陳曉龍，陳光靜，柳中，闞建全*

(1.西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715)

海南黑、白胡椒有效成分的檢測(cè)及其分析

陳曉龍1,2，陳光靜1,2，柳中1,2，闞建全1,2*

(1.西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715)

文章對(duì)海南黑、白胡椒的基本成分進(jìn)行測(cè)定分析，并在此基礎(chǔ)上采用固相微萃取法(SPME)對(duì)揮發(fā)油中香氣物質(zhì)進(jìn)行提取，經(jīng)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)其香氣成分進(jìn)行分析、鑒定，為海南黑胡椒、白胡椒的進(jìn)一步加工提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)海南白胡椒的水分、胡椒堿含量高于黑胡椒，但其總灰分、酸不溶性灰分、水不溶性灰分、醇溶抽提物、不揮發(fā)性乙醚抽提物、冷水可溶性抽提物、胡椒油樹脂低于黑胡椒。白胡椒的香氣成分主要是石竹烯(44.41%)、4-次乙基-4-甲基-3-(1-甲基乙烯基)-1-(1-甲基乙基)-(三重反式)-環(huán)己烯(9.37%)、異蘭烯(6.60%)、D-檸檬烯(5.50%)等59種化合物，占整個(gè)峰面積的90.20%，黑胡椒的香氣成分主要是D-檸檬烯(18.04%)、3-蒈烯(13.82%)、石竹烯(12.98%)、6,6-二甲基-2-亞甲基-雙環(huán)[3.1.1]庚烷(10.73%)等36種化合物，占整個(gè)峰面積的93.07%。

胡椒；固相微萃取法；氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)

胡椒(Pipernigrum)又名浮椒，屬胡椒科、胡椒屬多年生常綠熱帶藤本植物，原產(chǎn)地印度，在我國(guó)的海南種植面積最大，是世界重要的香辛料之一[1]。胡椒可分為白胡椒和黑胡椒，果實(shí)呈暗綠色時(shí)采收并曬干的為黑胡椒；果實(shí)變紅時(shí)采收并經(jīng)水浸，擦去果肉，曬干的為白胡椒[2]。胡椒不僅可以作為調(diào)味品，而且還具有降血脂[3]、抗腫瘤[4,5]、抗抑郁[6-8]、抗驚厥[9,10]、免疫調(diào)節(jié)等作用[11]，可初加工成胡椒粉、胡椒粒等初級(jí)產(chǎn)品，也可深加工成胡椒油、胡椒油樹脂、胡椒膠囊等系列產(chǎn)品。目前，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)胡椒果實(shí)、莖、葉和根的揮發(fā)油以及胡椒堿有所報(bào)道，但對(duì)其有效成分組成分析研究較少。Larson[12]研究發(fā)現(xiàn)胡椒揮發(fā)油中的香氣物質(zhì)，主要有胡椒烯、β-蒎烯、石竹烯、α-水茴香萜、胡椒醛、檸檬萜、水芹烯等一些不同結(jié)構(gòu)的倍半萜和單萜類化合物。

本實(shí)驗(yàn)按GB/T 12729對(duì)海南黑、白胡椒的酸不溶性灰分、總灰分、水不溶性灰分、水分、醇溶抽提物、不揮發(fā)性乙醚抽提物、冷水可溶性抽提物等基本成分進(jìn)行了檢測(cè)分析，并采用索氏萃取法、有機(jī)溶劑萃取法對(duì)其胡椒油樹脂和胡椒堿含量進(jìn)行了測(cè)定分析。并利用固相微萃取(SPME)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)其揮發(fā)油中主要的香氣物質(zhì)進(jìn)行分析、鑒定，為海南黑胡椒、白胡椒的進(jìn)一步深加工提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 試劑與方法

1.1 試劑與儀器

海南黑、白胡椒：海南?？谑挟a(chǎn)，購(gòu)于海南糖酒集團(tuán)；乙醇(95%)、無(wú)水乙醇、甲醇、乙醚、無(wú)水硫酸鈉等：均為分析純，成都市科龍化工廠。

電子恒溫電熱套(98-1-B) 天津市泰斯特儀器有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋(HH-6) 金壇市富華儀器有限公司；電子天平(JA2004)、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(DHG-9140A) 上海精密科學(xué)儀器廠；高效氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS-QP2010) 日本島津公司，其他均為實(shí)驗(yàn)室常用儀器。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 海南黑胡椒、白胡椒化學(xué)成分分析

按GB/T 12729對(duì)海南黑、白胡椒的水不溶性灰分、酸不溶性灰分、總灰分、水分、醇溶抽提物、不揮發(fā)性乙醚抽提物、冷水可溶性抽提物等進(jìn)行檢測(cè)分析。

水分的測(cè)定：參照(GB/T 12729.7-2008)蒸餾法稱取胡椒粉0.2 g，精確至0.001 g，置于水分測(cè)定器燒瓶中進(jìn)行胡椒水分含量測(cè)定。

