劉玉蘭，李 錦，王格平，孫國昊

（1.河南工業(yè)大學糧油食品學院，河南 鄭州 450001；2.益海嘉里金龍魚糧油食品股份有限公司，北京 100062）

花椒籽約占花椒整籽質量的60%[1-2]，是調味品花椒果皮生產(chǎn)的下腳料[3]，年產(chǎn)量超過300萬 t[4]，花椒籽含油質量接近30%[5-6]，并且含有與花椒皮相似的揮發(fā)性風味成分[7-8]，是具有發(fā)展?jié)摿Φ奶厣颈居土虾陀椭Y源[9-10]。但作為花椒果皮生產(chǎn)的下腳料，花椒籽的利用一直沒有得到足夠重視[11-12]，加工出來的花椒籽如果不及時干燥就隨意堆放貯存，會造成其中油脂的嚴重酸敗以及整個花椒籽的品質劣變，以致其喪失加工利用價值而被廢棄，甚至造成環(huán)境污染[13]。即使有企業(yè)將其中油脂提取出來，但因毛油酸價（以KOH計算）與過氧化值可分別達到38～65 mg/g、9.01～31.47 mmol/kg，且其感官呈棕褐色甚至黑色并帶有強烈的酸敗哈喇氣味，綜合品質太差，難以精煉成為合格的食用植物油[14-15]。這對花椒的高值化加工利用及產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成不良影響。若能將花椒加工過程產(chǎn)生的花椒籽及時干燥、保質保鮮貯存，并以此為原料提取其中新鮮的花椒籽油，不僅能提升花椒籽油作為食用植物油的品質，還有可能保持花椒特有的麻辣香鮮風味，開發(fā)花椒籽風味油或調味油產(chǎn)品，替代或類同花椒油產(chǎn)品應用，大幅提升花椒籽的利用價值，促進花椒加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于花椒籽制取風味油的研究鮮見報道，所以實驗以新鮮花椒籽為原料，利用目前油脂工業(yè)大規(guī)模成熟應用的壓榨法和浸出法技術提取花椒籽油，對其揮發(fā)性風味成分、酸價、過氧化值及酰胺類化合物含量進行檢測及感官評價，并與市售商品花椒油的品質進行對比，分析研究新鮮花椒籽生產(chǎn)花椒籽風味油的可行性，以期為花椒籽高值化開發(fā)利用提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮的大紅袍花椒籽實，產(chǎn)地陜西韓城，采摘后低溫速運至實驗室，冷藏備用；當年產(chǎn)干花椒皮，產(chǎn)地陜西韓城，網(wǎng)上采購；陳年產(chǎn)花椒籽，產(chǎn)地甘肅隴南，網(wǎng)上采購。

商品花椒油，不同品牌的樣品8 個，其中6 個購于當?shù)厣坛? 個購自淘寶，1 個購自當?shù)剞r貿市場的散裝花椒油。8 個花椒油樣品分別標識為XW、JLY、YY、YJ、CK、ZJ、JN、LTJ。

乙醚、冰乙酸、三氯甲烷、氫氧化鉀、異丙醇、乙醇、硫代硫酸鈉、甲醇、可溶性淀粉（均為分析純）鄭州新豐化驗器材有限公司；正己烷（色譜純） 美國VBS公司；花椒酰胺（純度≥99%） 西安開來生物工程有限公司。

1.2 儀器與設備

7890B/5975B氣相色譜-質譜聯(lián)用儀、7890B氣相色譜儀 美國Agilent公司；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取纖維頭 美國Supelo公司；e2695-UV2475高效液相色譜儀 美國Waters公司；RE-52AA旋轉蒸發(fā)器上海亞榮生化儀器廠有限公司；FW-100高速萬能粉碎機北京市永光明醫(yī)療儀器廠；UV-1100型紫外-可見分光光度計 上海美普達儀器有限公司；6YZ-180型全自動液壓榨油機 鄭州八方機械設備有限公司；Milli-Q超純水機 重慶Molecular公司。

