貴州部分地方辣椒資源辣度特性分析

蘇 丹1，蓬桂華1，付文婷1，張素勤，胡明文1，朱文超1，廖芳芳1，耿廣東

(1.貴州省農(nóng)業(yè)科學院辣椒研究所，貴陽 550006； 2.貴州大學農(nóng)學院，貴陽 550025)

辣椒起源于美洲的熱帶和亞熱帶地區(qū)[1]，屬茄科(Solanaceae)辣椒屬(Capsicum)，是全世界消費量最大的蔬菜之一，在世界各地被長期種植、馴化和培育[2-4]。由于氣候、土壤和種植習慣的差異，使得辣椒產(chǎn)生很多變異并帶有極強的地域性，各地都有自己適宜的品種。貴州獨特的地域條件和典型的小氣候特征，有利于辣椒資源的隔離與保存，加之人們生存需求形成的傳統(tǒng)食辣習慣，形成了多種各具特色的地方資源。貴州辣椒也以香味濃郁、品質(zhì)上佳聞名，在全國辣椒產(chǎn)業(yè)中具有舉足輕重的地位。貴州是我國重要的辣椒種植區(qū)[5]。據(jù)統(tǒng)計，2017年，貴州省辣椒種植面積33萬hm2，產(chǎn)量543萬t，種植產(chǎn)值達152億元，產(chǎn)出居全國首位[6]；當?shù)乩苯芳庸て髽I(yè)200余家，加工產(chǎn)品多樣，油辣椒加工產(chǎn)品在國內(nèi)市場占有率70%，發(fā)掘了辣椒作為調(diào)味品和風味食品的多樣化功能。

表1 供試材料

材料編號名稱果形來源材料編號名稱果形來源L1羅甸辣椒指形黔南地區(qū)L16劍河辣椒羊角形黔東南地區(qū)L2三都1號長指形黔南地區(qū)L17劍河朝天椒指形黔東南地區(qū)L3三都2號線形黔南地區(qū)L18苗龍辣椒長羊角形黔南地區(qū)L4雷山辣椒線形黔東南地區(qū)L19畢節(jié)線椒線椒畢節(jié)地區(qū)L5從江線椒線形黔東南地區(qū)L20湄潭團籽圓球形遵義地區(qū)L6施秉線椒細線形黔東南地區(qū)L21黃平1號線形黔東南地區(qū)L7道真辣椒短牛角形遵義地區(qū)L22凱里辣椒長羊角形黔東南地區(qū)L8臺江朝天椒指形黔東南地區(qū)L23興義辣椒指形黔西南地區(qū)L9赫章1號牛角形畢節(jié)地區(qū)L24沿河辣椒短牛角銅仁地區(qū)L10赫章2號長羊角形畢節(jié)地區(qū)L25黨武辣椒長羊角形貴陽地區(qū)L11赫章3號線形畢節(jié)地區(qū)L26大方線椒線椒畢節(jié)地區(qū)L12獨山1號線形黔南地區(qū)L27黔辣6號指形遵義地區(qū)L13獨山3號線形黔南地區(qū)L28萬山線椒線形銅仁地區(qū)L14基長辣椒線形黔南地區(qū)L29花溪辣椒線形貴陽地區(qū)L15仁懷辣椒錐形遵義地區(qū)L30務川102錐形遵義地區(qū)

辣味是辣椒最重要的屬性[7]，也是消費者評價其商品價值的重要指標[8-9]。因此，選擇合適辣味的辣椒品種對市場銷售和加工企業(yè)是越來越重要，對貴州辣椒全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展也有著重要影響。辣度作為衡量辣味質(zhì)量的標準已有很多研究。如戴雄澤等[10]對我國應用較多的94份辣椒資源果實的主要生物學性狀進行了田間觀察，并對辣度等主要品質(zhì)性狀進行研究，研究結果表明，生產(chǎn)中常用的辣椒品種，80%的辣度在5 000 SHU 以下。周書棟等采用HPLC法對湖南省蔬菜研究所提供的30份干椒品種的辣椒素總含量進行了測定，研究結果表明，供試干椒整體偏辣且大部分品種辣度在5 000 SHU 以上[11]。仲輝等[12]采用HPLC(高效液相色譜)法測定不同種源地、不同椒形的31份辣椒地方品種和31份F1果實中辣椒素含量及其辣度分級，為辣椒育種建立與國際接軌的辣度評估體系。李巖飛等[13]采用HPLC法測定了8個品種的干辣椒和26種干辣椒制品中辣椒堿類物質(zhì)的含量，根據(jù)斯科維爾指數(shù)(Scoville heat unit，SHU)將辣椒及其制品的辣度分為5級。賈洪鋒等[14]根據(jù)HPLC分析結果結合感官評價對辣椒素進行分析，將123份樣品的辣度分為5級，使消費者更直觀地對辣味食品進行選擇。利用HPLC法對辣椒及其加工制品進行辣味物質(zhì)含量進行測定，指標量化，結果精確，但感官評定是評價品質(zhì)指標中最直觀[15]，往往直接影響消費者的購買行為。貴州地方辣椒資源的辣度分析還未見報道，為了評價貴州辣椒的辣度特性，以30份貴州地方特色辣椒資源為試材，采用高效液相色譜法結合感官評定法分析辣度，并利用聚類分析將其分為不同辣度類型，進一步對貴州地方特色辣椒資源辣度進行調(diào)查、評估和深入的研究，為不同辣度等級辣椒的開發(fā)應用提供參考和依據(jù)，并為培育不同辣度的新品種提供新材料和方法。

