黑胡椒精油揮發性成分分析

王花俊，齊海英，張峻松

(1.鄭州輕工業學院 食品與生物工程學院，鄭州 450002；2.河南中煙工業 有限責任公司，鄭州 450016)

黑胡椒精油揮發性成分分析

王花俊1，齊海英2*，張峻松1

(1.鄭州輕工業學院 食品與生物工程學院，鄭州 450002；2.河南中煙工業 有限責任公司，鄭州 450016)

采用同時蒸餾萃取裝置分離提取黑胡椒籽中的揮發性香味成分，其揮發性香味化合物經氣相色譜-質譜聯用儀分離、鑒定，鑒定了其中的68種成分，占總質量分數的98.27%，并用峰面積歸一化法定量分析各種成分的含量，其主要成分為石竹烯(21.66%)、蒎烯(19.37%)、檸檬烯(13.61%)、β-蒎烯(13.55%)、3-蒈烯(9.87%)、α-松油醇(1.92%)、鄰異丙基甲苯(1.78%)、異松油烯(1.77%)、氧化石竹烯(1.54%)等。

黑胡椒；揮發性成分；同時蒸餾萃取；氣相色譜-質譜法

黑胡椒(Black Pepper)屬于胡椒科植物胡椒(PipernigrumL.)的干燥成熟果實，其果味辛辣，是人們最早使用的香料之一，也是使用最為廣泛的香料。醫藥上也常用作驅風藥和慢性消化不良藥[1,2]。黑胡椒在食品工業常作為香料和調味料使用，因其精油具有良好的防腐[3]和抗氧化作用[4]，也可作為腌制食品的天然防腐劑和抗氧化劑。黑胡椒作為使用最為廣泛的香料之一，其揮發性風味成分種類和含量多少對食品風味品質有重要的影響，因此黑胡椒的芳香成分也是人們關注的重點。本研究利用同時蒸餾萃取裝置提取黑胡椒中的揮發油，并通過GC-MS對其揮發油成分組成和含量進行了定性、定量分析，旨在為黑胡椒相關產品的開發和應用提供基礎數據。

1 實驗部分

1.1 儀器與材料

1.1.1 儀器

GC 7890-MS 5977型氣相色譜-質譜聯用儀：美國Agilent公司；同時蒸餾提取裝置、恒溫水浴鍋、粉碎機。

1.1.2 實驗材料

黑胡椒：自然條件下風干，粉碎，過40目篩，購于鄭州調味品批發市場；二氯甲烷(色譜純)：天津市凱通化學試劑有限公司；無水硫酸鈉(分析純)：天津市德恩化學試劑有限公司。

1.2 黑胡椒香味成分的提取方法

用電子天平準確稱量黑胡椒樣品5.00 g置于1000 mL圓底燒瓶中，向燒瓶中加入400 mL蒸餾水浸泡6～8 h，然后置入同時蒸餾萃取裝置一端，另一端為盛有60 mL 二氯甲烷的100 mL圓底燒瓶，同時蒸餾提取黑胡椒香味成分2.5 h。取下盛有二氯甲烷提取液，加入適量的無水硫酸鈉干燥過夜后，過濾，濃縮至1.5 mL并轉移至色譜瓶中，利用氣相色譜-質譜聯用儀進行定性定量分析。

1.3 分析條件

1.3.1 GC條件

色譜柱：HP-5MS (柱長60 m，內徑250 μm，膜厚0.25 μm)；載氣為氦氣；柱流速：1.0 mL/min；進樣口溫度：280 ℃；進樣量：1 μL；分流比:10∶1；程序升溫：初溫50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升溫至260 ℃，并保溫10 min。

1.3.2 MS條件

質譜離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，電子倍增器電壓1650 V，接口溫度280 ℃，質量全掃描范圍35～550 amu。

1.3.3 定性定量方法

樣品經氣質聯用分析后，利用NIST11對質譜碎片進行定性分析，并利用保留指數對黑胡椒主成分進行定性驗證；主成分的定量方法為峰面積歸一化法。

1.3.4 黑胡椒精油的感官評價方法

由7名評香成員按GB/T 14454.2-2008《香料香氣評定法》規定的方法，在潔凈的香氣評價室內進行黑胡椒精油香氣評價。取5 mL黑胡椒精油樣品置于樣品瓶內，用辨香紙蘸取試樣，進行評香。評辨其在揮發過程中呈現出的頭香、體香、尾香的不同香韻，綜合掌握評定其總體香氣質量。

2 結果與分析

所設色譜條件所得的黑胡椒揮發性成分的GC-MS總離子流圖見圖1。

圖1 黑胡椒揮發油氣-質聯用的總離子流圖Fig.1 Total ion current chromatogram of GC/MS of black pepper essential oil

