不同品種青花椒品質對比分析

嚴春俊，郭川川，李般程，謝思，馬鈐，王浩文

四川天味食品集團股份有限公司（成都 610200）

花椒（Zanthoxylum bungeamumMaxim）是蕓香科花椒屬植物，因其藥用特性和辛辣味，并擁有多種對人體健康有益的化合物而備受關注[1]。花椒中富含酰胺、揮發油、黃酮和香豆素等成分，具有多種生理功能，其常用的食用方式是油炸直接食用或粉碎成花椒粉，不僅可以增加產品的香氣，還具有開胃解膩、刺激食欲的作用[2-4]。衡量花椒品質特征指標主要包括色澤、麻味物質和揮發油，不同花椒品種間品質差異較大，主要跟花椒生長的自然環境諸多因素有關[5-6]。在四川、重慶、云南等南方地區是青花椒的盛產地，花椒品種主要包括金陽青花椒、洪雅藤椒、江津青花椒和昭通青花椒等多個品種[7]。近年來，巴中市平昌縣青花椒產業發展迅速，現有花椒樹種植面積35萬畝，當地青花椒被評為地理標志產品，其價格較云南昭通青花椒也更便宜，但市面上平昌青花椒的流通量較小，眾多客商對其品質評價褒貶不一，為了解平昌青花椒與主流云南昭通青花椒品質間的差異。

對比分析2種花椒的色澤品質、花椒開口率、麻素、揮發油、黃酮和多酚含量差異，并對2種青花椒的香氣和苦味進行感官評價，結合頂空固相微萃取（HS-SPME）偶聯氣相色譜質譜聯用（GC-MS）分析2種青花椒揮發性化合物的差異，以期為青花椒的品質評價及青花椒資源開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青花椒A（云南昭通青花椒）；青花椒B（平昌青花椒）；蘆丁、沒食子酸（均為碧云天生物技術有限公司）；羥基-β-山椒素（成都埃法生物科技有限公司）；甲醇、Folin-Ciocalteu試劑、Na2CO3、AlCl3（成都市科隆化學品有限公司）。

1.2 主要儀器與設備

高速冷凍離心機（5804R，美國Thermo公司）；色差儀（CM-5，日本柯尼卡美能達公司）；制冷恒溫搖床（TS-200DH，歐若儀器有限公司）；紫外可見分光光度計（UV1800，日本島津儀器公司）；電子天平（JA2003，海能科技有限公司）；氣相色譜-質譜聯用儀（QP2010plus，日本島津公司）；固相微萃取裝置及65 μm PDMS/DVB固相微萃取頭（美國Supelco公司）；超級恒溫循環槽（MP-501A，上海一恒科學儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 色澤測定

利用色差儀（CM-5）檢測青花椒的色澤，記錄L*（亮度）、a*（紅/綠）和b*（黃/藍）值。

1.3.2 開口率的測定

隨機選取2種青花椒各300粒作為樣本，按照式（1）計算開口率[8]。

1.3.3 精油含量

采用水蒸氣提取法制備揮發油，稱量20 g花椒置于圓底燒瓶中，加入300 mL蒸餾水，搖勻后恒溫水浴（100 ℃）加熱2 h，冷卻至室溫，記錄精油體積，重復3次[9]。

1.3.4 水分測定

參照水分檢測方法GB 5009.3—2016測定2種青花椒的水分。

1.3.5 提取液的制備

采用粉碎機粉碎青花椒，過0.425 mm孔徑（40目）網篩，稱量1.000 g花椒粉置于50 mL離心管中，加入20 mL 70%甲醇，混合均勻。將離心管放置于搖床中振蕩1 h，溫度30 ℃，轉速220 r/min，用冷凍離心機離心提取液30 min，溫度25 ℃，轉速10 000g，收集上清液，儲存4 ℃備用。

1.3.6 紫外可見光譜分析

將提取液用70%甲醇溶液稀釋200倍，利用紫外光譜儀測定提取液在波長200～600 nm間的特征吸收。

1.3.7 測定總酰胺、總酚與總黃酮

1.3.7.1 總酰胺含量的測定

將提取液適當稀釋后，用紫外可見光譜儀測定波長268 nm處的吸光度，以羥基-β-山椒素為標準品繪制標準曲線，標曲范圍為0～1.6 μg/mL，標準曲線回歸方程為Y1=0.335 2X1-0.002 3，R2=0.998 8（Y1，吸光度；X1，羥基-β-山椒素質量濃度，mg/mL），總酰胺以羥基-β-山椒素計。

