氣相色譜法測(cè)定不同產(chǎn)地花椒揮發(fā)油中芳樟醇和檸檬烯含量的研究

羅 凱 朱 琳 闞建全

氣相色譜法測(cè)定不同產(chǎn)地花椒揮發(fā)油中芳樟醇和檸檬烯含量的研究

羅 凱1，2，3朱 琳1，2闞建全1，2

(西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院1，重慶 400716)
(重慶市農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2，重慶 400716)
(重慶三峽學(xué)院生命科學(xué)與工程學(xué)院3，重慶 404000)

采用氣相色譜法測(cè)定了不同產(chǎn)地32批次花椒揮發(fā)油中檸檬烯和芳樟醇的含量。結(jié)果發(fā)現(xiàn):青花椒揮發(fā)油中檸檬烯的含量均值為12．888 mg/g，紅花椒揮發(fā)油中檸檬烯的含量均值為14．040 mg/g，青花椒揮發(fā)油中檸檬烯的含量與紅花椒之間無(wú)顯著性差異(P＞0．05);青花椒揮發(fā)油中芳樟醇的含量均值為紅花椒的9．13倍，分別為72．523 mg/g和7．941 mg/g，且青花椒揮發(fā)油中芳樟醇的含量與紅花椒之間存在極顯著性差異(P≤0．01)。該試驗(yàn)結(jié)果可作為青花椒和紅花椒品種間鑒別指標(biāo)的依據(jù)之一。

青花椒 紅花椒 揮發(fā)油 檸檬烯 芳樟醇 氣相色譜法

花椒是指蕓香科植物花椒(Zanthosylum Bungeanum Maxim)和青椒(Zanthoxylum Schinifolium Sieb．et Zucc．)的干燥成熟果皮［1］。我國(guó)是世界上種植花椒面積最大的國(guó)家，有45種13變種，較常見(jiàn)的約18種，分布于全國(guó)20多個(gè)省份，以南部各省區(qū)較多［1］。花椒的果實(shí)、根、莖和葉都可作藥用［2］。作為一種重要的香料和藥用經(jīng)濟(jì)作物，花椒種植規(guī)模每年以20%～30%的速度遞增，目前種植面積已經(jīng)超過(guò)12萬(wàn)公頃［3］，并形成了陜西的韓城、甘肅的武都和秦安、山東的萊蕪、山西的芮域、四川的金陽(yáng)和漢源、重慶的江津等全國(guó)聞名的花椒種植基地［4］。花椒揮發(fā)油的主要組分為萜烯類如水芹烯、月桂烯、檸檬烯、蒎烯等，烴類物質(zhì)的含氧化合物，包括醇類如芳樟醇、萜品醇等，以及酮類如胡椒酮、側(cè)柏酮等，還有醛類、酯類和環(huán)氧化合物類等［5－6］。不同產(chǎn)地、品種的花椒，其揮發(fā)油含有的組分不同，即使是相同組分其含量也各有不同，這就是造成花椒香氣差異的原因。花椒揮發(fā)油中檸檬烯和芳樟醇含量通常可達(dá)揮發(fā)油的50%左右，因此檸檬烯和芳樟醇的含量在一定程度上反映了花椒的品質(zhì)和差異，國(guó)家現(xiàn)有花椒和花椒加工制品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中就是采用花椒呈香物質(zhì)(揮發(fā)油)的含量指標(biāo)來(lái)衡量花椒品質(zhì)的。

本試驗(yàn)采用GC法建立了檸檬烯和芳樟醇的含量測(cè)定方法［7］，并測(cè)定了32批花椒樣品揮發(fā)油中的檸檬烯和芳樟醇兩個(gè)組分的含量，以便進(jìn)一步完善花椒揮發(fā)油的指紋圖譜庫(kù)。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料

花椒:本試驗(yàn)采集新鮮花椒果實(shí)(表1)，放入恒溫鼓風(fēng)干燥箱烘干(45℃)至殼籽分離，取果皮作為試驗(yàn)樣品。

表1 試驗(yàn)所用花椒樣品產(chǎn)地及編號(hào)

