不同品種青花椒品質(zhì)對比分析

嚴(yán)春俊，郭川川，李般程，謝思，馬鈐，王浩文

四川天味食品集團(tuán)股份有限公司（成都 610200）

花椒（Zanthoxylum bungeamumMaxim）是蕓香科花椒屬植物，因其藥用特性和辛辣味，并擁有多種對人體健康有益的化合物而備受關(guān)注[1]?；ń分懈缓０?、揮發(fā)油、黃酮和香豆素等成分，具有多種生理功能，其常用的食用方式是油炸直接食用或粉碎成花椒粉，不僅可以增加產(chǎn)品的香氣，還具有開胃解膩、刺激食欲的作用[2-4]。衡量花椒品質(zhì)特征指標(biāo)主要包括色澤、麻味物質(zhì)和揮發(fā)油，不同花椒品種間品質(zhì)差異較大，主要跟花椒生長的自然環(huán)境諸多因素有關(guān)[5-6]。在四川、重慶、云南等南方地區(qū)是青花椒的盛產(chǎn)地，花椒品種主要包括金陽青花椒、洪雅藤椒、江津青花椒和昭通青花椒等多個品種[7]。近年來，巴中市平昌縣青花椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，現(xiàn)有花椒樹種植面積35萬畝，當(dāng)?shù)厍嗷ń繁辉u為地理標(biāo)志產(chǎn)品，其價格較云南昭通青花椒也更便宜，但市面上平昌青花椒的流通量較小，眾多客商對其品質(zhì)評價褒貶不一，為了解平昌青花椒與主流云南昭通青花椒品質(zhì)間的差異。

對比分析2種花椒的色澤品質(zhì)、花椒開口率、麻素、揮發(fā)油、黃酮和多酚含量差異，并對2種青花椒的香氣和苦味進(jìn)行感官評價，結(jié)合頂空固相微萃?。℉S-SPME）偶聯(lián)氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）分析2種青花椒揮發(fā)性化合物的差異，以期為青花椒的品質(zhì)評價及青花椒資源開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青花椒A（云南昭通青花椒）；青花椒B（平昌青花椒）；蘆丁、沒食子酸（均為碧云天生物技術(shù)有限公司）；羥基-β-山椒素（成都埃法生物科技有限公司）；甲醇、Folin-Ciocalteu試劑、Na2CO3、AlCl3（成都市科隆化學(xué)品有限公司）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

高速冷凍離心機(jī)（5804R，美國Thermo公司）；色差儀（CM-5，日本柯尼卡美能達(dá)公司）；制冷恒溫?fù)u床（TS-200DH，歐若儀器有限公司）；紫外可見分光光度計（UV1800，日本島津儀器公司）；電子天平（JA2003，海能科技有限公司）；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（QP2010plus，日本島津公司）；固相微萃取裝置及65 μm PDMS/DVB固相微萃取頭（美國Supelco公司）；超級恒溫循環(huán)槽（MP-501A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 色澤測定

利用色差儀（CM-5）檢測青花椒的色澤，記錄L*（亮度）、a*（紅/綠）和b*（黃/藍(lán)）值。

1.3.2 開口率的測定

隨機(jī)選取2種青花椒各300粒作為樣本，按照式（1）計算開口率[8]。

1.3.3 精油含量

采用水蒸氣提取法制備揮發(fā)油，稱量20 g花椒置于圓底燒瓶中，加入300 mL蒸餾水，搖勻后恒溫水浴（100 ℃）加熱2 h，冷卻至室溫，記錄精油體積，重復(fù)3次[9]。

1.3.4 水分測定

參照水分檢測方法GB 5009.3—2016測定2種青花椒的水分。

1.3.5 提取液的制備

采用粉碎機(jī)粉碎青花椒，過0.425 mm孔徑（40目）網(wǎng)篩，稱量1.000 g花椒粉置于50 mL離心管中，加入20 mL 70%甲醇，混合均勻。將離心管放置于搖床中振蕩1 h，溫度30 ℃，轉(zhuǎn)速220 r/min，用冷凍離心機(jī)離心提取液30 min，溫度25 ℃，轉(zhuǎn)速10 000g，收集上清液，儲存4 ℃?zhèn)溆谩?/p>

1.3.6 紫外可見光譜分析

將提取液用70%甲醇溶液稀釋200倍，利用紫外光譜儀測定提取液在波長200～600 nm間的特征吸收。

1.3.7 測定總酰胺、總酚與總黃酮

1.3.7.1 總酰胺含量的測定

將提取液適當(dāng)稀釋后，用紫外可見光譜儀測定波長268 nm處的吸光度，以羥基-β-山椒素為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)曲范圍為0～1.6 μg/mL，標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y1=0.335 2X1-0.002 3，R2=0.998 8（Y1，吸光度；X1，羥基-β-山椒素質(zhì)量濃度，mg/mL），總酰胺以羥基-β-山椒素計。