1.3 方法

1.3.1 花椒籽油的制取和精煉

將新鮮采摘的花椒整籽在實驗室低溫條件風干，將花椒皮和花椒籽分離，取花椒籽制油。

花椒籽壓榨取油：取新鮮花椒籽，經(jīng)粉碎機粉碎后，稱取500～1 000 g樣品，用紗布包好后放入液壓榨油機中，于室溫（約25 ℃）、40～60 MPa壓力的條件多次壓榨，得到新鮮壓榨花椒籽油，于冰箱中貯存?zhèn)溆?，標識為花椒籽油A。

花椒籽浸出取油：稱取粉碎后的新鮮花椒籽300 g，置于2 000 mL燒杯中，加入1 500 mL正己烷溶液，50 ℃水浴攪拌浸提8 h；抽濾，將混合油與固體物料分離，混合油旋轉蒸發(fā)除去正己烷，得到新鮮的花椒籽浸出毛油，于冰箱中貯存?zhèn)溆?，標識為花椒籽油B。

花椒籽油水化脫膠：稱取一定質量的花椒籽毛油于燒杯中，放入水浴鍋加熱至85 ℃，根據(jù)花椒籽油中磷脂含量加入稱量好的水。實驗測定花椒籽油A、花椒籽油B中磷脂含量分別為1.52 mg/g和4.07 mg/g，根據(jù)磷脂含量計算水化脫膠加水量分別為0.30 g和0.66 g。加水后攪拌反應20 min，降低轉速沉降10 min，待膠雜與油呈明顯分離狀態(tài)時停止攪拌加熱，于室溫、4 000 r/min離心20 min，得到水化脫膠油。

油脂堿煉脫酸：測定花椒籽油A、B的酸價（以KOH含量計）分別為6.05、7.45 mg/g，根據(jù)酸價計算理論加堿量，選擇超量堿為油脂質量的0.1%，堿液濃度12 °Be’（質量分數(shù)8.07%），得花椒籽油A、B堿煉脫酸的加堿液總量分別為3.198、3.08 mL。將水化脫膠油置于燒杯中，在水浴鍋中加熱至30 ℃，加入預熱的堿液，快速攪拌反應30 min，再以1 ℃/min升溫至60 ℃，慢速攪拌10 min，見油、皂明顯分離后停止攪拌，3 000 r/min離心15 min，取上層堿煉油轉移至燒杯中，將其升溫至95 ℃，加入油質量分數(shù)為15%的微沸水對堿煉油進行水洗，重復洗滌至洗滌水用pH試紙測試為中性，水洗后的油脂經(jīng)真空加熱干燥，得到精煉花椒籽油C、D。

1.3.2 花椒及花椒籽油的指標測定

水分含量測定：參照GB 5009.3—2016《食品中水分的測定》；粗脂肪含量測定：參照GB 5009.3—2016《食品中粗脂肪的測定》；粗蛋白含量測定：參照GB 5009.3—2016《食品中粗蛋白的測定》；酸價測定：參照GB 5009.229—2016《食品中酸價的測定》；過氧化值測定：參照GB 5009.227—2016《食品中過氧化值的測定》。

1.3.3 花椒籽油和花椒油中酰胺類化合物含量的測定

1.3.3.1 標準曲線的建立

將花椒酰胺類化合物標準品200 mg，用甲醇溶解并定容至500 mL容量瓶中作為花椒酰胺類化合物標準液。精確吸取標準液0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.6 mL分別置于6 支50 mL具塞比色管中，用甲醇定容至刻度線后，搖勻。在254 nm處測吸光度，建立吸光度-濃度曲線及回歸方程。

1.3.3.2 樣品中酰胺類化合物的測定

精確稱取20 mg樣品于50 mL比色管中，用甲醇溶解并定容至刻度，搖勻。在40 ℃恒溫浸提4 h，浸提過程中每隔30 min取出搖動1 次。將浸提液轉移至離心管中，于室溫、4 500 r/min離心15 min，取離心后的上清液按照標準曲線相同方法測定吸光度，按照回歸方程計算花椒酰胺類化合物含量，回歸方程為y＝0.041x+0.007 7（R2＝0.999 8）。

