嚴(yán)春俊，郭川川，李般程，馬鈐，潘發(fā)瓊，冷觀雪

四川天味食品集團(tuán)股份有限公司（成都 610200）

花椒（Zanthoxylum bungeamumMaxim）果實(shí)因其特有的香味和麻味，在食品烹飪和食品加工行業(yè)被廣泛用作辛辣調(diào)味料。在中國(guó)，花椒有近三千年的栽培和利用歷史，種植面積和產(chǎn)量均居世界第一[1-2]?；ń饭ぶ懈缓?、生物堿、麻素和多酚類化合物等多種生物活性物質(zhì)，這些物質(zhì)具有抗氧化、抗菌和抗炎的作用，并可以減輕學(xué)習(xí)和記憶活動(dòng)障礙[3-5]。

在實(shí)際應(yīng)用中，花椒粉碎是普遍存在的，花椒適當(dāng)?shù)姆鬯橛欣谙銡獬煞值纳⒊?，而粉碎粒度越?xì)，植物細(xì)胞破碎程度越高，油腺中的揮發(fā)油更容易揮發(fā)，從而損失越多[6-7]。不同粉碎設(shè)備因工作原理不同，在工作時(shí)機(jī)械本身的產(chǎn)熱亦不同，使得花椒處于不同的環(huán)境溫度下，可能導(dǎo)致花椒的品質(zhì)發(fā)生變化。有研究指出，羥基-α-山椒素在室溫下放置24 h其含量下降近70%，干燥溫度50 ℃時(shí)，羥基-α-山椒素含量減少一半，60 ℃時(shí)幾乎完全喪失，說(shuō)明羥基-α-山椒素可能對(duì)溫度極為敏感[3,8]。

在實(shí)際生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用中，大多是利用常規(guī)粉碎設(shè)備處理花椒，設(shè)備工作溫度最高可達(dá)60 ℃以上，使得花椒的麻素和揮發(fā)油的含量顯著減少，在同等麻素條件下，這無(wú)疑會(huì)增加花椒的使用量，導(dǎo)致原料成本大幅增加，而低溫粉碎設(shè)備由于其能控制粉碎溫度，對(duì)花椒的麻素和揮發(fā)油含量影響較小，相比大多數(shù)企業(yè)采用的常規(guī)粉碎方式來(lái)說(shuō)，能減少花椒粉的使用量，從而降低原料使用成本，為生產(chǎn)企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

試驗(yàn)采用低溫、恒溫、常規(guī)粉碎3種粉碎方式分別對(duì)青花椒進(jìn)行粉碎?？疾旆鬯闇囟葘?duì)花椒的色澤品質(zhì)、酰胺類化合物、精油、黃酮類化合物和多酚類化合物含量的變化情況，以及花椒粉的抗氧化活性，旨在為花椒粗加工企業(yè)提供更多的參考依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青花椒（云南昭通青花椒）。

蘆丁、沒(méi)食子酸（碧云天生物技術(shù)有限公司）；羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素、羥基-ε-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(xué)品有限公司）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

高速冷凍離心機(jī)（5804R，美國(guó)Thermo公司）；手持分光色差儀（CM-700D1，日本柯尼卡美能達(dá)公司）；制冷恒溫?fù)u床（歐若儀器有限公司）；紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV1800，日本島津儀器公司）；電子天平（JA2003，海能科技有限公司）；高效液相色譜儀（LC-20，島津國(guó)際貿(mào)易有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 花椒粉碎

取3個(gè)批次生產(chǎn)的青花椒各3袋，每袋10 kg，用低溫、恒溫和常規(guī)粉碎設(shè)備對(duì)青花椒進(jìn)行粉碎，過(guò)孔徑0.600 mm（30目）網(wǎng)篩，用PE袋取過(guò)篩網(wǎng)下的花椒粉各500 g，置于4 ℃儲(chǔ)存。3種粉碎設(shè)備粉碎花椒時(shí)物料溫度分別8～13，29～35和58～63 ℃，為便于分析描述，在后文中表述為10，30和60 ℃。

1.3.2 花椒粉色度的測(cè)定

利用手持色差儀，經(jīng)黑白板校正后，對(duì)樣品池中的花椒粉進(jìn)行色澤測(cè)定，記錄L*（亮度）、a*（紅/綠）和b*（黃/藍(lán)）值[9]，以未粉碎的花椒為對(duì)照。

1.3.3 花椒精油的制備

按照J(rèn)ing等[10]的方法并適當(dāng)修改。稱取20 g花椒粉置于圓底燒瓶中，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(fù)3次。

1.3.4 提取液的制備

按照Tao等[11]的方法并適當(dāng)修改。分別稱取1 g 3種花椒粉置于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(zhuǎn)速220 r/min，用冷凍離心機(jī)離心提取液30 min，溫度25 ℃，轉(zhuǎn)速10 000g，收集上清液，儲(chǔ)存4℃?zhèn)溆茫?種提取液分別命名為Q10，Q30和Q60。

