紅花椒風(fēng)味品質(zhì)的影響因素研究

梁琪　祝磊　張婷　王靜雯　鐘慈平　吳純潔

摘要：目的：考察溫度、光照、氧氣3個因素對紅花椒風(fēng)味物質(zhì)的綜合影響。方法：采用HPLC測定不同影響因素下花椒中羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素、羥基-ε-山椒素等麻味物質(zhì)含量；采用GC測定不同影響因素下花椒中芳樟醇、檸檬烯、乙酸芳樟酯等香味物質(zhì)含量；采用極坐標對不同因素對風(fēng)味物質(zhì)的影響進行綜合強度分析。結(jié)果：4 ℃和25 ℃時麻味物質(zhì)含量高且差異較小，4 ℃時香味物質(zhì)含量最高；遮光條件下麻味和香味物質(zhì)含量保存最佳；隔氧條件下，隨著儲存時間的延長，麻味和香味物質(zhì)損失較慢；結(jié)合強度分析圖得出紅花椒受到影響的因素主要包括氧氣、溫度和光照，其中氧氣對其影響最顯著。結(jié)論：對紅花椒風(fēng)味品質(zhì)的影響因素按照重要性排序為氧氣>溫度>光照，隔氧、遮光、4 ℃是最佳條件。該研究為花椒調(diào)味品加工、運輸和儲存提供了參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：紅花椒；影響因素；麻味；香味

中圖分類號：TS264.2文獻標志碼：A 文章編號：1000-9973（2024）01-0048-05

Research on Factors Influencing Flavor and Quality of Zanthoxylum bungeanum ?Maxim.

LIANG QiZHU LeiZHANG TingWANG Jing-wenZHONG Ci-ping3， WU Chun-jie1*

Abstract： Objective： The effects of temperature， light and oxygen on the flavor substances of Zanthoxylum bungeanum Maxim. are investigated. Methods： HPLC is used to determine the content of hydroxy-α-sanshool， hydroxy-β-sanshool， hydroxy-γ-sanshool and hydroxy-ε-sanshool in Zanthoxylum bungeanum Maxim. under different influencing factors. The content of linalool， limonene and linalool acetate in Zanthoxylum bungeanum Maxim. under different influencing factors is determined by GC. Comprehensive strength analysis of the effects of different factors on flavor substances are carried out by the polar coordinate. Results： The content of numb-taste substances is high at 4 ℃ and 25 ℃ and the difference is little. The content of aroma substances is the highest at 4 ℃. Under the shading condition， the content of numb-taste and aroma substances is best preserved. Under the condition of oxygen isolation， the loss of numb-taste and aroma substances is slower with the extension of storage time. Combined with the strength analysis diagram， it is concluded that the influencing factors of Zanthoxylum bungeanum Maxim. mainly include oxygen， temperature and light， among which， oxygen has the most significant effect. Conclusion： According to importance， the order of factors influencing the flavor and quality of Zanthoxylum bungeanum Maxim. is oxygen>temperature>light， and oxygen isolation， shading and 4 ℃ are the best conditions. This study has provided references for processing， transportation and storage of Zanthoxylum bungeanum Maxim. seasoning.

Key words： Zanthoxylum bungeanum Maxim.; influencing factors; numb taste; aroma

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）在我國具有悠久的栽培歷史，廣泛應(yīng)用于食品調(diào)味中，具有賦味、增香、解膩等作用，是我國食品領(lǐng)域常用的香辛調(diào)味料和西部地區(qū)重要的經(jīng)濟作物[1]，主產(chǎn)于四川、陜西、甘肅、山東等地[2—3]。以其為原料加工得到的花椒粉、花椒油等產(chǎn)品市場規(guī)模巨大，具有較高的經(jīng)濟價值。同時，花椒也是《中國藥典》中收錄的藥材和飲片之一，具備顯著的藥用價值。在長期的栽培實踐中，人們成功地培育出了茂縣大紅袍、漢源貢椒和武都大紅袍等一系列優(yōu)良品種。作為典型的藥食同源調(diào)味料，紅花椒以油重粒大、色澤紅亮、芳香濃郁、醇麻可口的獨特風(fēng)味而備受川菜廚師的青睞，在市場上享有極高的聲譽并擁有廣泛的需求[4]。

