曾維友,周於強(qiáng),池浩

1(重慶市江津區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心,重慶,402260)2(重慶市江津區(qū)鄉(xiāng)村發(fā)展服務(wù)中心,重慶,402260)

青花椒(ZanthoxylumschinifoliumSieb.et Zucc)是蕓香科花椒屬植物,廣泛種植在云南、重慶等西南地區(qū),果皮呈青綠色,具有清新濃郁的的香味,純正濃烈的麻味,是我國西部地區(qū)常用的香辛調(diào)味料,是中國傳統(tǒng)“八大調(diào)味品”之一[1]。青花椒內(nèi)含有豐富的葉綠素、黃酮、麻味物質(zhì)、揮發(fā)油等物質(zhì)[2],不僅能賦予食物獨(dú)特的香味,還具有較強(qiáng)的生理保健效果,可以起到抗氧化、麻醉鎮(zhèn)痛、降血脂、殺蟲止癢等功效[3-4]。因極強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)價值與藥用價值,青花椒已被廣泛地應(yīng)用到食品、醫(yī)藥等行業(yè)。

青花椒的成熟具有較強(qiáng)的季節(jié)性,新鮮的青花椒不耐貯藏,所以干燥技術(shù)在青花椒的加工與貯藏方面有廣泛的應(yīng)用[5]。干青花椒作為調(diào)味料通常分為顆粒狀和粉末狀,顆粒狀的花椒通常需要在高溫油爆的條件下才能充分釋放出香味和麻味,且食用時需要單獨(dú)挑出,在一定程度上限制了使用范圍,而花椒粉可以與菜肴融合在一起,可以直接食用,使用范圍比較廣泛[6]。青花椒粉是將花椒干燥去籽后利用粉碎技術(shù)制成的,粉末的粒度是影響花椒粉品質(zhì)的關(guān)鍵因素,粉碎度過低即花椒粉顆粒度大,可能會產(chǎn)生明顯的殘?jiān)约坝绊懏a(chǎn)品的顏色等感官品質(zhì)[6],粉碎度過高會導(dǎo)致投入的人力、物力成本增加,難以得到廣泛推廣,所以在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中選擇合適的粉碎度具有重要的意義。

有研究發(fā)現(xiàn)市售的青花椒粉香氣淡,揮發(fā)油含量低[7],推測青花椒粉的顆粒度可能會影響花椒的理化性質(zhì);張曉旭等[8]指出青花椒粉的粒度會影響色素的提取率,并最終確定了最佳工藝的花椒粉末為100目;ZHU等[9]研究表明花椒粉末的顆粒度會影響揮發(fā)油的含量,通過40目篩網(wǎng)建立的模型最佳;彭彰智等[10]發(fā)現(xiàn)粉末的顆粒度會對花椒調(diào)味油感官品質(zhì)造成一定的影響,感官評分隨著花椒粉碎度的增加先提高后下降,并在花椒粉碎粒度達(dá)到60目時達(dá)到最高。此類研究證明原料顆粒度會對花椒的某種理化性質(zhì)造成影響,而對青花椒粉多維度品質(zhì)影響的研究未見報道,且在此類研究中對青花椒粉碎后產(chǎn)生的副產(chǎn)物利用度小,容易造成資源浪費(fèi)。

基于此,本實(shí)驗(yàn)將干制的青花椒顆粒去籽粉碎后篩分成不同顆粒度大小的粉末,對樣品的色澤、含水量、葉綠素含量、麻味物質(zhì)、揮發(fā)性香氣物質(zhì)等理化性質(zhì)和感官指標(biāo)進(jìn)行研究,并利用電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察青花椒粉的大小分布和表觀形態(tài)。旨在針對不同的產(chǎn)品及工業(yè)生產(chǎn)條件提供不同的粒度推薦,提高青花椒粉的利用率,有望為青花椒的干燥技術(shù)以及青花椒在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo),促進(jìn)花椒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

