不同辣椒品種揮發性物質種類及其含量比較

周 鵬 彭世清 王永平 邢 丹

（貴州省農業科學院辣椒研究所，貴州貴陽 550006）

辣椒（Capsicum annuum L.）為茄科植物[1]，是常見的蔬菜和調味品[2]，是我國重要的果菜類蔬菜和調味品，因其具有較高的食用價值和保健功能而深受人們喜愛[3-4]。21世紀是中國辣椒產業飛速發展階段。據我國大宗蔬菜產業技術體系統計，近年來，我國辣椒種植面積穩定在210萬hm2以上，已成為我國種植面積最大的蔬菜[5]。辣椒中含有豐富的辣椒紅素、辣椒素、維生素、礦物質等，具有很高的保健功能和營養價值；有抗菌消炎、抗氧化、降低膽固醇、溶解血栓等方面的功效[6-9]。

干辣椒揮發性成分有萜烯、含硫化合物、醇、醛、酯、酸、酮、烷等[10]。杜勃峰等[11]利用固相微萃取-氣質聯用技術檢測不同辣椒果實的揮發性成分，6種代表性的干辣椒揮發性成分主要有烴類、酯類、醛類、醇類、酮類、吡嗪類化合物，但關于辣椒種子揮發性化合物的研究很少見有報道。研究不同辣椒品種的揮發性成分，對于不同辣椒品種的品質鑒定有著重要的意義。辣椒揮發性成分種類繁多、組成復雜，且化學成分相互影響，辣椒的產地、品種和貯藏條件都會影響其揮發性成分的種類和含量。因此，緊靠個別化學成分去鑒定辣椒品質存在一定的局限性，很難說明不同辣椒品種揮發性物質的種類、含量差異及其特有物質。

主成分分析法是一種多元統計分析技術，可用于簡化數據和揭示變量間的關系[12-13]。本文利用主成分分析法分析3個辣椒品種的主要揮發性物質及其含量差異，旨在為辣椒品質鑒定提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試辣椒品種為緬甸2號、緬甸5號和簇朝，由貴州省辣椒研究所育種研究室提供。

試劑包括乙醇（分析純，重慶川東化工有限公司）、丙酮（色譜純，重慶川東化工有限公司）。

儀器包括氣相-質譜聯用儀（Agilent 7890型，美國安捷倫科技公司）、恒溫培養振蕩器（ZWY-240型，上海智誠分析儀器制造有限公司）、電子天平（BSA2 24S-CW型，北京賽多利斯天平有限公司）、超純水系統（Milli-Q Direct型，德國默克公司）、臺式高速冷凍離心機（ALLEGRA X-15R型，美國貝克曼庫爾特有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品制備。樣品粉碎、過篩后，稱取100 mg，溶解于10 mL丙酮和水混合溶液中（體積比為1∶1），低溫振蕩48 h，離心5 min，取上層清液過膜待測。

1.2.2 GC-MS色譜與質譜條件。氣相色譜試驗條件：毛細管柱為 TR-5ms（0.25 mm×0.25 μm×30.00 m），氣相進樣口溫度設置為250℃，280℃為連接線溫度。GC程序的升溫條件：將初始溫度設置為60℃，保持2 min后以10 mL/min的速率升到140℃，然后以5℃/min的速率升至280℃，保持6 min。用氦氣作為載氣，流速為1 mL/min，采用不分流進樣，進樣量為1.0 μL，離子源溫度為230℃，掃描范圍為35～650 amu，溶劑延遲 6 min。

1.3 數據處理

采用峰面積歸一化法計算各組分的面積百分比，并通過NIST 17.0質譜數據庫對所出峰的質譜圖進行檢索，以鑒定各揮發性物質。通過SPSS 23.0軟件對辣椒的揮發性成分及其含量進行主成分分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種辣椒的揮發性物質種類和含量

3個辣椒品種的揮發性物質種類和含量如表1、表2所示，共檢測出90種揮發性物質，包括4種烴、7種醇、5種醛、10種酮、4種酚、11種酸、15種酯、12種胺、22種雜環類。其中9種物質為3個辣椒品種所共有，分別為十四甲基環庚硅氧烷、丙三醇、2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡啶-4-酮、 吡咯嗪-1，7-二酮-6-羧基甲酯、異戊酸乙酯、四乙酰基-D-木糖腈、2-肉豆蔻酰泛素、N-己基-苯乙胺和巴龍霉素。不同品種辣椒揮發性物質的種類和含量差異顯著（P＜0.05），緬甸 2號、緬甸 5 號、簇朝揮發性物質種類分別有35種、55種、32種。

表1 （續）

表1 （續）

表1 不同辣椒品種的揮發性成分

表2 不同辣椒品種揮發性物質總含量 單位：%

2.1.1 烷烴類。烷烴類占揮發性物質總量的0.80%～7.80%，平均含量為4.06%，變異系數為70.93%。其中出現頻次最高為十四甲基環庚硅氧烷，其次為十六甲基環六硅氧烷和2-丁基-1，3，2-氧雜硼烷。十四甲基環庚硅氧烷含量最高。

2.1.2 醇類。醇類占揮發性物質總量4.15%～27.31%，平均含量為13.08%，變異系數為77.75%。其中出現頻次較高的有丙三醇和13-十七醇。含量較高的醇類有丙三醇、六氫環戊異惡唑-4，5，6-三醇和13-十七醇。

