不同成熟度胡椒理化指標變化規(guī)律和相關性研究

代佳慧，尹青春，黨政，王世萍，吉建邦，鄧浩*

(1.海南省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工設計研究所，?？?570100；2.海南省熱帶果蔬冷鏈研究重點實驗室，海口 570100；3.海南省食品檢驗檢測中心，?？?570100)

胡椒(PipernigrumL.) , 始載于唐朝蘇恭的《唐木草》，又名白川、浮椒，是胡椒科胡椒屬常綠藤本植物[1]。胡椒原產(chǎn)于印度，是重要的熱帶香辛料作物，廣泛用于醫(yī)學工業(yè)和食品工業(yè)[2]。海南是我國胡椒的主產(chǎn)區(qū)，總產(chǎn)量達3.66萬噸，占全國的92.42%[3]。海南胡椒果實的成熟期一般在5～8月份，其采收期長達3個多月，甚至更長，同株產(chǎn)的胡椒果實成熟度也不一致，目前僅憑經(jīng)驗人工分期分批采收，效率低、成本高。

不同成熟度的胡椒對其后續(xù)加工產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量影響很大。詹沛鑫[4]研究發(fā)現(xiàn)并提出胡椒質(zhì)量與采收時期密切相關。色差a值、可溶性固形物、可滴定酸、果膠是胡椒的重要理化指標，對胡椒加工特別是脫皮有重要指導意義。胡椒堿是胡椒主要活性成分和重要風味成分，國內(nèi)外對其分析、鑒定、活性進行了大量的研究[5-9]。目前，關于不同成熟度的胡椒中理化指標和風味成分變化規(guī)律的研究較少。本文通過對3種不同成熟度的胡椒中色差a值、可溶性固形物、可滴定酸、果膠、胡椒堿的分析，探明各指標的變化規(guī)律和相關性，對指導胡椒分類采收和采后分級加工有一定參考價值。

續(xù) 表

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

胡椒：新鮮胡椒采自海南省文昌市南陽農(nóng)場；甲醇、乙醇、硫酸、H2O2等試劑：均為國產(chǎn)分析純；聚乙吡咯烷酮、1-萘酚、咔唑、半乳糖醛酸、胡椒堿標準品：海南金唯諾生物科技有限公司。

1.2 儀器與設備

UV-2450紫外分光光度計 日本島津公司；HHS-4S水浴鍋 上海市南陽儀器有限責任公司；CPA225D電子分析天平 德國Sartorius公司；NS800分光測色儀 深圳市三恩馳科技有限公司；PAL-1手持糖度計 日本愛拓公司；5910R多功能離心機 德國Eppendorf公司；粉碎機 新昌縣城關紅利數(shù)控制造廠；7000C GC-MS色譜儀 美國安捷倫公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 不同成熟度胡椒的分級

不同成熟度胡椒鮮果分級標準見表1。

表1 不同成熟度胡椒鮮果分級標準Table 1 The classification standard of pepper fruit with different maturity

1.3.2 胡椒堿色差a值的測定

采用NS800分光測色儀對所有試驗組的胡椒進行色差測定，每組取20粒，測定后計算平均值。a值越大則果皮越紅，反之越綠。

1.3.3 胡椒堿可溶性固形物、可滴定酸的測定

每組取500 g，經(jīng)粉碎機處理30 s備用。稱取35 g。加蒸餾水定容到100 mL備檢。采用PAL-1手持糖度計測定可溶性固形物，稀釋50倍后測定可滴定酸。每組3次重復后計算平均值。

1.3.4 胡椒果膠的測定

按照NY/T 2016-2011規(guī)定的分光光度法測定胡椒中的果膠含量。繪制標準曲線：配制濃度分別為0，20，40，60，80，100 mg/L的半乳糖醛酸溶液，加入1 g/L的咔唑乙醇溶液，再快速加入5 mL優(yōu)級純硫酸溶液，將試管放入85 ℃的水浴20 min，之后冷水快速冷卻，采用分光光度計在525 nm處測定吸光度，得到標準曲線方程為：Y=0.009X+0.055，R2=0.9993。樣品測定：吸取1 mL濾液于25 mL試管中，加入0.25 mL咔唑乙醇溶液，同標準溶液顯色方法進行顯色，在525 nm處測定吸光度，根據(jù)標準曲線計算果膠含量。

1.3.5 胡椒堿及揮發(fā)油測定方法

取粉碎的胡椒樣品1 g，加25 mL甲醇震蕩20 min，常溫浸泡10 h，于20 ℃超聲提取40 min，以9000 r/min離心5 min，取上清液2 mL于40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮干燥。加2 mL丙酮溶解后使用GC-MS檢測。色譜條件：色譜柱：HP-5MS 毛細管柱(30 m×250 μm，0.25 μm)，不分流進樣；程序升溫：60 ℃保持1 min，以1 ℃/min 升溫到70 ℃，以8 ℃/min 升溫到160 ℃，然后以15 ℃/min升溫到260 ℃，停留12 min；進樣口溫度250 ℃；離子源溫度230 ℃; 載氣：氦氣；流速：1 mL/min；電子能量：70 eV；掃描方式：全掃描；掃描范圍：40～350 m/z；譜庫：NIST 08。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理方法

所有試驗數(shù)據(jù)取3次重復試驗的平均值，采用Origin 8.5和SPSS 22作圖和統(tǒng)計分析。

2 結果與分析

2.1 不同成熟度胡椒果實色差a值及相關性

不同成熟度胡椒果實色差a值見表2。

表2 不同成熟度胡椒果實色差a值Table 2 The color index a value of pepper with different maturity