重慶江津干青花椒,重慶北碚天生市場。

甲醇(色譜純),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;丙酮、乙醇,成都市科隆化學(xué)品有限公司;標(biāo)準(zhǔn)品羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-ε-山椒素,成都麥德生科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FA1004A電子分析天平,上海精天電子儀器有限公司;FW100高速萬能粉碎機(jī),北京科偉永興儀器有限公司;DHG-9070A電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司;HZ-ZK8型數(shù)顯恒溫水浴鍋,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司;WR-18精密手持測色儀,深圳市威福光電科技有限公司;SF-756P紫外可見分光光度計(jì),上海光譜儀器有限公司;KQ-600KDE超聲清洗機(jī),昆山超聲儀器有限公司;LC-10AT型分析型高效液相色譜儀,日本島津公司;HC-C18型色譜柱、7890B/5977b氣相色譜-質(zhì)譜儀,美國安捷倫公司;BX43生物顯微鏡,日本OLYMPUS公司;Phenom Pro型掃描電鏡,荷蘭Phenom World公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

首先用粉碎機(jī)將所購的干青花椒去籽后進(jìn)行粉碎,將得到的青花椒粉依次用20、40、60、80、100、120目的樣品篩過篩,分別得到<20、20～40、40～60、60～80、80～100、100～120、>120目的青花椒粉,去籽未粉碎的干青花椒粒為對照,將各樣品分別放入密封袋中于干燥環(huán)境下貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 外觀

將篩分后的各樣品在同一時間、同一條件下進(jìn)行外觀拍照。

1.3.3 光學(xué)顯微鏡

使用光學(xué)顯微鏡對各樣品的大小分布及形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,將適量的樣品粉末固定在載玻片上,用顯微鏡觀察,選擇有代表性的區(qū)域進(jìn)行拍攝,拍攝倍數(shù)為40×。

1.3.4 掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope, SEM)

使用掃描電子顯微鏡對各樣品的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,將適量的樣品粉末固定在樣品銅臺上,選擇真空度1.0×10-3Pa,濺射電壓1.2 kV,鍍膜時間3 min進(jìn)行鍍金,放置10 min后送入電鏡觀察[11],選擇有代表性的區(qū)域進(jìn)行拍攝,拍攝倍數(shù)為200×。

1.3.5 色澤

將不同顆粒度的各樣品分別分裝在底部直徑為9 cm的塑料平板里,樣品高度為0.5 cm,用色度儀測量各樣品的色澤,記錄各樣品的L*值、a*值、b*值。各樣品色差ΔE的計(jì)算如公式(1)所示:

(1)

1.3.6 含水量

用質(zhì)量法測定青花椒粉的水分含量,分別稱取不同顆粒度的青花椒粉約1.0 g(精確到0.000 1 g)放入帶蓋的鋁盒里,并在120 ℃的真空烘箱中干燥4 h[12],樣品含水量的計(jì)算如公式(2)所示:

(2)

式中:m1,干燥前樣品質(zhì)量,g;m2,空鋁盒質(zhì)量,g;m3,干燥后樣品和鋁盒總質(zhì)量,g。

1.3.7 葉綠素含量

分別稱取不同顆粒度的青花椒粉樣品約0.5 g于三角瓶中,以2∶1(體積比)的比例加入10 mL 80%(體積分?jǐn)?shù))丙酮與95%(體積分?jǐn)?shù))乙醇混合液,三角瓶用封口膜密封后于室溫下避光靜置提取24 h,抽濾得上清液待測,用1 cm比色皿分別于663、645 nm下測定吸光度,以丙酮和乙醇的混合提取液為對照[13],試樣中葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素總含量均以質(zhì)量分?jǐn)?shù)W表示(mg/g),葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素總含量的計(jì)算分別如公式(3)、公式(4)和公式(5)所示:

(3)

(4)

(5)

