三種提取方法對(duì)紅花椒揮發(fā)性成分的影響

王雪迪,許朵霞,2,王 蓓,2,王少甲,2,*,曹雁平,2,*

(1.北京食品營(yíng)養(yǎng)與人類健康高精尖創(chuàng)新中心,北京工商大學(xué),北京 100048; 2.北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心,北京工商大學(xué),北京 100048)

花椒為蕓香科花椒屬植物,是中國(guó)傳統(tǒng)調(diào)味料之一,主要種植于熱帶和亞熱帶地區(qū)[1]。全世界花椒屬約有250種,我國(guó)約有45種,主要包括竹葉椒、野花椒、川陜花椒等[2]。花椒具有廣泛的應(yīng)用,不僅具有食用價(jià)值,而且具有藥用價(jià)值,可散寒祛濕、止泄止痛、殺蟲(chóng)止癢等[3]。花椒是我國(guó)傳統(tǒng)的調(diào)味料,因其獨(dú)特的香氣深受大眾喜愛(ài)[4]?；ń分泻卸喾N揮發(fā)性成分,比如烯烴類的檸檬烯、月桂烯等,醇類的芳樟醇、γ-萜品醇等,酯類的乙酸芳樟酯、乙酸松油酯等,醛類的2,4-己二烯醛、巴豆醛等,以及酮類、酸類、烷烴等[5]。

目前對(duì)花椒揮發(fā)性成分的提取方法主要有有機(jī)溶劑萃取法、水蒸氣蒸餾法和超臨界CO2萃取法[6],不同提取方法會(huì)造成花椒提取物中揮發(fā)性成分組成的差異,孟慶軍等[7]采用水蒸氣蒸餾法、植物油浸提法、食用酒精提取法、無(wú)水乙醚提取法、超臨界二氧化碳流體萃取法提取花椒的有效成分,結(jié)果表明五種方法所得產(chǎn)物提取率和有效成分含量存在明顯差異,其中超臨界二氧化碳提取所得產(chǎn)品的有效成分含量和提取率最高;植物油浸提所得產(chǎn)品的品質(zhì)較好,但有效成分提取率偏低;水蒸氣蒸餾法只能得到花椒揮發(fā)油;食用酒精提取法和無(wú)水乙醚提取法獲得了大部分花椒麻素和少量的揮發(fā)油。石雪萍等[8]研究發(fā)現(xiàn)超臨界CO2萃取法與水蒸氣蒸餾法萃取花椒主要揮發(fā)性成分均為檸檬烯、沉香醇和羅勒烯,但占比不同。提取參數(shù)的變化也會(huì)導(dǎo)致花椒揮發(fā)性成分含量的變化,王芳等[9]采用油浸法浸提花椒,評(píng)價(jià)了參數(shù)改變對(duì)花椒麻素、檸檬烯和芳樟醇濃度的影響,浸取溫度、時(shí)間和料液比的變化都導(dǎo)致了三種物質(zhì)濃度的變化,其中花椒麻素在浸取30 min時(shí)濃度達(dá)到3 mg/mL以上,是浸取10 min濃度的3倍以上。

盡管已有研究對(duì)不同方法對(duì)花椒提取物揮發(fā)性成分的差異進(jìn)行了對(duì)比,但多停留在對(duì)某幾種高含量揮發(fā)性物質(zhì)的比較,缺乏系統(tǒng)性與全面性,同時(shí)缺乏對(duì)關(guān)鍵香氣物質(zhì)的比較。因此,本文采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)對(duì)油浸法、水蒸氣蒸餾法及超臨界CO2萃取法獲得的花椒提取物揮發(fā)性成分進(jìn)行了比較,并采用主成分分析法對(duì)提取方法和提取參數(shù)變化引起的花椒提取物揮發(fā)性成分種類及含量的差異進(jìn)行系統(tǒng)分析,同時(shí)重點(diǎn)分析關(guān)鍵香氣物質(zhì)的變化。期望通過(guò)對(duì)比不同浸取方法以及每種方法的浸取參數(shù)對(duì)花椒提取物風(fēng)味的影響,獲得在不同條件下花椒的揮發(fā)性成分種類及含量的變化,以期為不同風(fēng)味花椒產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅花椒 產(chǎn)地四川;菜籽油 金龍魚(yú)食品有限公司;無(wú)水乙醇 分析純,北京化工廠;1,2-二氯苯(1.306 g/mL) 色譜純,麥克林生化科技公司;二氯甲烷 色譜純,北京伊諾凱科技有限公司。