1.3.7.2 總酚含量的測定

采用Folin-Ciocalteu法，測定方法參考楊森等[10]的方法并適當修改，將提取液適當稀釋后，用紫外可見光譜儀檢測波長765 nm處的吸光度，以沒食子酸為標準品繪制標準曲線，標曲范圍為0.062 5～1.5 mmol，標準曲線回歸方程為Y2=0.914 3X2+0.017 3，R2=0.998 9（Y2，吸光度；X2，沒食子酸摩爾濃度，mmol），總酚含量以沒食子酸計。

1.3.7.3 總黃酮含量的測定

根據Farhadi等[11]的方法并適當修改，將提取液適當稀釋后，用紫外可見光譜儀檢測波長為510 nm處的吸光度，以蘆丁為標準品繪制標準曲線，標曲范圍為0.125～2 mmol，標準曲線回歸方程為Y3=1.006 8X3+0.007 2，R2=0.993 4（Y3，吸光度；X3，蘆丁摩爾濃度mmol），總黃酮含量蘆丁計。

1.3.8 感官評價

整粒花椒去籽，采取直接咀嚼的品評方式，以沸水浸泡去籽整粒花椒3 min，過濾花椒粒制備花椒水，質量濃度3%。

由4名感官分析師對描述語言進行開發，經一致討論后確定感官描述詞。選取10名具有1年以上感官評價經驗，健康，無鼻炎，無吸煙習慣的感官評價人員（5名女性、5名男性，年齡22～30歲）根據參照樣對描述語言進行熟悉，由感官評價人員對整粒花椒及花椒水進行描述性感官評價，小組成員對每個香氣與滋味特征從0分（非常弱）到100分（非常強）進行香氣與滋味強度評分，經小組討論后，獲得品評小組一致同意的分數。對整粒花椒及花椒水的香氣與滋味強度評分結果進行擬合，得到其風味輪廓圖[12]，感官描述詞見表1。

表1 感官描述性分析的描述詞

1.3.9 揮發性成分檢測

參考Zheng等[13]的方法并適當修改。稱取2.000 g樣品置于15 mL萃取瓶中，放入60 ℃水浴中預平衡15 min，插入萃取頭萃取50 min后，取出插入GC-MS進樣口解析5 min后檢測。

進樣口溫度270 ℃。升溫程序為：40 ℃，保持5 min，以4 ℃/min升至100 ℃，以6 ℃/min升至230 ℃，保持10 min。載氣為高純氦，流速1 mL/min，不分流模式。質譜離子源傳輸管的溫度分別是300 ℃和250℃；電離方式為EI，電子能量70 eV，質量掃描范圍35～400 amu。通過將質譜與NIST17數據庫中的質譜進行比較來鑒定每種揮發性化合物，按峰面積歸一化計算各成分百分含量。

1.3.10 數據處理與分析

試驗數據以均值±標準誤差的形式表示，數據采用Excel軟件進行單因素方方差分析和顯著性檢驗（P＜0.05），利用Origin 9.0作圖。

2 結果與分析

2.1 色澤

花椒色澤是評價花椒品質重要指標之一。影響花椒色澤的因素很多，主要包括產地自然環境條件、花椒品種、采摘時間、烘干方式和儲存方式等[14-16]。2種青花椒實物圖如圖1所示，2種青花椒色澤差異明顯，云南昭通青花椒整體呈灰綠色，平昌青花椒整體呈青綠色，兩種青花椒油腺均飽滿，平昌青花椒外形較扁平。平昌青花椒其品種來源于九葉青花椒，是由重慶江津青花椒引種至巴中平昌縣而產生的新品種花椒。

圖1 青花椒圖

色差儀具有簡單、快捷、準確度高和精密度高的特點，是檢測花椒色澤的有效工具，2種青花椒色差結果如表2所示。平昌青花椒的a*值和b*較云南昭通青花椒更小，說明平昌青花椒的綠色更深且黃色更淺，結果與實物圖結果一致。