1 材料與方法

1.1 材 料

本試驗以本研究單位從貴州省各地區(qū)收集的具有地方特色的30份辣椒資源(品種)為供試材料(表1)。

1.2 方 法

1.2.1樣品制備

田間試驗在貴州省辣椒研究所試驗基地(清鎮(zhèn))進行。每材料種1畦，畦長5 m，每畦雙行單株種植，株行距30 cm×50 cm，3次重復，隨機排列。當辣椒果實發(fā)育至紅熟期時，摘取果實飽滿，充分成熟的辣椒250 g，放入60 ℃烘箱中烘至恒重，粉碎后過40目篩，放于干燥器中貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2辣椒辣度HPLC分析

參照GBT 21266-2007《辣椒及辣椒制品中辣椒素類物質(zhì)測定及辣度表示方法》[16]略有改進。利用高效液相色譜法進行分析(Agilent 1290 Infinity II液相色譜系統(tǒng))，色譜條件采用水/甲醇(50/50，V/V)，流速為0.3 mL·min-1，檢測波長為280 nm，進樣量為1.0μL，柱溫為30 ℃。采用甲醇+四氫呋喃(50+50)混合溶液超聲萃取辣椒樣品中的辣椒素類物質(zhì)，分別吸取標準使用液及樣品提取液1.0μL注入液相色譜儀，進行HPLC分析，用標準物色譜峰的保留時間定性；用外標法以峰面積定量測定辣椒堿和二氫辣椒堿。然后根據(jù)標準曲線得到的定量結果，按照斯克維爾指數(shù)和辣度的計算方法進行最終結果的計算。

1.2.3辣椒辣度感官評定分析

參照GB/T 21265-2007[17]對辣椒的食用辣度進行感官評定分析。由5位品評員組成的感官評定組，在環(huán)境安靜舒適、空氣流通、光線充足的品評區(qū)內(nèi)，按要求品評被測試樣，填寫辣度品評結果表。

1.2.4辣度分級方法

參照湖南省地方標準《辣椒素測定及辣度表示方法》(DB 43/T 275-2006)[18]，將辣度分為10個級別，具體分級見表2。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，采用SPSS 20.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行相關性分析，用系統(tǒng)聚類分析法對試驗數(shù)據(jù)進行聚類。

表2 辣度分級

辣度級別斯科維爾指數(shù)(SHU)1級0～5002級500～10003級1000～15004級1500～25005級2500～50006級5000～150007級15000～300008級30000～500009級50000～10000010級>100000

2 結果與分析

2.1 辣椒資源辣度HPLC分析

采用HPLC測定辣椒中辣素的含量，并將測定含量結果換算為國際通用的SHU辣度分級單位，進而計算辣度并進行分級。由表3可知，供試材料中，L 17的辣度最高，辣椒堿含量為4.112 mg·g-1，二氫辣椒堿含量為1.087 mg·g-1，辣椒素類物質(zhì)總含量為5.777 mg·g-1，斯科維爾指數(shù)為89084 SHU，辣度為594度，辣度級別為9級；L 26的辣度最低，辣椒堿含量為0.148 mg·g-1，二氫辣椒堿含量為0.11 mg·g-1，辣椒素類物質(zhì)總含量為0.286 mg·g-1，斯科維爾指數(shù)為4416 SHU，辣度僅為29度，辣度級別為5級。30份供試材料的辣椒素類物質(zhì)總含量在0.286～5.777 mg·g-1之間，平均含量為1.814 mg；斯科維爾指數(shù)的變化幅度在4 416～89 084 SHU之間，平均值為27 971.17 SHU，辣度范圍在29～594度之間，平均值為186.47度；辣度級別在5～9級之間，平均值為7.20級。其中，辣度5級的材料有1份，為L 26；辣度6級的材料有8份，辣度7級的材料有10份，辣度8級的材料有6份，辣度9級的材料有5份。根據(jù)全國食辣水平[2]，可得出貴州地方辣椒資源總體上相對偏辣。