HH-ZK1恒溫水浴鍋 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;HH數(shù)顯恒溫油浴槽 江蘇正基儀器有限公司;FW135中草藥粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司;Spe-ed超臨界萃取裝置 美國(guó)Applied Separations公司;7890B-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司;40 mL頂空瓶 美國(guó)Agilent公司;DB-WAX毛細(xì)管柱(30 m×250 μm×0.25 μm) 美國(guó)Agilent公司;手動(dòng)固相微萃取進(jìn)樣器、50/30 μm DVB-CAR-PDMS 美國(guó)Supelco公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 花椒提取物制備 將花椒置于鼓風(fēng)干燥箱中80 ℃烘干2 h后粉碎過(guò)40目篩得到花椒粉備用。

油浸法:取花椒粉20 g置于燒杯中,加入菜籽油(常溫20 ℃)混合均勻,在設(shè)定溫度下浸取一定時(shí)間后過(guò)濾除去殘?jiān)玫交ń酚痛龣z測(cè),控制浸提溫度為100 ℃,浸提時(shí)間為4 h,選取料液比為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25;控制料液比為1∶10,浸提時(shí)間為4 h,選取溫度為60、80、100、120、140 ℃;控制料液比為1∶10,浸提溫度為100 ℃,選取浸取時(shí)間為1、2、3、4、5 h。

水蒸氣蒸餾法:取花椒粉末20 g置于圓底燒瓶中,以不同液料比加入冷水浸泡12 h,向圓底燒瓶中加入數(shù)粒玻璃珠后,置于電熱套中加熱一定時(shí)間,蒸餾完成后置于分液漏斗中,放掉下層水,上層揮發(fā)油放置含有無(wú)水硫酸鈉的干燥器中干燥后,得到澄清透明的花椒油待檢測(cè),控制蒸餾時(shí)間為4 h,選取料液比為1∶5、1∶10、1∶15、1∶20、1∶25;控制料液比為1∶10,選取蒸餾時(shí)間為1、2、3、4、5 h。

超臨界CO2萃取法:取花椒粉末20 g裝入萃取釜中,以不同乙醇作為夾帶劑進(jìn)行萃取,控制乙醇添加量為3%,選取乙醇濃度為65%、75%、85%、95%、100%;控制乙醇濃度為100%,選取乙醇添加量為3%、5%、7%、10%、15%。

1.2.2 揮發(fā)性物質(zhì)分離與檢測(cè) 本研究采用固相微萃取(SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜(GC-MS)聯(lián)用對(duì)花椒風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)。取制備好的花椒提取物樣品200 μL裝入萃取瓶中并加入1 μL內(nèi)標(biāo)物1,2-二氯苯(0.0653 μg/μL),加蓋密封后放入60 ℃水浴鍋中平衡30 min,待樣品平衡時(shí)間結(jié)束后,將活化好的SPME萃取頭插入樣品瓶中吸附30 min,萃取結(jié)束后把萃取頭退回,拔出萃取針,立即插入儀器進(jìn)樣口,推出萃取頭,在250 ℃下解析5 min。氣相色譜條件:色譜柱為DB-WAX毛細(xì)管柱(30 m×250 μm×0.25 μm);升溫程序:初始溫度40 ℃,保持1 min,以8 ℃/min 升至140 ℃,保持3 min,再以5 ℃/min升至230 ℃,保持1 min;載氣為高純He,柱流量為1 mL/min,進(jìn)樣口溫度為250 ℃,分流比為10∶1。質(zhì)譜條件:質(zhì)譜接口溫度250 ℃,EI離子源,電離能量70 eV,離子源溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃,掃描模式為全掃描,掃描范圍m/z 40～500。