表2 青花椒色差指標

2.2 開口率測定結果

開口率是判定青花椒品質的重要指標之一，一般來說，開口率越高，品質越好。成品花椒中含有開口花椒、包籽花椒和花椒籽，花椒籽也是花椒果皮生產中最多的副產物，花椒籽殼中含有大量的黑色素和生物堿，花椒籽仁中含有豐富的可食用油脂和蛋白質，眾多研究者對其進行研究以解決花椒籽資源利用率低的問題[17-19]。

2種青花椒開口率結果如表3所示，云南昭通青花椒開口率為92.44%，明顯高于平昌青花椒的開口率86.51%，這可能與平昌青花椒外形扁平有關。

表3 青花椒的開口率

2.3 紫外可見光譜結果

紫外可見光譜可從整體上反映樣品的物質基礎情況，具有特征性、重現性和可操作性，能同時對多種成分進行質量控制與差異分析[20]。由圖2可知，在波長200～600 nm范圍內云南昭通青花椒與平昌青花椒各特征峰強度存在明顯差異。在波長為256和268 nm時，平昌青花椒的吸光度較云南昭通青花椒更高，這可能是因為平昌青花椒含有更多的酰胺類化合物。在波長280和330 nm也出現明顯特征峰，這可能與樣品中存在水溶性蛋白和多酚類化合物有關[21-22]。

圖2 青花椒紫外可見光譜圖

2.4 水分及活性成分含量

水分通常直接影響花椒的貨架期及品質[23]。花椒中富含精油、酰胺與多酚等多種生物活性成分，其含量是評價花椒品質的通用質量指標。酰胺類化合物引起的獨特麻感是人們食用花椒的重要原因，據報道，酚類化合物與黃酮類化合物也是抗氧化活性的主要來源[24-25]。由表4可知，云南昭通青花椒與平昌青花椒的水分分別為13.15%和12.7%，但兩者間無顯著性差異。平昌青花椒總酚與總黃酮含量為72.51和54.81 mg/g，均顯著高于云南昭通青花椒的63.18和50.39 mg/g。一般來說，花椒采摘期越晚，其成熟度越高，花椒含有的總酰胺和精油含量也越高[26]。平昌青花椒的總酰胺與精油含量分別為26.98 mg/g和9.49 mL/100 g均顯著高于云南昭通青花椒的25.61 mg/g和8.17 mL/100 g，這可能與2種青花椒品種不同相關。

表4 青花椒的活性成分及揮發油

2.5 感官評價結果

整粒花椒和花椒水感官評價結果如圖3所示，整粒花椒品評結果顯示，2款青花椒產品都具有明顯的綠色清新的香氣、柑橘香和木香，麻感濃郁，咀嚼時存在明顯的苦味。云南昭通青花椒的木香、類似熱帶水果的果香感更明顯，入口即有明顯的麻感且麻感持久，之后苦味明顯釋放出來。平昌青花椒較云南昭通青花椒的綠色清新風味更濃郁，花香、柑橘香（柑橘果肉和柑橘類皮香）、皂脂香相對更明顯，入口即有明顯的苦味，之后麻味釋放出來且麻感持久，麻感強度較云南昭通青花椒差異不明顯，咀嚼過程中苦味慢慢累積，程度加強。

圖3 青花椒感官評價輪廓圖

花椒水品評結果顯示，泡水之后，2款花椒的整體風味強度均有所下降，云南昭通青花椒的整體風味較平昌青花椒略顯苦悶，木香明顯且麻感和苦味更濃郁。而平昌青花椒的清香感更濃郁，花香、柑橘香（柑橘果肉、皮）、皂脂香更明顯，麻感和苦味相對比較弱。

2.6 青花椒揮發性成分分析

經GC/MS檢測，2種青花椒共檢測出72種揮發性化合物，揮發性化合物的種類與占比如圖4所示，2種青花椒揮發性成分主要為烯烴類、醇類、酯類、醛類和其他類，結果與前人報道結果一致[27-28]。2種青花椒的烯烴類化合物與醇類化合物占比差異較大，云南昭通青花椒的烯烴類化合物占比54%、醇類化合物占比40%，平昌青花椒的烯烴類化合物占比62%、醇類化合物占比34%，而烯烴類化合物提供青花椒木香和松節油香氣，醇類化合物主要提供青花椒花香、醇香風味，說明2種青花椒的香氣存在差異[29]。