1.3.7.2 總酚含量的測定

采用Folin-Ciocalteu法，測定方法參考楊森等[10]的方法并適當(dāng)修改，將提取液適當(dāng)稀釋后，用紫外可見光譜儀檢測波長765 nm處的吸光度，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)曲范圍為0.062 5～1.5 mmol，標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y2=0.914 3X2+0.017 3，R2=0.998 9（Y2，吸光度；X2，沒食子酸摩爾濃度，mmol），總酚含量以沒食子酸計。

1.3.7.3 總黃酮含量的測定

根據(jù)Farhadi等[11]的方法并適當(dāng)修改，將提取液適當(dāng)稀釋后，用紫外可見光譜儀檢測波長為510 nm處的吸光度，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，標(biāo)曲范圍為0.125～2 mmol，標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為Y3=1.006 8X3+0.007 2，R2=0.993 4（Y3，吸光度；X3，蘆丁摩爾濃度mmol），總黃酮含量蘆丁計。

1.3.8 感官評價

整?；ń啡プ眩扇≈苯泳捉赖钠吩u方式，以沸水浸泡去籽整?；ń? min，過濾花椒粒制備花椒水，質(zhì)量濃度3%。

由4名感官分析師對描述語言進(jìn)行開發(fā)，經(jīng)一致討論后確定感官描述詞。選取10名具有1年以上感官評價經(jīng)驗(yàn)，健康，無鼻炎，無吸煙習(xí)慣的感官評價人員（5名女性、5名男性，年齡22～30歲）根據(jù)參照樣對描述語言進(jìn)行熟悉，由感官評價人員對整?；ń芳盎ń匪M(jìn)行描述性感官評價，小組成員對每個香氣與滋味特征從0分（非常弱）到100分（非常強(qiáng)）進(jìn)行香氣與滋味強(qiáng)度評分，經(jīng)小組討論后，獲得品評小組一致同意的分?jǐn)?shù)。對整?；ń芳盎ń匪南銡馀c滋味強(qiáng)度評分結(jié)果進(jìn)行擬合，得到其風(fēng)味輪廓圖[12]，感官描述詞見表1。

表1 感官描述性分析的描述詞

1.3.9 揮發(fā)性成分檢測

參考Zheng等[13]的方法并適當(dāng)修改。稱取2.000 g樣品置于15 mL萃取瓶中，放入60 ℃水浴中預(yù)平衡15 min，插入萃取頭萃取50 min后，取出插入GC-MS進(jìn)樣口解析5 min后檢測。

進(jìn)樣口溫度270 ℃。升溫程序?yàn)椋?0 ℃，保持5 min，以4 ℃/min升至100 ℃，以6 ℃/min升至230 ℃，保持10 min。載氣為高純氦，流速1 mL/min，不分流模式。質(zhì)譜離子源傳輸管的溫度分別是300 ℃和250℃；電離方式為EI，電子能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍35～400 amu。通過將質(zhì)譜與NIST17數(shù)據(jù)庫中的質(zhì)譜進(jìn)行比較來鑒定每種揮發(fā)性化合物，按峰面積歸一化計算各成分百分含量。

1.3.10 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差的形式表示，數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行單因素方方差分析和顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05），利用Origin 9.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 色澤

花椒色澤是評價花椒品質(zhì)重要指標(biāo)之一。影響花椒色澤的因素很多，主要包括產(chǎn)地自然環(huán)境條件、花椒品種、采摘時間、烘干方式和儲存方式等[14-16]。2種青花椒實(shí)物圖如圖1所示，2種青花椒色澤差異明顯，云南昭通青花椒整體呈灰綠色，平昌青花椒整體呈青綠色，兩種青花椒油腺均飽滿，平昌青花椒外形較扁平。平昌青花椒其品種來源于九葉青花椒，是由重慶江津青花椒引種至巴中平昌縣而產(chǎn)生的新品種花椒。

圖1 青花椒圖

色差儀具有簡單、快捷、準(zhǔn)確度高和精密度高的特點(diǎn)，是檢測花椒色澤的有效工具，2種青花椒色差結(jié)果如表2所示。平昌青花椒的a*值和b*較云南昭通青花椒更小，說明平昌青花椒的綠色更深且黃色更淺，結(jié)果與實(shí)物圖結(jié)果一致。

表2 青花椒色差指標(biāo)

