張 藝，張甫生，宋瑩瑩，陳光靜，吳金松，羅東升，闞建全*

（西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏重點實驗室，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（重慶），重慶 400715）

干燥條件對青花椒色澤的影響

張 藝，張甫生，宋瑩瑩，陳光靜，吳金松，羅東升，闞建全*

（西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏重點實驗室，農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風(fēng)險評估實驗室（重慶），重慶 400715）

為了解不同的干燥條件與青花椒果皮表面油胞的完整性對鮮青花椒干燥后色澤的影響，以鮮青花椒為原料，研究破油胞組、未破油胞組、陰干組這3種干燥條件對青花椒色澤和葉綠素降解情況的影響。結(jié)果表明：不同的干燥條件對干燥后青花椒的色澤均有一定程度的影響，破油胞組干青花椒變色最為嚴(yán)重，陰干組干青花椒變色次之，未破油胞組干青花椒青綠色澤最好；不同干燥條件下，葉綠素的降解產(chǎn)物不完全相同；脫鎂葉綠酸等褐色葉綠素降解產(chǎn)物的產(chǎn)生可能是破油胞組與陰干組干青花椒變色的原因之一；干燥過程中，青花椒的色澤參數(shù)值與葉綠素a、b含量的變化呈極顯著（P＜0.01）正相關(guān)關(guān)系。

青花椒；色澤；干燥；葉綠素降解

花椒，又名蜀椒、川椒等，是蕓香科落葉灌木或小喬木的成熟果皮，主要包括青花椒（Zmnthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc.）和紅花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.），是中國傳統(tǒng)的香料，有“中國八大調(diào)料”之稱[1]。青花椒簡稱青椒，因其果實成熟后仍呈青綠色而得名。青花椒麻味純正濃烈，氣味清香，深受消費者喜愛，廣泛用于食品的烹調(diào)和加工之中，現(xiàn)已形成重慶江津、四川金陽等著名的青花椒生產(chǎn)基地[2-3]。

由于青花椒的生產(chǎn)具有季節(jié)性，因此干青花椒是青花椒產(chǎn)業(yè)中最主要的初級產(chǎn)品，正常的干青花椒呈翠綠色，其色澤是干青花椒最重要的質(zhì)量指標(biāo)之一[4]。目前青花椒主要的干制方式仍然是自然晾曬。采收后的鮮青花椒在太陽能的自然干燥過程中，很容易變成黑色而失去青綠色，就是在最佳的自然干燥條件下和鮮青花椒的油胞保持完整時，青花椒的變色率也在20%以上；如遇天氣不好（陰濕）和鮮青花椒的油胞在采收和轉(zhuǎn)運時破損較大時，青花椒的變色率將達(dá)到80%以上。青綠色的干青花椒與變色的干青花椒，市場售價相差2～5倍，種植農(nóng)戶僅這一環(huán)節(jié)的損失就很大。解決這一環(huán)節(jié)的變色問題，已迫在眉捷。但目前國內(nèi)外關(guān)于青花椒的研究主要集中在香氣成分分析[5-6]、活性物質(zhì)（如酰胺類物質(zhì)[7-8]和生物堿[9-10]）等方面，關(guān)于青花椒自然干燥時色澤變化的報道幾乎沒有。本研究為在盡量接近青花椒自然干燥的情況下，通過對在各種干燥條件下青花椒色澤變化和葉綠素降解情況的研究，旨在為尋求一種青花椒的最佳干燥條件提供實驗數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮青花椒，采摘于重慶市江津區(qū)先鋒鎮(zhèn)青花椒生產(chǎn)基地。

葉綠素及其衍生物標(biāo)準(zhǔn)品 實驗室自制[11]；丙酮（色譜純） 成都科龍化工試劑廠；正己烷、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺（N,N-dimethyl formamide，DMF）、四丁基溴化銨、乙酸銨（均為分析純） 成都科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

LC-20A分析型液相色譜儀 日本島津公司；UltroScan PRO測色儀 美國Hunter Lab公司；MAP-500D電子天平 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；101-3-S電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 重慶慧達(dá)實驗儀器有限公司；FSH-Ⅱ型勻漿機 江蘇環(huán)宇科學(xué)儀器廠；RE52-98旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；DF8517超低溫冰箱韓國Ilshin公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理