2.2 辣椒資源辣度感官評定

人的舌根部或咽喉部對辛辣比較敏感，所以在品嘗或吞咽時該部位最易感覺到辣味。同時，為了更明顯的感覺辣味，應將所品嘗的樣品在嘴里多含一會，以保證辣味物質(zhì)與上皮粘膜的充分接觸。通過感官評定，30份供試材料的斯科維爾指數(shù)均值為27 066.67 SHU，辣度均值為180.44度，辣度級別在6～9級，平均值為7.20(表4)。其中，辣度6級的材料有9份，分別為L 6、L 9、L 11、L 12、L 13、L 14、L 15、L 27和L 30；辣度7級的材料有11份，分別為L 4、L 10、L 18、L 19、L 20、L 21、L 22、L 23、L 24、L 26和L 29；辣度8級的材料有5份，分別為L 2、L 3、L 7、L 16和L 28；辣度9級的材料有5份，分別為L 1、L 5、L 8、L 17和L 25。在供試材料中，辣度最高的是L 17，斯科維爾指數(shù)為85 000 SHU，辣度為567度，辣度級別為9級；辣度最低的是L 9，斯科維爾指數(shù)為7 500 SHU，辣度僅為50度，辣度級別為6級。本文選用的供試材料均為當?shù)叵矏鄣牡胤嚼苯焚Y源，說明貴州地區(qū)人群飲食習慣偏辣。

2.3 HPLC法與感官評定法比較分析

利用2種方法對辣椒資源的辣度進行了分析(表3、表4)，從分析比較結果可知，在30份供試辣椒資源中，僅有3份辣椒的分析結果不一致，其中L 26的分析結果差別最大，感官評定法比HPLC法分析的結果高2個辣度級別，L 4和L 10的感官評定法比HPLC法分析的結果高1個辣度級別；其他材料的辣度測定結果差異較小，辣度級別測定結果一致。

由表5可知，感官評定法和HPLC法評價的辣椒辣度結果具有相關性，相關系數(shù)r=0.978，p<0.01，差異極顯著，表明感官評定法和HPLC法分析的辣椒辣度結果存在極顯著的正相關關系，從而推出感官評定法評定辣椒辣度的結果可靠。

表3 貴州地方辣椒資源辣度HPLC分析

辣椒材料辣椒堿含量/(mg·g-1)二氫辣椒堿含量/(mg·g-1)辣椒素類物質(zhì)總含量/(mg·g-1)斯克維爾指數(shù)(SHU)辣度/度辣度級別L12.4940.5843.42527343529L21.4490.6492.331359522408L31.570.7522.58397852658L41.290.5282.02311502088L52.9531.0474.444685264579L60.4780.2630.82312684856L71.5730.532.336360152408L82.3040.8493.503540163609L90.3990.1490.6099389636L100.5430.3010.93814462966L110.590.3211.012156111047L120.3940.2250.68810604716L130.5080.2740.86813391896L140.6220.3141.041160481077L150.3410.1580.5558555576L161.3320.5422.082321012148L174.1121.0875.777890845949L181.0290.4041.592245471647L190.6590.2190.976150521007L201.1230.3611.649254291707L210.8550.3971.391214481437L220.9370.3511.431220661477L230.9880.4381.584244321637L240.9290.3911.467226141517L252.3020.9643.629559573739L260.1480.110.2864416295L270.470.2040.74911545776L281.4370.492.141330092208L291.1380.4671.783275011837L300.4190.2230.71411013736平均值1.180.4531.81427971.2186.57.2

表4 貴州地方辣椒資源辣度感官評定

辣椒材料斯克維爾指數(shù)(SHU)辣度/度辣度級別辣椒材料斯克維爾指數(shù)(SHU)辣度/度辣度級別L1500003339L17850005679L2340002278L18220001477L3370002478L19160001077L4280001877L20240001607L5650004339L21200001337L610000676L22220001477L7340002278L23220001477L8550003679L24200001337L97500506L25550003679L10160001077L26240001607L1114000936L279000606L1210000676L28310002078L1314000936L29250001677L1414000936L309000606L158500576平均值27066.67180.577.2L16310002078

表6 貴州地方辣椒資源不同辣度組群的平均值和變異系數(shù)