式中:W1,葉綠素a含量,mg/g;W2,葉綠素b含量,mg/g;W3,葉綠素總含量,mg/g;A1,試液在663 nm處的吸光度值;A2,試液在645 nm處的吸光度值;v,試液體積,mL;m,試樣質(zhì)量,g。

1.3.8 麻味物質(zhì)含量

供試品溶液準(zhǔn)備:參照ZHUO等[14]的提取方法并略作改動,分別稱取約2.5 g不同顆粒度的樣品,轉(zhuǎn)移至100 mL錐形瓶中,按料液比1∶20(g∶mL)加入甲醇(色譜純)50 mL,室溫振蕩提取4 h,將浸提液移入離心管中,以2 500 r/min離心10 min,上清液置于100 mL容量瓶,甲醇(色譜純)定容后經(jīng)0.22 μm有機(jī)系微孔濾膜過濾,即得供試品溶液,放入4 ℃冰箱冷藏備用。

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:分別準(zhǔn)確稱取0.001 0 g羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-ε-山椒素標(biāo)準(zhǔn)品,將其溶解于甲醇(色譜純)中并用甲醇定容至10 mL,配成質(zhì)量濃度為100 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)品儲備液。分別準(zhǔn)確吸取0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 mL標(biāo)準(zhǔn)品儲備液并用甲醇定容至100 mL,配成質(zhì)量濃度分別為0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5 μg/mL得標(biāo)準(zhǔn)品溶液,經(jīng)0.22 μm有機(jī)系微孔濾膜過濾后注入HPLC中分析,以標(biāo)準(zhǔn)品質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),吸收峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

HPLC檢測條件:色譜柱為Agilent XDB-C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫40 ℃,檢測波長270 nm;流動相為甲醇水溶液;進(jìn)樣量10 μL;流速1.0 mL/min。采用梯度洗脫,洗脫條件為0～25 min:純水40%,甲醇60%;25～36 min:純水20%,甲醇80%;36～40 min:純水40%,甲醇60%[14-15]。

樣品中花椒麻味物質(zhì)的含量(X)的計(jì)算如公式(6)所示:

(6)

式中:X,待測樣中麻味物質(zhì)的含量,mg/g;c,在工作曲線上查出或回歸方程或采用同等條件下峰面積比值法計(jì)算求出的花椒麻味物質(zhì)的含量,μg/mL;m,樣品的質(zhì)量,g;V,待測液的定容體積,mL;k,樣品提取液稀釋倍數(shù);1 000,單位換算系數(shù)。

1.3.9 揮發(fā)性香氣成分含量

稱取0.1 g青花椒粉樣品于頂空瓶,立即密封頂空瓶。將樣品瓶置于加熱的磁力攪拌器中,萃取溫度50 ℃,萃取時間40 min,將萃取好的吸附頭取出,迅速將針管插入GC進(jìn)樣口,解吸附3.5 min,同時啟動儀器收集數(shù)據(jù)。

GC-MS檢測條件:GC檢測條件:色譜柱為DB-5MS柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);進(jìn)樣口溫度250 ℃;檢測器溫度280 ℃;載氣He;升溫梯度:以5 ℃/min升至150 ℃,再以4 ℃/min升至250 ℃。MS檢測條件:EI離子源;離子源溫度230 ℃;前進(jìn)樣口溫度250 ℃;四極桿溫度150 ℃;掃描范圍35～450m/z;電離方式為EI;電離電壓70 eV;檢索譜庫為NIST[16-17]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)進(jìn)行3次平行,結(jié)果表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”。采用Excel 2010進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)收集與處理,采用SPSS 22.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,顯著性分析以Duncan′stest進(jìn)行方差分析(ANOVA),P<0.05被認(rèn)為存在顯著差異;采用Origin 2019進(jìn)行圖形繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 顆粒度對干制青花椒粉外觀的影響