實驗?zāi)７孪募咀匀桓稍飾l件，夏季晴天正午地面溫度在45 ℃左右，如遇連續(xù)陰雨天氣，室內(nèi)溫度約為25 ℃。取鮮青花椒分別放置在45 ℃（當(dāng)時室外曬制的平均溫度，鼓風(fēng)干燥）與25 ℃（當(dāng)時室內(nèi)8 d的平均溫度，相應(yīng)的相對濕度變化范圍為55%～75%，平均相對濕度為60%，室內(nèi)陰干）的溫度下干燥，干燥時間分別為12 h和144 h（兩種溫度下的干燥時間是由青花椒干燥結(jié)束時水分含量是否達(dá)到成品干青花椒水分含量確定的），45 ℃條件下干燥的樣品每隔2 h取一次樣，25 ℃條件下干燥的樣品每隔24 h取一次樣，取得的樣品立即用UltroScan PRO測色儀測定其顏色，其余樣品用于測定葉綠素及其降解衍生物的含量與種類。由于陰干組是在室內(nèi)自然陰干的，其相對濕度有一定的波動，因此為避免由環(huán)境變化所引起的差異，本實驗共處理3個批次的樣品，每一批次處理方法相同，25 ℃與相對濕度為60%分別為3個批次處理時間內(nèi)的平均溫度和平均相對濕度。

在45 ℃條件下干燥的青花椒設(shè)定了鮮青花椒破油胞組與不破油胞組，即把鮮青花椒表面油胞的完整性也納入考察條件之一。破壞油胞處理：每50 g新鮮青花椒分裝于500 mL錐形瓶中于振蕩器上200 r/min振蕩60 s，以獲得破壞油胞的樣品。即設(shè)定3組實驗：破油胞組（鮮青花椒經(jīng)破油胞處理后放置在45 ℃條件下干燥）、未破油胞組（鮮青花椒直接放置在45 ℃條件下干燥）、陰干組（鮮青花椒放置在室內(nèi)陰干，室內(nèi)平均溫度為25 ℃）。

1.3.2 青花椒色澤的測定方法

采用色度儀-電子眼檢測（Hunter Lab），觀察面積0.18 mm，選用RSIN-包括鏡面反射模式，濾光片位置：微量的。采用國際CIE Lab色度空間表示顏色，儀器校正完成后開始測量樣品花椒的L*、a*、b*值，L*為亮度，在0～100之間，0表示絕對黑色，100表示絕對白色；a*為紅綠軸（－a*代表綠，＋a*代表紅，a*值變化范圍為－100～＋100）；b*為藍(lán)黃軸（－b*代表藍(lán)，＋b*代表黃，b*值變化范圍為－100～＋100）[12-13]。每個樣品測量20顆青花椒，每顆測1次。測量完成后由CIE Lab模式轉(zhuǎn)換為CIE LCh模式即可得到所測顏色的C值和h值，分別代表所測顏色的彩度和色相?？偵睢疎*的計算以新鮮青花椒的L*、a*、b*值作為標(biāo)準(zhǔn)對照，根據(jù)國際ASTM E308-99標(biāo)準(zhǔn)，相應(yīng)的計算公式為：

1.3.3 葉綠素及其降解衍生物含量的測定

參考Fraser[14]、Arkus[15]等的方法。將制備好的葉綠素a、葉綠素b、脫植基葉綠素a、脫植基葉綠素b和脫鎂葉綠酸a用80%丙酮配制成不同濃度的溶液，用高效液相色譜儀進(jìn)行測定，繪制的標(biāo)準(zhǔn)曲線見表1，對于不常見且不易制備的葉綠素衍生物均采用與其具有相似吸收光譜的物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量。

表1 葉綠素及其降解衍生物的標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 1 Standard curves of chlorophylls and their derivatives

樣品前處理的方法：參考Roca等[16]的方法。稱取青花椒樣品5.0 g，加入到用MgCO3飽和過的50 mL DMF溶液中，勻漿后過濾，濾渣再用50 mL DMF提取，過濾。合并、收集濾液于分液漏斗中，加入正己烷（50 mL×3）用以除去油脂和部分類胡蘿卜素，葉綠素類色素保留在DMF相中。將富含葉綠素的DMF溶液低壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（低于30 ℃）去掉DMF溶劑后，殘余物溶于5 mL丙酮中，此樣品溶液過0.45 ?m有機濾膜后用于高效液相色譜分析。

液相色譜分析條件：色譜柱為GL Sciences Column（ODS-SP，4.6 mm×250 mm，5 ?m）；流動相A相組成體積比為1∶1∶8的離子對-水-甲醇(離子對為含有四丁基溴化銨（0.05 mol/L）和醋酸銨（1.0 mol/L）的水溶液)，B相組成體積比為1∶1的甲醇-丙酮；洗脫程序為：B相在35 min內(nèi)由0%線性增加到100%，并維持100% B相15 min，在下次進(jìn)樣之前需用A相平衡柱子10 min；0～30 min的流速為1 mL/min，30～50 min的流速為0.6 mL/min；進(jìn)樣量為10 ?L；脫植基葉綠素類色素的檢測波長為432 nm，脫鎂葉綠酸類色素檢測波長為409 nm，葉綠素和脫鎂葉綠素類色素采用熒光檢測器進(jìn)行檢測，其激發(fā)波長為440 nm，發(fā)射波長為660 nm。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有實驗重復(fù)3次，實驗數(shù)據(jù)處理和分析在Excel（2003）中進(jìn)行。所有結(jié)果均為3批次處理樣品，數(shù)值為±s。