2.2 開口率測定結(jié)果

開口率是判定青花椒品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，一般來說，開口率越高，品質(zhì)越好。成品花椒中含有開口花椒、包籽花椒和花椒籽，花椒籽也是花椒果皮生產(chǎn)中最多的副產(chǎn)物，花椒籽殼中含有大量的黑色素和生物堿，花椒籽仁中含有豐富的可食用油脂和蛋白質(zhì)，眾多研究者對其進(jìn)行研究以解決花椒籽資源利用率低的問題[17-19]。

2種青花椒開口率結(jié)果如表3所示，云南昭通青花椒開口率為92.44%，明顯高于平昌青花椒的開口率86.51%，這可能與平昌青花椒外形扁平有關(guān)。

表3 青花椒的開口率

2.3 紫外可見光譜結(jié)果

紫外可見光譜可從整體上反映樣品的物質(zhì)基礎(chǔ)情況，具有特征性、重現(xiàn)性和可操作性，能同時對多種成分進(jìn)行質(zhì)量控制與差異分析[20]。由圖2可知，在波長200～600 nm范圍內(nèi)云南昭通青花椒與平昌青花椒各特征峰強(qiáng)度存在明顯差異。在波長為256和268 nm時，平昌青花椒的吸光度較云南昭通青花椒更高，這可能是因?yàn)槠讲嗷ń泛懈嗟孽０奉惢衔?。在波長280和330 nm也出現(xiàn)明顯特征峰，這可能與樣品中存在水溶性蛋白和多酚類化合物有關(guān)[21-22]。

圖2 青花椒紫外可見光譜圖

2.4 水分及活性成分含量

水分通常直接影響花椒的貨架期及品質(zhì)[23]。花椒中富含精油、酰胺與多酚等多種生物活性成分，其含量是評價花椒品質(zhì)的通用質(zhì)量指標(biāo)。酰胺類化合物引起的獨(dú)特麻感是人們食用花椒的重要原因，據(jù)報道，酚類化合物與黃酮類化合物也是抗氧化活性的主要來源[24-25]。由表4可知，云南昭通青花椒與平昌青花椒的水分分別為13.15%和12.7%，但兩者間無顯著性差異。平昌青花椒總酚與總黃酮含量為72.51和54.81 mg/g，均顯著高于云南昭通青花椒的63.18和50.39 mg/g。一般來說，花椒采摘期越晚，其成熟度越高，花椒含有的總酰胺和精油含量也越高[26]。平昌青花椒的總酰胺與精油含量分別為26.98 mg/g和9.49 mL/100 g均顯著高于云南昭通青花椒的25.61 mg/g和8.17 mL/100 g，這可能與2種青花椒品種不同相關(guān)。

表4 青花椒的活性成分及揮發(fā)油

2.5 感官評價結(jié)果

整?；ń泛突ń匪泄僭u價結(jié)果如圖3所示，整?；ń菲吩u結(jié)果顯示，2款青花椒產(chǎn)品都具有明顯的綠色清新的香氣、柑橘香和木香，麻感濃郁，咀嚼時存在明顯的苦味。云南昭通青花椒的木香、類似熱帶水果的果香感更明顯，入口即有明顯的麻感且麻感持久，之后苦味明顯釋放出來。平昌青花椒較云南昭通青花椒的綠色清新風(fēng)味更濃郁，花香、柑橘香（柑橘果肉和柑橘類皮香）、皂脂香相對更明顯，入口即有明顯的苦味，之后麻味釋放出來且麻感持久，麻感強(qiáng)度較云南昭通青花椒差異不明顯，咀嚼過程中苦味慢慢累積，程度加強(qiáng)。

圖3 青花椒感官評價輪廓圖

花椒水品評結(jié)果顯示，泡水之后，2款花椒的整體風(fēng)味強(qiáng)度均有所下降，云南昭通青花椒的整體風(fēng)味較平昌青花椒略顯苦悶，木香明顯且麻感和苦味更濃郁。而平昌青花椒的清香感更濃郁，花香、柑橘香（柑橘果肉、皮）、皂脂香更明顯，麻感和苦味相對比較弱。

2.6 青花椒揮發(fā)性成分分析

經(jīng)GC/MS檢測，2種青花椒共檢測出72種揮發(fā)性化合物，揮發(fā)性化合物的種類與占比如圖4所示，2種青花椒揮發(fā)性成分主要為烯烴類、醇類、酯類、醛類和其他類，結(jié)果與前人報道結(jié)果一致[27-28]。2種青花椒的烯烴類化合物與醇類化合物占比差異較大，云南昭通青花椒的烯烴類化合物占比54%、醇類化合物占比40%，平昌青花椒的烯烴類化合物占比62%、醇類化合物占比34%，而烯烴類化合物提供青花椒木香和松節(jié)油香氣，醇類化合物主要提供青花椒花香、醇香風(fēng)味，說明2種青花椒的香氣存在差異[29]。