2.1.3 醛類。醛類占揮發性物質總量的0～7.75%，平均含量為2.84%，變異系數為122.89%。5種醛類物質中，12-十八烯醛在緬甸2號中被檢出，其余4種醛只存在于緬甸5號中。（Z）-9，17-十八二烯醛含量最高。

2.1.4 酮類。酮類占揮發性物質總量8.82%～16.37%，平均含量為13.22%，變異系數為22.84%。其中2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡啶-4-酮和16-硝基雙環[10.4.0]十六烷基-1-醇-13-酮出現頻次較高。含量較高的是2，3-二氫-3，5-二羥基-6-甲基-4H-吡啶-4-酮、7-辛基氧雜環戊烷-2-酮和2H-吡喃-2，6（3H）-二酮。

2.1.5 酚類。酚類占揮發性物質總量3.87%～14.16%，平均含量為10.70%，變異系數為45.14%。其中（E）-4-（3-羥基丙-1-烯-1-基）-2-甲氧基苯酚和 2，4-二叔丁基苯酚出現頻次較高。含量較高的有2，4-二叔丁基苯酚、（E）-4-（3-羥基丙-1-烯-1-基）-2-甲氧基苯酚和2-甲氧基-4-乙烯基苯酚。

2.1.6 酸類。酸類占揮發性物質總量的0～2.58%，平均含量為1.67%，變異系數為70.66%。蝶呤6-羧酸和5-羥基-2，4-二叔丁基苯基酯戊酸為緬甸2號特有的酸類物質。 （-）-N-乙酰神經氨酸、（Z，Z，Z）-2，3-二羥基丙酯基-9，12，15-十八碳三烯酸、3-羥基-十二酸、正十六酸、反式-（2-苯基-1，3-二氧戊環-4-基）甲酯基-9-十八碳烯酸、N-甘氨酰-DL-亮氨酸和尿酸是緬甸5號特有的酸類物質。六氫-3-（羥甲基）-吡啶丙酸為簇朝特有的酸類物質。

2.1.7 酯類。酯類占揮發性物質總量12.91%～17.57%，平均含量為15.10%，變異系數為12.65%。其中出現頻次較高的有吡咯嗪-1，7-二酮-6-羧基甲酯、異戊酸乙酯、亞油酸乙酯和十六酸乙酯等。含量較高的有十六酸乙酯、亞油酸乙酯、α，β-葡糖辛酸內酯和異戊酸乙酯等。

2.1.8 胺類。胺類占揮發性物質總量6.38%～13.08%，平均含量為9.43%，變異系數為29.37%。其中出現頻次較高的有2-肉豆蔻酰泛素、N-己基-苯乙胺、d-Gala-l-ido-辛酸酰胺等。含量較高的有N-（2-巰基乙基）-八酰胺、2-肉豆蔻酰泛素和d-Gala-l-ido-辛酸酰胺。

2.1.9 雜環類。雜環類占揮發性物質總量的10.99%～25.74%，平均含量為18.61%，變異系數為32.40%。其中出現頻次較高的有巴龍霉素和2-氟-5-[2-羧基乙烯基]-咪唑。含量較高的有巴龍霉素、松三糖和環狀1，2：3，4-雙（丁基硼酸酯）-6-脫氧-α-L-吡喃半乳糖等。

2.2 不同品種辣椒揮發性物質的主成分分析

對辣椒的9類揮發性物質進行主成分分析，由表3可知，2種主成分方差貢獻率分別為59.861%和40.139%，累積方差貢獻率為100%，能夠較好地代表辣椒揮發性物質信息，取這2個主成分來分析有效成分。由表4可知，對第1主成分貢獻最大的是雜環類物質，其次為酮類和酚類物質；對第2主成分貢獻最大的是醛類物質，其次為酯類和胺類物質。3個辣椒品種的主成分得分和綜合得分如表5所示，3個辣椒品種綜合得分存在差異，緬甸5號的主成分綜合得分最高，其次為簇朝和緬甸2號。

表3 主成分的特征值及方差貢獻率

表4 主成分載荷矩陣

表5 不同辣椒品種主成分得分和綜合得分

3 結論與討論

從3個辣椒品種中共檢測出90種揮發性物質，主要為烴類、醇類、醛類、酮類、酚類、酸類、酯類、胺類和雜環類，其中雜環類物質含量最高，酯類次之。

醛類物質一般具有一定的香味且感官閾值較低[14]。比如，壬醛、癸醛、十一醛具有柑橘味、花果香、橘香、玫瑰香，反-2，4-壬二烯醛有花果香和油脂香味，反-2-壬烯醛有黃瓜的香氣[15-16]。酮類物質也具有一些令人心情愉悅的香氣[17]。比如，香葉基丙酮具有木蘭香氣，beta-紫羅酮具有覆盆子的香氣[18]，壬酸具有一些脂肪的香氣[16]。酯類物質常有水果香味。不同辣椒揮發性物質種類和含量不同，其氣味亦會不同，辣椒氣味應是由多種揮發性成分相互作用的結果。

主成分分析法是一種把多個指標轉化成少數幾個綜合指標的多元降維統計分析方法，可分析樣品中揮發性成分的組成及其含量[19-22]。采用主成分分析法發現異丁醇、苯乙酸乙酯、乳酸乙酯等物質對黃酒的風味貢獻較大[23]。因此，采用主成分分析法研究不同辣椒的揮發性物質，可以找出影響辣椒氣味的主要化合物。主成分分析結果顯示，醛類、酮類、酚類和雜環類物質對辣椒氣味的影響較大。3個辣椒品種的揮發性物質存在顯著差異。