2 結(jié)果與分析

2.1 在干燥過程中鮮青花椒色澤的變化研究

圖1 青花椒干燥過程中色澤參數(shù)的變化（x±s，n=3）Fig.1 Variations in color parameters during drying of green prickleyashes (x ±s, n = 3）

由圖1可知，在不同干燥條件下青花椒的亮度值L*、黃藍(lán)值b*、彩度值C、色相值h均隨干燥時間的延長而逐漸減小，紅綠值a*則隨干燥時間的延長而逐漸增大，說明任意一種干燥條件均對青花椒的色澤有一定的影響。紅綠值a*是評價青花椒干燥后是否仍為綠色的一個重要指標(biāo)，只有未破油胞青花椒在干燥結(jié)束后其a*值仍為負(fù)值（－1.15±0.04），說明干燥結(jié)束后只有未破油胞青花椒的色澤仍為綠色。

表2 青花椒干燥過程中色澤變化的感官評價（x±s，n =3）Table 2 Sensory evaluation of the color changes during drying of green prickleyashes (x ±s, n = 3）

由表2可知，青花椒干燥前均為青綠色，而干燥結(jié)束后只有未破油胞組的青花椒為綠色，而陰干組與破油胞組青花椒分別為黃褐色和黑褐色。

總色差’E*是指未干燥鮮青花椒與干燥后青花椒色澤變化差異的指標(biāo)，’E*值越大表示色澤差異越大[17]。未破油胞青花椒在45 ℃干燥6 h后其’E*值基本保持不變，且干燥結(jié)束時其’E*值也最小，說明未破油胞青花椒的色澤變化主要發(fā)生在干燥前期且干燥前后色澤變化最?。黄朴桶嗷ń吩?5 ℃干燥2 h后其’E*值就達(dá)到了21.85±1.47，干燥結(jié)束時其’E*值與未破油胞組相比差異極顯著（P＜0.01），說明破油胞青花椒干燥時變色迅速且干燥后變色嚴(yán)重；陰干青花椒的’E*值在整個干燥過程中逐漸增加，干燥結(jié)束時其’E*值與破油胞組差異不顯著（P＞0.05），說明陰干青花椒是緩慢變色直至干燥結(jié)束時變色也很嚴(yán)重。

表3 青花椒干燥過程中色澤參數(shù)值與葉綠素主要成分變化的相關(guān)性Table 3 Correlation between color parameters and chlorophyll contents during drying of green prickleyashes

由表3可知，任意一種干燥條件下青花椒各色澤參數(shù)之間均存在密切的相關(guān)性，且任一干燥條件下的L*、a*、b*、C、h、’E*值兩兩之間的相關(guān)性均為極顯著（P＜0.01）。

2.2 青花椒干燥前后葉綠素及其衍生物含量和種類的變化

由表4可知，新鮮青花椒中主要的葉綠素是葉綠素a和葉綠素b（占色素總量的97.93%）；未破油胞組干青花椒仍以葉綠素a和葉綠素b（占色素總量的91.75%）為主，說明未破油胞組干青花椒葉綠素降解少；破油胞組干青花椒中絕大多數(shù)為脫鎂葉綠酸a、焦脫鎂葉綠酸a和脫鎂葉綠素a（共占總色素含量的50.10%），而其葉綠素a、b僅占色素總量的35.91%；分析其原因可能是因為破油胞處理增加了酶與底物之間的接觸機會，使葉綠素短時間內(nèi)發(fā)生酶降解，而酶降解途徑的下游降解反應(yīng)（生成脫鎂葉綠酸a之后）受到一定程度的抑制，從而造成了脫鎂葉綠酸a、焦脫鎂葉綠酸a和脫鎂葉綠素a等葉綠素降解產(chǎn)物的積累[18]。陰干組干青花椒中雖仍以葉綠素a、b為主（共占有總色素含量的74.58%），但與未破油胞組干青花椒相比，其葉綠素已發(fā)生較大程度的降解，且降解產(chǎn)物與破油胞組干青花椒相似。說明破油胞組和陰干組干青花椒顏色為黑褐色有可能是由于生成了脫鎂葉綠酸a、焦脫鎂葉綠酸a和脫鎂葉綠素a等褐色葉綠素降解衍生物所致[19-20]。

