粉碎度對辣椒籽成分溶出效果的影響

沈文嬌，何新益，*，馮長祿，劉斌

（1.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津300384；2.天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384；3.天津市科教興農集成創新示范基地，天津300384；4.天津市鴻祿食品有限公司，天津 301713）

粉碎度對辣椒籽成分溶出效果的影響

沈文嬌1，2，3，何新益1，2，3，*，馮長祿4，劉斌4

（1.天津農學院食品科學與生物工程學院，天津300384；2.天津市農副產品深加工技術工程中心，天津 300384；3.天津市科教興農集成創新示范基地，天津300384；4.天津市鴻祿食品有限公司，天津 301713）

通過對辣椒籽進行粗粉碎，選擇3個粉碎度對不同粉碎度辣椒籽的營養成分及活性物質溶出含量進行分析。結果表明，粉碎度對辣椒籽營養成分溶出含量有一定影響。其中，粉碎度對油脂和辣椒素的溶出含量影響極顯著（P＜0.01）。60目辣椒籽中脂肪溶出含量最高，可達到32.83%。40目辣椒籽黃酮溶出含量分別達到最高209.126mg/100 g。辣椒素溶出含量隨著粉碎度的增大而增加，當粉碎度達到60目時，其辣椒素可達到10.26mg/100 g，斯克維爾指數為1 583，辣度級別達到4級。

辣椒籽；粉碎度；溶出效果

香料或中藥有效成分的溶出速度往往與粉碎度有關，而有效成分的溶出速度與藥物在體內的生物利用度之間常存在著一定的相關性，若能改善藥物的粉碎度，提高中藥有效成分溶出速率，會有助于提高效用[1]。辣椒屬于香料的一種，其中有價值的成分不斷被發現并相繼開發利用。辣椒果實及胚座組織中的辣椒素具有鎮痛消炎、活血化癖的功效；而辣椒籽營養豐富，活性物質多樣，國內研究相對較晚且少，吳艷陽等[2]采用高效液相色譜法對辣椒籽中的辣椒素進行了測定，結果為0.053 2%。王知松等[3]以貴州主要地方5種辣椒品種為原料，對辣椒籽的營養成分含量進行分析，結果表明，5種干辣椒籽的維生素E含量差別較大，在0.19mg/100 g～0.74mg/100 g之間；辣椒素含量差異顯著，為0.30‰～0.97‰，特別是，辣椒籽粗脂肪含量較高，在11.86%～19.82%之間。時政等[4]以產自河南和貴州地區的3份不同產地的辣椒籽為試驗材料，研究發現辣椒籽中的維生素C、膳食纖維含量均較高。李達等[5]采用微波技術輔助提取辣椒籽中的黃酮，發現辣椒籽黃酮提取量最高可到164.12mg/g，發現以辣椒籽提取黃酮在實際生產中占據優勢。Chinn等[6]采用了3種不同有機溶劑，取不同狀態下的辣椒果實的不同部位（辣椒整體、去籽果實、種子），以不同時間進行提取，研究了對辣椒堿類化合物提取率的影響。

辣椒籽是植物性原料，具有復雜的生物結構，植物細胞內部含有與其他大分子結合的油脂，被稱為脂多糖、脂蛋白復合體[7]。影響營養成分溶出的因素較多，包括品種、破碎方式、加工方式、貯藏環境等。機械破碎對植物細胞壁及細胞內物質有較好的的破壞作用，有利于胞內物質的溶出[8]。張陽等[9]的研究表明，粉碎度增大可有效提高物料的接觸面積。但劉莉等[10]的研究表明，粒徑過小的粉末，使物質的溶出性能變差，可能是粉碎的粉末內部短暫團聚現象。郭華等[11]在研究不同油茶籽的細胞形態時發現油茶籽細胞壁的厚度與細胞大小的比值大于花生的比值，可推測，破壞油茶籽細胞壁所用的機械力應該要大于破壞花生所需。本研究對不同粉碎度辣椒籽的水分、蛋白質、脂肪、粗纖維、灰分等營養指標和黃酮、辣椒素等活性物質溶出含量進行測定，研究了粉碎度對辣椒籽的營養成分溶出效果的影響，為辣椒籽油提取和應用提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

