9 個品種干辣椒的品質分析及評價

王興波，饒雷，王永濤，吳曉蒙，趙靚，廖小軍

（中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，國家果蔬加工工程技術研究中心，農業(yè)農村部果蔬加工重點實驗室，食品非熱加工北京市重點實驗室，北京 100083）

辣椒（CapsicumL.）原產于南美洲，屬茄科，結構上主要包括果肉、胎座和種子。果實中含蛋白質、脂肪、糖類、膳食纖維、維生素C、礦物質等多種營養(yǎng)素，也是類胡蘿卜素等生物活性化合物和潛在藥用化合物辣椒堿的來源。因其生存適應性強，在我國廣泛種植。目前，我國辣椒年播種量約占全國蔬菜總播種面積的10%，產量超6000 萬t，產值超700 億，播種面積、產量和產值均居世界首位。

國內生產的辣椒主要通過干制、發(fā)酵等方式加工成干辣椒、發(fā)酵辣椒和剁椒等產品。干辣椒耐貯藏、有香辣特性，是消費者喜食的調味品，部分品種因含豐富的色素和辣椒堿類物質，是提取辣椒紅和辣椒堿，開發(fā)食品添加劑、藥品等的原料。加工原料品種的選取影響產品品質，而我國辣椒種植區(qū)域廣，栽培品種多，現有品種雖多可制成干辣椒，但辣椒品種差別導致的干辣椒品質差異給不同加工用干辣椒的選取增加了難度。如何輔助選取適宜加工目標的干椒原料是當前面臨的重要問題。但要高效篩選優(yōu)質原料首先需要對干辣椒的品質差異進行系統(tǒng)分析，目前關于干辣椒品質分析評價的研究報道較少。張祥等研究了6 個品種干辣椒營養(yǎng)品質差異，篩選了優(yōu)良品種；高佳等對16 個品種朝天椒干制加工適宜性進行了評價；蓬桂華等測定分析25 個品種干辣椒的色澤、香氣與滋味，初步建立了辣椒粉感官電子評價體系，對辣椒粉品質進行了評價分級；鞏雪峰等對四川省109 份辣椒果實品質進行檢測分析，并利用隸屬函數值分析法對品質指標的平均隸屬值進行排序，為辣椒品質綜合排序提供了依據；Samia 等、馬燕等對辣椒籽品質指標進行了分析評價。這些研究多是單以干辣椒或辣椒籽的營養(yǎng)成分或風味分析為研究內容，而干辣椒的品質受籽肉含量、營養(yǎng)成分、類胡蘿卜素、辣度和揮發(fā)性物質等影響，當前關于干辣椒籽肉含量，糖、脂肪酸、類胡蘿卜素和辣椒堿類組成成分綜合評價的報道較少。因此，對干辣椒品質進行更全面、系統(tǒng)的評價，這將為不同產地干辣椒品質評定及合理加工提供參考。

本研究對我國辣椒主產地常見的9 個品種干辣椒（內黃新一代、花溪黨武椒和丘北椒3 三個品種朝天椒，大方皺椒、沙灣線椒、陜西秦椒和甘谷線椒4 個品種線椒，托縣紅辣椒和益都紅2 個品種角椒）籽和肉含量、粗纖維、糖、脂肪、蛋白質、水分、灰分、類胡蘿卜素、辣椒堿類物質和揮發(fā)性物質進行對比分析，并采用主成分分析和聚類分析對干辣椒綜合品質進行評價，為干辣椒的品質評價提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

9 個品種干辣椒（表1 和圖1）購于全國8 個省或自治區(qū)干辣椒生產基地。干辣椒生產于2020 年，購回后去除梗蒂置于恒溫干燥箱中45±1℃烘至恒重后粉碎，過40 目篩后裝入200 mL PE 瓶中，貯存于4±1 ℃冷庫內備用兩個月；甲醇、丙酮、四氫呋喃、乙腈 色譜級，美國賽默飛世爾科技公司；正庚烷 色譜級，麥克林生化科技有限公司；果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、辣椒堿、二氫辣椒堿、降二氫辣椒堿、玉米黃質、葉黃素、-隱黃質、-胡蘿卜素、37 種脂肪酸甲酯混合標準品 源葉生物科技有限公司；辣椒紅素、2-甲基-3-庚酮 色譜級，Sigma-Aldrich 貿易公司；其余試劑 均為國產分析純試劑。