總灰分的測(cè)定：參照(GB/T 12729.7-2008)550 ℃灼燒法稱取胡椒粉2.5 g，精確至0.001 g，在(550±25) ℃條件下進(jìn)行胡椒總灰分含量測(cè)定。

水不溶性灰分的測(cè)定：參照(GB/T 12729.7-2008) 550 ℃灼燒過濾法測(cè)定胡椒的水不溶性灰分含量。

酸不溶性灰分的測(cè)定：參照(GB/T 12729.7-2008) 550 ℃灼燒鹽酸處理法在盛有總灰分的坩堝中加入鹽酸溶液20 mL進(jìn)行胡椒的酸不溶性灰分含量測(cè)定。

醇溶抽提物的測(cè)定：參照(GB/T 12729.7-2008)乙醇抽提法稱取2 g試樣，精確至0.001 g，用乙醇溶解后進(jìn)行胡椒的醇溶抽提物含量測(cè)定。

冷水可溶性抽提物的測(cè)定：參照(GB/T 12729.7-2008)冷水抽提法測(cè)定胡椒的冷水可溶性抽提物含量。

不揮發(fā)性乙醚抽提物的測(cè)定：參照(GB/T 12729.7-2008)乙醚抽提法測(cè)定胡椒中的不揮發(fā)性乙醚抽提物。

1.2.2 胡椒油樹脂的分離提取

采用索氏萃取法提取胡椒油樹脂，先將胡椒粉碎，然后稱取未過篩(或過40，60，80目)的黑胡椒、白胡椒粉15 g(精確至0.001 g)，用濾紙包好后置于索氏抽提器中，最后加入乙醚提取12 h后，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)掉圓底燒瓶中的有機(jī)溶劑，即得到胡椒油樹脂[13,14]。

1.2.3 胡椒堿的分離提取

參照包振偉等[15]的方法，先將新鮮的試驗(yàn)原料于45 ℃烘箱中烘干，烘干后粉碎備用。精確稱取未過篩(或過40，60，80目)的胡椒粉50 g裝入平底燒瓶中，加入乙醇回流萃取4次。萃取結(jié)束收集并測(cè)定萃取液中胡椒堿的含量。

1.2.4 揮發(fā)性成分的組成測(cè)定

參照李祖光等[16]的方法對(duì)海南黑、白胡椒的香氣成分進(jìn)行分離、提取，先將固相微萃取的萃取纖維頭老化0.5 h。取粉碎后的黑、白胡椒粉于20 mL頂空進(jìn)樣瓶中，在25 ℃條件下頂空取樣40 min。

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)對(duì)海南黑、白胡椒中的揮發(fā)性香氣物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)合計(jì)算機(jī)檢索對(duì)其揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行分析、鑒定[17-19]。色譜柱：HP-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升溫程序：45 ℃保持5 min，以5 ℃/min升至80 ℃；以10 ℃/min升至220 ℃并保持5 min；載氣：氦氣；柱流量1.00 mL/min；進(jìn)樣量0.5 μL；分流比20∶1。質(zhì)譜條件：電子轟擊(EI)離子源；電子能量：70 eV；離子源溫度：230 ℃；接觸面溫度：250 ℃；掃描范圍：40～400 amu；掃描速度：769 s。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003作圖，SPSS 8.5進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 海南黑、白胡椒的化學(xué)成分測(cè)定及分析

根據(jù)1.2.1～1.2.3的方法對(duì)海南黑胡椒、白胡椒的總灰分、水不溶性灰分、酸不溶性灰分、水分、醇溶抽提物、不揮發(fā)性乙醚抽提物、冷水可溶性抽提物、胡椒油樹脂、胡椒堿等化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)定分析，結(jié)果見表1。

表1 胡椒化學(xué)成分分析結(jié)果表Table 1 Analysis results of pepper chemical components %

由表1可知，黑、白胡椒的化學(xué)成分存在差異，黑胡椒的總灰分、酸不溶性灰分、水不溶性灰分、醇溶抽提物、不揮發(fā)性乙醚抽提物、冷水可溶性抽提物等含量高于白胡椒，這可能是由于黑胡椒在秋末至次春時(shí)采收，胡椒內(nèi)有機(jī)物含量高的緣故。黑、白胡椒中未過篩的胡椒油樹脂含量差異不大，但在過40，60，80目篩后，黑胡椒中的胡椒油樹脂高于白胡椒，且均高于過篩前，說明過篩能去除胡椒中的部分雜質(zhì)，提高胡椒中的胡椒油含量且過篩對(duì)黑胡椒中的胡椒油樹脂影響更大。白胡椒中的胡椒堿含量高于黑胡椒，過40，60，80目篩后仍高于黑胡椒，且過篩過后，胡椒中的胡椒堿含量明顯增加，白胡椒在過80目篩后，胡椒堿含量由過篩前的2.30%增加到5.60%，增加了2.43倍，黑胡椒由1.7%增加到5.10%，增加了3倍。