1.2.3 定性與定量分析 經(jīng)MassHunter化學(xué)工作站處理,篩除由萃取頭帶來(lái)的硅氧烷雜質(zhì)峰,與標(biāo)準(zhǔn)譜庫(kù)NIST14進(jìn)行比對(duì),僅當(dāng)匹配值大于800時(shí)保留該物質(zhì),通過(guò)計(jì)算實(shí)際RI值,與經(jīng)CAS號(hào)查詢的理論RI值進(jìn)行比對(duì),當(dāng)差值小于100時(shí)保留該物質(zhì)。RI值測(cè)定方法:在相同的色譜條件下,將正構(gòu)烷烴C7～C40與花椒相同的色譜條件下測(cè)得。RI值的計(jì)算方法如公式(1):

式(1)

式中:RI,保留指數(shù);n,碳原子數(shù);ti,樣品i的保留時(shí)間min;tn,碳原子數(shù)為n的烷烴的保留時(shí)間min;tn+1,碳原子數(shù)為n+1的烷烴的保留時(shí)間min。

定量分析采用內(nèi)標(biāo)半定量方法,根據(jù)化合物及內(nèi)標(biāo)化合物1,2-二氯苯峰面積比值計(jì)算揮發(fā)性成分的含量。

1.2.4 關(guān)鍵性物質(zhì)評(píng)價(jià)方法 采用香氣活度值(ROAV)對(duì)風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),定義對(duì)樣品貢獻(xiàn)最大組分的ROAVmax為100,其他香氣成分ROAV值計(jì)算方法如公式(2):

式(2)

其中:Ci、Ti分別為各揮發(fā)性物質(zhì)的含量和對(duì)應(yīng)的感覺(jué)閾值;Cmax、Tmax分別為對(duì)樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)最大的組分的含量和對(duì)應(yīng)的感覺(jué)閾值。

1.3 數(shù)據(jù)分析

使用軟件SPSS 21.0進(jìn)行主成分分析,使用Excel 2016進(jìn)行熱圖繪制和其他數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種提取方法提取花椒揮發(fā)性物質(zhì)的總離子流圖

對(duì)三種提取方法揮發(fā)性物質(zhì)總離子流圖進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)揮發(fā)性物質(zhì)峰總數(shù)和豐度存在明顯差異,其中超臨界CO2萃取和水蒸氣蒸餾法提取物揮發(fā)性物質(zhì)有效峰的數(shù)量和豐度均高于油浸法提取物。從圖1中還可以看出提取方法對(duì)同一種物質(zhì)也有較大影響,如30.739 min檢測(cè)到的花椒素峰值在超臨界CO2萃取提取物中遠(yuǎn)高于另兩種花椒提取物。

圖1 不同提取方法提取花椒揮發(fā)性物質(zhì)總離子流圖Fig.1 Total ion current diagram of volatile compounds extracted from Zanthoxylum bungeanum by different extraction methods注:油浸法提取參數(shù)為料液比1∶10、浸提時(shí)間4 h、 浸提溫度100 ℃;水蒸氣蒸餾法提取參數(shù)為料液比1∶10、 浸提時(shí)間2 h;超臨界CO2萃取法提取參數(shù)為 乙醇含量100%、乙醇添加量3%。

2.2 提取方法對(duì)花椒提取物揮發(fā)性物質(zhì)種類的影響

三種提取方法制得花椒提取物揮發(fā)性成分?jǐn)?shù)量和種類差異較大,油浸法樣品中共鑒定出揮發(fā)性物質(zhì)65種,其中烯烴22種、醇類16種、酯類6種、醛類6種、酮類4種、烷烴1種,酸類2種、其他類8種;水蒸氣蒸餾法樣品中共鑒定出揮發(fā)性物質(zhì)100種,包括烯類32種、醇類32種、酯類9種、醛類6種、酮類4種、烷烴類3種,酸類1種及其他類13種;超臨界CO2萃取樣品中共鑒定出揮發(fā)性物質(zhì)82種,包括烯類34種、醇類22種、酯類8種、醛類5種、酮類1種、烷烴類4種、酸類1種及其他類7種。所有揮發(fā)性物質(zhì)中有33種物質(zhì)在三種提取方法得到的提取物中均能檢測(cè)到,包括D-檸檬烯、檜烯等在內(nèi)的18種烯烴;包括芳樟醇、橙花醇等在內(nèi)的8種醇類物質(zhì);包括乙酸芳樟酯、乙酸松油酯在內(nèi)的4種酯類物質(zhì)以及對(duì)異丙基苯甲醛、香芹酚和花椒素。而有72種揮發(fā)性物質(zhì)僅在某一種提取方法產(chǎn)物中檢測(cè)到,其中油浸法產(chǎn)物中鑒定出19種,水蒸氣蒸餾法產(chǎn)物中鑒定出34種,超臨界CO2萃取產(chǎn)物中鑒定出18種。