圖1 9 個品種干辣椒圖片Fig.1 Photographs of nine varieties of dried peppers

表1 9 個品種干辣椒樣品基本信息Table 1 Basic information of nine varieties of dried peppers

7890A/5975C SPME-GC-MS 美國安捷倫科技有限公司；GC-2010Plus 氣相色譜儀 日本島津有限公司；e2695 高效液相色譜儀 美國Waters 公司；CR21GIII 臺式高速離心機 株式會社日立高新技術；BUCHI R100 旋轉蒸發(fā)儀 瑞士步琦有限公司；KN-6200 自動凱氏定氮儀 阿爾瓦儀器有限公司；DHG-9053A 電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏試驗設備有限公司；KQ-500DE 數控超聲清洗儀 昆山市超聲儀器有限公司；XL-600B 多功能粉碎機 永康市小寶電器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 干辣椒結構特征值測定 將30 根去除梗蒂干辣椒籽肉分離（胎座計入果肉）后于105 ℃烘至恒重，分別稱量籽和肉質量并計算籽和肉含量，重復三次。結果以恒重籽、肉分別占二者恒重總和百分比表示。

1.2.2 主要成分測定 含水率測定：參考GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》的方法；灰分含量測定：參考GB 5009.4-2016《食品中灰分的測定》的方法；蛋白質含量測定：參考GB 5009.5-2016《食品中蛋白質的測定》的方法（第一法）；脂肪含量測定：參考GB 5009.6-2016《食品中脂肪的測定》的方法（第二法）；粗纖維含量測定：參考GB/T 5009.10-2003《食品中粗纖維的測定》的方法。

總糖含量測定：參考GB/T 5009.8-2016《食品中果糖、葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖的測定》的方法并略作修改。稱取辣椒粉10.0 g 于離心管，加入50 mL石油醚混勻，放氣，振搖2 min，1800 r/min 離心15 min棄醚層，重復這一步驟除去大部分脂肪。蒸干殘留石油醚，用玻璃棒搗碎樣品并轉移至100 mL 容量瓶，沖洗離心管，洗液并入容量瓶中，加1 mol/L 乙酸鋅和0.3 mol/L 亞鐵氰化鉀溶液各5 mL，加水定容至刻度，常溫超聲40 min 后離心取上清液過濾膜進行色譜分析。流動相：80%乙腈+0.1%氨水等度洗脫，進樣量20 μL，流速0.5 mL/min，氨基柱，柱溫40 ℃，RI 檢測器，檢測波長254 nm。分別繪制果糖、葡萄糖、蔗糖和麥芽糖標準曲線：y=116219x?55640，=0.9930；y=106025x?60154，=0.9945；y=131062x?31954，=0.9985；y=199010x?108450，=0.9912?？偺且赃€原糖和蔗糖總含量計。

1.2.3 類胡蘿卜素含量測定 稱取辣椒粉0.3 g 于離心管中，加入丙酮和乙醚各20 mL，40 ℃超聲處理20 min，頻率50 kHz，將離心管中試劑轉入玻璃瓶。重復至試劑不變色。隨后向玻璃瓶中加入20%KOH-甲醇溶液50 mL 搖勻，室溫避光皂化2 h。皂化液轉入分液漏斗，加超純水洗滌至中性，收集萃取液并于35 ℃旋轉蒸發(fā)至干。移取5 mL 色譜丙酮溶解色素后過0.22 μm 濾膜進行色譜分析。色譜柱：C柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流動相：A 丙酮，B 超純水，梯度洗脫，洗脫條件：0～5 min，A 相保持75%；5～10 min，A 相由75%上升到95%；10～17 min，A 相保持95%；17～22 min，A 相從95%上升到100%；22～27 min，A 相從100%下降到75%，進樣量10 μL，流速1.0 mL/min，柱溫30 ℃，PDA 檢測器，檢測波長450 nm。分別繪制辣椒紅素、玉米黃質、葉黃素、-隱黃質、-胡蘿卜素標準曲線：y=71229x?41906， R=0.9990；y=71781x?104780，=0.9987；y=103420x?98921，=0.9991；y=87888x?12838，=0.9990；y=54663x?69760，=0.9914。