圖4 青花椒揮發性化合物種類及占比

由表5可知，從云南昭通青花椒中檢測到揮發性組分有56種，其中相對含量大于1%的揮發性組分從大到小有13種：芳樟醇（36.82%）、D-檸檬烯（18.55%）、檜烯（13.61%）、月桂烯（6.59%）、乙酸芳樟酯（2.86%）、β-石竹烯（2.66%）、α-側柏烯（1.72%）、（Z）-β-羅勒烯（1.54%）、2-蒎烯（1.53%）、2-蒈烯（1.49%）、4-側柏醇（1.45%）、α-律草烯（1.31%）、γ-萜品烯（1.1%）。

表5 青花椒揮發性組分的相對含量

從平昌青花椒中檢測到揮發性組分有50種，其中相對含量大于1%的揮發性組分從大到小也有13種：芳樟醇（31.43%）、D-檸檬烯（21.17%）、檜烯（14.88%）、月桂烯（6.93%）、2-蒎烯（3.22%）、α-側柏烯（2.09%）、乙酸芳樟酯（2.08%）、β-石竹烯（2.06%）、（Z）-β-羅勒烯（1.99%）、α-水芹烯（1.69%）、γ-萜品烯（1.61%）、（十）-γ-古蕓烯（1.37%）、α-律草烯（1.22%）。

2種青花椒揮發性組分中，含量最高的化合物均為芳樟醇，其次是D-檸檬烯、但兩者的相對含量存在差異，陳海濤[30]認為芳樟醇與檸檬烯的含量在一定程度上可以反映花椒的品質和差異。2種青花椒相對含量大于1%的揮發性組分均為13種，共有組分為11種，共有成分的相對含量差異較大，云南昭通青花椒相對含量大于1%的特有揮發性組分為2-蒈烯（1.49%）和4-側柏醇（1.45%），平昌青花椒相對含量大于1%的特有揮發性組分為α-水芹烯（1.69%）和（十）-γ-古蕓烯（1.37%）。因不同揮發性組分具有不同的香氣，其含量不同呈現出花椒不同的風味特征，2種青花椒香氣差異主要是由于共有揮發性組分相對含量差異及特有揮發性組分相對含量差異造成。

3 結論與展望

試驗系統闡述評價青花椒品質的方法，為青花椒品種的區分、品質評價及開發利用提供有價值的理論知識，結果發現，云南昭通青花椒整體呈灰綠色，平昌青花椒整體呈青綠色，2種青花椒油腺均飽滿，平昌青花椒外形較扁平，從而使得其開口率較低。因青花椒品種的不同，平昌青花椒的總酚、總黃酮、總酰胺及精油含量均明顯高于云南昭通青花椒。感官結果發現，云南昭通青花椒的木香更濃郁，平昌青花椒整體更清香；麻感和苦味在直接咀嚼時強度差異不明顯，但是釋放順序有區別，在泡水喝時麻感、苦味的強度差異明顯。

2種青花椒揮發性成分主要為烯烴類、醇類、酯類、醛類和其他類，且2種青花椒的烯烴類化合物與醇類化合物占比差異較大，使得2種青花椒的香氣存在差異。2種青花椒相對含量大于1%的揮發性組分均為13種，共有組分為11種，共有成分的相對含量差異較大，云南昭通青花椒相對含量大于1%的特有揮發性組分為2-蒈烯（1.49%）和4-側柏醇（1.45%），平昌青花椒相對含量大于1%的特有揮發性組分為α-水芹烯（1.69%）和（十）-γ-古蕓烯（1.37%）。2種青花椒香氣差異主要是由于共有揮發性組分相對含量差異及特有揮發性組分相對含量差異造成的。

試驗尚未深入了解2種青花椒苦味存在差異的原因，青花椒的苦味強度會極大地影響消費者的選擇，這可能也是平昌青花椒在市面上流通量較小的主要原因，后續研究可深入分析2種青花椒苦味化合物的差別，旨在為青花椒的品質評價提供更多的參考依據。