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不同成熟度胡椒果实中主要活性成分的含量及其相关性研究

2014-04-29吴桂苹等

热带作物学报 2014年8期
关键词:胡椒成熟度挥发油

吴桂苹等

摘 要 成熟度是决定胡椒采收的关键因素,亦是影响胡椒产品品质的主要因素之一。为明确成熟度对胡椒果实主要活性成分的影响,探索其相互规律,研究了胡椒果实成熟度与胡椒碱、挥发油以及多酚类化合物的质量关系。结果表明:不同成熟度胡椒果实中的胡椒碱、挥发油、总多酚的含量差异极显著,其与胡椒鲜果成熟度相关系数分别为0.987、-0.931、-0.746。采收胡椒时宜根据产品特性来选择不同成熟度的果实。

关键词 成熟度;胡椒;胡椒碱;挥发油;总多酚

中图分类号 S573.9 文献标识码 A

Contents of Main Active Components and Correlations

in Fruits of Different Maturity

of Postharvest Pepper

WU Guiping1,2,3, CHU Zhong1,2,3, WEI Lai1,2,3, TAN Lehe1,2,3 *,

FANG Yiming1,2,3, GU Fenglin1,2,3

1 Spice and Beverage Research Institute, CATAS, Wanning, Hainan 571533, China

2 National Center of Important Tropical Crops Engineering and Technology Research, Wanning, Hainan 571533, China

3 Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops, Ministry of Agriculture, Wanning,

Hainan 571533, China

Abstract Maturity is the key factor to determine the Pepper harvest, is also one of the main factors influencing the Pepper products quality. The contents of piperine, volatile oil and polyphenol in different maturity of Pepper fruit were studied to explicit maturity on the main active ingredient of Pepper fruit and explore their mutual regulation of Pepper. The results showed that: the content of piperine, volatile oil and total polyphenol of Pepper fruit during different maturity was of extremely significant difference, and the relative coefficient was 0.987, -0.931 and -0.746, respectively. Harvesting Pepper should choose different maturity fruit according to the characteristics of the product.

Key words Maturity; Pepper; Piperine; Volatile oil; Total polyphenol

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.08.007

胡椒(Piper nigrum L.),胡椒科(Piperaceae)胡椒属(Piper)多年生常绿藤本植物,原产于印度,是世界重要的热带香辛料作物,亦是人们喜爱的调味品,在医学工业和食品工业都有广泛用途。我国胡椒主要分布在海南、云南等热带地区,其中海南种植面积和产量均占全国的90%以上[1]。海南胡椒果实的成熟期一般在次年的5~7月,因其成熟度的不一致,须分期分批采收,其采收期长达1~2个月,甚至更长。林洪顿等[2]研究发现采收时期对胡椒产量和质量影响很大,在胡椒果实刚变黄色或青色时采收,胡椒产量减产4%,且50%以上产品为二、三级胡椒。由此可见,果实成熟度是决定胡椒采收及其加工产品品质的主要因素之一。

胡椒碱、挥发油是胡椒主要活性成分和重要风味的组成成分,国内外对其检测、提取、分离方法以及生理活性等进行了大量的研究[3-9],而多酚类化合物为植物次生代谢产物,仅国外有少量研究报道胡椒多酚类化合物具有较强的抗氧化活性[10-11]。目前,尚未见我国胡椒主栽品种果实中的多酚类化合物以及不同生长期胡椒碱、挥发油的质量关系的研究报道。笔者以印尼大叶种为实验对象,研究4种不同成熟度胡椒果实中的主要活性成分,分析不同成熟度胡椒果实中胡椒碱、挥发油和多酚类化合物的含量差异,明确胡椒碱、挥发油及多酚类化合物含量在胡椒果实中不同成熟期的变化规律,进而揭示出胡椒果实风味和活性差异,为科学指导胡椒采收及不同胡椒产品所用加工原料提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料 试验用印尼大叶种胡椒由海南省万宁市兴隆热带植物园提供,采收当天挑选果型完好、无病虫害和机械损伤的果穗,手工脱粒,然后根据果型大小、果实颜色以及种子与果皮分离程度分成4个等级,具体见表1。清洗后真空冷冻干燥,测定前粉碎过筛,置于棕色玻璃瓶中密封保存。

1.1.2 试剂 95%乙醇(分析纯),甲醇(分析纯),碳酸钠(分析纯),胡椒碱(纯度>99.9%),没食子酸(分析纯),甲醇(色谱纯),福林酚试剂(分析纯)。

1.1.3 设备 FD-2真空冷冻干燥机(北京博医康实验仪器有限公司);QE-300 g高速万能粉碎机(浙江屹立工贸有限公司);MS3 basic漩涡混合器(广州IKA科技有限公司);Z36HK全能台式高速冷冻离心机(德国Hermle公司);Agilent 1260高效液相色谱仪(美国安捷伦科技有限公司);挥发油测定装置;U1700紫外-可见光分光光度计(日本岛津公司)。