不同顆粒度的青花椒粉樣品如圖1所示。由圖1-a中可以看出,青花椒粒顆粒大而均勻,油腺突出,呈自然開口狀態(tài),呈現(xiàn)出較深的墨綠色,有光澤;粉碎后的青花椒粉呈現(xiàn)出鮮亮的黃綠色色澤,隨著原料顆粒度的改變,樣品的粒徑和顏色也發(fā)生相應(yīng)的改變。粒徑隨著青花椒粉篩選目數(shù)的增大逐漸變小,當(dāng)原料顆粒度小于40目時(圖1-b、圖1-c),樣品呈現(xiàn)偏黃色碎片狀;當(dāng)粒度大于80目時(圖1-f～圖1-h)樣品呈黃綠色較細(xì)粉末狀,且色澤較為均勻;當(dāng)粒度為40～80目時(圖1-d、圖1-e),樣品為綠色粉末與黃色較小碎片的混合物。產(chǎn)生以上現(xiàn)象的原因是因?yàn)榍嗷ń妨Ｓ牲S色內(nèi)殼和綠色果皮組成,內(nèi)殼部分較難粉碎,果皮部分較易粉碎,粉碎后的花椒粉經(jīng)不同目過篩后,內(nèi)殼部分多以碎片的形式存在于小于40目的樣品中,果皮多以較細(xì)粉末的形式存在于大于80目的樣品中,40～80目的樣品為內(nèi)殼中較小碎片與果皮中粒徑相對較大粉末的混合物,且隨著篩選目數(shù)的增大粉末部分的比例增大。

a-整?；ń?b-<20目;c-20～40目;d-40～60目;e-60～80目;f-80～100目;g-100～120目;h->120目圖1 原料顆粒度對干制青花椒外觀的影響Fig.1 Effect of different particle sizes on the appearance of dried Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc

2.2 不同顆粒度的干制青花椒粉樣品光學(xué)顯微鏡觀測圖

不同顆粒度的青花椒粉樣品光學(xué)顯微鏡觀測如圖2所示,可以看出青花椒粒及粉碎后的青花椒粉組織結(jié)構(gòu)完整,青花椒粒(圖2-a)在顯微鏡下呈立體的弧形,粉碎后的樣品隨著粉末目數(shù)的增加,樣品的粒度顯著降低,形態(tài)發(fā)生變化,其中小于40目的樣品(圖2-b、圖2-c)呈現(xiàn)明顯的碎片狀,大于80目的樣品(圖2-f～圖2-h)呈粉末狀且觀察到粉末的團(tuán)聚物,40～80目的樣品呈碎片與粉末狀的混合物,與2.1節(jié)中肉眼觀察得出結(jié)論一致。根據(jù)光學(xué)顯微鏡觀察測量結(jié)果,在“CellSens Entry”實(shí)時觀測系統(tǒng)內(nèi)用“測量標(biāo)尺”測定樣品的粒徑,結(jié)果如表1所示。由表1可以看出,隨著篩選目數(shù)的增大,青花椒粉的粒徑逐漸減小,不同樣品間均呈現(xiàn)出顯著性差異(P<0.05),與2.1節(jié)及圖2觀察結(jié)果一致。

表1 原料顆粒度對青花椒粒徑大小的影響Table 1 Effects of different particle sizes on the particle size of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc

a-整?；ń?b-<20目;c-20～40目;d-40～60目;e-60～80目;f-80～100目;g-100～120目;h->120目圖2 原料顆粒度青花椒光學(xué)顯微鏡觀測圖Fig.2 Optical microscope observation of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc with different particle sizes