1.3.5 紫外-可見(jiàn)光譜的測(cè)定

以70%甲醇溶液將提取液稀釋200倍，利用紫外可見(jiàn)分光光譜儀測(cè)定波長(zhǎng)在200～600 nm紫外-可見(jiàn)光譜。

1.3.6 總酰胺類物質(zhì)含量的測(cè)定

按照Tao等[11]的方法并適當(dāng)修改。將提取液適當(dāng)稀釋后，用紫外可見(jiàn)光譜儀測(cè)定波長(zhǎng)268 nm處的吸光值，以羥基-α-山椒素繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算總酰胺類物質(zhì)的含量（mg/g花椒粉）。

1.3.7 HPLC定量分析酰胺類物質(zhì)含量

按照Z(yǔ)hu等[12]的方法并適當(dāng)修改，流動(dòng)相為乙腈-1%甲酸水（4∶6，V/V），色譜柱為賽默飛C18柱（255 mm×4.6 mm，5 μm），檢測(cè)波長(zhǎng)268 nm，流速1 mL/min，進(jìn)樣量10 μL，柱溫30 ℃。標(biāo)準(zhǔn)品分別為羥基-α-山椒素，羥基-β-山椒素，羥基-γ-山椒素，羥基-ε-山椒素。

1.3.8 總多酚類物質(zhì)含量的測(cè)定

采用福林酚法測(cè)定總多酚的含量，按照J(rèn)ing等[10]的方法并適當(dāng)修改。取100 μL樣品或者標(biāo)準(zhǔn)品與750 μL 700 mmol/L的Na2CO3溶液混合，靜置2 min，加入用ddH2O稀釋至10%的福林酚溶液750 μL，靜置30 min后，用紫外可見(jiàn)光譜儀檢測(cè)波長(zhǎng)765 nm處的吸光值。以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品，標(biāo)曲范圍為0.062 5～1.5 mmol/L，根據(jù)標(biāo)曲計(jì)算總多酚含量（mg GAE/g花椒粉）。

1.3.9 總黃酮含量的測(cè)定

按照Farhadi等[13]的方法并適當(dāng)修改。取400 μL樣品或者標(biāo)準(zhǔn)品與120 μL NaNO2（5%）混合反應(yīng)5 min，加入120 μL AlCl3（10%）靜置6 min，加入1 600 μL NaOH（4%），混合物避光靜置25 min。用紫外可見(jiàn)光譜儀檢測(cè)波長(zhǎng)510 nm處的吸光值。以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，標(biāo)曲范圍為0.125～2 mmol/L，根據(jù)標(biāo)曲計(jì)算總黃酮含量（mg QE/g花椒粉）。

1.3.10 抗氧化活性

1.3.10.1 DPPH法

按照Blois[14]的方法并適當(dāng)修改。將樣品適當(dāng)稀釋，用甲醇配制DPPH溶液，濃度為200 μmol/L，現(xiàn)配現(xiàn)用。以ddH2O配制抗壞血酸為標(biāo)曲，標(biāo)曲范圍為0～100 μmol/L。將樣品或者標(biāo)準(zhǔn)品與DPPH溶液1∶1混合后，避光放置30 min后，用紫外可見(jiàn)光譜儀測(cè)定517 nm處的吸光值，抗氧化活性以抗壞血酸當(dāng)量（mmol AAE/g花椒粉）表示。

1.3.10.2 ABTS法

按照Fan等[15]的方法并適當(dāng)修飾。將樣品適當(dāng)稀釋，用ddH2O配制7 mmol/L ABTS溶液與245 mmol/L過(guò)硫酸鉀溶液，將ABTS溶液與過(guò)硫酸鉀溶液100∶1混合后，過(guò)夜放置12～16 h，稀釋50倍。以ddH2O配制抗壞血酸為標(biāo)曲，標(biāo)曲范圍為0～1.2 mmol/L。將樣品或者標(biāo)準(zhǔn)品與ABTS溶液1∶20混合后，避光放置30 min后，用紫外可見(jiàn)光譜儀測(cè)定734 nm處的吸光值，抗氧化活性以抗壞血酸當(dāng)量表示（mmol AAE/g花椒粉）。

1.3.11 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)誤差的形式表示，數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)（P＜0.05），利用Origin 9.0作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 色澤

花椒色澤是評(píng)價(jià)花椒品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，不同粉碎溫度下粉碎的花椒粉色澤如表1所示。結(jié)果顯示，粉碎處理對(duì)花椒的色澤影響顯著，與未粉碎花椒相比，花椒粉的L*值均明顯增加，a*值與b*值均顯著減小，說(shuō)明花椒粉的亮度增加，綠色變深，黃色變淺，花椒粉整體處于淺綠色。