辣度組群辣度均值材料數(shù)所占比率/%極差辣度區(qū)間變異系數(shù)/%低辣組群84.151343.3311429～14333.20中辣組群197.081240.00118147～26519.97高辣組群385.50413.33105352～45712.57特辣組群594.0013.33000.00

圖1 貴州地方辣椒資源辣度聚類樹狀圖

2.4 辣椒資源辣度聚類分析

本文采用HPLC法和感官評定法對貴州的30份辣椒資源進行辣度分析，結合2種方法的辣度分析結果開展系統(tǒng)聚類分析(圖1)。當λ=8.9時，30份貴州地方辣椒資源按照辣度可分為4大類：分別為低辣組群(29～143度)、中辣組群(147～265度)、高辣組群(352～457度)和特辣組群(594度)。其中低辣組群有13份材料；中辣組群有12份材料；高辣組群有4份材料，特辣組群僅有1份材料。

由表6可得出，供試材料中，辣度最低的為29度，最高的為594度，由此可知，貴州地方辣椒資源的辣度具有豐富的遺傳多樣性。低辣組群占總材料的43.33%，中辣組群占總材料的40.00%，這2個組群共占83.33%，辣度值在29～265之間；高辣組群占總材料的13.33%，特辣組群占總材料的3.33%，辣度值在352～594之間，這2個組群共占16.67%。由此說明供試材料資源中，低辣和中辣的辣椒占有較大比例，高辣和特辣的辣椒偏少。此外，低辣材料的變異系數(shù)最高，為33.20%；特辣材料的變異系數(shù)最低。

表5 2種辣度分析方法的相關分析結果

HPLC法感官評定法HPLC法Pearson相關性10.978??顯著性(雙側)00.000N3030感官評定法Pearson相關性0.978??1顯著性(雙側)0.000N3030

注：“**”在0.01水平(雙側)上顯著相關。

3 討論與結論

成善漢等[19]采用HPLC法對15種不同基因型的辣椒進行辣椒素含量測定和辣度分級，將參試辣椒分為5級。董彩軍等[20]在近百份辣椒種質(zhì)資源中選擇了有代表性的30份材料，利用HPLC法進行辣度分級，得出樣本辣度在7～9級之間，并且得出辣椒資源的雜交后代辣度上升。仲輝等采用HPLC法對31份不同地方品種辣椒的辣椒素含量進行了測定，并對辣度進行評價，結果表明，種源地在炎熱、潮濕地域的辣椒品種辣度極顯著高于干燥、日溫差大的地域[12]。本試驗采用HPLC法和感官評定法對30份貴州地方辣椒資源進行了辣度分析，結果得出，供試材料處于辣度5～9級之間，總體辣度較全國平均水平偏高，適合做調(diào)味品或加工辣椒產(chǎn)品，這可能與貴州氣候潮濕有關。

HPLC法和感官評定法是評定辣椒辣度的2種主要方法。這2種方法的研究和比較已有報道，如羅鳳蓮等[21]研究認為，感官評定法評測干辣椒樣品的辣度結果可靠，且具有相對穩(wěn)定性。范志平等[22]研究得出，采用Scoville感官評定法和高效液相色譜法分析的同一樣品辣椒堿含量相差不大，2種方法所得樣品辣度值在辣度級別范圍內(nèi)具有很好的符合性。賈洪鋒等[14]研究認為，食品中辣椒加入量是影響辣味強弱的最主要因素，但同時也受其他味道(酸、甜、苦、咸、鮮、香等)的影響。本研究認為，感官評定法和HPLC法分析的辣椒辣度結果存在極顯著的正相關關系，感官評定結果可靠，適合生產(chǎn)中辣椒辣度的測定。但在供試材料中，有3份材料的感官評定結果與HPLC分析的結果不太吻合，這說明辣味畢竟是人體產(chǎn)生的一種感覺(痛覺)[23-24]，受多種因素的影響，人們舌尖感受到的辣度與辣味物質(zhì)(主要指辣椒素類物質(zhì))的含量多少并不能直接劃等號，這與賈洪鋒等[25]的研究結果一致。

通過聚類將貴州地方辣椒資源分為低辣、中辣、高辣和特辣4大類群，其中低辣組群占43.33%，中辣組群占40.00%，且辣度分布在5～8級，而全國大多數(shù)人群食用的辣椒制品辣度在2～6級之間[2]，說明貴州人飲食中的低、中辣度均高于全國普通食辣水平，這符合大部分貴州人喜辣、嗜辣的飲食習慣。從聚類分析結果可知，貴州地方辣椒資源具有豐富的遺傳多樣性，這些豐富的遺傳資源對選育不同辣度的辣椒具有較大的利用價值，并有利于不同辣椒加工產(chǎn)品的研發(fā)。