圖4 青花椒揮發(fā)性化合物種類及占比

由表5可知，從云南昭通青花椒中檢測到揮發(fā)性組分有56種，其中相對含量大于1%的揮發(fā)性組分從大到小有13種：芳樟醇（36.82%）、D-檸檬烯（18.55%）、檜烯（13.61%）、月桂烯（6.59%）、乙酸芳樟酯（2.86%）、β-石竹烯（2.66%）、α-側(cè)柏烯（1.72%）、（Z）-β-羅勒烯（1.54%）、2-蒎烯（1.53%）、2-蒈烯（1.49%）、4-側(cè)柏醇（1.45%）、α-律草烯（1.31%）、γ-萜品烯（1.1%）。

表5 青花椒揮發(fā)性組分的相對含量

從平昌青花椒中檢測到揮發(fā)性組分有50種，其中相對含量大于1%的揮發(fā)性組分從大到小也有13種：芳樟醇（31.43%）、D-檸檬烯（21.17%）、檜烯（14.88%）、月桂烯（6.93%）、2-蒎烯（3.22%）、α-側(cè)柏烯（2.09%）、乙酸芳樟酯（2.08%）、β-石竹烯（2.06%）、（Z）-β-羅勒烯（1.99%）、α-水芹烯（1.69%）、γ-萜品烯（1.61%）、（十）-γ-古蕓烯（1.37%）、α-律草烯（1.22%）。

2種青花椒揮發(fā)性組分中，含量最高的化合物均為芳樟醇，其次是D-檸檬烯、但兩者的相對含量存在差異，陳海濤[30]認(rèn)為芳樟醇與檸檬烯的含量在一定程度上可以反映花椒的品質(zhì)和差異。2種青花椒相對含量大于1%的揮發(fā)性組分均為13種，共有組分為11種，共有成分的相對含量差異較大，云南昭通青花椒相對含量大于1%的特有揮發(fā)性組分為2-蒈烯（1.49%）和4-側(cè)柏醇（1.45%），平昌青花椒相對含量大于1%的特有揮發(fā)性組分為α-水芹烯（1.69%）和（十）-γ-古蕓烯（1.37%）。因不同揮發(fā)性組分具有不同的香氣，其含量不同呈現(xiàn)出花椒不同的風(fēng)味特征，2種青花椒香氣差異主要是由于共有揮發(fā)性組分相對含量差異及特有揮發(fā)性組分相對含量差異造成。

3 結(jié)論與展望

試驗(yàn)系統(tǒng)闡述評價青花椒品質(zhì)的方法，為青花椒品種的區(qū)分、品質(zhì)評價及開發(fā)利用提供有價值的理論知識，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，云南昭通青花椒整體呈灰綠色，平昌青花椒整體呈青綠色，2種青花椒油腺均飽滿，平昌青花椒外形較扁平，從而使得其開口率較低。因青花椒品種的不同，平昌青花椒的總酚、總黃酮、總酰胺及精油含量均明顯高于云南昭通青花椒。感官結(jié)果發(fā)現(xiàn)，云南昭通青花椒的木香更濃郁，平昌青花椒整體更清香；麻感和苦味在直接咀嚼時強(qiáng)度差異不明顯，但是釋放順序有區(qū)別，在泡水喝時麻感、苦味的強(qiáng)度差異明顯。

2種青花椒揮發(fā)性成分主要為烯烴類、醇類、酯類、醛類和其他類，且2種青花椒的烯烴類化合物與醇類化合物占比差異較大，使得2種青花椒的香氣存在差異。2種青花椒相對含量大于1%的揮發(fā)性組分均為13種，共有組分為11種，共有成分的相對含量差異較大，云南昭通青花椒相對含量大于1%的特有揮發(fā)性組分為2-蒈烯（1.49%）和4-側(cè)柏醇（1.45%），平昌青花椒相對含量大于1%的特有揮發(fā)性組分為α-水芹烯（1.69%）和（十）-γ-古蕓烯（1.37%）。2種青花椒香氣差異主要是由于共有揮發(fā)性組分相對含量差異及特有揮發(fā)性組分相對含量差異造成的。

試驗(yàn)尚未深入了解2種青花椒苦味存在差異的原因，青花椒的苦味強(qiáng)度會極大地影響消費(fèi)者的選擇，這可能也是平昌青花椒在市面上流通量較小的主要原因，后續(xù)研究可深入分析2種青花椒苦味化合物的差別，旨在為青花椒的品質(zhì)評價提供更多的參考依據(jù)。