圖2 不同提取方法對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)種類及數(shù)量的影響Fig.2 Effects of different extraction methods on the types and quantity of volatile substances注:每種提取方法揮發(fā)性物質(zhì)種類 和數(shù)量是該方法所有樣品數(shù)據(jù)匯總得到的。

僅在油浸法產(chǎn)物中鑒定出的19種揮發(fā)性物質(zhì)包含4種烯烴、4種醇類物質(zhì)、2種醛類物質(zhì)、3種酮類物質(zhì)、1種烷烴、1種酸類物質(zhì)及4種其他類物質(zhì),其中月桂烯、正己醛和反式-2-癸烯醛具有明顯的油脂香氣,特別是月桂烯濃度高閾值低,對(duì)油浸法產(chǎn)物的獨(dú)特香氣貢獻(xiàn)大[10]。僅在水蒸氣蒸餾法產(chǎn)物中鑒定出的34種揮發(fā)性物質(zhì)包含6種烯烴、12種醇類物質(zhì)、2種酯類物質(zhì)、1種醛類物質(zhì)、2種酮類物質(zhì)、2種烷烴、1種酸類物質(zhì)及8種其他類物質(zhì),其中乙酸香葉酯、紫蘇醛和香芹酮分別具有玫瑰花香、脂類香氣和薄荷香氣[11-13]。僅在超臨界萃取產(chǎn)物中鑒定出的18種揮發(fā)性物質(zhì)包含7種烯烴、3種醇類物質(zhì)、1種酯類物質(zhì)、1種醛類物質(zhì)、3種烷烴及3種其他類物質(zhì),其中α-法呢烯和γ-杜松烯具有木香[14]。

2.3 油浸法產(chǎn)物揮發(fā)性成分分析

油浸法是花椒風(fēng)味物質(zhì)提取的傳統(tǒng)方法之一[15],本文對(duì)料液比、浸取溫度、浸取時(shí)間對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的影響進(jìn)行了研究。如圖3所示,隨著浸取溶劑用量的增加,花椒在植物油中的比例逐漸減小,揮發(fā)性物質(zhì)總含量逐漸降低,料液比為1∶5時(shí)揮發(fā)性物質(zhì)含量最高,達(dá)到249.38 μg/mL。隨著浸取溫度和時(shí)間增加揮發(fā)性物質(zhì)總含量沒(méi)有明顯變化趨勢(shì),在浸取溫度為140 ℃和浸取時(shí)間5 h時(shí)達(dá)到最大值163.94和189.18 μg/mL。油浸法樣品中共鑒定出的65種揮發(fā)性物質(zhì),其中26種物質(zhì)具有香氣,香氣物質(zhì)總含量占揮發(fā)性物質(zhì)總含量的70%以上。

圖3 油浸法浸提條件對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)含量的影響Fig.3 Effect of oil extraction conditions on volatile matter content注:HY1～HY5為料液比1∶5～1∶25; HY6～HY10為浸提時(shí)間1～5 h; HY11～HY15為浸提溫度60～140 ℃,圖4、表3同。

如圖4所示,香氣物質(zhì)含量與揮發(fā)性物質(zhì)總含量變化趨勢(shì)相同,分別在料液比為1∶5、浸取溫度140 ℃、浸取時(shí)間5 h時(shí)達(dá)到最大值170.99、111.23與133.63 μg/mL。