由圖1可知，黑胡椒各種成分得到較好的分離，對其中各組分利用NIST11譜庫的質譜數據檢索分析，并對黑胡椒揮發油中的主要揮發性組分進行了保留指數定性，進一步驗證質譜檢索試驗結果，其揮發性組分的結果見表1，黑胡椒油共鑒定出68種揮發性組分，約占總質量分數的98.28%。

續 表

續 表

黑胡椒揮發性組分中相對含量最高的是石竹烯(21.66%)，其他成分主要為蒎烯(19.37%)、檸檬烯(13.61%)、β-蒎烯(13.55%)、3-蒈烯(9.87%)、α-松油醇(1.92%)、鄰異丙基甲苯(1.78%)、異松油烯(1.77%)、氧化石竹烯(1.54%)、4-松油醇(1.42%)、4-蒈烯(1.01%)等。由分析結果可知：黑胡椒揮發性成分的定性定量結果與文獻[5，6]報道有一定的差異，植物的生長環境和樣品的制備及分析條件的不同都可能引起結果的差異。石竹烯具有辛香、木香、柑橘香、樟腦香、溫和的丁香香氣，香氣擴散、滲透性強；檸檬烯具有類似檸檬的清香和果味；松油醇具有桃子樣清甜香味；石竹烯和松油醇是黑胡椒油的主要組成成分，也是構成黑胡椒主體香韻的組分；另外一些相對含量較低的化合物如芳樟醇、茴香醇、檸檬醛等，其嗅覺閾值較低，香氣強度較大，在黑胡椒總體香韻中也有不可忽略的作用，如：芳樟醇具有清新飄逸的花香和木香，茴香醇具有平和而潤厚的花香和膏香底蘊，檸檬醛具有檸檬的清香和果味。

黑胡椒的香氣感官特征按照GB/T 14454.2-2008《香料香氣評定法》評價表明：黑胡椒精油甜香，帶有一種涼爽的提升氣，辛香，新鮮，萜烯氣。香氣清新、圓和，穿透力強，留香持久。

3 結論

采用同時蒸餾萃取裝置分離提取黑胡椒籽中的揮發性香味成分，其揮發性香味化合物經氣相色譜-質譜聯用儀分離、鑒定，鑒定了其中的68種成分，占總質量分數的98.27%。

本文對黑胡椒提取物的主要成分分析結果為石竹烯、蒎烯、檸檬烯、β-蒎烯、3-蒈烯、α-松油醇、鄰異丙基甲苯、異松油烯、氧化石竹烯、4-松油醇、4-蒈烯等。其香氣具甜香、辛香，帶有一種涼爽的提升氣，新鮮，萜烯氣。香氣清新、圓和，穿透力強，留香持久。

[1]林進能.天然食用香料生產與應用[M].北京:中國輕工業出版社,1991：104-114.

[2]王建新.香辛料原理與應用[M].北京:化學工業出版社,2004：59-61.

[3]王波,陳紅兵,韓巨才,等.黑胡椒精油抑菌活性研究[J].山西農業大學學報(自然科學版),2012,32(2):150-153.

[4]李利華.黑胡椒提取物的抗氧化活性研究[J].中國調味品,2016，41(9):36-39.

[5]李祖光，高云芳，劉文涵.黑胡椒風味成分研究[J].食品科學,2003(10):128-131.

[6]譚樂和，趙建平，劉紅,等.不同加工方法對胡椒精油化學成分的影響[J].熱帶作物學報，2009(3):382-385.

AnalysisofVolatileComponentsinBlackPepperEssentialOil

WANG Hua-jun1，QI Hai-ying2*，ZHANG Jun-song1

(1.College of Food and Bioengineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450002, China;2.China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Zhengzhou 450016, China)

The aroma components of black pepper are extracted by simultaneous distillation and extraction (SDE) equipment.These aroma components are isolated and identified by capillary GC-MS method, and 68 compounds are identified, accounting to 98.27% of total mass fraction.The relative content of constitutes are determined by area normalizing method. The main flavor compounds are Caryophyllene (21.66%), Pinene (19.37%),Limonene (13.61%), β-Pinene (13.55%), 3-Carene (9.87%),α-Terpineol (1.92%), 1-methyl-2-isopropylbenzene (1.78%), Terpinolene (1.77%), Caryophyllene oxide (1.54%),etc..

black pepper；volatile components；SDE；GC-MS

TS207.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.031

1000-9973(2017)12-0138-03

2017-06-06 *通訊作者

王花俊(1972-)，女，河南寶豐人，高級實驗師，研究方向:香精香料開發與應用;

齊海英(1971-)，女，河南南陽人，工程師，主要從事煙草相關研究。