早熟九葉青花椒揮發(fā)性化學(xué)成分分析

陳霞 謝永紅 羅友進(jìn) 張勇 程玥晴

摘 ? 要 ? 采用氣象色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）技術(shù)對(duì)九葉青花椒、早熟九葉青花椒的揮發(fā)性化學(xué)成分進(jìn)行了分析鑒定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：對(duì)照品種九葉青花椒有效分離出62種香氣組分物質(zhì)，早熟九葉青花椒分離出86種香氣組分物質(zhì);二者相同的組分有52種，變異品種早熟九葉青有特異組分34種，九葉青有特異組分10種;不同的揮發(fā)性香氣成分組成造就了早熟九葉青花椒獨(dú)特的香氣，尤其是高分子量（β-谷甾醇）香氣成分的增加，提高了早熟九葉青花椒果實(shí)的香氣濃度和醇和度。

關(guān)鍵詞 ? 早熟九葉青花椒;九葉青花椒;揮發(fā)性化學(xué)成分;香氣組分

中圖分類號(hào)：S573+9 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ?DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.34.005

花椒是蕓香科（Rutaceae）花椒屬（Zanthoxylum L.）植物花椒（Zanthoxylum Bungeanum Maxim.）或青椒（Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc）的成熟干燥果皮[1]?；ń吩谖覈延袃汕Ф嗄甑膽?yīng)用歷史，主要是作為調(diào)味料和中藥配料?；ń分械闹饕瘜W(xué)成分有生物堿、酰胺、木脂素、揮發(fā)油、香豆素等。酰胺類物質(zhì)是花椒的主要麻味成分，揮發(fā)油則是其香味的主要成分[2-3]。揮發(fā)油是存在于植物中的一類具有揮發(fā)性，并且可隨著水蒸氣蒸餾出來而又與水不相溶的芳香味油狀成分的總稱[4]，其含量一般占果皮干重的1%～10%?；ń窊]發(fā)油的化學(xué)成分主要為烯烴類、酮類、醇類、酯類等，如烯烴類的檸檬烯、羅勒烯、水芹烯、側(cè)柏烯，醇類的芳樟醇、松油醇、4-萜稀醇，以及酮類的側(cè)柏酮等[5-6]。石雪萍等[7]研究發(fā)現(xiàn)，用水蒸氣蒸餾法從紅花椒和青花椒中提取精油，其產(chǎn)油率分別為6.8%和10%;用氣相色譜-質(zhì)譜（GC-MS）方法分別對(duì)兩種精油進(jìn)行了定量和定性分析，最終從紅花椒精油中分離出78種化學(xué)成分，青花椒精油中分離出60種化學(xué)成分，兩種花椒精油不僅是主要化學(xué)成分差異大，而且相同成分的含量差別也較大。不同品種的花椒揮發(fā)油化學(xué)組成和含量差異顯著。花椒揮發(fā)油賦予花椒濃郁的香味，使花椒成為烹調(diào)中必不可少的原料，花椒揮發(fā)油還具有抑菌、殺蟲功能，可應(yīng)用在食品加工貯藏領(lǐng)域。近年來，隨著花椒揮發(fā)油的廣泛應(yīng)用，相關(guān)的研究也日漸增多。

隨著需求量逐年遞增，花椒逐漸成為山區(qū)農(nóng)民發(fā)家致富的經(jīng)濟(jì)樹種。但在長期的花椒栽培中，存在品種混雜、適宜推廣的優(yōu)良品種少、采摘技術(shù)落后等問題，花椒在我國的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他經(jīng)濟(jì)樹種[8]。重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院因地制宜，利用本地品種九葉青花椒實(shí)生變異單株初選、復(fù)選和區(qū)域試驗(yàn)鑒定，獲得了早熟九葉青良種1個(gè)，于2016年通過重慶市林業(yè)局林木良種審定委員會(huì)良種認(rèn)定。與傳統(tǒng)的九葉青花椒相比，早熟九葉青花椒具有矮化、早果、豐產(chǎn)、早熟、顆粒大等特點(diǎn);在物候期方面，表現(xiàn)出萌芽、花期、成熟期均提前5～10 d。前期通過對(duì)花椒種皮主要品質(zhì)指標(biāo)物質(zhì)含量檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)早熟九葉青花椒種皮麻味素含量為16.46～16.55 mg·g-1，較對(duì)照品種提高了1.16～1.25 mg·g-1;揮發(fā)性組分甲醇提取物為18.66%～19.18%，較對(duì)照品種提高0.6%以上;油性組分乙醚提取物為12.53%～12.93%。本試驗(yàn)擬采用GC-MS法檢測(cè)花椒主要香氣成分，對(duì)兩種九葉青花椒的揮發(fā)油進(jìn)行比較，以便為新品種早熟九葉青花椒的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間、地點(diǎn)

試驗(yàn)在重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所花椒資源圃進(jìn)行?；ń焚Y源圃位于重慶市江津區(qū)慈云鎮(zhèn)刁家社區(qū)（29°6′N，106°13′E），屬于丘陵地貌，土壤為紫色壤土。2007年7月10日，采取隨機(jī)抽樣法采集三年生早熟九葉青花椒植株成熟果實(shí)1 kg進(jìn)行揮發(fā)性化學(xué)成分測(cè)定。

1.2 試驗(yàn)材料、儀器

試驗(yàn)材料為早熟九葉青花椒和九葉青花椒（2016年通過重慶市林木品種審定委員良種認(rèn)定，良種編號(hào)為渝R-SF-ZA-002-2016）。