1.3.4 花椒籽油和花椒油中揮發(fā)性風味成分測定

利用頂空固相微萃取-氣相色譜-質譜（headspace solid phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）聯(lián)用技術對花椒籽油和花椒油中主要揮發(fā)性風味成分進行檢測分析。

固相微萃取條件：稱取5 g油脂置于20 mL頂空瓶中，60 ℃恒溫預熱20 min，將已老化（預先插入約200℃氣相檢測口處加熱約10 min）的固相微萃取頭插入頂空瓶，吸附40 min后取出萃取頭立即插入氣相色譜進樣口，解吸3 min。

色譜條件：不分流模式進樣；進樣口溫度，250 ℃；載氣，氦氣（純度≥99.999%）；恒流模式，流速1.0 mL/min。

升溫程序：40 ℃保持3 min，隨后以4 ℃/min的速率升至230 ℃，保持8 min。

質譜條件：離子源溫度230 ℃；傳輸線溫度240 ℃；電子離子源；電子能量：70 eV；質量掃描范圍：m/z30～500。

定性定量分析：將檢測的各組分質譜信息與NIST質譜庫進行匹配定性，僅報道正反匹配度均大于80且正反匹配度最大值為100的結果。各種化合物的相對含量采用峰面積歸一化法計算。

1.3.5 花椒籽油和市售花椒油的感官評價

對實驗室制取的4 個新鮮花椒籽油和采購的8 個花椒油樣品采用定量描述分析（quantitative descriptive analysis，QDA）法進行風味感官評價，感官評價小組由10 名經(jīng)過感覺靈敏度和辨別度篩選培訓并具有1 年以上食用油品評經(jīng)驗的人員組成。感官評定員在獨立的評價室對每個樣品評分，氣味強度采用油脂感官評定常用的9 點標度法表示，其中1～9代表從極弱到極強的區(qū)間變化。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2016、SPSS 20軟件進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，數(shù)據(jù)表示為±s。采用Duncan法對實驗數(shù)據(jù)進行顯著性分析。并用Origin 9.0做圖。

2 結果與分析

2.1 花椒果實不同部位的主要組分含量

對花椒皮和花椒籽的粗脂肪和粗蛋白含量進行檢測分析，結果見表1。

表1 花椒果實不同部位的主要組分含量Table 1 Contents of major components in different parts of Z.bungeanum fruit

從表1可以看出，新鮮采摘花椒籽實的花椒皮和花椒籽的水分含量都很高，尤其是花椒籽的水分含量很高，所以若不及時干燥，高含量的水分很容易造成花椒籽的發(fā)熱和品質劣變。花椒籽中粗脂肪和粗蛋白含量均明顯高于花椒皮，花椒籽中粗脂肪含量高于大豆含油量，達到了中等含油水平，是很好的木本油料資源。新鮮花椒籽與陳年花椒籽中粗脂肪和粗蛋白含量不同的原因可能為產(chǎn)地和品種的差異。但來自同一產(chǎn)地的新鮮花椒皮和干花椒皮的粗脂肪含量、粗蛋白含量也存在明顯差異的原因可能為花椒品種或籽實采摘時期的不同，據(jù)報道[1,16]，花椒皮中脂肪含量受花椒品種、產(chǎn)地、當?shù)貧夂蚣安烧墒於鹊戎T多因素的影響，質量分數(shù)在0.7%～11.0%的范圍內波動。從表1可知，新鮮花椒皮比陳年花椒皮的脂肪含量要高，花椒皮和花椒籽雖均含有油脂，但花椒籽的油脂含量是花椒皮的2 倍以上，更適合作為食用植物油資源。

2.2 花椒籽油與市售花椒油的理化性質

對實驗室制取的4 個花椒籽油及8 個市售花椒油的理化指標進行測定，結果見表2。

表2 花椒籽油與市售花椒油的品質指標Table 2 Acid value and peroxide value of Z.bungeanum seed oil and commercial Z.bungeanum oil