表1 不同粉碎溫度對(duì)花椒色澤的影響

結(jié)果顯示，粉碎溫度30 ℃時(shí)花椒的色澤最深，不同粉碎溫度下花椒粉的色澤并未隨著粉碎溫度的增加而增加，說(shuō)明粉碎溫度并不是影響花椒色澤的唯一因素，也可能與不同粉碎設(shè)備切割花椒時(shí)形成不同形狀的花椒粉有關(guān)，由于光的反射，導(dǎo)致肉眼所見(jiàn)不同色澤的花椒粉。未粉碎花椒 - 42.77±0.57a-3.1±0.17d9.17±1.01d

花椒粉 10 45.10±1.08b-5.08±0.28c8.25±0.16c30 49.2±0.91d-7.28±0.13a5.60±0.37a60 47.02±0.91c-5.61±0.35b6.74±0.22b

2.2 紫外-可見(jiàn)光譜

采用紫外可見(jiàn)光譜檢測(cè)花椒總酰胺類物質(zhì)的文獻(xiàn)中，檢測(cè)波長(zhǎng)略有不同，主要以256，270和275 nm為主[3,10,16]，為更加準(zhǔn)確地檢測(cè)總酰胺類物質(zhì)的含量，對(duì)3種樣品的紫外全譜進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如圖1所示。

圖1 提取液紫外光譜圖

不同樣品的紫外光譜在波長(zhǎng)268 nm出現(xiàn)明顯的吸收峰，說(shuō)明在此波長(zhǎng)下檢測(cè)酰胺類化合物含量更加準(zhǔn)確。此外，粉碎溫度越低，樣品（a）在268 nm處的吸光值越強(qiáng)，說(shuō)明酰胺類化合物的含量越高，即低溫粉碎更能保留更多的酰胺類化合物。

不同樣品在波長(zhǎng)280 nm和330 nm也出現(xiàn)明顯特征峰，這可能是由于樣品中存在水溶性蛋白和多酚類或黃酮類物質(zhì)[17]。

2.3 總酰胺類物質(zhì)與精油含量

有研究指出，酰胺類化合物與精油對(duì)溫度極其敏感[3]，故考察不同粉碎溫度處理花椒后總酰胺類化合物和精油的含量，結(jié)果如圖2（A）所示。結(jié)果顯示，隨著粉碎溫度升高，總酰胺類化合物含量依次減少。粉碎溫度60 ℃時(shí)，總酰胺類物質(zhì)含量最低（32.2 mg/g），粉碎溫度10 ℃時(shí)，總酰胺類物質(zhì)含量可達(dá)到41 mg/g，是粉碎溫度為60 ℃的1.27倍，說(shuō)明粉碎溫度對(duì)酰胺類化合物含量影響極大，在高溫下，酰胺類化合物容易發(fā)生異構(gòu)、水解和氧化反應(yīng)。

精油得率如圖2（B）所示。粉碎溫度60 ℃時(shí)，精油得率最低（6.62 mL/100 g），其次是30 ℃（7.18 mL/100 g），粉碎溫度10 ℃時(shí)，精油得率最高（8.42 mL/100 g）。這可能是因?yàn)榈蜏胤鬯樵O(shè)備在粉碎花椒過(guò)程中，低溫保護(hù)相關(guān)油脂類化合物的降解和氧化[11]，與其他粉碎方式相比，獲得更高的精油得率。

圖2 總酰胺類化合物含量與精油得率

低溫粉碎下總酰胺類物質(zhì)和精油含量較常溫粉碎要多，接近20%，在實(shí)際應(yīng)用中，在同等麻素條件下，相當(dāng)于原料的使用量減少20%，即節(jié)約原料成本近20%。

2.4 HPLC定量分析酰胺類物質(zhì)

為更加清楚地了解花椒中酰胺類化合物的種類，以及粉碎溫度對(duì)何種酰胺類化合物影響最大，采用HPLC對(duì)不同樣品進(jìn)行分析，結(jié)果如圖3所示。結(jié)果顯示，3個(gè)樣品中在波長(zhǎng)268 nm處均出現(xiàn)3個(gè)明顯的吸收峰，分別為羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-ε-山椒素，與前人所報(bào)道的結(jié)果基本相[18-19]。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)品與樣品HPLC圖譜

將樣品所測(cè)峰面積與標(biāo)曲進(jìn)行比較，計(jì)算羥基-α-山椒素、羥基-β-山椒素、羥基-γ-山椒素和羥基-ε-山椒素，標(biāo)曲信息如表2所示，計(jì)算結(jié)果匯總于表3。

表2 線性回歸方程與線性范圍數(shù)據(jù)