表4 新鮮青花椒和干青花椒中葉綠素及其衍生物的含量對比Table 4 Comparison of contents of chlorophylls and their derivatives in fresh and dried green prickleyashes

2.3 葉綠素a、葉綠素b含量與青花椒色澤變化的關(guān)系

圖2 青花椒干燥過程中葉綠素a和葉綠素b含量的變化Fig.2 Variations in chlorophyll a and chlorophyll b contents during drying of green prickleyashes

表3相關(guān)性分析表明干燥過程中青花椒色澤參數(shù)L*、a*、b*、C、h值的變化與葉綠素a、葉綠素b的變化呈極顯著相關(guān)關(guān)系（P＜0.01），推測青花椒色澤的變化也可能與其葉綠素a、b含量的變化有關(guān)，圖2為青花椒干燥過程中葉綠素a、葉綠素b含量的變化情況。3種干燥條件下葉綠素a、葉綠素b的含量均隨干燥時間的延長而逐漸降低。干燥結(jié)束后，未破油胞組干青花椒中葉綠素a、b含量高于破油胞組干青花椒，兩者差異均達(dá)極顯著水平（P＜0.01），說明青花椒果皮油胞的完整性對葉綠素a、b降解的影響極顯著，可能是因為破油胞處理引起了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞，使得原本相互分離的酶與底物能接觸進(jìn)而發(fā)生反應(yīng)[21-22]，加速了葉綠素a、b的降解；未破油胞組干青花椒與陰干組干青花椒相比，干燥結(jié)束時其葉綠素a含量差異不顯著，而葉綠素b含量差異顯著（P＜0.05），說明這兩組實驗中干青花椒色澤的差異并不是由葉綠素a含量的減少所引起的，而其與葉綠素b含量的關(guān)系還有待進(jìn)一步的研究。

3 結(jié) 論

通過對破油胞組、未破油胞組、陰干組這3種干燥條件對青花椒色澤和葉綠素降解情況影響的研究結(jié)果表明：油胞的破裂會導(dǎo)致青花椒嚴(yán)重變色，使干燥后的青花椒呈黑褐色，且其葉綠素降解產(chǎn)生了大量不常見的葉綠素降解衍生物；而溫度對青花椒色澤的影響略低于油胞的完整性，陰干干燥后的青花椒雖也變色嚴(yán)重，呈黃褐色，但其葉綠素降解產(chǎn)生的不常見葉綠素衍生物的量較少；而其中脫鎂葉綠素a等褐色葉綠素降解產(chǎn)物的產(chǎn)生可能是破油胞組與陰干組干青花椒變色的原因之一。因此青花椒在采摘、運輸以及干燥過程中應(yīng)特別注意保護(hù)其表面油胞不受破壞，同時遇陰雨天氣時青花椒應(yīng)盡量集中在較高溫度下人工干燥，雖然在一定程度上提高了成本，但縮短了干燥時間且有利于青花椒的護(hù)色。

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Effects of Different Drying Conditions on Color Change of Green Prickleyashes (Zanthoxylum schinifolium Zucc.)

ZHANG Yi, ZHANG Fu-sheng, SONG Ying-ying, CHEN Guang-jing, WU Jin-song, LUO Dong-sheng, KAN Jian-quan*
(Chongqing Key Laboratory of Product Processing and Storage, Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China)

In this study, fresh green prickleyashes were employed as experimental materials. Investigations were carried out to explore the effect of different drying conditions (oil vacuoles were damaged or intact after drying at 45 ℃; drying at 25 ℃in the shade) and the integrity of oil vacuoles on the color of green prickleyashes during drying process. The results showed that all the drying conditions had some effects on the color of green prickleyashes. Samples with damaged oil vacuoles showed the severest browning, followed by those dried in the shade, and the integral oil vacuoles could help protect the color to some degree. The black-brown color of dried green prickleyashes with damaged oil vacuoles and those dried in the shade may attributed to the abundant generation of pheophorbide a and pyropheophorbide a. The color of dried green prickleyashes was highly significantly positively correlated with the contents of Chl a and Chl b (P ＜ 0.01).

green prickleyash; color; dry; chlorophyll breakdown

TS201.2

A

1002-6630（2014）05-0023-05

10.7506/spkx1002-6630-201405005

2013-02-26

國家自然科學(xué)基金面上項目（31071599）；重慶市科委攻關(guān)計劃項目（CSTC，2010AC1009）

張藝（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)。E-mail：yiyiin163@163.com

*通信作者：闞建全（1965—），男，教授，博士，研究方向為食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)、食品生物技術(shù)和食品質(zhì)量與安全。

E-mail：ganjq1965@163.com