主成分分析能更好地反映樣品品質(zhì)[16-18],從表2可以看出,前3個(gè)主成分包含了83.89%的信息,能很好的表示26種香氣成分的變化趨勢(shì)。根據(jù)主成分分析各組得分結(jié)果(表3)發(fā)現(xiàn)油浸法樣品品質(zhì)變化趨勢(shì)與揮發(fā)性物質(zhì)總含量變化趨勢(shì)相同。揮發(fā)性物質(zhì)總含量與香氣物質(zhì)主成分分析結(jié)果都顯示HY1、HY10、HY15組樣品品質(zhì)最好,盡管其中含量最高的6種物質(zhì)月桂烯、燴烯、反式-β-羅勒烯、β-水芹烯、D-檸檬烯和乙酸松油酯并未在140 ℃時(shí)達(dá)到最大值,月桂烯含量甚至隨著溫度升高下降,但由于高溫導(dǎo)致更多香氣物質(zhì)生成,同時(shí)含量最高的幾種香氣物質(zhì)也保持較高水平。根據(jù)揮發(fā)性物質(zhì)總含量及主成分分析結(jié)果顯示在料液比為1∶5、浸提溫度為140 ℃、浸提時(shí)間為5 h時(shí),花椒提取物品質(zhì)最好。

圖4 油浸法香氣物質(zhì)熱圖Fig.4 Heat map of aroma substances by oil immersion method

表2 主成分的特征值及其方差貢獻(xiàn)率Table 2 Principal component eigenvalues and contribution rates

表3 油浸法各組綜合得分Table 3 Comprehensive scores of each group of oil immersion method

2.4 水蒸氣蒸餾產(chǎn)物揮發(fā)性成分分析

水蒸氣蒸餾法是提取花椒油常用的方法之一[19-20],本論文對(duì)料液比和蒸餾時(shí)間對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的影響進(jìn)行了研究。揮發(fā)性物質(zhì)總含量分別在料液比1∶10和蒸餾時(shí)間2 h時(shí)達(dá)到最大值,分別為1033.96和1152.61 μg/mL(圖5)。

圖5 水蒸氣蒸餾法蒸餾條件對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)含量的影響Fig.5 Effect of distillation conditions on the content of volatile substances in steam distillation注:HS1～HS5為料液比1∶5～1∶25; HS6～HS10為蒸餾時(shí)間1～5 h,圖6、表6同。

如圖6所示,通過(guò)查閱文獻(xiàn)[21-23],選取揮發(fā)性物質(zhì)中具有香氣且相對(duì)含量高于1 μg/mL的物質(zhì)中共有46種物質(zhì),占揮發(fā)性物質(zhì)總含量的65%以上。其變化與揮發(fā)性物質(zhì)總含量變化趨勢(shì)相同,在料液比為1∶10時(shí)香氣成分含量達(dá)到792.81 μg/mL。蒸餾2 h樣品香氣成分含量達(dá)到883.05 μg/mL。

圖6 水蒸氣蒸餾法香氣物質(zhì)熱圖Fig.6 Heat map of aroma substances by steam distillation

主成分分析能更好地反映樣品品質(zhì),從表5可以看出,前3個(gè)主成分包含了80.03%的信息,能表示46種香氣成分的變化趨勢(shì)。根據(jù)主成分分析結(jié)果(表6)發(fā)現(xiàn)水蒸氣蒸餾樣品品質(zhì)變化趨勢(shì)與揮發(fā)性物質(zhì)總含量變化趨勢(shì)相同。而香氣物質(zhì)含量最高的4種物質(zhì)桉樹(shù)醇、芳樟醇、4-萜烯醇、乙酸松油酯以及水蒸氣蒸餾法樣品中獨(dú)有的香氣物質(zhì)乙酸香葉酯、香芹酮物質(zhì)含量變化趨勢(shì)與主成分分析得分變化趨勢(shì)不同。綜上所述,在料液比為1∶10、蒸餾時(shí)間為2 h時(shí)樣品揮發(fā)性物質(zhì)含量及香氣物質(zhì)含量達(dá)到最大。

表5 主成分的特征值及其方差貢獻(xiàn)率Table 5 Principal component eigenvalues and contribution rates