2.3 不同顆粒度的青花椒粉樣品SEM觀測圖

青花椒顆粒體積較大,無法在SEM下成像,對粉碎后的青花椒粉表面進(jìn)行SEM表征分析,不同顆粒度的青花椒粉SEM觀測如圖3所示。當(dāng)篩選目數(shù)大于40目時(圖3-a、圖3-b),觀察到體積較大、表面結(jié)構(gòu)清晰的塊狀樣品,且樣品表面有破損,是因?yàn)檫@部分樣品的主要成分是硬度較大、較難粉碎的內(nèi)殼部分,破損是由粉碎所導(dǎo)致;隨著樣品顆粒度的減小(圖3-c、圖3-d),觀察到塊狀樣品與粉末顆粒的混合物,且隨著目數(shù)的增大粉末顆粒所占比例越大,篩選目數(shù)大于80目時(圖3-e～圖3-g),觀察到粒徑較小的粉末樣品,隨著篩選目數(shù)的增大越來越均勻,且觀察到粉末顆粒聚集而成的團(tuán)聚物,是因?yàn)榍嗷ń贩垲w粒度減小至一定程度后,粉末表面的吸附性增強(qiáng),相互之間的作用力增大[18],更容易發(fā)生分子間聚集。

a-<20目;b-20～40目;c-40～60目;d-60～80目;e-80～100目;f-100～120目;g->120目圖3 原料顆粒度青花椒粉掃描電子顯微鏡觀測圖Fig.3 Scanning electron microscope observation of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc powder with different particle sizes

2.4 原料顆粒度對干制青花椒粉色澤的影響

原料顆粒度對青花椒色澤的影響如圖4所示,采用Lab法表示結(jié)果,其中L*值代表亮度,L*值越大表示亮度越大,a*值代表紅綠,a+表示偏紅,其值越大表示越紅,b*值代表黃藍(lán),b+表示偏黃,其值越大代表越黃?？梢钥闯?青花椒粒和粉末色澤都為a+、b+,表示所測的青花椒色澤是偏向紅、黃的,a*是評價青花椒干燥后是否仍為綠色的一個重要指標(biāo),干燥條件及花椒表面油胞的完整性都可能會對干燥過程中青花椒的色澤造成影響,干燥過程中會逐漸由綠色向褐色轉(zhuǎn)變[19],即為a+,張藝等[20]在干燥方式對青花椒色澤的研究中也測定出青花椒的色澤為a+,同時GH/T 1284—2020《青花椒》中規(guī)定,九成熟的花椒表皮由青色轉(zhuǎn)為黃紅色,完全成熟的花椒表皮由黃色變成紅色,a+的結(jié)果也有可能是所用青花椒成熟度較高所導(dǎo)致。與青花椒粒相比,粉碎后的青花椒粉L*值升高(P<0.05),隨著青花椒粉目數(shù)的增大,L*值逐漸降低(P<0.05),表明粉碎可以使花椒粉末的亮度增加,但是隨著樣品粉末目數(shù)的提高,亮度增加的程度減少,楊沫等[18]在對不同粒度花椒籽黑種皮粉的色澤的研究中發(fā)現(xiàn)粉碎可以明顯增加樣品的亮度;粉碎后的青花椒粉a*值和b*值都升高(P<0.05),且隨著青花椒粉目數(shù)的增加先降低后升高,在大于120目時達(dá)到最高值,a*值和b*值分別提高了53.85%、81.49%,在20～40目時a*值最小,與對照組相比提高了15.66%,在80～100目時b*值最小,與對照組相比提高了66.67%。

a-亮度L*;b-紅綠值a*;c-黃藍(lán)值b*;d-色差ΔE圖4 原料顆粒度對青花椒色澤的影響Fig.4 Effect of different particle sizes on the color of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc注:圖內(nèi)組間不同小寫字母表示具有顯著性差異(P<0.05)(下同)。

以青花椒粒的色澤為對比,計(jì)算不同粒度青花椒粉的色差值ΔE,ΔE代表樣品的可接受度,其值越小代表接受度越高?？梢钥闯鲭S著青花椒粉顆粒度的減小,樣品的ΔE先減小后增大(P<0.05),在其粒度為80～100目時達(dá)到最小值。綜上,與青花椒粒相比,粉碎可以提高樣品的色澤,樣品色澤的變化主要是由于不同粒度的粉末樣品是由青花椒不同部位的結(jié)構(gòu)組成及其粒徑的減小、混合均勻度提高等原因所導(dǎo)致[21],其中在粉末目數(shù)為80～100目時樣品的色澤接受度最高。