從表2可以看出，雖然花椒籽壓榨毛油A和浸出毛油B的酸價均較高，超過了GB/T 2716—2018《植物油》中毛油酸價小于等于4 mg/g的指標，但卻遠低于陳花椒籽毛油的酸價。根據(jù)牛曉娜[17]報道陳花椒籽毛油酸價普遍較高（27.7～70.0 mg/g），劉玉蘭等[18]報道花椒籽毛油的酸價為14.24～66.51 mg/g、過氧化值為9.01～31.47 mmol/kg。經(jīng)過精煉的花椒籽油C、花椒籽油D的酸價和過氧化值均達到了GB/T 22479—2008《花椒籽油》中一級油指標要求（酸價1 mg/g；過氧化值6 mmol/kg）。8 個市售花椒油的酸值為0.52～2.72 mg/g、過氧化值為1.87～10.80 mmol/kg，參照DBS 51/008—2019《花椒油》中要求（酸價3 mg/g、過氧化值0.25 g/100 g，8 個市售花椒油均符合標準要求。

2.3 花椒籽油與市售花椒油中酰胺類化合物含量

對4 個花椒籽油及8 個市售花椒油中酰胺類化合物含量進行檢測，結果見圖1。

花椒屬植物中的酰胺類物質大多為鏈狀不飽和脂肪酸酰胺類物質，其中以山椒素為代表，是花椒及花椒油麻味物質的主要成分[19-20]。DBS 51/008—2019中規(guī)定酰胺類物質（以羥基-β-山椒素計）含量大于等于2.0 mg/g。從圖1可知，4 個花椒籽油中酰胺類化合物含量最高的A為9.80 mg/g，最低的D為7.82 mg/g，平均含量為8.55 mg/g。精煉花椒籽油與花椒籽毛油相比，酰胺類化合物含量雖有所降低，但降幅不大，均達到并明顯優(yōu)于DBS 51/008—2019的指標要求。8 個市售花椒油的酰胺類化合物含量相差較大，含量最高的XW為19.11 mg/g，含量最低的YY為7.92 mg/g，平均含量為15.05 mg/g。從酰胺類化合物含量進行比較，4 個花椒籽油麻味指標達到了市售花椒油的水平。據(jù)楊瑞麗[21]報道，花椒中酰胺類化合物的種類及含量受花椒品種、產(chǎn)地、部位及成熟度的影響，且由于酰胺類化合物中含有大量的共軛三烯鍵，高溫時極易通過氧化和水合作用生成更穩(wěn)定的衍生物，使麻味物質含量降低。8 個市售花椒油中酰胺類化合物含量表現(xiàn)出的較大差異可能與其原料花椒品質以及制取工藝有很大關系，因為花椒品種和花椒油生產(chǎn)工藝比較多，譬如已被DBS 51/008—2019替代的DB 51/T 493—2005《貴州省地方標準 調味油》中對花椒油的定義為“應用超臨界CO2萃取，有機溶劑萃取等萃取方法制得的花椒油樹脂與食用油適量混合或直接用食用油浸泡花椒制成的具有麻味和香味的調味油”。而DBS 51/008—2019中定義花椒油為“以食用花椒、竹葉花椒或青椒以及植物油為主要原料，提取、調配、混勻、過濾、包裝制成的花椒油”。

圖1 花椒籽油與市售花椒油中酰胺類化合物含量Fig.1 Contents of amide compounds in Z.bungeanum seed oil and commercial Z.bungeanum oil