麻味和香味是評價花椒品質(zhì)的重要指標，其中體現(xiàn)麻味的是酰胺類成分[5]，以羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素和羥基-ε-山椒素為代表；香味物質(zhì)主要為揮發(fā)性成分[6—7]，其中檸檬烯、芳樟醇及乙酸芳樟酯含量較高[8]。酰胺類和揮發(fā)性成分不穩(wěn)定，易受外界因素的影響而降低含量[9—11]，導(dǎo)致紅花椒的麻味和香味流失。研究表明，溫度降低，紅花椒主要揮發(fā)性成分損失減緩[12-13]，在紫外線照射下，羥基-α-山椒素和羥基-β-山椒素的含量減少90% [14]，張藝等[15]研究發(fā)現(xiàn)在低溫和無光照條件下花椒的香氣減少得比其他條件下慢，Yang[16]研究發(fā)現(xiàn)在高溫和光照條件下羥基-α-山椒素會分解，此外，當環(huán)境為非真空時，羥基-α-山椒素和芳樟醇含量加速減少[17]。綜上，溫度、光照和氧氣可能是導(dǎo)致花椒劣變的重要因素，盡管已有研究對紅花椒的麻味和香味成分進行了單因素或雙因素分析，也有研究從多個因素角度探討了其單因素成分的變化，但目前還未見在3個因素下紅花椒麻味和香味成分變化的綜合研究報道。

由于其麻味和香味易受外界因素的影響而流失，確立適宜儲藏條件尤為重要。本文從3個影響因素出發(fā)，采用HPLC和GC分別檢測在不同情況下紅花椒的麻味和香味成分變化。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

花椒采購于四川省茂縣，經(jīng)成都中醫(yī)藥大學(xué)吳純潔教授鑒定為蕓香科植物花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）。

羥基-α-山椒素（RP200528）、羥基-β-山椒素（RP210903）、羥基-γ-山椒素（RP220317）、羥基-ε-山椒素（RP220511）和乙酸芳樟酯：成都麥德生科技有限公司；檸檬烯、芳樟醇：中國食品藥品檢定研究院；甲醇（色譜純）、無水乙醇（分析純）、正己烷：成都市科隆化學(xué)品有限公司；水為超純水。

1.2 儀器與設(shè)備

安捷倫1260高效液相色譜儀、安捷倫19091N-133氣相色譜儀 美國安捷倫公司；AS10200AT超聲波清洗儀 天津奧特賽恩斯儀器有限公司；SHH-250GSD藥品穩(wěn)定性試驗箱 上海印溪儀器儀表有限公司；101電熱鼓風(fēng)干燥箱 北京科偉永興儀器有限公司；BP211D萬分之一分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司；HX-200高速中藥粉碎機 永康市溪岸五金藥具廠；UPT-Ⅱ-10T優(yōu)普系列超純水器 成都超純科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品儲存條件

將花椒分別放置在不同光照、溫度、氧氣3個因素下（見表1）進行考察，貯藏0，5，10，20，30 d后，測定其中麻味物質(zhì)（羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素和羥基-ε-山椒素）和香味物質(zhì)（檸檬烯、芳樟醇和乙酸芳樟酯）的含量。

1.3.2 標準品儲備溶液的制備

標準品溶液①的制備：精密稱取羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素、羥基-ε-山椒素適量，用無水乙醇制成每1 mL分別含羥基-α-山椒素1.095 mg，羥基-β-山椒素0.134 8 mg，羥基-γ-山椒素0.021 21 mg，羥基-ε-山椒素0.021 08 mg的儲備溶液。

標準品溶液②的制備：精密稱取檸檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯對照品適量，用正己烷制成每1 mL分別含檸檬烯0.703 7 mg、芳樟醇0.763 0 mg、乙酸芳樟酯0.895 7 mg的溶液。

1.3.3 花椒中麻味物質(zhì)含量的測定[18]

1.3.3.1 樣品前處理

取不同條件下儲存的花椒粉約0.3 g（精確到0.000 1 g）置于錐形瓶中，加入80 mL無水乙醇超聲15 min，取出放冷，轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中，定容至刻度，稀釋50倍，過0.45 μm微孔濾膜，得到供試品溶液。采用高效液相色譜儀測定其濃度，按公式（1）計算花椒中麻味物質(zhì)的含量A（mg/g）。

A=（c×v×f）／m。（1）

式中：A表示待測組分的含量，mg/g；c表示待測組分的濃度，mg/mL；v表示樣品經(jīng)無水乙醇提取后的定容體積，mL；m表示樣品的質(zhì)量，g；f表示定容體積后的稀釋倍數(shù)。