2.2 揮發(fā)性香氣成分分析結(jié)果

采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)海南黑、白胡椒揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行分析、鑒定，并通過NIST質(zhì)譜譜庫(kù)計(jì)算機(jī)檢索，其GC-MS總離子流圖見圖1和圖2。

圖1 白胡椒揮發(fā)性成分總離子色譜圖Fig.1 Total ion chromatogram of volatile components of white pepper

圖2 黑胡椒揮發(fā)性成分總離子色譜圖Fig.2 Total ion chromatogram of volatile components of black pepper

結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在白胡椒的提取物中共鑒定出了59種化合物(見表2)，占整個(gè)峰面積的90.20%，其主要成分為石竹烯(44.41%)、4-次乙基-4-甲基-3-(1-甲基乙烯基)-1-(1-甲基乙基)-(三重反式)-環(huán)己烯(9.37%)、異蘭烯(6.60%)、D-檸檬烯(5.50%)、3-蒈烯(4.99%)、α-石竹烯(4.52%)等。在黑胡椒的提取物中鑒定出了36種化合物(見表3)，占整個(gè)峰面積的93.07%，其主要成分為D-檸檬烯(18.04%)、3-蒈烯(13.82%)、石竹烯(12.98%)、6,6-二甲基-2-亞甲基-雙環(huán)[3.1.1]庚烷(10.73%)、α-水芹烯(7.90%)、α-蒎烯(6.91%)、β-月桂烯(5.12%)等。

表2 海南白胡椒揮發(fā)性成分的分析結(jié)果Table 2 The analysis of volatile components of Hainan white pepper

續(xù) 表

表3 海南黑胡椒揮發(fā)性成分的分析結(jié)果Table 3 The analysis of volatile components of Hainan black pepper

3 結(jié)論

海南黑、白胡椒中的有效化學(xué)成分及其揮發(fā)性物質(zhì)存在差異，白胡椒的水分含量比黑胡椒高，但其醇溶抽提物、水不溶性灰分、總灰分、酸不溶性灰分、冷水可溶性抽提物、不揮發(fā)性乙醚抽提物均低于黑胡椒。黑胡椒的胡椒油樹脂略高于白胡椒，但其胡椒堿低于白胡椒，且過40，60，80目篩后，胡椒中的胡椒油樹脂和胡椒堿含量均明顯增加。白胡椒的香氣成分主要是石竹烯(44.41%)、4-次乙基-4-甲基-3-(1-甲基乙烯基)-1-(1-甲基乙基)-(三重反式)-環(huán)己烯(9.37%)、異蘭烯(6.60%)、D-檸檬烯(5.50%)等59種化合物，占整個(gè)峰面積的90.20%，黑胡椒的香氣成分主要是D-檸檬烯(18.04%)、3-蒈烯(13.82%)、石竹烯(12.98%)、6,6-二甲基-2-亞甲基-雙環(huán)[3.1.1]庚烷(10.73%)等36種化合物，占整個(gè)峰面積的93.07%。

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DetectionandAnalysisofEffectiveComponentsinHainanBlackandWhitePepper

CHEN Xiao-long1,2, CHEN Guang-jing1,2, LIU Zhong1,2, KAN Jian-quan1,2*

(1.College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China；2.Key Laboratory of Agro-products Processing and Storage of Chongqing, Chongqing 400715, China)

In order to provide experimental data for further processing of Hainan black and white pepper, the total ash, acid-insoluble ash, water-insoluble ash, moisture content, ethanol-soluble extract, non-volatile ether extract,cold water-soluble extract, pepper oleoresin and piperine are analyzed, and the aroma substances in the volatile oils are identified and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) combined with the computer retrieval method. The results show that the content of moisture and piperine in Hainan white pepper is higher than that of black pepper, but the content of total ash, water-insoluble ash, acid-insoluble ash, ethanol-soluble extract, cold water-soluble extract,non-volatile ether extract and pepper oleoresinare is lower than that of black pepper. The aroma components of white pepper are mainly caryophyllene (44.41%), 4-ethyl-4-methyl-3-(1-methyl vinyl)-1-(1-methyl ethyl)-(threetrans)-cyclohexene (9.37%), copaene (6.60%) and D-limonene (5.50%) and other kinds of compounds, which account for 90.20% of the total peak area.The aroma components of black pepper are mainly D-limonene (18.04%),3-carene (13.82%),caryophyllene (12.98%), 6,6-two-2-methyl methylene-bicyclo[3.1.1] heptane (10.73%) and other kinds of compounds, which account for 93.07% of the total peak area.

pepper;solid-phase microextraction;gas chromatography-mass spectrometry(GC-MS)

TS264.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.11.022

1000-9973(2017)11-0098-05

2017-05-13 *通訊作者

陳曉龍(1990-)，男，湖北利川人，碩士，主要從事花椒麻味物質(zhì)的分子印跡研究。