表3 樣品中山椒素含量

結(jié)果顯示，不同樣品中羥基-α-山椒素的含量最高，其次為羥基-β-山椒素，最低為羥基-γ-山椒素，與已報(bào)道的文獻(xiàn)[8]相同，但含量較前人報(bào)道的較低，這可能與花椒的品種有關(guān)。

不同粉碎溫度下，羥基-α-山椒素與羥基-β-山椒素的變化趨勢(shì)相同，均隨溫度的升高而降低，而羥基-γ-山椒素與羥基-ε-山椒素并未有較明顯的變化，說(shuō)明溫度對(duì)羥基-α-山椒素與羥基-β-山椒素含量的影響最大。此外，粉碎溫度10 ℃時(shí)，羥基-α-山椒素與羥基-β-山椒素含量最高，這也說(shuō)明低溫粉碎更有利于保留這2種山椒素。另外，有研究表明羥基-α-山椒素是最主要的誘發(fā)獨(dú)特刺痛感（麻味）的化合物[20]。

2.5 總多酚與總黃酮含量

多酚與黃酮類化合物也是花椒中重要活性成分，具有多種生理活性，也有研究指出這2類化合物對(duì)花椒的色澤有影響[21-22]。

結(jié)果顯示，不同樣品中總多酚與黃酮類化合物的含量均隨粉碎溫度升高而減少，這可能是因?yàn)楦邷厥沟每偠喾优c黃酮類化合物的氧化程度和分解速率加快所致[23-24]。粉碎溫度10 ℃時(shí)，總多酚類化合物含量為51.29 mg GAE/g，總黃酮類化合物含量71.39 mg QE/g，隨著粉碎溫度升高至60 ℃時(shí)，總多酚類化合物含量為38.92 mg GAE/g，總黃酮類化合物含量54.84 mg QE/g，這也說(shuō)明低溫粉碎更有利于保留更多的多酚與黃酮類化合物。

圖4 多酚與黃酮類化合物含量圖

2.6 抗氧化活性

花椒粉具有抗氧化活性是因?yàn)槠浜卸喾优c黃酮類化合物，而這2類化合物對(duì)產(chǎn)品的保質(zhì)期會(huì)產(chǎn)生一定影響[25]，因此，檢測(cè)花椒粉的抗氧化活性是有必要的。

采用DPPH和ABTS法研究不同粉碎溫度處理花椒后，花椒粉的抗氧化活性，結(jié)果如表4所示。不同粉碎溫度處理對(duì)DPPH和ABTS的影響相似，隨著粉碎溫度升高，花椒粉的抗氧化活性均降低。粉碎溫度10 ℃時(shí)，花椒粉對(duì)DPPH的清除能力為274.1 mmol AAE/g，對(duì)ABTS清除能力為348.68 mmol AAE/g，是粉碎溫度60 ℃的1.36倍，這是因?yàn)榈蜏胤鬯槭沟没ń贩壑锌偠喾优c黃酮類化合物的含量較高所致。

表4 不同粉碎溫度下提取液的抗氧化活性

3 結(jié)論與展望

試驗(yàn)結(jié)果為花椒的粉碎提供了有價(jià)值的理論知識(shí)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不同粉碎溫度對(duì)花椒的色澤品質(zhì)及精油、酰胺類化合物、多酚與黃酮類化合的物含量均有顯著影響。隨著粉碎溫度的升高，花椒中各類化合物成分均呈下降趨勢(shì)，由于多酚與黃酮類化合物的減少，花椒粉的抗氧化活性也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。對(duì)酰胺類化合物進(jìn)行HPLC分析發(fā)現(xiàn)，不同樣品中羥基-α-山椒素含量最高，其次為羥基-β-山椒素，最低為羥基-γ-山椒素。隨著粉碎溫度升高，羥基-α-山椒素與羥基-β-山椒素的含量均降低，而羥基-γ-山椒素與羥基-ε-山椒素并未有較明顯的變化，說(shuō)明溫度對(duì)羥基-α-山椒素與羥基-β-山椒素的含量影響最大。

總的來(lái)說(shuō)，低溫粉碎時(shí)，精油8.42 mL/100 g、總酰胺類物質(zhì)41 mg/g、總多酚類化合物51.29 mg GAE/g，總黃酮類化合物71.39 mg QE/g的含量均達(dá)到最高水平，表明在低溫下粉碎有利于花椒中活性成分與風(fēng)味成分的保留。

試驗(yàn)對(duì)不同粉碎溫度下青花椒活性成分含量變化情況進(jìn)行研究，但未研究不同粉碎溫度下青花椒粉在產(chǎn)品中的應(yīng)用，后續(xù)可在此基礎(chǔ)上開(kāi)展相關(guān)研究，結(jié)合感官評(píng)價(jià)方法探究青花椒粉在產(chǎn)品中的應(yīng)用。