2.5 顆粒度對干制青花椒粉含水量的影響

水分含量是直接影響干燥產(chǎn)品的貨架期及品質(zhì)的指標(biāo),通常來說,樣品水分含量越低,品質(zhì)越好[22]。原料顆粒度對青花椒粉含水量的影響如圖5所示?？梢钥闯?所有樣品的含水量都在12%以下,符合GH/T 1284—2020《青花椒》中青花椒理化指標(biāo)—干花椒水分含量的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)(干青花椒含水量≤13%)。與青花椒顆粒相比,隨著青花椒粉粒度的減小,樣品的含水量先降低后增加至穩(wěn)定;當(dāng)青花椒粉小于40目時,樣品的含水量低于青花椒顆粒的含水量,與花椒顆粒相比分別降低了1.83%、0.97%;當(dāng)粉末大于80目時,樣品的含水量達(dá)到最高并維持穩(wěn)定,此時與花椒顆粒相比樣品的含水量上升了約1.37%。產(chǎn)生此結(jié)果的原因可能是小于40目的部分主要為青花椒粒內(nèi)殼較難粉碎的部分,此部分樣品的含水量較低,大于80目的部分主要為果皮較易粉碎的部分,40～80目的部分主要為內(nèi)殼與果皮的混合物且隨著目數(shù)的增大果皮部分占比越大,粉碎后樣品會因接觸面積增大而吸水[7],即與青花椒粒相比含水量上升,當(dāng)粉末顆粒大于80目時樣品較均勻,含水量不再隨著目數(shù)的增加而升高。

圖5 原料顆粒度對青花椒含水量的影響Fig.5 Effect of different particle sizes on water content of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc

2.6 顆粒度對干制青花椒粉葉綠素含量的影響

葉綠素含量是青花椒的營養(yǎng)參數(shù)之一,也是評價產(chǎn)品色澤變化的重要參數(shù)[21],原料顆粒度對青花椒粉葉綠素含量的影響如表2所示。可以看出,在青花椒粒及其粉末中,以葉綠素a為主,其含量占葉綠素總含量的60%～70%。與青花椒粒相比,除小于40目的2組樣品,其他樣品的葉綠素a含量、葉綠素b含量和葉綠素總含量都顯著增加(P<0.05),且葉綠素b含量和葉綠素總含量隨著樣品顆粒度的減小而增加,最終在大于80目時含量達(dá)到穩(wěn)定,此時與青花椒粒相比葉綠素a含量、葉綠素b含量和總含量分別提高了16.95%、25.47%、20.17%。產(chǎn)生以上變化的主要原因是由于青花椒的葉綠素主要存在于果皮部分[23],內(nèi)殼黃綠色部分所含葉綠素含量較低,所以葉綠素含量會隨著粉末中果皮所研磨得細(xì)粉比例的增大而增加,當(dāng)大于80目時,樣品中全為青花椒果皮部分所粉碎而得的細(xì)粉且顆粒較為均勻,所以葉綠素含量不再變化。

表2 原料顆粒度對青花椒葉綠素含量的影響Table 2 Effects of different particle sizes on chlorophyll content of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc

2.7 顆粒度對干制青花椒粉麻味物質(zhì)含量的影響

麻味是花椒特有的感官,麻味物質(zhì)含量是青花椒重要的內(nèi)部質(zhì)量指標(biāo)之一,目前在青花椒中共分離得到25種麻味物質(zhì),主要來源為羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素和羥基-ε-山椒素,其中羥基-α-山椒素會產(chǎn)生刺痛感,羥基-β-山椒素產(chǎn)生麻木感,羥基-ε-山椒素產(chǎn)生灼燒感[24]。本研究以這3種物質(zhì)的含量及其總含量隨著青花椒粉粒度的變化為研究對象,原料顆粒度對青花椒麻味物質(zhì)含量的影響如表3所示。