表6 水蒸氣蒸餾法各組綜合得分Table 6 Comprehensive scores of each group by steam distillation

2.5 超臨界CO2萃取產(chǎn)物揮發(fā)性成分分析

超臨界CO2萃取技術(shù)是萃取精油最常用的方法之一[24-25],本論文對(duì)夾帶劑無(wú)水乙醇的添加量和乙醇比例對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)的影響進(jìn)行了研究。如圖7所示，隨著無(wú)水乙醇添加量的增加,揮發(fā)性物質(zhì)總含量在添加量為7%時(shí)達(dá)到峰值12389.80 μg/mL。隨著乙醇比例的增加,揮發(fā)性物質(zhì)總含量在乙醇比例為85%時(shí)達(dá)到峰值13909.90 μg/mL。

圖7 超臨界萃取法萃取條件對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)含量的影響Fig.7 The influence of supercritical extraction conditions on volatile matter content注:HC1～HC5為無(wú)水乙醇添加量3%～15%; HC6～HC10為乙醇比例65%～100%,圖8、表9同。

如圖8所示,通過(guò)查閱文獻(xiàn)[21-23],選取揮發(fā)性物質(zhì)中具有香氣且含量高于1 μg/mL的物質(zhì)中共有51種物質(zhì),占揮發(fā)性物質(zhì)總含量的55%以上。其變化與揮發(fā)性物質(zhì)總含量變化趨勢(shì)相同,在無(wú)水乙醇添加量為7%時(shí)香氣成分總含量達(dá)到7712.6 μg/mL。乙醇比例為85%時(shí)樣品香氣成分總含量達(dá)到8417.47 μg/mL。

根據(jù)主成分分析各組得分結(jié)果(表9)發(fā)現(xiàn),超臨界CO2萃取樣品品質(zhì)變化趨勢(shì)與揮發(fā)性物質(zhì)總含量變化趨勢(shì)相同。香氣成分中含量最高的4種物質(zhì)石竹烯、大牛兒烯 D、γ-杜松烯和乙酸松油酯含量變化符合主成分分析結(jié)果。綜上所述,添加量為7%、乙醇比例為85%時(shí),樣品揮發(fā)性物質(zhì)含量及香氣物質(zhì)含量最大。

表8 主成分的特征值及其方差貢獻(xiàn)率Table 8 Principal component eigenvalues and contribution rates

圖8 超臨界CO2萃取法香氣物質(zhì)熱圖Fig.8 Thermogram of aroma substances by supercritical CO2 extraction

表9 超臨界CO2萃取法各組綜合得分Table 9 Comprehensive scores of each group by supercritical CO2 extraction

2.6 提取方法對(duì)關(guān)鍵香氣成分的影響

為進(jìn)一步分析不同提取方法對(duì)花椒香氣的影響,采用相對(duì)氣味活度值(ROAV)評(píng)價(jià)不同提取方法樣品[21],物質(zhì)的ROAV值越大對(duì)樣品總體風(fēng)味貢獻(xiàn)程度越大,當(dāng)物質(zhì)的ROAV≥1時(shí)該物質(zhì)為樣品中的關(guān)鍵風(fēng)味物質(zhì),而當(dāng)物質(zhì)的ROAV值介于0.1～1之間時(shí)該物質(zhì)則對(duì)樣品總體風(fēng)味起到修飾作用。如表10所示，油浸法樣品中月桂烯相對(duì)氣味活度值最大,定義其ROAVmax為100,其余ROAV大于1的香氣成分有芳樟醇、D-檸檬烯、反式-β-羅勒烯和羅勒烯,它們對(duì)油浸法樣品香氣起主要作用,α-蒎烯、α-松油烯、β-水芹烯、石竹烯和4-異丙烯基甲苯對(duì)香氣起修飾作用。當(dāng)溫度到達(dá)140 ℃,或者浸取時(shí)間5 h時(shí),對(duì)樣品香氣起主要作用的幾種物質(zhì)ROAV均達(dá)到最大值,意味著除月桂烯外的幾種香氣物質(zhì)對(duì)樣品總香氣貢獻(xiàn)達(dá)到最大。