2.4 花椒籽油與市售花 椒油中揮發(fā)性風味成分的對比分析

對4 個花椒籽油及8 個花椒油樣品中揮發(fā)性風味成分的種類和相對含量進行檢測和對比分析，歸類的結果如表3所示。4 個花椒籽油及8 個花椒油鑒定出的揮發(fā)性風味成分分別有58、41、55、46 種及82、61、57、75、61、57、65、67 種。12 個油樣中有14 類揮發(fā)性風味物質，分別為醇類、烯烴類、烷烴類、酯類、酮類、酸類、醚類、醛類、呋喃類、鹵代烴類、酚類、芳香烴類、吡嗪類及其他雜環(huán)類，12 個油樣在揮發(fā)性風味成分的種類及含量上均存在著明顯的差別，但含量最高的均為烯烴類化合物，其次為醇類化合物。4 個花椒籽油中烯烴類化合物和醇類化合物的總量為68.54%～87.70%，4 個樣品中2 種化合物的平均總含量為77.14%。8 個花椒油中烯烴類化合物和醇類化合物的總量為65.70%～93.31%，平均總含量為79.16%?；ń纷延团c花椒油的特征性風味成分一致，由此可知醇類和烯烴類化合物對花椒油和花椒籽油的風味貢獻最大[22]。烯烴類化合物多具有辛香、木香、柑橘香、樟腦香、檸檬香及熱帶果香等香氣[23]，大量的烯烴類化合物共同作用，賦予花椒油和花椒籽油特有的香氣[24]，且烯烴類化合物氣味強烈，呈味閾值也較低[25]，對花椒油和花椒籽油的風味有重要貢獻。醇類雖呈味閾值較高[26]，但可與某些酸形成酯類物質，因此可賦予油脂清新的花草香氣。

表3 花椒籽油和市售花椒風味油中揮發(fā)性風味成分的種類及相對含量Table 3 Types and relative percentages of flavor components in Z.bungeanum seed oil and commercial Z.bungeanum oil

除烯烴類和醇類外，8 個花椒油的酯類相對含量也較高，為1.09%～30.57%，芳香烴及酮類含量較低，其相對含量分別為0.08%～1.74%及0.08%～3.25%；而4 個花椒籽油中酮類相對含量較高，為5.01%～6.55%。酯類和芳香烴類化合物相對含量相對較低，分別為0.57%～7.37%、0.37%～0.91%。酯類化合物一般具有酒香、花香和典型的水果香氣，是很重要的呈香物質，通常是由脂質代謝或酸類及醇類物質的酯化反應生成，且閾值較低[27]。田星等[28]發(fā)現(xiàn)酯類即使?jié)舛群艿鸵矔乐赜绊懯称返南阄?，而大多?shù)花椒油中酯類化合物的含量稍高于花椒籽油，因此花椒油的香味更加濃郁。4 個花椒籽油中酮類的相對含量為5.01%～6.55%，而在8 個花椒油中，YY的酮類相對含量為3.25%，其余7 個花椒油的酮類含量均在1%以下。一般而言，酮類由美拉德反應或醛類的進一步氧化生成[29]，酮類的閾值雖然相對較高，但對整體風味也具有一定的影響，其主要功能是輔助風味成分使整體風味更加飽滿，多數(shù)的酮類物質具有獨特的清香、奶油香味或果香氣味，香味優(yōu)異持久。

除XW外，其他11 個油樣中均鑒定出了醛類，花椒籽油醛類含量最高的是D，為17.20%。花椒油中相對含量最高的是CK，為3.94%。Brewer[30]發(fā)現(xiàn)醛類物質形成的主要原因是不飽和脂肪酸的氧化和Strecker降解，其中一些直鏈脂肪醛是典型的油脂氧化產(chǎn)物且閾值較低，呈青草香和甜香；而支鏈醛具有巧克力香和薄荷香，可能來源于Strecker降解[31]。田淑琳等[32]發(fā)現(xiàn)大多數(shù)醛類物質在濃度較低時，具備果香及清香的氣味，只有在濃度過高時才會產(chǎn)生土腥味、金屬味等一些令人不愉快的氣味。導致D中醛類含量高的原因可能與油脂的溶劑萃取工藝有關。