辣椒籽：河南新一代朝天椒辣椒籽。

辣椒素標準品（純度98.55%）：上海安譜試驗科技股份有限公司；二氫辣椒素標準品（純度99.95%）：上海安譜試驗科技股份有限公司；甲醇（色譜純）：美國BR公司；四氫呋喃（色譜純）：天津科密歐化學試劑有限公司；硫酸銅、硫酸鉀、硼酸、碳酸鈉、碘化鉀、硫代硫酸鈉（分析純）：天津科威有限公司；無水乙醇、三氯甲烷、冰乙酸、可溶性淀粉（分析純）：天津市光復科技發展有限公司。

1.2 儀器與設備

高效液相色譜儀（Agilent 1200）：安捷倫科技有限公司；紫外/可見分光光度計（UV-1800）：北京瑞利分析儀器公司；旋轉蒸發器（RE-2000型）：上海亞榮生化儀器廠；電熱恒溫培養箱：BPX-82型，上海博迅實業有限公司醫療設備廠；凱氏定氮儀（VelpUDK-1 59型）：北京盈盛恒泰科技有限責任公司；電熱恒溫水浴鍋（HWS24型）：上海一恒科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 辣椒籽粉末制備

稱取10 kg辣椒籽進行粗粉碎，再過20、40、60目篩，各目數分別儲存放置，備用。在大量預試驗基礎上發現，普通機械破碎較易獲得辣椒籽，由于其脂肪含量相對較高，劇烈粉碎中出現鈍化研磨刀現象，而當粉碎至80目時，發現離心或過濾分離不易，且乳化程度嚴重，對后期試驗增大難度，故試驗選擇20、40、60目3種粉碎度。孫紅等[12]在研究油茶籽籽粒變化對提油影響時闡明，減小粒徑有利于提高得率，但當粉碎粒徑達到一定程度后，機械能量的輸入對原料粒徑影響不大，總油得率趨于穩定，清油率趨于降低。

1.3.2 水分含量

按GB/T 5009.3-2003《食品中水分的測定》執行。

1.3.3 總灰分含量

按GB/T 5009.4-2003《食品中灰分的測定》執行。

1.3.4 脂肪含量

按GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的測定》第一法（索氏提取法）執行，以濕基計。

1.3.5 蛋白質含量

按GB/T 5009.5-2003《食品中蛋白質的測定》第一法（凱氏定氮法）執行。

1.3.6 粗纖維

按GB/T 5009.10-2003《植物類食品中粗纖維的測定》執行。

1.3.7 辣椒素含量的測定

利用液相色譜測定法。

1.3.7.1 色譜條件

色譜柱ECOSIL C18（4.6 mm×250 mm×5 μm）；流動相為 V（甲醇）∶V（水）=80∶20，流速 1.0mL/min，柱溫37℃，紫外檢測器波長280 nm，進樣量10 μL。

1.3.7.2 標準品儲備液的配制

精密稱取20mg辣椒素標準品，置于50mL容量瓶中，加入色譜甲醇溶解并稀釋至刻度，混勻得到400μg/mL的對照品標準儲備母液；以相同方法配制400μg/mL的二氫辣椒素標準儲備母液。分別從辣椒素和二氫辣椒素母液中各吸取 12.5、25、125、250、1 250、2 500、5 000 μL 于 10mL 容量瓶中，用色譜甲醇定容至刻度，依次得到 0.5、1、5、10、50、100、200μg/mL混合標準液，經0.45 μm微孔膜過濾后進樣，按標準液濃度和峰面積繪制標準曲線。

1.3.7.3 樣品溶液的制備

準確稱取20、40、60目原料樣品3.00 g于100mL燒杯中，加入四氫呋喃和甲醇（1∶1，體積比）混合液20mL，用塑料膜封口后，使用超聲波清洗器提取30min。過濾收集，然后將濾渣連同濾紙重新加入20mL有機混合液，繼續超聲10min，重復兩次。將3次濾液合并后濃縮（50℃旋轉蒸發），然后用混合液定容至50mL，經0.45 μm濾膜過濾后進行色譜分析。

1.3.7.4 辣椒素計算公式

式中：X1為樣品中辣椒素的含量，mg/g；X2為樣品中二氫辣椒素的含量，mg/g；C為標準曲線查得辣椒素或二氫辣椒素濃度，μg/mL；V為樣品定容體積，mL；M為樣品質量，g；98.55%和99.95%：純度。