1.2.4 辣椒堿類物質含量測定 參考GB/T 21266-2007《辣椒及辣椒制品中辣椒堿類物質測定及辣度表示方法》的方法。稱取辣椒粉3.0 g 于離心管中，加入25 mL 四氫呋喃-甲醇溶液（1:1，V:V），60 ℃超聲30 min 后5000 r/min 離心5 min，收集上清夜，重復上述步驟至試劑不變色。旋轉濃縮并用四氫呋喃-甲醇溶液定容至50 mL 容量瓶，過0.45 μm 濾膜進行色譜分析，色譜柱：C柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流動相A 甲醇：B 超純水（65:35，V:V）等度洗脫，進樣量10 μL，流速1 mL/min，柱溫30 ℃，PDA檢測器，檢測波長280 nm，分別繪制辣椒堿、二氫辣椒堿和降二氫辣椒堿標準曲線：y=14808x?14219，=0.9963；y=8305.6x?4567.7，=0.9903；y=7575.1x?22843，=0.9991。斯科維爾指數（SHU）根據（1）式計算，辣度與SHU 換算關系為150 SHU=1 度。

式中：W 表示辣椒堿類物質總量得折算系數；16.1×10表示辣椒堿或二氫辣椒堿轉換為SHU 的系數，每1 g/kg 相當于16.1×10SHU；0.1 表示其余辣椒堿類物質含量的折算系數；9.3×10表示其余辣椒堿類物質轉化為SHU 的系數，其余辣椒素類物質1 g/kg 相當于9.3×10SHU。

1.2.5 脂肪酸相對含量測定 參考馬燕等的方法并略作修改。稱取1.0 g 辣椒粉試樣采用酸水解法進行脂肪提取，在脂肪提取物中加入8 mL 2%氫氧化鈉-甲醇溶液，在90 ℃水浴上回流10 min 至油滴消失；加入15%三氟化硼-甲醇溶液7 mL，在90 ℃水浴中冷凝回流10 min，用少量蒸餾水沖洗回流冷凝器；加入正庚烷15 mL，振搖2 min 后加飽和氯化鈉溶液靜置分層，吸取上層正庚烷提取溶液3 mL，再加入約2 g 無水硫酸鈉，振搖1 min 后靜置5 min。將上層溶液移至上機瓶中。測定響應值，根據標準溶液譜圖對應的響應值進行換算得到辣椒中脂肪酸含量。

氣相色譜條件：SH-Stabilwax-DA 毛細管柱（30 m×0.32 mm，0.50 μm）；檢測器：氫火焰離子檢測器；進樣量1.0 μL；載氣：N，純度大于99.999%；載氣流量3.0 mL/min；升溫程序：100 ℃保持13 min，10 ℃/min 升溫至180 ℃，保持8 min，再以1 ℃/min升至200 ℃，保持20 min，后以3 ℃/min 升至230 ℃，保持11.5 min。進樣口溫度260 ℃；進樣方式為分流進樣，分流比10:1。

1.2.6 揮發(fā)性物質測定 參考Jia 等的方法并作修改。稱取1.0 g 樣品置于15 mL 萃取瓶中，加入7 mL飽和NaCl 溶液，加入40 μL 稀釋10倍的2-甲基-3 庚酮內標物后旋緊瓶蓋；置于磁力攪拌器上恒溫水浴60 ℃、300 r/min 預平衡30 min；取出放入樣品盤中由自動進樣器將萃取瓶載入平衡槽，60 ℃平衡20 min 后震蕩萃取40 min，入GC 解吸5 min。