試驗(yàn)儀器為GC-MS-TQ8040氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀。

1.3 測(cè)定方法

樣品預(yù)處理：將新鮮花椒置于40 ℃恒溫干燥箱中（帶循環(huán)風(fēng)）烘干至含水量小于5%，花椒果皮粉碎后經(jīng)60目篩備用。

揮發(fā)性組分提?。簻?zhǔn)確稱取粉碎、過篩的花椒粉20 g，用濾紙包裹密封，裝入索氏提取器套袋中，提取時(shí)間4 h，加入等體積甲醇提取劑3次，取出提取液進(jìn)行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)脫溶，最后得到的透明油狀物即花椒油樹脂。

揮發(fā)油含量測(cè)定方法：準(zhǔn)確稱取100 g花椒油樹脂放入圓底燒瓶中，加入適量蒸餾水與防爆沸粒，連接好揮發(fā)油測(cè)定器，蒸餾接收管應(yīng)提前注滿水。加熱燒瓶進(jìn)行蒸餾，加熱至沸騰后保持微沸，蒸餾速率控制在1.0～1.5滴/秒，持續(xù)蒸餾時(shí)間約1 h，直至油量不再增加，待測(cè)量值穩(wěn)定為止。靜置30 min，待油層變清后開始讀數(shù)，計(jì)算揮發(fā)油含量。

揮發(fā)油含量（mL/100 g）=揮發(fā)油體積（mL）/樣品重量（g）×100

氣相色譜條件：采用HP-5MS（0.25 mm×30 m，0.25 μm）石英毛細(xì)管柱，起始柱溫50 ℃（保持2 min），以4 ℃/min的速度升溫至200 ℃（保持5 min）;以15 ℃/min速度升溫至240 ℃（保持5 min）;載氣為高純度氮?dú)?，柱前壓?3 kPa，分流比36∶1，接口溫度230 ℃。

質(zhì)譜條件：電子轟擊EI離子源，電子能量70 eV;掃描范圍（m/z）50～550，全掃描模式進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

數(shù)據(jù)分析：香味物質(zhì)定性分析由質(zhì)譜儀自帶數(shù)據(jù)包進(jìn)行自動(dòng)檢索與匹配;定量分析采用峰面積歸一法。

2 結(jié)果與分析

采用GC-MS法對(duì)提取的青花椒樣品揮發(fā)油進(jìn)行分析，九葉青花椒、早熟九葉青花椒揮發(fā)物質(zhì)總離子圖見圖1、圖2。結(jié)果表明，兩種花椒的揮發(fā)油存在差異：1）九葉青花椒揮發(fā)油中檢測(cè)到96種化學(xué)成分，其揮發(fā)油的化學(xué)成分主要是烯類和醇類。2）從總離子圖中可以明顯看出九葉青花椒與早熟九葉青花椒的主要香氣成分具有較大差異，對(duì)照品種九葉青花椒共分離檢出62種香氣組分物質(zhì)，早熟九葉青花椒分離檢出86種香氣組分物質(zhì)。3）根據(jù)各組分的保留時(shí)間分析，早熟九葉青與九葉青花椒相同的化學(xué)組分有52種，變異品種早熟九葉青的特異組分有34種，九葉青特異組分有10種。其中，早熟九葉青花椒在57.672 min、59.733 min、61.527 min、63.725 min、64.122 min和64.930 min分別有特異的代表性揮發(fā)性組分，而對(duì)照九葉青花椒在33.523 min、41.410 min、46.768 min、54.601 min、55.665 min和55.903 min有特異的代表性揮發(fā)性組分。不同的揮發(fā)性香氣成分組成造就了早熟九葉青花椒獨(dú)特的香氣，尤其是高分子量（β-谷甾醇等）香氣成分的增加，提高了早熟九葉青花椒果實(shí)的香氣濃度和醇和度。

經(jīng)過計(jì)算機(jī)質(zhì)譜數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索，結(jié)合保留時(shí)間及相關(guān)文獻(xiàn)資料，確定了相對(duì)含量。從九葉青花椒揮發(fā)油中分離出的62種化學(xué)成分中，已鑒定54種，占總量的94.94%;早熟九葉青花椒中分離出的86種化學(xué)成分，已鑒定77種，占總量的97.14%。具體分析結(jié)果見表1、表2?？梢钥闯觯瑑煞N花椒提取的揮發(fā)油中，都主要含有烯類、醇類、酯類等物質(zhì)，其中九葉青花椒提取的揮發(fā)油中烯類9種，占26.76%，醇類9種，占22.64%，酯類7種，占9.52%;早熟九葉青花椒提取的揮發(fā)油中烯類15種，占34.93%，醇類16種，占33.40%，酯類9種，占6.65%。

3 結(jié)論

兩種花椒的揮發(fā)油成分存在明顯差異，九葉青花椒提取的揮發(fā)油成分種類較少，早熟九葉青的揮發(fā)油成分種類較多。九葉青花椒共分離檢出62種香氣組分物質(zhì)，早熟九葉青花椒分離檢出86種香氣組分物質(zhì)。根據(jù)各組分的保留時(shí)間分析，二者相同的組分有52種，變異品種早熟九葉青的特異組分有34種，九葉青特異組分有10種。兩種花椒提取的揮發(fā)油中，都主要含有烯類、醇類、酯類等物質(zhì)，其中九葉青揮發(fā)油中烯類和醇類物質(zhì)含量占全部的49.4%，早熟九葉青中烯類和醇類物質(zhì)含量占全部的68.3%。

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（責(zé)任編輯：易 ?婧）