烷烴類化合物主要來自脂肪酸烷氧自由基的均裂，但由于其閾值普遍較高[33]，可認為其對花椒油和花椒籽油的風味貢獻較小。酸類的形成主要來自于脂肪的水解及氧化反應，大多數(shù)酸類是其他類型風味物質的前體或反應產(chǎn)物，因此對風味整體貢獻不大[34]。酚類化合物檢出種類較少且含量較低，由于其揮發(fā)性較小，因此對花椒籽油和花椒油的整體風味僅有微弱的調節(jié)作用。吡嗪類化合物是美拉德反應的中間產(chǎn)物，其閾值低，呈現(xiàn)烤香、類似堅果和烘焙香的風味特征[35]，但在油樣中只有ZJ和YY鑒定出了1 種吡嗪類化合物，其相對含量不到1%，因此可認為吡嗪類化合物對花椒油籽和花椒油的整體風味貢獻很小。被鑒定出的呋喃類化合物大多出現(xiàn)在花椒油中，且呋喃類化合物一般經(jīng)過加熱才會產(chǎn)生，這可能與市售花椒油制取時的加熱溫度有關，呋喃類和其他類化合物都屬于雜環(huán)類化合物，一般都是美拉德反應的產(chǎn)物。這些物質大多數(shù)以較低的濃度存在，多數(shù)具有水果香味、焦糖味、烤肉香和堅果味等[36]。總體來看，烯烴類和醇類化合物是市售花椒油的特征性風味物質，花椒籽油與花椒油的揮發(fā)性風味成分大體一致，而壓榨花椒籽油的揮發(fā)性風味成分呈現(xiàn)的油脂風味特征優(yōu)于浸出花椒籽油。

2.5 花椒籽油和市售花椒油的感官評價

對花椒籽油和花椒油進行感官評價，分別制得風味雷達圖如圖2所示。

圖2 花椒籽油（a）和市售花椒油（b）的風味雷達圖Fig.2 Flavor profiles of Z.bungeanum seed oil (a) and commercial Z.bungeanum oil (b)

食品風味的分析是儀器分析與感官分析相結合的綜合結果，感官評價在食品風味分析中極為重要[37]。采用風味輪描述產(chǎn)品的特性可直觀地比較各樣品之間的差異。從圖2可知，各樣品間的單個風味強度和總體風味強度間均存在明顯不同。總體來看，花椒籽油和市售花椒油的整體風味特征表現(xiàn)為麻味及香味。4 個花椒籽油中總體風味強度最高的是A，C次之，D的總體風味強度最低，這是因為D是由正己烷萃取所得毛油B精煉所得，油脂制取和精煉過程造成了很多揮發(fā)性成分的損失。8 個花椒油中，總體風味較好的XW、JN、LTJ、XW及JN均表現(xiàn)出較高的麻味，LTJ表現(xiàn)出較高的香味，而LTJ及CK總體風味評價不高的原因是呈現(xiàn)出青草味和苦澀味。雖然A、C的總體風味強度不及XW、ZJ，但卻優(yōu)于YY、LTJ，且A、C感官評價的麻味強度要高于YY，這與酰胺類化合物含量的結果一致。堅果味強度較高的是CK、JN、LTJ及YY，這可能與這4 個油樣含有呋喃類化合物或吡嗪類化合物有關。綜上，新鮮花椒籽壓榨油不僅香味濃郁，麻味也較為強烈，作為花椒籽風味油的開發(fā)大有潛力。

3 結 論

實驗以新鮮花椒籽為原料，分別采用壓榨法和浸出法提取新鮮花椒籽油，再經(jīng)精煉得到對應的精煉油，對4 個花椒籽油與8 個市售花椒油進行品質檢測，對比分析2 種油脂在風味及綜合品質方面的差異，評價利用花椒籽生產(chǎn)花椒籽風味油的可行性。結果表明，新鮮花椒籽所制取毛油的酸價比一般花椒籽毛油的酸價低很多，經(jīng)過一般的精煉處理后酸價和過氧化值均達到并優(yōu)于GB/T 22479—2008中一級油的指標要求?；ń纷延椭絮０奉惢衔锏钠骄繛?.55 mg/g，達到并優(yōu)于DBS 51/008—2019中的指標要求。與8 個市售的商品花椒油相比，新鮮花椒籽油在反映花椒油特征的酰胺類化合物含量和揮發(fā)性風味成分含量，及感官評價方面均具有高度相似性和一致性。綜合比較，新鮮花椒籽壓榨油不僅香味濃郁，麻味也很強烈，可以作為優(yōu)良的花椒風味油進一步開發(fā)。