1．2 主要儀器設(shè)備

FA2004電子天平:上海精科有限公司;QP2010 GC:日本島津公司;KQ3200DB超聲波清洗器:昆山市超聲儀器有限公司。

1．3 試驗(yàn)方法

1．3．1 供試樣品溶液的制備

將干燥花椒粉碎過(guò)40目，準(zhǔn)確稱取約10 g(精確到0．000 1 g)放入2 L圓底燒瓶中，加入500 mL純水和數(shù)粒玻璃珠，連接同時(shí)蒸餾萃取器，取40 mL無(wú)水乙醚加入500 mL平底燒瓶中連接在同時(shí)蒸餾萃取器另一端，40℃水浴加熱，連續(xù)萃取3 h后，向平底燒瓶中加入5 g無(wú)水硫酸鈉，冷凍(－18℃)過(guò)夜，過(guò)濾后將提取的花椒揮發(fā)油于50 mL容量瓶中，用無(wú)水乙醚稀釋至刻度，即為供試樣品溶液。

1．3．2 對(duì)照品溶液的制備

精密稱量檸檬烯對(duì)照品用無(wú)水乙醚配制成對(duì)照品溶液，質(zhì)量濃度依次為0．476 5、0．953 0、1．906 0、3．812 0、5．718 0、7．624 0、9．530 0 mg/mL。

精密稱量芳樟醇對(duì)照品用無(wú)水乙醚配制成對(duì)照品溶液，質(zhì)量濃度依次為1．053 5、2．107 0、4．214 0、8．428 0、11．565 0、16．856 0、21．070 0、23．130 0 mg/mL。

1．3．3 氣相色譜方法學(xué)考察

儀器精密度試驗(yàn):分別取檸檬烯對(duì)照品溶液(5．718 0 mg/mL)和芳樟醇對(duì)照品溶液(11．565 0 mg/mL)在相同的色譜條件下連續(xù)進(jìn)樣5次，記錄保留時(shí)間和峰面積。取樣品17供試樣品溶液，在相同的氣相色譜條件下連續(xù)進(jìn)樣5次在同樣條件下進(jìn)行測(cè)定。

重復(fù)性試驗(yàn):取樣品17的花椒粉5份，制成供試樣品溶液，在相同的氣相色譜條件下分別進(jìn)樣，記錄保留時(shí)間和峰面積。

加標(biāo)回收試驗(yàn):準(zhǔn)確稱取已測(cè)含量的花椒樣品5份，制成供試樣品溶液，并分別準(zhǔn)確加入檸檬烯、芳樟醇對(duì)照品適量，混勻后在相同的氣相色譜條件下分別進(jìn)樣測(cè)定含量，并計(jì)算回收率。

1．4 分析方法

1．4．1 花椒揮發(fā)油的成分分析方法［8］

花椒揮發(fā)油的成分分析采用氣相色譜質(zhì)譜法，氣相色譜條件:石英毛細(xì)管柱Rtx－Wax(0．25μm×30 m×0．32 mm，100%聚乙二醇固定相);程序升溫，柱溫40℃，保持1 min，以3℃/min升至65℃，再以10℃/min升至90℃，然后以1．5℃/min升至120℃，最后以10℃/min升至230℃，保持5 min;分流比25∶1;載氣為高純He，柱前壓為50 kPa，流速為1．0 mL/min;進(jìn)樣口溫度250℃;接口溫度250℃;溶劑延遲時(shí)間2．5 min。

1．4．2 檸檬烯和芳樟醇的分析方法［9］

花椒揮發(fā)油中的檸檬烯和芳樟醇，以及檸檬烯和芳樟醇對(duì)照品的分析測(cè)定采用氣相色譜法。氣相色譜的分析條件為:色譜柱Rtx－Wax毛細(xì)管柱，薄膜厚度0．25μm，柱箱長(zhǎng)度30 m，內(nèi)徑0．32 mm，100%聚乙二醇(PEG)固定相;柱初始溫度為60℃，保持1min，以5℃/min升至130℃，保持2 min;分流比50∶1;載氣為氮?dú)猓淞髁?．50 mL/min;H2流量40．0 mL/min，空氣流量200．0 mL/min;進(jìn)樣口溫度200℃，F(xiàn)ID檢測(cè)器，檢測(cè)器溫度320℃。

