂肪酸，制備工藝對辣椒籽油脂肪酸含量有影響，對飽和脂肪酸含量的影響顯著。酶解-乙醇輔助法明顯降低了辣椒籽油中單不飽和脂肪酸的含量。與市售辣椒油相比，2種工藝辣椒籽油中的飽和脂肪酸均低于市售辣椒油，而不飽和脂肪酸均達到75%以上。

經(jīng)鑒定，酶解-乙醇輔助法提取的辣椒籽油中揮發(fā)性物質(zhì)鑒定出了56種，與常溫浸提法52種和市售辣椒油42種相比，鑒定物質(zhì)較多。綜上，制備工藝對辣椒籽油的理化指標、脂肪酸含量及揮發(fā)性物質(zhì)均有影響，適宜的工藝制備辣椒籽油對辣椒籽附加值的提高有積極作用，但本研究未深入闡述不同工藝對辣椒籽油品質(zhì)影響的機理，工藝對辣椒素物質(zhì)的溶出將是下一步的研究方向。

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