GC-MS 條件：色譜柱為DB-5MS 毛細管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣：He，純度大于99.999%；載氣流速為1 mL/min；進樣口溫度250 ℃，不分流進樣；采用全掃描模式采集信號，掃描范圍（m/z）50～550，電離方式EI，電子轟擊能量為70 eV，離子源溫度為230 ℃，四級桿溫度為150 ℃。升溫程序：色譜柱初溫40 ℃，保持5 min 后以4 ℃/min 的速度升溫至150 ℃，保持3 min，再以3 ℃/min 的速度升溫至180 ℃，保持2 min，最后以8 ℃/min 的速度升溫至250 ℃，保持3 min。測定結果通過NIST2011 普庫檢索，并用內標法計算各化學成分相對含量。

1.3 數據處理

采用Excel 建立數據庫。采用SPSS 25.0 軟件對數據進行單因素方差分析、聚類分析、主成分因子分析。采用Origin 2021Pro b 軟件進行圖表繪制。方差分析采用Duncan’s 新復極差法進行差異顯著性檢驗（<0.05）。

2 結果分析

2.1 結構特征值分析

如表2 所示，辣椒籽占整椒21%～47%，其中7 個品種干辣椒的籽含量低于Zang 等報道的45%～50%。不同椒型樣品的籽含量間存在差異，朝天椒籽含量顯著高于線椒和角椒（<0.05），內黃新一代籽含量最高，超過47%，陜西秦椒只有21.51%。果肉占整椒干基含量的52%～79%，高于Gu 等等報道的45%～50%。不同椒型及樣品果肉占比存在不同程度差異。線椒和角椒果肉含量顯著高于朝天椒（<0.05），其中甘谷線椒果肉超過78%。由于辣椒籽中含有豐富的油脂，高溫加工可為產品帶來濃郁香味，高籽含量品種可作為制粉、辣椒油和火鍋底料原料。而果肉厚的品種常具有很好的復水性，可作為辣椒醬、發(fā)酵醬、辣椒絲的原料。

表2 9 個品種干辣椒樣品結構特征值Table 2 Integrated structural characteristic values of nine varieties of dried peppers

2.2 品質指標分析

含水率是評價干制食品的重要指標，如表3 所示，經前處理過的干辣椒含水率為7%～10%，均小于14%，符合NY/T 3610-2020《干紅辣椒質量分級標準》規(guī)定，這利于干辣椒貯藏過程品質保持，減少霉變等的發(fā)生率。干辣椒中粗纖維干基占比最高，達到35%～46%。朝天椒粗纖維含量高，3 份樣品均超過40%；線椒和角椒粗纖維含量較低，托縣紅辣椒含量最低。干辣椒樣品粗脂肪含量為12%～19%，與付文婷等測定的10 個品種的12%～20%相近。脂肪主要存在于辣椒籽，籽含量高的樣品其脂肪含量也較高。三個品種中朝天椒脂肪含量最高，樣品間脂肪含量存在差異（表3），其中花溪黨武椒脂肪含量最高、甘谷線椒脂肪含量最低。干辣椒中蛋白質含量為14%～18%，甘谷線椒含量最高、內黃新一代含量最低，其余7 個品種蛋白質含量基本相同。干辣椒中脂肪和蛋白質較為豐富，可為高脂肪、高蛋白質辣椒加工原料的篩選指標。辣椒中灰分主要是礦物質等微量元素，干辣椒中灰分干基含量6%～7%之間，不同樣品干辣椒灰分含量間存在差異，除益都紅外，北方樣品灰分含量顯著高于南方樣品（<0.05）。

表3 9 個品種干辣椒中的營養(yǎng)物質含量Table 3 Main components of nine varieties of dried peppers