1.3.3.2 標準曲線的繪制

取標準品溶液①適量，用無水乙醇稀釋成一定倍數(shù)，得到系列濃度溶液，注入液相色譜儀測定，記錄色譜圖。以峰面積（y）為縱坐標、進樣濃度（x）為橫坐標繪制標準曲線，得到回歸方程，結(jié)果見表2。

由表2可知，羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素、羥基-ε-山椒素的含量分別在1.027～65.700 μg/mL，0.232～14.828 μg/mL，0.036～2.333 μg/mL，0.036～2.319 μg/mL，進樣濃度范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系。

1.3.3.3 色譜條件

色譜柱為資生堂CAPCELL PAK C18；柱溫為35 ℃；流動相A為甲醇，流動相B為水；流速為0.8 mL/min，進樣量為5 μL，梯度洗脫程序見表3。

1.3.4 花椒中香味物質(zhì)含量的測定

1.3.4.1 樣品前處理

取不同條件下儲存的花椒粉約0.3 g（精確到0.000 1 g）置于錐形瓶中，加入25 mL正己烷，稱重，超聲30 min，取出，稱定重量補重，過0.45 μm微孔濾膜，得到供試品溶液。在0，5，10，20，30 d分別取樣處理。采用氣相色譜儀測定其濃度，按公式（2）計算花椒中香味物質(zhì)的含量B（mg/g）。

B=（c×v）／m。（2）

式中：B表示待測組分的含量，mg/g；c表示待測組分的濃度，mg/mL；v表示樣品加入正己烷后的體積，mL；m表示樣品的質(zhì)量，g。

1.3.4.2 標準曲線的繪制

取標準品溶液②適量，用正己烷稀釋成一定倍數(shù)，得到系列濃度溶液，注入GC測定，記錄色譜圖。以峰面積（y）為縱坐標、進樣濃度（x）為橫坐標繪制標準曲線，得到回歸方程，結(jié)果見表4。

由表4可知，檸檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯的含量分別在1.027～65.700 μg/mL，0.232～14.828 μg/mL，0.036～2.333 μg/mL，進樣濃度范圍內(nèi)與峰面積呈良好的線性關(guān)系。

1.3.4.3 色譜條件

色譜柱為HP-INNOWax（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；氫氣流速為35 mL/min；空氣流速為350 mL/min；檢測器溫度為250 ℃；進樣口溫度為230 ℃，進樣量為1 μL，分流比為20∶1，升溫程序見表5。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用Excel 2019進行初步整理與計算，采用Origin 2018和Adobe Illustrator 2021繪圖。

2 結(jié)果與分析

在不同條件下儲存30 d，花椒中麻味物質(zhì)和香味物質(zhì)的含量變化見表6。

由表6可知，在第0天時，4種山椒素和3種揮發(fā)性成分均能檢測到，高效液相色譜圖和氣相色譜圖見圖1。羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素和羥基-ε-山椒素的含量分別是66.36，14.99，2.78，1.51 mg/g，總量為85.64 mg/g。檸檬烯、芳樟醇和乙酸芳樟酯的含量分別是5.93，3.26，17.01 mg/g，總量為26.20 mg/g。其中羥基-α-山椒素和乙酸芳樟酯分別是紅花椒中含量最高的麻味成分和香味成分[15，19]。

2.1 溫度對花椒中麻味和香味物質(zhì)含量的影響

由圖2中a可知，在4 ℃和25 ℃條件下，麻味和香味物質(zhì)含量均表現(xiàn)出緩慢穩(wěn)定的下降趨勢[19—20]，第30天時，麻味物質(zhì)總量分別減少至65.47 mg/g和66.10 mg/g，損失率分別為23.56%和22.83%，而香味物質(zhì)總量分別減少至17.00 mg/g和15.79 mg/g，損失率分別為35.11%和39.73%?？梢?，在低溫（4 ℃）與常溫（25 ℃）條件下均能有效保存麻味物質(zhì)；但在4 ℃時，對于香味物質(zhì)的保留效果更好。

當溫度升高到60 ℃時，紅花椒中的麻味和香味物質(zhì)含量都大幅度降低，與董宇晴等[4]的研究結(jié)果一致。由表6可知，將紅花椒置于60 ℃條件下儲存10 d后，其中檸檬烯的含量直接變?yōu)? mg/g。第30天時，麻味物質(zhì)總量減少至27.35 mg/g，損失58.30%，而香氣物質(zhì)含量僅剩余4.71 mg/g，損失82.02%。