1.3.8 辣度-斯克維爾指數法

辣度級別與辣味強弱程度（Scoville Heat Units，SHU）的單位換算見表1。

式中：總辣椒素中辣椒素和二氫辣椒素含量占90%；每mg辣椒素或二氫辣椒素相當于16.1×103SHU，其余每mg相當于 9.3×103SHU[13-14]。

表1 辣度級別與SHU的單位換算Table 1 Conversion between Pungency Degree and SHU units

1.3.9 黃酮含量的測定

黃酮含量的測定采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法，參照王華清等[15]稍作修改。

1.3.10 統計分析

研究采用Excel 2010記錄數據和繪圖，試驗均重復3次。數據統計分析采用SPSS 17.0軟件進行差異分析。

2 結果與分析

2.1 辣椒籽營養成分溶出效果分析

粉碎度對辣椒籽基本營養成分溶出的影響見表2。

表2 辣椒籽中基本營養成分溶出含量Table 2 Dissolution content of basic nutritional ingredient in chilli seeds

由表2可以看出，20、40、60目的辣椒籽的各營養指標差異各不相同，說明粉碎度對辣椒籽基本營養成分溶出含量有一定影響。20、40、60目的辣椒籽水分無顯著性差異（P＞0.05），均在8.00%左右；辣椒籽中粗纖維的含量較高且差異顯著（P＜0.05），隨著粉碎度的增大，辣椒籽的粗纖維含量基本呈現降低趨勢，分別達到22.28%、21.68%、21.55%。灰分變化趨勢與粗纖維相同。此品種辣椒籽中蛋白質含量測定結果較低，低于寧娜[16]測定的9個品種辣椒籽蛋白質的平均值，可見，此品種辣椒籽不適合作為辣椒籽蛋白的研究原料。

表2粗脂肪數據顯示，粉碎度對脂肪溶出含量的影響最大，各粉碎度間的脂肪溶出含量呈現極顯著差異（P＜0.01），過篩目數越大，脂肪分離度越大，脂肪含量越高，粉碎度達到60目，脂肪含量可達32.83±3.11（g/100 g），對比較20目辣椒籽，提高了1.7倍，這與袁唯等[17]研究中辣椒籽粉碎度對提油率的影響結果一致，結果表明粉碎度＜80目時，出油率隨著粉碎度增大而增大。80目粉碎度可能對油脂的溶出效果更好，但預試驗表明，粉碎度過細，對于前期研磨和后期的提油均造成了困難，難于離心、過濾等分離操作，故此處未對80目研究。

2.2 黃酮含量的測定結果分析

根據1.3.9中方法分別測定20、40、60目辣椒籽中的黃酮含量，得到圖1標準曲線，方程為y=0.529 9x+0.001 3，R2=0.999 3，在濃度范圍內線性良好。

粉碎度對辣椒籽黃酮溶出含量的影響如見表3。

圖1 蘆丁標準曲線Fig.1 Standard curve of rutin

表3 黃酮含量測定數據Table 3 The data of flavonoids content determination

黃酮類化合物具有生物抗氧化性、清除自由基、抗衰老、鎮痛、降血糖、抗菌、抗炎、免疫等保健功能，且諸多生理功能已被應用于食品行業，是一類極具前景的天然活性成分[18-19]。根據表3可以看出，不同目數黃酮溶出含量具有極顯著差異（P＜0.01），20、40、60目辣椒籽中黃酮溶出含量分別達到188.48、209.126、93.766mg/100 g，在粉碎度40目時，黃酮含量達到最高。可能是黃酮等有效成分都存在于辣椒籽的細胞質中，在細胞壁完好的情況下，黃酮等有效成分只能通過濃度擴散作用，從細胞質中穿過細胞膜和細胞壁擴散到溶出介質中，這種擴散過程進行的比較緩慢，而且不能進行完全；當細胞壁被破壞以后，黃酮等有效成分就直接溶解到溶出介質中，該過程進行的很快，而且比較徹底。同時，隨著目數的增大，細胞破壁率增大，這就使得辣椒籽中黃酮等有效成分充分暴露出來，進而導致黃酮等有效成分溶出速度加快，溶出量增加[20]。黃酮類化合物的含量對辣椒籽的抗氧化能力作了一定說明。

2.3 液相色譜測定辣椒素含量

辣椒素類物質是辣椒果實中產生辣味的香草及其酰胺類生物堿的統稱。其中，辣椒素和二氫辣椒素約占辣椒素類物質的90%，是影響辣椒辣度的最主要成分，而其他類物質含量較少，只占約10%。辣椒素和二氫辣椒素的標準品液相色譜圖見圖2。