水蒸氣蒸餾法不同參數(shù)處理樣品中相對(duì)氣味活度值最大的物質(zhì)不同,在料液比1∶5、1∶15、1∶20、1∶25樣品中芳樟醇的相對(duì)氣味活度值為100,其他樣品中桉樹(shù)醇的相對(duì)氣味活度值為100。由表11可知,除芳樟醇及桉樹(shù)醇外,α-水芹烯、D-檸檬烯、石竹烯及香芹酮對(duì)水蒸氣蒸餾法樣品香氣起主要作用,其余物質(zhì)則起到修飾作用。隨著料液比的降低,香氣物質(zhì)變化趨勢(shì)并不一致,但值得注意的是乙酸香葉酯在料液比低于1∶15后對(duì)樣品香氣不再有貢獻(xiàn),(E)-巴豆醛在蒸餾時(shí)間達(dá)到3 h以上后同樣失去了對(duì)樣品香氣的貢獻(xiàn)。

超臨界CO2萃取法樣品中芳樟醇的相對(duì)氣味活度值ROAVmax為100。由表12可知,除芳樟醇外,(E)-巴豆醛、D-檸檬烯、桉樹(shù)醇、反式-β-羅勒烯、羅勒烯、石竹烯及乙酸松油酯對(duì)萃取法樣品香氣起主要作用,其余物質(zhì)起到修飾作用。(E)-巴豆醛在夾帶劑乙醇含量超過(guò)5%時(shí)不再對(duì)樣品香氣有貢獻(xiàn),庚二烯醛更是在乙醇含量超過(guò)3%以后對(duì)香氣不再有貢獻(xiàn)。

比較三種提取方法樣品香氣貢獻(xiàn)成分,超臨界CO2樣品主要貢獻(xiàn)成分最多共有8種,水蒸氣蒸餾法有6種,油浸法5種。三種提取方法樣品均存在獨(dú)有香氣物質(zhì),月桂烯僅對(duì)油浸法樣品香氣有貢獻(xiàn),α-水芹烯和香芹酮僅對(duì)水蒸氣蒸餾法樣品香氣有貢獻(xiàn),(E)-巴豆醛和乙酸松油酯僅對(duì)超臨界CO2樣品香氣有貢獻(xiàn)。

表10 油浸法中關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì)Table 10 Key volatile substances in oil leaching

表11 水蒸氣蒸餾法中關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì)Table 11 Key volatile substances in steam distillation

表12 超臨界CO2萃取法中關(guān)鍵揮發(fā)性物質(zhì)Table 12 Key volatile substances in supercritical CO2 extraction

3 結(jié)論

本論文采用油浸法、水蒸氣蒸餾萃取法和超臨界CO2萃取法提取花椒中的揮發(fā)性物質(zhì)。提取方法的差異會(huì)導(dǎo)致花椒提取物中揮發(fā)性物質(zhì)種類及含量的變化,水蒸氣蒸餾萃取花椒提取物中揮發(fā)性物質(zhì)種類最多為100種,油浸法獲得的花椒提取物中揮發(fā)性物質(zhì)最少為65種;超臨界CO2萃取獲得的花椒提取物中揮發(fā)性物質(zhì)含量最高,油浸法最低。提取參數(shù)的變化同樣會(huì)影響花椒提取物的品質(zhì),油浸法樣品中料液比的降低會(huì)導(dǎo)致?lián)]發(fā)性物質(zhì)總含量以及主成分分析得分下降,而浸取溫度的提高和浸取時(shí)間的增加不能持續(xù)提高揮發(fā)物質(zhì)總含量和主成分分析得分,在浸取5 h,溫度140 ℃時(shí)揮發(fā)性物質(zhì)總含量達(dá)到最大值,但最大香氣貢獻(xiàn)物質(zhì)月桂烯含量則在溫度為60 ℃時(shí)中達(dá)到最大值。水蒸氣蒸餾法樣品揮發(fā)性物質(zhì)總含量分別在料液比1∶10,蒸餾2 h時(shí)達(dá)到最大值。超臨界CO2萃取法樣品揮發(fā)性物質(zhì)總含量分別在無(wú)水乙醇添加量為7%,乙醇比例為85%時(shí)達(dá)到最大值。相對(duì)氣味活度值結(jié)果表明三種提取方法主要香氣貢獻(xiàn)物質(zhì)不同,油浸法樣品中月桂烯對(duì)香氣貢獻(xiàn)最大,水蒸氣蒸餾法樣品中芳樟醇與桉樹(shù)醇對(duì)香氣貢獻(xiàn)大,而超臨界CO2萃取法樣品中芳樟醇對(duì)香氣貢獻(xiàn)最大。