表3 原料顆粒度對青花椒麻味物質(zhì)含量的影響Table 3 Effects of different particle sizes on the content of numb-taste substances in Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc

由表3可以看出,在青花椒粒和青花椒粉中,羥基-α-山椒素都是最主要的麻味物質(zhì),其含量為羥基-β-山椒素的3～15倍,羥基-ε-山椒素的10倍以上。粉碎后的樣品花椒麻素含量顯著高于青花椒粒的含量(P<0.05),是因?yàn)樵谑覝靥崛l件下,青花椒粒中的花椒麻素不易釋放;隨著樣品粒度的減小,麻味物質(zhì)總含量及3種山椒素的含量都呈現(xiàn)出先上升后穩(wěn)定的趨勢,羥基-α-山椒素的變化率高于羥基-β-山椒素和羥基-ε-山椒素的變化率,最終在粉末顆粒大于80目時達(dá)到穩(wěn)定,此時樣品中麻味物質(zhì)的含量是青花椒粒的20倍,且顯著高于其他顆粒度青花椒粉樣品中麻味物質(zhì)的含量(P<0.05),與60～80目的樣品相比,麻味物質(zhì)含量提高了近30%,說明青花椒的麻味物質(zhì)主要集中在果皮的細(xì)粉部分,粉碎有助于麻味物質(zhì)的溶出,是因?yàn)榉鬯闀够ń芳?xì)胞組織的破壁較充分、樣品表面積和孔隙率增大[7]。

2.8 顆粒度對干制青花椒粉香氣物質(zhì)的影響

原料顆粒度對青花椒粉香氣物質(zhì)的影響如附表1(https://doi.org/10.13995/j.cnki.11-1802/ts.032804)所示,青花椒粒及其粉末水提物中共定性出118種揮發(fā)性香氣物質(zhì),主要包括烯烴47種、醇類25種、酯類14種、醛類13種、酮類10種、烷烴7種、酸類2種,其中含量最高的前五類揮發(fā)性化合物分別為醇類、烷烴類、酯類、酮類和醛類,醇類和烷烴類的相對含量占總含量的90%以上。醇類化合物主要呈現(xiàn)清新、香甜和木香的氣味,烴類物質(zhì)具有強(qiáng)烈的藥草香氣,酯類化合物主要體現(xiàn)果香、木香等香氣,酮類化合物呈現(xiàn)出清涼的天然藥材的氣味,醛類化合物提供清香、木香等植物性香氣[25],花椒粒及花椒粉的香氣是由各揮發(fā)性香氣成分共同決定的,本研究鑒定出的青花椒粉主要揮發(fā)性香氣成分與王娟等[26]、FEI等[27]等關(guān)于青花椒香氣成分的分析基本一致。

附表1 原料顆粒度對青花椒揮發(fā)性成分相對含量的影響Addendum 1 Effects of different particle sizes on the content of volatile components in Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc

本研究在青花椒粒中檢測出2-氨基-N-乙基丙酰胺、2-對甲苯基-1-丙烯、2,5,6-三甲基庚基-1,3,6-三烯等5種化合物未在青花椒粉中檢測到,可能是由于粉碎破壞了青花椒的結(jié)構(gòu),使得這些成分在粉碎的過程中揮發(fā)[7]。3-四癸炔-1-醇、羅勒烯、2-苯基乙酸乙酯、2-十九烷酮、水芹醛、十二烷等50余種化合物只在青花椒粉中檢測到,其中水芹醛和1-甲基-5-亞甲基-8-甲基-1,6-環(huán)十二烯2種揮發(fā)性物質(zhì)大于40目的樣品中檢測到,2-(4-甲基環(huán)己烯-1-基)丙-1-醇、4(15),5,10(14)-亞麥曲三烯-1-醇、異莰烷3種揮發(fā)性物質(zhì)只在大于80目的樣品中檢測到,與張國琳等[7]關(guān)于常規(guī)粉碎對青花椒香氣成分的影響結(jié)果類似,產(chǎn)生以上變化是因?yàn)榉鬯闀够ń方M織內(nèi)部的揮發(fā)性成分充分暴露,從而更多的香氣成分被釋放出來,水芹醛等香氣成分主要存在于花椒內(nèi)殼較難粉碎部分,異莰烷等揮發(fā)性物主要位于青花椒的果皮部分,所以導(dǎo)致原料顆粒度的樣品揮發(fā)性香氣成分的差異。