由圖1可知，3種不同成熟度胡椒果實的色差a值有較大的差別。1號樣品的a值最小，顏色最綠；3號樣品的a值最大，顏色最紅；2號樣品的a值居于1號和3號兩種樣品之間，顏色呈橘黃色。

圖1 不同成熟度胡椒果實色差a值Fig.1 The color index a value of pepper with different maturity

由表3可知，對3種樣品成熟度和色差a值進行相關性分析，相關系數(shù)為1，說明兩者有極顯著的正相關性。

表3 色差a值與胡椒成熟度相關性分析Table 3 Correlation analysis between color index a value and pepper maturity

2.2 不同成熟度胡椒果實可溶性固形物含量及相關性

由圖2可知，不同成熟度胡椒果實中可溶性固形物的含量有明顯差異，且隨著胡椒果實的成熟，可溶性固形物的含量在增加，并且果實中可溶性固形物含量的增加速度先快后慢。連政等[10]、張玉等[11]分別測定了不同成熟度的軟棗獼猴桃、醉金香葡萄中水溶性固形物含量，也發(fā)現(xiàn)隨著采收期的推遲，可溶性固形物含量增加，與本試驗的結論相符。

圖2 不同成熟度胡椒果實可溶性固形物含量Fig.2 The soluble solids content of pepper with different maturity

由表4可知，果實中可溶性固形物的含量與果實的成熟度之間的相關系數(shù)為0.977，呈現(xiàn)顯著的相關性。

表4 可溶性固形物含量與胡椒成熟度相關性分析Table 4 Correlation analysis between soluble solids content and pepper maturity

2.3 不同成熟度胡椒果實可滴定酸含量及相關性

由圖3可知，3種不同成熟度胡椒果實中可滴定酸的含量有明顯差異，隨著果實的成熟，可滴定酸的含量逐漸減少，且減少速度先快后慢。廣新梅等[12]對不同采摘期的庫爾勒香梨中可滴定酸進行測定，結果表明，隨著采摘時間的增加，在成熟過程中庫爾勒香梨中的可滴定酸含量不斷減少；湯梅等[13]為確定鷹嘴蜜桃的適收期，研究發(fā)現(xiàn)不同采摘期的果實貯藏品質(zhì)隨生理作用發(fā)生顯著變化，果實酸度減小并逐漸軟化失去果實原有的獨特清脆口感。

圖3 不同成熟度胡椒果實可滴定酸含量Fig.3 The titratable acid content of pepper with different maturity

由表5可知，果實中可滴定酸的含量與果實的成熟度之間的相關系數(shù)為0.986，呈現(xiàn)極顯著的負相關。

表5 可滴定酸含量與胡椒成熟度相關性分析Table 5 Correlation analysis between titratable acid content and pepper maturity

2.4 不同成熟度胡椒果實果膠含量及相關性

由圖4可知，1號和2號樣品中果膠含量沒有明顯差異，但3號樣品中果膠含量明顯減少，即隨著胡椒果實的成熟度增加，果實中果膠的含量減少。胡椒經(jīng)乙烯利催熟后，在原果膠酶的酶解作用下，部分原果膠分解為水溶性果膠[14]。果膠含量的降低導致與纖維素、半纖維素等細胞壁成分之間的交聯(lián)度下降，細胞之間的結合變得松散。因而成熟度越高，隨著果膠含量的減少，胡椒果實越松軟。

圖4 不同成熟度胡椒果實果膠含量Fig.4 The pectin content of pepper with different maturity

由表6可知，果實中果膠含量與果實的成熟度之存在負相關，相關系數(shù)為0.868。

表6 果膠含量與胡椒成熟度相關性分析Table 6 Correlation analysis between pectin content and pepper maturity

2.5 不同成熟度胡椒果實胡椒堿含量及相關性

胡椒堿是胡椒中重要的風味物質(zhì)和活性成分。由圖5可知，胡椒堿含量與成熟度之間存在先下降后上升的趨勢。青胡椒中的胡椒堿含量最高，隨著成熟度的繼續(xù)增加，胡椒由綠變黃，可能是由于胡椒堿的分解作用，所以出現(xiàn)下降的趨勢。胡椒由黃變紅的過程中，果實表皮皺裂，水分揮發(fā)，所以胡椒堿略有上升。

圖5 不同成熟度胡椒果實胡椒堿含量Fig.5 The piperine content of pepper with different maturity

由表7可知，果實中胡椒堿含量與果實的成熟度之間存在負相關，相關系數(shù)為0.647。

表7 胡椒堿含量與胡椒成熟度相關性分析Table 7 Correlation analysis between piperine content and pepper maturity

3 結論

胡椒果實隨著成熟度的增加其表皮顏色會逐漸由綠變黃繼而變紅， 其中胡椒堿等主要活性物質(zhì)亦有不同程度的質(zhì)量變化[15]。本文研究了胡椒果實成熟度與色差a值、可溶性固形物、可滴定酸、果膠、胡椒堿的質(zhì)量關系。結果表明：不同成熟度胡椒果實中的以上物質(zhì)含量均有明顯差異，且色差a值、可溶性固形物含量與胡椒成熟度呈顯著正相關，相關系數(shù)分別為1和0.977；可滴定酸含量與胡椒成熟度呈顯著負相關，相關系數(shù)為0.986。胡椒采收后，可以將色差a值、可溶性固形物、可滴定酸含量作為區(qū)分不同成熟度胡椒的關鍵指標，進行分類加工，這樣胡椒加工產(chǎn)品的品質(zhì)和風味更均一。