干辣椒中糖組成及含量如表4。干辣椒總糖為11%～28%，線椒和角椒總糖顯著高于朝天椒，除大方皺椒和陜西秦椒外，線椒和角椒樣品間總糖含量無顯著差異（>0.05），三個朝天椒品種總糖含量最低，均低于高佳等報導的16 種干辣椒（20%～37%）。干辣椒中糖以果糖為主、葡萄糖次之并含少量麥芽糖，還原糖含量占70%以上，其中陜西秦椒還原糖最高，達到99%。辣椒中豐富的還原糖既有利于改善辣椒產品的口感風味，也有利于微生物發(fā)酵，這為干辣椒發(fā)酵醬用原料的篩選提供了理論依據。因此，線椒和角椒是發(fā)酵醬用優(yōu)質干椒原料。干辣椒中檢出的非還原糖為蔗糖，干基含量均在5%以內，但樣品間含量差異顯著（<0.05）。南方品種花溪黨武椒、丘北椒和大方皺椒蔗糖含量均高于六個北方品種。推測蔗糖含量差異受到南北氣候差異影響。

表4 9 個品種干辣椒糖組成及含量（%DW）Table 4 Sugar compositions and contents of nine varieties of dried peppers (%DW)

2.3 類胡蘿卜素含量分析

類胡蘿卜素是紅辣椒的主要呈色物質,其組分與含量變化受基因型、生長環(huán)境等因素影響。如表5 所示，干辣椒中主要類胡蘿卜素總含量為73～458 mg/100 g，其中辣椒紅素含量37～221 mg/100 g，樣品間總類胡蘿卜素含量差異顯著（<0.05）。沙灣線椒、內黃新一代、甘谷線椒、大方皺椒四個品種的類胡蘿卜素總量達到300 mg/100 g，辣椒紅素超過150 mg/100 g。此外這四個品種葉黃素含量顯著高于其它樣品（<0.05），含量46～62 mg/100 g 之間，類胡蘿卜素不僅有利于改善辣椒的色澤和抗氧化能力，而且辣椒紅素是篩選色素用辣椒的關鍵指標，葉黃素也是優(yōu)良的食品著色劑。因此，沙灣線椒、內黃新一代、甘谷線椒、大方皺椒可用作色素椒。干辣椒中玉米黃質含量10～135 mg/100 g，內黃新一代、沙灣線椒玉米黃質含量顯著高于其它樣品（<0.05）。玉米黃質占人體血清類胡蘿卜素總量的3%，與葉黃素同被證實具有保護人的眼睛、胰腺、肝臟等器官的功效，因此干辣椒可作為膳食補充血清類胡蘿卜素的經濟資源。內黃新一代、大方皺椒和陜西秦椒中-類胡蘿卜素和-隱黃質含量顯著高于其它品種（<0.05），兩個角椒樣品含量次之。類胡蘿卜素是維生素A 合成前體，類胡蘿卜素含量高的內黃新一代、大方皺椒和陜西秦椒是補充人體維生素A 的推薦干辣椒樣品。

表5 9 個品種干辣椒類胡蘿卜素含量（mg/100 g DW）Table 5 Carotenoids content of nine varieties of dried peppers (mg/100 g DW)

2.4 辣椒堿類物質分析

干辣椒特殊的辛辣感是由辣椒堿類物質賦予的。由表6 可知，干辣椒辣椒堿類物質含量18～206 mg/100 g，丘北椒辣椒堿含量顯著高于其它品種（<0.05），辣度達特辣級別，丘北椒可作為提取辣椒堿的原料。辣椒堿作為生物活性物質，可廣泛用于食品工業(yè)、生物醫(yī)藥等領域。中等辣度樣品分別包括朝天椒、線椒和角椒中的花溪黨武椒、沙灣線椒和益都紅，托縣紅辣椒辣度低，其余4 份樣品均為高辣度樣品。辣椒堿含量主要取決于品種，還受產地環(huán)境影響，除花溪黨武椒外，產于潮濕地域的云南丘北椒和貴州大方皺椒顯著高于降雨量較少的北方所產干辣椒（<0.05），而四個高辣度品種均產于較炎熱地區(qū)，它們的辣椒堿類物質含量顯著高于干燥且日溫差大地區(qū)生產的新疆沙灣線椒、內蒙托縣紅辣椒和遼寧益都紅辣椒。此外，不同生長季節(jié)和氣候也會對辣椒堿類物質的合成產生影響。

