紅胡椒精油化學(xué)成分的GC-MS分析

黃曉德，劉良峰，趙伯濤，李 解，張鋒倫，徐平蘭，陳 斌，王如江

(1. 南京野生植物綜合利用研究院，江蘇 南京 211111； 2. 南京市江寧區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，江蘇 南京 211103；3. 江蘇天韻未來農(nóng)業(yè)旅游發(fā)展有限公司，江蘇 南京 211111)

紅胡椒又稱巴西胡椒、粉紅胡椒，是漆樹科柔毛肖乳香屬植物巴西胡椒木(SchinusterebinthifoliusRaddi)的果實(shí)，具有胡椒的辛香風(fēng)味。紅胡椒原產(chǎn)于巴西、阿根廷和巴拉圭等地，隨著巴西胡椒木被當(dāng)作裝飾或遮蔭植物引種到美歐國家，紅胡椒被美國、加拿大、西班牙、意大利等許多歐美國家作為調(diào)味料使用。近年來的研究表明，紅胡椒在食品中不僅具有調(diào)香調(diào)味作用，其所含的精油還具有抗氧化、抑菌、抗腫瘤等多種生物活性[1-6]。Beatriz等研究了紅胡椒提取物對雞肉漢堡理化特性、氧化穩(wěn)定性和動態(tài)感官特征的影響，結(jié)果表明紅胡椒提取物在延緩雞肉漢堡的脂質(zhì)氧化方面與合成抗氧化劑丁基羥基甲苯具有同樣的效果[7]。Bruno等研究了紅胡椒精油對8種人類腫瘤細(xì)胞的抗增殖活性，發(fā)現(xiàn)紅胡椒精油對腎臟、卵巢和前列腺部位的腫瘤細(xì)胞有較強(qiáng)的抑制作用[8]。

紅胡椒作為調(diào)味料在國外已有較長的應(yīng)用歷史，國外學(xué)者對其風(fēng)味成分、生物活性物質(zhì)進(jìn)行了較為深入的研究[9-14]。近年來，隨著食品流通的全球化，紅胡椒也被引入到了我國，出現(xiàn)在部分進(jìn)口調(diào)味品的配方中。但是，作為新引進(jìn)的調(diào)味產(chǎn)品，國內(nèi)對紅胡椒的研究相對較少。本研究采用GC-MS法對紅胡椒精油的化學(xué)成分進(jìn)行了分析，以期明確紅胡椒中的風(fēng)味成分，為紅胡椒風(fēng)味的化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)和質(zhì)量控制研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料試劑

紅胡椒：由山東百佳食品有限公司提供；無水硫酸鈉：分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；甲醇：色譜純，美國天地試劑公司。

1.2 儀器設(shè)備

UTP-313型電子天平：上海花潮電器有限公司；LD-Y400A高速萬能粉碎機(jī)：上海頂帥電器有限公司；氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀：安捷倫公司7820A氣相串聯(lián)5975質(zhì)譜檢測器。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品制備

稱取經(jīng)高速萬能粉碎機(jī)粉碎過30目篩的紅胡椒粉末50 g，于精油提取器中蒸餾提取2 h，經(jīng)油水分離得紅胡椒精油，用無水硫酸鈉干燥過濾后備測。

1.3.2 精油含量測定

根據(jù)GB/T30385-2013《香辛料和調(diào)味品精油含量的測定》中相關(guān)規(guī)定，采用水蒸氣蒸餾法對樣品中的精油含量進(jìn)行測定。精油含量計算公式如下：

式中：V1為測得的二甲苯和精油的總體積，mL；

V2為測得的二甲苯體積，mL；

M為試樣質(zhì)量，g；

W為試樣水分百分含量。

1.3.3 氣相色譜條件

Agilent HP-5MS(30 m ×250 μm ×0.25 μm)毛細(xì)管色譜柱；升溫程序，初始柱溫60℃保持5 min，以2℃/min升溫到135℃，保持10 min，然后以20℃/min升溫到240℃，保持4 min；載氣為高純氦氣，流速1.0 mL/min；進(jìn)樣口溫度250℃，接口溫度280℃；進(jìn)樣量為1 μL，分流比20∶1。