綜上所述，隨著儲存溫度的升高，紅花椒中的麻辣和香氣成分逐漸流失；同時發(fā)現(xiàn)25 ℃和4 ℃時對其特征性成分的影響相近，考慮到便利程度及經(jīng)濟性，后續(xù)實驗選擇25 ℃作為該品種短期儲藏及運輸?shù)淖顑?yōu)環(huán)境參數(shù)。

2.2 光照對花椒中麻味和香味物質(zhì)含量的影響

由圖2中b可知，不同光照條件下紅花椒中麻味和香味物質(zhì)的含量變化總體呈緩慢下降趨勢，并且在遮光、弱光和強光下放置30 d后，麻味物質(zhì)總量分別減少至66.10，66.98，62.50 mg/g，損失率分別為22.83%、21.80%、27.03%，而香味物質(zhì)總量分別減少至15.79，14.32，14.71 mg/g，損失率分別為39.73%、45.34%、43.85%。同時，在比較遮光與有光情況時發(fā)現(xiàn)，遮光是最佳的儲存條件。此外，表6也表明光照是羥基-α-山椒素含量降低的影響因素之一，在強光條件下羥基-α-山椒素會被少量分解，從而導(dǎo)致羥基-β-山椒素逐漸增加[20]，這可能是羥基-α-山椒素異構(gòu)轉(zhuǎn)化為更穩(wěn)定的羥基-β-山椒素造成的，雖然羥基-β-山椒素含量呈上升趨勢，但整體來看4種成分（羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素、羥基-ε-山椒素）的總含量均有所降低。因此，在保留紅花椒有效成分方面應(yīng)該采取避光等措施。

2.3 氧氣對花椒中麻味和香味物質(zhì)含量的影響

由圖2中c可知，在隔絕氧氣（無論是充氮還是充CO2）時，麻味和香味物質(zhì)含量均呈緩慢穩(wěn)定的下降趨勢，麻味物質(zhì)總量分別減少至66.10，66.89 mg/g，損失率分別為22.83%、21.90%。香味物質(zhì)總量分別減少至15.79，15.23 mg/g，損失率分別為39.73%、41.87%。而在有氧環(huán)境下，0～30 d內(nèi)麻味和香味物質(zhì)迅速降低至13.42 mg/g和0 mg/g，并且損失率高達84.33%和100%，可能是由于羥基-α-山椒素的共軛三烯結(jié)構(gòu)使羥基-α-山椒素對氧氣敏感從而變質(zhì)。結(jié)合表6可知，與溫度、光照相比，第5天時檸檬烯含量首先消失并且與相關(guān)研究結(jié)果一致[21]，第20天時芳樟醇和乙酸芳樟酯的含量也逐漸消失；前10 d是香味物質(zhì)損失期間；在第30天時羥基-ε-山椒素完全消失。這些結(jié)果說明隔絕氧氣可以有效地減少紅花椒中麻味和香味物質(zhì)的流失。

2.4 不同影響因素下對花椒的強度分析

在不同影響因素下紅花椒的麻味物質(zhì)和香味物質(zhì)強度分析見圖3。

1～3，4～6，7～9分別表示在不同光照、不同溫度、有無氧氣下紅花椒麻味物質(zhì)和香味物質(zhì)的強度變化，在圖3中，柱形圖越短表示紅花椒麻味物質(zhì)和香味物質(zhì)的品質(zhì)損失程度越嚴重。以0 d作為參照柱形圖，可以明顯看出，隨著時間的推移，9（不隔氧）處理的柱狀圖高度逐漸縮短，其次是6（60 ℃），最后是3（強光）。經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，使紅花椒受到影響的因素主要包括氧氣、溫度和光照，其中氧氣對其的影響最顯著。

3 結(jié)論

溫度、光照和氧氣對紅花椒的品質(zhì)產(chǎn)生重要影響，其中氧氣的作用最顯著，其次是溫度和光照。

總體而言，隔氧、遮光、4 ℃時紅花椒表現(xiàn)出最佳品質(zhì)；而在25 ℃的遮光條件下，香味物質(zhì)的保存略遜于4 ℃時。此外，在實際應(yīng)用中，考慮到成本、運輸或銷售過程中可能存在的不利因素，建議將花椒存放于隔氧、遮光、25 ℃條件下。本文建立的紅花椒最佳儲藏條件可為工廠運輸和貯藏花椒提供依據(jù)，亦可為普通百姓居家儲存花椒提供參考。

參考文獻：

[1]葉萌.四川花椒產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].中國農(nóng)村科技，2020（9）：70-73.