表6 9 個品種干辣椒辣椒堿類物質含量（mg/100 g DW）Table 6 Capsicins contents of nine varieties of dried peppers (mg/100 g DW)

2.5 脂肪酸組成及相對含量

如表7 所示，干辣椒中脂肪酸組成豐富，共檢測到19～27 種脂肪酸，主要含9 種飽和脂肪酸和5 種不飽和脂肪酸。不同品種辣椒的主要脂肪酸組成基本相同，飽和脂肪酸主要有棕櫚酸（5.77%～14.87%）、珠光脂酸（0.26%～4.64%）、硬脂酸（0～2.68%）和肉豆蔻酸（0.17%～1.76%），益都紅棕櫚酸相對含量顯著高于其它樣品（0.05），花溪黨武椒和沙灣線椒硬脂酸相對含量顯著高于其它品種（<0.05），內黃新一代含較高木焦油酸（4.32%），大方線椒中未檢測出硬脂酸，其余飽和脂肪酸相對含量均較低；不飽和脂肪酸具有預防炎癥、調節(jié)血壓與血脂、調節(jié)心腦血管疾病等多種生理功能。測試品種不飽和脂肪酸含量均超過80%，單不飽和脂肪酸主要是油酸（7.65%～16.41%）、花生油酸（1.97%～5.18%）和棕櫚油酸（0.10%～0.80%），多不飽和脂肪酸主要是亞油酸（61.26%～72.54%）和亞麻酸（0.40%～0.96%）。品種間油酸含量差別大，丘北椒和托縣紅辣椒油酸相對含量顯著高于其它試樣（<0.05），大方皺椒和益都紅辣椒相對含量次之。樣品中亞油酸相對含量除甘谷線椒超70%外，其余8 個品種亞油酸相對含量差別不大，表明干辣椒脂肪酸組成相對均勻。其它不飽和脂肪酸如棕櫚油酸、亞麻酸等雖相對含量均低于1%，但它們對人體也有重要作用。因此，干辣椒籽可作為開發(fā)高含不飽和脂肪酸食用油資源。

表7 9 個品種干辣椒脂肪酸組成及相對含量（%）Table 7 Fatty acid composition of nine varieties of dried peppers (%)

2.6 揮發(fā)性物質組成及含量

對9 個品種干辣椒中揮發(fā)性物質的種類和相對含量進行檢測和對比分析，結果如表8 所示。干辣椒中檢測出烷烴、酮、烯烴、醛、醇、酯、酸、呋喃、吡嗪、酚及其它等11 類揮發(fā)性物質。鑒定出的各品種揮發(fā)性成分種類（種）及含量（mg/100 g）分別為115（3.71）、108（6.81）、86（7.65）、77（2.29）、61（2.50）、57（1.73）、51（3.05）、94（1.96）、100（1.12）。品種間揮發(fā)性物質種類及含量均存在差別：丘北椒、內黃新一代和益都紅烯烴類相對含量超過30%，為其優(yōu)勢揮發(fā)性化合物，烯烴多具有辛香味，也具有木香、果香等香氣。烯烴類化合物呈味閾值較低，氣味強烈，其共同作用賦予干辣椒特有香氣。甘谷線椒醛類物質相對含量較高，為21.47%，醛類物質閾值較低，多具有果香、油脂和青草味。Neugebauer 等報道大多數醛類物質是油酸和亞油酸通過脂氧合酶途徑的自氧化反應產物，與甘谷線椒中油酸和亞油酸含量高相一致；其余醛類物質可能來源于Maillard反應或Strecker 降解，具有堅果香和類烘烤香氣。沙灣線椒烷烴相對含量較高，為27.47%，由于烷烴閾值普遍較高，香氣常較弱，對干辣椒風味貢獻度較低。秦椒酮類相對含量23.09%，為該品種優(yōu)勢揮發(fā)性化合物。酮類通常由Maillard 反應或醛類進一步氧化生成，多數酮類物質具有優(yōu)異持久的清香、奶油香味或果香等香氣。托縣紅辣椒吡嗪相對含量較高，為18.11%，吡嗪類化合物是Maillard 反應和Strecker 降解等非酶反應的中間產物，其閾值低，呈現烘焙香氣和類似堅果等風味特征。大方皺椒相對含量最高揮發(fā)物質為酯類化合物，酯類閾值較低，多具有果香、花香和酒香香氣，是重要的呈香物質，通常是由脂質代謝或酸類及醇類物質的酯化反應生成。花溪黨武椒中酚類物質總含量超50%，酚類是賦予食物煙熏等風味的主要成分。分析花溪黨武椒獨特的農家煙熏烘干方式是導致其酚類物質含量高的原因。