圖2 辣椒素標準品和二氫辣椒素標準品的液相色譜圖Fig.2 Standard substance of capsaicine and dihydrocapsaicin in HPLC

圖3 辣椒素標準曲線Fig.3 Standard curve of capsaicin

圖4 二氫辣椒素標準曲線Fig.4 Standard curve of dihydrocapsaicin

辣椒籽素和二氫辣椒素的標準曲線如圖3和圖4所示由曲線可知辣椒素回歸方程為y=2.495 7x-2.650 3，R2=0.9998，二氫辣椒素回歸方程為y=2.601 6x+1.651 1，R2=0.999 7，均呈現出良好的線性關系。

粉碎度對辣椒籽中辣椒素溶出含量及辣度的影響見表4。

表4 辣椒素含量Table 4 The content of capsaicine

然辣椒素是由一系列同類物族酷胺類化合物所組成，各族的結構和性質極其相似。主要成分是辣椒素和二氫辣椒素，按其含量的高低分別為：辣椒素約69%，二氫辣椒素約22%，及其他9%[21]。

由表4可知，不同粉碎粒度辣椒籽之間的總辣椒素溶出含量有極顯著差異（P＜0.01），可以看出加工過程（粉碎研磨）對辣椒籽中辣椒素的溶出含量有一定影響，從而對其辣度級別有一定影響。辣椒素溶出含量隨著粉碎度的增大而增加，當粉碎度達到60目時，其辣椒素達到10.26mg/100 g，SHU為1 583，辣度級別達到4級，口感較辣。這對辣椒籽的利用有一定參考價值。

3 結論

通過對不同粉碎度辣椒籽的營養成分及活性物質溶出含量進行分析，得到以下結論，辣椒籽粉碎度對辣椒籽營養成分溶出含量有一定影響，且粉碎度對油脂和辣椒素的溶出含量影響極顯著（P＜0.01），辣椒籽中油脂含量較高，不同粉碎度脂肪溶出含量在18.55%～32.83%之間，60目辣椒籽中脂肪溶出含量最高，達到32.83%。20、40、60目辣椒籽黃酮溶出含量分別達到 188.48、209.126、93.766mg/100 g。粉碎研磨對辣椒籽中辣椒素的溶出含量和辣度影響顯著，辣椒素溶出含量隨著粉碎度的增大而增加，當粉碎度達到60目時，其辣椒素可達到10.26mg/100 g，SHU為1 583，辣度級別達到4級。本研究結論為辣椒籽的開發及附加值的提高作了貢獻，同時為香辛油料提供了新思路。

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Effect of Crushing Degree on the Dissolution Content of Chilli Seed

SHEN Wen-jiao1，2，3，HE Xin-yi1，2，3，*，FENG Chang-lu4，LIU Bin4
（1.Department of Food Science and Biotechnology，Tianjin Agriculture University，Tianjin 300384，China；2.Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing，Tianjin 300384，China；3．Tianjin Agricultural Innovation Demonstration Base for Integration of Technology and Education，Tianjin 300384，China；4.Tianjin Hong Lu Food Co.，Ltd.，Tianjin 301713，China）

The effect of chilli seed crushing degree on the main nutrient content and the dissolution rate of active substances were studied.The results showed that the degree of crushing had a certain effect on the dissolution content of nutrient in chilli seed.The crushing degree had significant effect on the dissolution of oil and capsaicin（P ＜0.01）.The content of fat in the 60 mesh chilli seeds was the highest，reaching 32.83%.The content of flavonoids in the 40 mesh chilli seed was the highest，reaching 209.126mg/100 g.The dissolution content of capsaicin can increase with the increase of crushing degree.When the degree of crushing reaches 60 mesh，the capsaicin can reach 10.26mg/100 g，SHU was 1 583，and the Spicy of chilli seed was 4.

chilli seed；crushing degree；dissolution effect

沈文嬌，何新益，馮長祿，等.粉碎度對辣椒籽成分溶出效果的影響[J].食品研究與開發，2018，39（1）：78-82

SHEN Wenjiao，HE Xinyi，FENG Changlu，et al.Effect of Crushing Degree on the Dissolution Content of Chilli Seed[J].Food Research and Development，2018，39（1）：78-82

10.3969/j.issn.1005-6521.2018.01.016

沈文嬌（1992—），女（滿），碩士，研究方向：動物源性食品安全與營養學。

*通信作者：何新益（1974—），男（漢），教授，博士,研究方向：農產品研究與開發。

2017-06-13