檸檬烯和芳樟醇的含量按標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算。

1．5 數(shù)據(jù)處理方法

所有的試驗(yàn)數(shù)據(jù)取3重復(fù)試驗(yàn)的平均值，采用Excel 2003作圖，統(tǒng)計(jì)軟件DPS 9．5進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 檸檬烯和芳樟醇標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精密吸取檸檬烯及芳樟醇對(duì)照品溶液各1μL，通過(guò)氣相色譜測(cè)定，得檸檬烯及芳樟醇對(duì)照品溶液的氣相色譜圖如圖1。

圖1 檸檬烯及芳樟醇對(duì)照品溶液的氣相色譜圖

將不同濃度對(duì)照品溶液測(cè)定的結(jié)果，以峰面積積分值為縱坐標(biāo)，對(duì)照品濃度x為橫坐標(biāo)，做線性回歸，得到檸檬烯的回歸方程y=306 213x－8 925．9(r=0．999 7，n=7)，芳樟醇的回歸方程y=225 875x+25 659(r=0．999 4，n=8)。結(jié)果表明，檸檬烯在0．477～9．530 mg/mL范 圍 內(nèi)，芳 樟 醇 在1．054～23．130 mg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系均良好，如圖2和圖3。

2．2 儀器精密度的試驗(yàn)結(jié)果

由表2和表3可知，對(duì)照品溶液和供試樣品溶液5次測(cè)定結(jié)果的相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì)峰面積的RSD均小于5%，說(shuō)明試驗(yàn)儀器精密度較好。

表2 對(duì)照品溶液的精密度試驗(yàn)結(jié)果

表3 供試樣品溶液的精密度試驗(yàn)結(jié)果

2．3 重復(fù)性的試驗(yàn)結(jié)果

由表4可知，樣品溶液的5次測(cè)定結(jié)果相對(duì)保留時(shí)間和相對(duì)峰面積的RSD均小于5%，說(shuō)明本方法重復(fù)性較好。

表4 樣品溶液的重復(fù)性試驗(yàn)結(jié)果

2．4 加標(biāo)回收率的試驗(yàn)結(jié)果

由表5和表6可知，檸檬烯的平均加標(biāo)回收率為101．02%，RSD=2．10%(n=5)，芳樟醇的平均加標(biāo)回收率為100．50%，RSD=1．19%(n=5)，說(shuō)明本方法回收率良好。

表5 檸檬烯加標(biāo)回收率的試驗(yàn)結(jié)果

表6 芳樟醇加標(biāo)回收率的試驗(yàn)結(jié)果

2．5 不同產(chǎn)地花椒揮發(fā)油中芳樟醇和檸檬烯的含量測(cè)定結(jié)果

將表1中的花椒樣品按1．3．1制備成供試樣品溶液，按1．4．1方法進(jìn)行分析，并計(jì)算芳樟醇和檸檬烯的含量，得到每克花椒粉中所含有的檸檬烯和芳樟醇的含量，結(jié)果見(jiàn)表7。

由表7可知，各樣品檸檬烯和芳樟醇的含量相差很大。檸檬烯含量從2．940～29．108mg/g不等，16號(hào)樣品(云南昭通青花椒)揮發(fā)油中檸檬烯含量最低，30號(hào)樣品(四川涼山州會(huì)東縣新街鄉(xiāng)紅花椒)揮發(fā)油中檸檬烯含量最高。芳樟醇含量從1．570～114．217 mg/g不等，22號(hào)樣品(四川漢源富泉鄉(xiāng)香樹(shù)村紅花椒)揮發(fā)油中芳樟醇含量最低，11號(hào)樣品(四川金陽(yáng)天地壩鎮(zhèn)青花椒)揮發(fā)油中芳樟醇含量最高。青花椒揮發(fā)油中檸檬烯含量均值為12．888 mg/g，紅花椒揮發(fā)油中檸檬烯含量均值為14．040 mg/g，青花椒揮發(fā)油中檸檬烯含量與紅花椒之間無(wú)顯著性差異(P＞0．05);青花椒揮發(fā)油中芳樟醇含量均值為紅花椒的9．13倍，分別為72．530 mg/g和7．941 mg/g，且青花椒揮發(fā)油中芳樟醇含量與紅花椒之間存在極顯著性差異(P≤0．01)，這可能是引起青紅花椒香氣差異的原因之一。青花椒揮發(fā)油中檸檬烯含量與芳樟醇含量間無(wú)顯著相關(guān)性(P＞0．05)，紅花椒揮發(fā)油中檸檬烯含量與芳樟醇含量間也無(wú)顯著相關(guān)性(P＞0．05)，32批花椒揮發(fā)油中，檸檬烯含量與芳樟醇含量間也無(wú)顯著相關(guān)性(P＞0．05)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的花椒揮發(fā)油中檸檬烯和芳香醇的含量也有一定的差別。