表8 9 個品種干辣椒中揮發(fā)性組分及相對含量Table 8 Types and relative percentages of flavor components of nine varieties of dried peppers

醇類雖感知閾值多較高，但可與一些酸形成酯類物質，呈花草等植物基香氣和清新油脂等香氣。丘北椒酸相對含量較高，Kalua 等報道三碳以上羧酸的形成與脂肪氧化酸敗有關，酸類主要呈現苦味和辛辣風味。9 個品種均檢測出數量及相對含量均較少的呋喃類，其中花溪黨武椒相對含量較多。呋喃類和其他類化合物都屬于雜環(huán)類化合物，常為Maillard反應的產物，無加熱條件下大多數以較低的濃度存在，多具有水果香味、焦糖味和堅果等香氣?？傮w來看，不同品種干辣椒揮發(fā)性物質總數、總含量及相對含量均存在差別，且籽含量較高的內黃新一代、花溪黨武椒和丘北椒揮發(fā)性物質較其它品種高，這些品種脂肪含量較其它品種高，可為大量以酯類為基底風味物質的形成提供基本原料。

2.7 干辣椒結構特征值與品質指標含量間的簡單相關性分析

干辣椒結構特征值與各品質指標含量間的簡單相關性分析結果如圖2 所示，脂肪和粗纖維含量與籽含量呈顯著正相關，即干辣椒中籽含量越高，脂肪和粗纖維含量也越高?？偺呛颗c果肉含量呈顯著正相關，即果肉含量越高總糖含量也越高，反之亦然。此外，揮發(fā)性物質含量也與籽含量呈較高的相關性。其余品質指標與果肉含量相關性不顯著（>0.05）：水分含量作為衡量干辣椒品質指標之一，產生差異的原因是由干辣椒干制和加工過程中保留程度決定的；辣椒堿含量影響因素同2.4。類胡蘿卜素和灰分含量受品種、產地、氣候和環(huán)境等多因素影響；結合樣品含量與結構特征值同品質指標相關性分析結果得出9 個品種干辣椒間蛋白含量差異不大，這說明干辣椒結構特征值差異并未對樣品蛋白質含量差異造成主要影響。

圖2 干辣椒結構特征值與品質指標含量間簡單相關性分析Fig.2 Correlation analysis between structure characteristic values and quality indexes in dried peppers

2.8 主成分分析與評價

2.8.1 主成分分析 主成分分析是通過濾去采集信息中重疊共存的部分，降低數據維度，將多指標轉化為少數幾個不相關的綜合指標的一種多元統(tǒng)計分析方法。利用主成分分析可以解析復雜信息中的主要影響因素，簡化評價過程。本文選取含水率、蛋白質、總糖、脂肪、粗纖維、灰分、類胡蘿卜素、辣椒堿類和揮發(fā)性物質含量9 個品質指標進行主成分分析，結果表明（表9），第1 主成分的方差貢獻率為44.39%，該主成分與總糖正相關性高，與脂肪、粗纖維和揮發(fā)性物質成很大負相關。第2 主成分的方差貢獻率為21.63%，與含水率和類胡蘿卜素相關性高。第3 主成分的方差貢獻率為19.27%，與蛋白質成很大負相關，而與類胡蘿卜素含量相關性較其它指標高。累積方差貢獻率為85.29%。科學研究中，通常以累積方差貢獻率大于85%作為判斷指標。說明這3 個主成分反映了原始變量的絕大部分信息。