1.2 测定方法

1.2.1 胡椒碱含量测定 根据GB/T 17528-2009《胡椒碱含量的测定 高效液相色谱法》规定的方法测定。即将胡椒样品粉碎过筛,准确称取0.2 g胡椒粉,精确至0.000 1,用95%乙醇回流提取3 h,提取液经过滤并定容至100 mL棕色容量瓶中,取1 mL滤液稀释至25 mL容量瓶中并用95%乙醇定容,所有过程均避光处理,平行3次。稀释液过0.45 μm膜后用HPLC测定,外标法定量。

1.2.2 挥发油含量测定 根据GB/T 17527-2009《胡椒精油含量测定》规定的方法测定。即准确称取40.0 g粉碎过筛后的胡椒样品于挥发油测定装置中,加入500 mL水,利用水蒸汽蒸馏出挥发油,根据所得挥发油体积和胡椒粉质量,计算单位质量胡椒样品所含挥发油含量,重复3次测定。

1.2.3 总多酚含量测定 根据GB/T 8318-2008《茶叶中茶多酚和儿茶素含量的检测方法》规定的方法测定。即准确称取0.5 g胡椒样品用70%甲醇在70 ℃水浴上提取、离心,并定容至25 mL棕色容量瓶中,提取液用福林酚试剂法测定,最大吸收波长为765 nm,用没食子酸作校正标准定量多酚类化合物,重复3次测定。

1.3 数据分析

试验数据用SPSS17.0统计分析软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同成熟度胡椒果实中胡椒碱的含量及相关性

不同成熟度胡椒果实中的胡椒碱含量结果如图1所示。可见,不同成熟度胡椒果实中的胡椒碱含量存在极显著差异。随着胡椒果实成熟度的增加,胡椒碱的含量呈增长趋势,即橙色果实中胡椒碱含量最高,其次是黄色果,深绿色果含量最低。通过Pearson相关分析结果如表2所示。从表2可以看出,胡椒果实中的胡椒碱含量与其成熟度呈极显著正相关,相关系数为0.987。

2.2 不同成熟度胡椒果实中挥发油的含量及相关性

不同成熟度胡椒果实中挥发油的含量如图2所示。可见,不同成熟度胡椒果实中的挥发油含量差异极显著。随着胡椒果实成熟度的增加,挥发油含量呈下降趋势,其中,深绿色果中挥发油含量显著高于其他成熟度的果实。相关性分析结果如表3所示。从表3可以看出,胡椒果实中的挥发油含量与其成熟度呈极显著负相关,相关系数为0.931。

2.3 不同成熟度胡椒果实中总多酚的含量及相关性

不同成熟度胡椒果实中总多酚的含量结果如图3所示。可见,随着胡椒果实成熟度的增加,总多酚含量呈先增加后降低趋势,即绿色胡椒果中总多酚含量最高,黄色胡椒果实中总多酚含量相对最低,不同成熟度胡椒果实中的总多酚含量差异极显著。相关性分析结果如表4所示。从表4可以看出,胡椒果实中的总多酚含量与其成熟度呈极显著负相关,相关系数为0.746。

3 讨论与结论

胡椒果实随着成熟度的增加其表皮颜色会逐渐由绿变黄继而变红,其中胡椒碱、挥发油等主要活性物质亦有不同程度的质量变化。胡椒碱、挥发油和多酚化合物都属于植物次生代谢产物,会随着胡椒的生长以及环境的变化而不断积累和变化。胡椒碱的含量决定了胡椒辣味的强度,而挥发油在一定程度上决定了胡椒风味的浓郁程度[12]。本试验根据胡椒鲜果果型大小、颜色和果皮与种子的分离难易程度将其分成4种不同成熟度的胡椒样品,通过分析测定其中胡椒碱、挥发油以及总多酚类化合物的含量,结果发现胡椒碱的含量与胡椒果实成熟度存在极显著正相关,其相关系数为0.987,挥发油及多酚类化合物的含量与胡椒果实成熟度存在极显著负相关,其相关系数分别为0.931、0.746。这说明胡椒果实中胡椒碱含量随着成熟度的增加而逐渐增加,挥发油随着成熟度的增加呈现下降趋势,总多酚随着成熟度的增加呈现缓慢下降趋势,其中,胡椒挥发油含量的变化与Purseglove等[13]的研究结果一致,但这些物质是如何发生转变的仍有待进一步研究。

由此可见,通过胡椒果实的色泽、果型大小和果皮与种子的分离难易程度可以初步判断果实成熟度,但同一串胡椒果穗上仍存在不同色泽的果实,在实际生产中往往统一加工,而原料成熟度的差异,使其存在活性成分组成及含量的差异,必然会造成其产品风味和品质的不一。因此,在胡椒采收后宜按不同成熟度来分类,加工中可根据产品风味和特性来选择不同成熟度的胡椒原料,如深绿色幼果宜加工成以香味为主的胡椒产品,橙色熟果宜加工成以辣味为主的胡椒产品,绿色成型果宜加工成以抗氧化等功能为主的胡椒产品。

参考文献

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[12] Purseglove J W, Brown E G, Green C L, et al. Spices[M]. London and NewYork, Longman, 1981: 10-99.

[13] Parthasarathy V A, Chempakam B, Zachariah T J. Chemistry of Spices[M]. UK: Biddles Ltd, King's Lynn, 2007: 21-38.

责任编辑:沈德发

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