可以看出與青花椒粒相比,青花椒粉中的醇類物質(zhì)和酯類物質(zhì)相對含量顯著增加(P<0.05),烯烴類物質(zhì)相對含量顯著減少(P<0.05);隨著樣品篩選目數(shù)的增加,醇類物質(zhì)相對含量呈現(xiàn)先增加后穩(wěn)定的趨勢,最終在大于80目時達(dá)到穩(wěn)定,與對照組相比醇類物質(zhì)含量增加了18.53%;烯烴類物質(zhì)相對含量隨著樣品篩選目數(shù)的增加逐漸減少,在大于80目時達(dá)到穩(wěn)定,與對照組相比相對含量降低了19.22%;酯類物質(zhì)相對含量隨著目數(shù)的增加呈現(xiàn)先增加后減少趨勢,可能是因?yàn)轷ヮ愇镔|(zhì)多存在于青花椒的內(nèi)殼部分或果皮中酯類物質(zhì)在研磨過程中發(fā)生了降解。綜上,粉碎能更好地使花椒中的醇類、酯類等特征性香氣釋放出來,而由于烴類物質(zhì)極易揮發(fā),所以在研磨的過程中會導(dǎo)致烯烴類香氣的降解[28],當(dāng)青花椒粉粒度大于80目時香氣不再隨著粒度的變化而變化。

3 結(jié)論

本文研究了原料顆粒度對干制青花椒粉大小形態(tài)、理化性質(zhì)和感官性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,粉碎可以促進(jìn)青花椒麻味物質(zhì)和揮發(fā)性香氣物質(zhì)的釋放,與青花椒粒相比,粉碎后的青花椒粉色澤提升,葉綠素含量、麻味物質(zhì)含量顯著增加,揮發(fā)性香氣成分種類增加;青花椒粉的性質(zhì)會因顆粒度的不同而有所變化,主要是由于不同粒度的粉末樣品是由青花椒不同部位的結(jié)構(gòu)組成所導(dǎo)致,且粉碎會使花椒細(xì)胞組織的細(xì)胞壁充分破壞,有利于麻味物質(zhì)、揮發(fā)性香氣成分等的釋放。在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)及日常膳食使用中,若使用顆粒狀的干制青花椒,為使麻味和香味充分釋放,需先在高溫油爆條件下處理;若使用青花椒粉末,為了節(jié)約人力、物力成本以及提高原料利用率,針對不同的產(chǎn)品性質(zhì)可以選擇合適的粉碎度:大于80目的青花椒粉末可以作為中高檔餐廳品質(zhì)較高的調(diào)味品,或用于對麻味、添加調(diào)味料顆粒度要求較高的產(chǎn)品生產(chǎn);大于40目(40～80目)的樣品可以用作家庭膳食調(diào)味品或用于中麻中香的產(chǎn)品生產(chǎn);大于20目(20～40目)的樣品可用于辣條等對麻味要求較低、允許添加調(diào)味料殘?jiān)鼩埩舻漠a(chǎn)品生產(chǎn)。該研究有望為青花椒的干燥技術(shù)以及青花椒在食品工業(yè)中的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo),促進(jìn)花椒產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,未來的研究可著重于探討青花椒粉末在特定食品中的最適粉碎度及添加量。