表9 品質指標的綜合主成分分析Table 9 Comprehensive principal component analysis of quality indexes

2.8.2 干辣椒品質綜合評價 本文以主成分分析得到的3 個主成分因子中每個指標所對應的特征向量為權重構建3 個主成分的表達函數式：

Z=0.047X+0.088X+0.209X?0.208X?0.205X+0.158X+0.088X+0.167X?0.226X

Z=?0.487X?0.195X+0.111X+0.157X?0.215X?0.060X?0.339X?0.178X?0.069X

Z=?0.046X?0.434X?0.198X+0.158X+0.197X+0.282X+0.324X?0.270X?0.162X

3 個表達式中，X～X分別為含水率、蛋白質、總糖、脂肪、粗纖維、灰分、類胡蘿卜素、辣椒堿類、揮發(fā)性物質含量檢測值經標準化處理后的值。

由方差貢獻率和主成分函數表達式計算綜合得分F：

F=0.44Z+0.22Z+0.19Z

根據主成分得分模型，計算出9 份樣品各主成分得分值、綜合得分值并排序（表10）。角椒排序位于前兩位，綜合得分高，線椒得分居中，排序位于3～6 位。且結合圖2 可知，果肉含量排序前6 位的樣品均為角椒和線椒，而果肉含量低的內黃新一代、花溪黨武椒和丘北椒綜合得分排第7、8 和9 位?？傮w上果肉含量較高的樣品綜合得分也較高。此外，三個朝天椒品種得負分，但它們的籽、脂肪和揮發(fā)性物質均較其它品種高，這與干辣椒結構特征值與品質指標含量間的簡單相關性分析結果相一致。

2.9 不同干辣椒品種的聚類分析

根據干辣椒主成分分析所選取的9 項品質指標對9 個品種進行聚類分析，結果如圖3，依照聚類結果和各品質指標檢測值，當歐式距離為4.5 時，可將9 個品種干辣椒分為2 類，其中朝天椒聚為一類，其樣品結構特點是籽含量高，品質特征是脂肪、粗纖維和揮發(fā)性物質含量高，內黃新一代類胡蘿卜素含量高，花溪黨武椒和丘北椒類胡蘿卜素含量中等，表明增色作用較好，而總糖含量低；線椒和角椒聚為一類，其樣品結構特點為果肉含量高，品質特征為總糖含量高。除內蒙紅辣椒外其余品種類胡蘿卜素含量均高于170 mg/100 g，可用于辣椒色素提取和制增色調味料。這與簡單相關性分析（圖2）和主成分分析（表10）結果相符。

圖3 9 個品種干辣椒聚類分析圖Fig.3 Dendrogram obtained from cluster analysis of nine varieties of dried peppers

表10 9 個品種干辣椒主成分因子得分Table 10 Principal component factor scores of nine varieties of dried peppers

3 結論

本文研究朝天椒、線椒和角椒3 種類型干辣椒的9 個品種間品質差異性。9 個品種干辣椒的2 項結構特征值表明朝天椒籽含量高，而線椒和角椒果肉含量高，結構特征值與品質指標含量間的簡單相關性分析結果顯示了結構特征值與品質指標間的相關程度。經聚類分析可將3 個品種朝天椒樣品聚為一類、4 個品種線椒和2 個品種角椒聚為一類；進一步采用主成分分析法將影響干辣椒品質的9 項指標簡化為3 個綜合指標。綜合以上分析結果說明籽肉含量是影響干辣椒品質的重要指標。通過評分反映出角椒得分高，線椒得分居中，它們的果肉和總糖含量高，可作制辣椒醬、發(fā)酵醬、辣椒絲和油辣椒原料，線椒類胡蘿卜素含量較高，可作色素提取用椒；朝天椒綜合得分較低，但其籽、脂肪、粗纖維和揮發(fā)性物質含量高，適宜作制粉、辣椒油和火鍋底料類調味料的原料。本研究可為不同產地名優(yōu)辣椒的品質評定及合理加工提供參考和依據。