表7 不同產(chǎn)地花椒揮發(fā)油中檸檬烯和芳樟醇的含量

3 結(jié)論

利用氣相色譜法建立了花椒揮發(fā)油中檸檬烯和芳香醇含量的定量檢測(cè)方法，并對(duì)不同產(chǎn)地32批青花椒和紅花椒其揮發(fā)油中的芳香醇和檸檬烯含量進(jìn)行了檢測(cè)與比較。結(jié)果顯示，該方法對(duì)花椒揮發(fā)油中的芳香醇和檸檬烯含量檢測(cè)有效、重復(fù)性良好;用該方法檢測(cè)得到青花椒揮發(fā)油中檸檬烯的含量均值為12．888 mg/g，紅花椒揮發(fā)油中檸檬烯的含量均值為14．040 mg/g，青花椒揮發(fā)油中檸檬烯的含量與紅花椒之間無(wú)顯著性差異(P＞0．05);青花椒揮發(fā)油中芳樟醇的含量均值為紅花椒的9．13倍，分別為72．530 mg/g和7．941 mg/g，且青花椒揮發(fā)油中芳樟醇的含量與紅花椒之間存在極顯著性差異(P≤0．01)。該試驗(yàn)結(jié)果為花椒揮發(fā)油中檸檬烯和芳香醇的定量檢測(cè)提供了試驗(yàn)依據(jù)，同時(shí)本檢測(cè)方法也為花椒產(chǎn)地和品質(zhì)的鑒定建立了一定的理論平臺(tái)。

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Content Determination of Limonene and Linalool for the Different Producing Areas'Zanthoxylum By GC

Luo Kai1，2，3Zhu Lin1，2，3Kan Jianquan1，2

(College of Food Science，Southwest University1，Chongqing 400716)
(Chongqing Agro －product Processing and Technology Important Laboratory2，Chongqing 400716)
(School of life Science and Engineering，Chongqing Three Gorges University3，Chongqing 404000)

Using of gas chromatography determinates content of 32 batches of zanthoxylum essential Oil of limonene and linalool．Result:The limonene content of zanthoxylum schinifolium sieb．et Zucc essential oil was average of 12．888 mg/g，while the zanthosylum bungeanum Maxim was 14．040 mg/g，no significant difference(P＞0．05)．The linalool average content of zanthoxylum schinifolium sieb．et Zucc oil was 9．13 times of zanthosylum bungeanum maxim，72．530 mg/g and 7．941 mg/g．And there was significant difference of linalool content between zanthoxylum schinifolium sieb．et zucc and zanthosylum bungeanum maxim(P≤0．01)．There was no significant correlation between the limonene and linalool content(P＞0．05)．The results can be used as one t basis of Cultivars Identification Indexes for Zanthoxylum Schinifolium Sieb．et Zucc and Zanthosylum Bungeanum Maxim．

Zanthoxylum schinifolium sieb．et zucc，Zanthosylum bungeanum maxim，essential oil，limonene，linalool，gas chromatography

TQ646

A

1003－0174(2012)08－0119－05

國(guó)家自然科學(xué)基金(30671198)，重慶市科委攻關(guān)項(xiàng)目(CSTC，2010AC1009)

2011－11－07

羅凱，男，1979年出生，博士，食品化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)

闞建全，男，1965年出生，教授，博士，食品化學(xué)與營(yíng)養(yǎng)學(xué)