[2]童光森.不同種源大紅袍花椒油風(fēng)味分析及抑菌效果研究[J].中國調(diào)味品，2020，45（9）：38-42.

[3]孟佳敏，邸江雪，江漢美，等.花椒及花椒葉揮發(fā)性成分對比研究[J].中國調(diào)味品，2018，43（4）：49-52，58.

[4]董宇晴，崔波，王斌，等.溫度和不同抗氧化劑對花椒籽油貯藏品質(zhì)及風(fēng)味物質(zhì)的影響[J].中國調(diào)味品，2022，47（4）：6-13，20.

[5]CHRUMA J J， CULLEN D J， BOWMAN L， et al. Polyunsaturated fatty acid amides from the Zanthoxylum genus-from culinary curiosities to probes for chemical biology[J].Natural Product Reports，2018，35（1）：54-74.

[6]唐玉蓮，林紅衛(wèi)，陳迪釗，等.武陵青花椒殼揮發(fā)油成分及脂肪酸分析[J].食品工業(yè)科技，2012，33（10）：74-78.

[7]李偉.花椒中香氣成分分析研究進展[J].中國食品添加劑，2021，32（12）：192-196.

[8]邊甜甜，司昕蕾，牛江濤，等.花椒不同炮制品GC-MS指紋圖譜與定量分析[J].中華中醫(yī)藥雜志，2021，36（4）：2050-2056.

[9]SUN Y， LI W. Effects the mechanism of micro-vacuum storage on broccoli chlorophyll degradation and builds prediction model of chlorophyll content based on the color parameter changes[J].Scientia Horticulturae，2017，224：206-214.

[10]SCHWEIGGERT U， SCHIEBER A， CARLE R. Effects of blanching and storage on capsaicinoid stability and peroxidase activity of hot chili peppers （Capsicum frutescens L.）[J].Innovative Food Science & Emerging Technologies，2006，7（3）：217-224.

[11]TOPUZ A， OZDEMIR F. Influences of gamma irradiation and storage on the capsaicinoids of sun-dried and dehydrated paprika[J].Food Chemistry，2004，86（4）：509-515.

[12]KORKMAZ A， ATASOY A F， HAYALOGLU A A. Changes in volatile compounds， sugars and organic acids of different spices of peppers （Capsicum annuum L.） during storage[J].Food Chemistry，2020，311：125910.

[13]LIU H， ZENG F， WANG Q， et al. The effect of cryogenic grinding and hammer milling on the flavour quality of ground pepper （Piper nigrum L.）[J].Food Chemistry，2013，141（4）：3402-3408.

[14]嚴雅麗，劉福權(quán)，趙志峰，等.花椒羥基-α-山椒素在紫外照射下的降解動力學(xué)及其轉(zhuǎn)化機理研究[J].食品與機械，2017，33（9）：26-29.

[15]張藝，宋瑩瑩，武菁菁，等.不同貯藏條件下青花椒香氣成分的比較[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2013，39（5）：166-169.

[16]YANG X. Aroma constituents and alkylamides of red and green huajiao （Zanthoxylum bungeanum and Zanthoxylum schinifolium）[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2008，56（5）：1689-1696.

[17]CHENG J， KE J， HOU X， et al. Changes in qualities of dried Zanthoxylum armatum DC.at different storage methods[J].Food Packaging and Shelf Life，2021，29：100716.

[18]杜鋼，溫泉，鐘慈平，等.藤椒中山椒素測定方法研討及含量分析[J].食品科技，2019，44（9）：318-322.

[19]ZHAO Z F， ZHU R X， ZHONG K， et al. Characterization and comparison of the pungent components in commercial Zanthoxylum bungeanum oil and Zanthoxylum schinifolium oil[J].Journal of Food Science，2013，78（10）：1516-1522.

[20]GALOPIN C C， FURRER S M， GOEKE A. Pungent and tingling compounds in Asian cuisine[J].Challenges in Taste Chemistry and Biology，2004，867：139-152.

[21]SUN J， SUN B G， REN F Z， et al. Effects of storage conditions on the flavor stability of fried pepper （Zanthoxylum bungeanum） oil[J].Foods，2021，10（6）：1292.

收稿日期：2023-07-25

基金項目：四川省中醫(yī)藥管理局2020年度花椒藥用價值研發(fā)專項（2020HJZX001）

作者簡介：梁琪（1998—），女，碩士研究生，研究方向：中藥炮制與制劑。

*通信作者：吳純潔（1965—），男，研究員，博士生導(dǎo)師，博士，研究方向：中藥炮制與制劑。