1.3.4 質(zhì)譜條件

EI離子源，離子源溫度230℃，MS四極桿溫度150℃，接口溫度200℃，發(fā)射電流200 μA，掃描范圍33～650 amu，溶劑延遲3.0 min。標(biāo)準(zhǔn)譜庫NIST11.L檢索，峰面積歸一法計算各組分相對百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 精油含量

采用GB/T30385-2013方法對紅胡椒精油含量進(jìn)行了測定，結(jié)果樣品中精油含量為(5.42±0.15)%。

2.2 精油GC-MS分析

取1.0 μL經(jīng)無水硫酸鈉脫水處理的紅胡椒精油注入氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行分析。經(jīng)GC-MS分析得紅胡椒精油的GC-MS總離子流色譜，通過NIST11.L檢索，結(jié)合人工譜圖解析，確定紅胡椒精油中的主要化學(xué)成分，并根據(jù)峰面積歸一法計算各組分相對百分含量。結(jié)果如圖1和表1所示。

由圖1分析可知，紅胡椒精油經(jīng)GC-MS分離檢測得到126個峰。通過NIST11.L數(shù)據(jù)庫檢索，結(jié)合人工分析，從紅胡椒精油中分析鑒定出精油組分物質(zhì)59種(見表1)，占精油總量的95.58%，主要由烯、醇、酯、酮、酸類化學(xué)物質(zhì)組成。其中烯類化合物種類最多，為33種，醇類物質(zhì)13種，酮類物質(zhì)3種，酸類物質(zhì)2種。各成分中含量最高的為D-檸檬烯(17.03%)，其后含量較多的依次為α-水芹烯(13.56%)、(+)-3-蒈烯(11.57%)、α-蒎烯(7.19%)、欖香醇(6.40%)和表姜烯酮(4.92%)。

通過與國外研究數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn)，本研究測定的紅胡椒精油在組分和含量上與國外的測定結(jié)果存在一定差異。國外文獻(xiàn)中，紅胡椒精油中含量最高的化學(xué)成分為α-蒎烯(20.7%)、檸檬烯(20.81%)和α-小茴香烯(20.75%)[14]。而本研究分析結(jié)果中，相對含量最高的化學(xué)成分為D-檸檬烯(17.03%)，且α-水芹烯、(+)-3-蒈烯、α-蒎烯等主要組分在精油中的相對含量較國外數(shù)據(jù)略低。可見不同研究中，紅胡椒精油化學(xué)成分存在著較大的差異。分析原因，一方面是由實(shí)驗所用紅胡椒品種、產(chǎn)地不同異造成；另一方面是紅胡椒流通運(yùn)輸過程中，部分精油成分發(fā)生了損失、分解和物質(zhì)轉(zhuǎn)化所致。因此，研究紅胡椒品種、產(chǎn)地及流通對精油化學(xué)組分的影響，將有助于明確紅胡椒的植物來源，建立紅胡椒質(zhì)量指標(biāo)。

圖1 紅胡椒精油總離子流圖Fig.1 The total ion current diagram of the essential oil of pink pepper

表1 紅胡椒精油化學(xué)成分GC-MS分析結(jié)果

續(xù)表1 紅胡椒精油化學(xué)成分GC-MS分析結(jié)果Table 1 GC-MS analysis of the chemical constituents of the essential oil of pink pepper

3 討 論

近年來，隨著我國食品工業(yè)和餐飲的全球化，紅胡椒被引入到我國，并成為一種新型調(diào)味料。分析研究紅胡椒呈味呈香的成分，明確其呈味呈香的化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)，將有助于建立紅胡椒品質(zhì)控制和質(zhì)量檢測的科學(xué)方法。

通過對紅胡椒精油的提取和分析，結(jié)果表明蒸餾法提取到的紅胡椒精油中，含量最高的是D-檸檬烯(17.03%)，其次是α-水芹烯(13.56%)、(+)-3-蒈烯(11.57%)、α-蒎烯(7.19%)、欖香醇(6.40%)、表姜烯酮(4.92%)，這6種組分占全部被檢出組分含量的55.73%，初步確定為紅胡椒精油的主要化學(xué)成分，為紅胡椒的進(jìn)一步研究和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。