10個線椒品種干制品品質分析

高 佳，田玉肖，羅芳耀，羅靜紅，唐月明，宋占鋒

（1.四川省農業科學院農產品加工研究所，四川成都 610066；2.農業農村部西南地區園藝作物生物學及種質創制重點實驗室，四川成都 610066；3.四川省農業科學院園藝研究所，四川成都 610066）

辣椒（Capsicumspp.）原產于中南美洲，是重要的世界性蔬菜和調味品，在我國經歷了400 多年的發展已成為種植面積最大、覆蓋面廣、經濟效益高的蔬菜種類，辣椒及其衍生加工產品也成為消費量最大的調味品[1]。辣椒種類繁多，加工產品類型和加工方式多樣，其中干制辣椒占據重要市場份額[2]。線椒（Capsicum annuumL.var.dactylusM.）是一年生辣椒種（C.annuumL.）中的變種[3]，是干制辣椒的主要品種類型之一[4]。品種特性是造成辣椒產品品質差異的首要因素，隨著人們對干辣椒產品需求的增加，加工專用型辣椒品種的選育愈發重要[5]。

干辣椒中富含可溶性糖、辣椒素和類胡蘿卜素，可溶性糖含量決定干椒的甜味口感，類胡蘿卜素決定干椒外觀顏色，辣椒素是一種含香草酰胺的生物堿，主要貢獻辣味[6]。辣椒的傳統品種選育多從田間表現著手[7]，而作為重要的調味品，辣椒干制加工后產品的辣度和顏色等品質性狀對商品性的評價更為重要[8]。因此，以辣椒加工后產品品質的優劣選擇輔助育種，評價品種優劣，更具有商業價值[9?10]。目前國內主要的干椒產區集中在新疆[11]、湖南[12?13]等地。四川作為全國重要的辣椒產銷大省[14]，育種資源豐富，開展四川加工辣椒品種的選育與評價對豐富品種資源具有重要意義。

相關性分析可反映測試指標兩兩間的潛在關聯程度，隸屬函數分析可反映樣本間多個測試指標構成的綜合性狀水平，聚類分析可將測試指標進行樣本間的群組分類。本研究以四川地區10 個新選育的線椒品種為研究對象，重點考察干制線椒樣品中辣椒素類物質和類胡蘿卜素等品質指標，通過多種方法進行數據綜合分析評價，以期為四川特色線椒加工品種的選育提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

本試驗10 個線椒品種或優良雜交新組合由四川省農業科學院園藝研究所選育，種植于四川省成都市新都區四川省農業科學院科研基地。于2018年12月10日播種，2019年4月9日定植，行距70 cm，株距40 cm，試驗小區廂寬0.8 m，長4.0 m，定植20 株，不設重復，順序排列；栽培管理條件一致；于采收高峰期的8月10日和9月29日分兩批提供試驗品。參試樣品采于植株2～3 臺果，一致性較好，表面無損傷、無明顯病蟲危害。采摘后2 h 內送達實驗室，處理前于10 ℃冷庫中放置24 h；蒽酮 分析純，上海麥克林生化科技有限公司；乙酸乙酯、濃硫酸、丙酮、甲醇、蔗糖 分析純，成都市科龍化工試劑廠；甲醇 HPLC，賽默飛世爾科技（中國）有限公司；辣椒堿（合成）、二氫辣椒堿 HPLC≥98%，上海源葉生物科技有限公司。

Agilent 1260 高效液相色譜儀 美國Agilent Technologies 公司；Synergy HTX 酶標儀 美國Bio Tek 公司；5810R 冷凍離心機 德國Eppendorf 公司；JA31002 電子天平 上海精天電子儀器有限公司；3P（JK-ZT-HGJ03CH）多功能熱泵干燥機 廣州凱能電器科技有限公司；XM-300UVF 超聲波清洗機 小美超聲儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品干制加工 新鮮線椒樣品每品種30 個果均去除果柄，分品種裝入托盤置于多功能熱泵干燥設備中，于60 ℃下恒溫烘干至24 h 內恒重后粉碎成辣椒粉，采用聚乙烯自封袋密封包裝后置于干燥器中4 ℃存放，用于測試干制后樣品的品質指標。

1.2.2 指標測定 可溶性糖含量采用蒽酮法測定[15]，以蔗糖為標樣繪制標準曲線，630 nm 處測定吸光度。辣椒素、二氫辣椒素和斯科維爾指數（scoville heat units,SHU）參考中國國家標準GB/T 21266-2007[16]方法進行測定。檢測條件：色譜柱Zorbax SB-C18（4.6 mm×250 mm,5μm），流動相為70%甲醇，流速0.8 mL/min，紫外檢測波長為280 nm，兩端柱溫均30 ℃，進樣量10 μL，以辣椒素和二氫辣椒素標準品做標準曲線，計算辣椒粉中的辣椒素和二氫辣椒素含量。類胡蘿卜素含量參考井鳳等[17]的方法測定。

1.3 數據處理

供試品種可溶性糖、辣椒素、二氫辣椒素、類胡蘿卜素含量均采用干制后粉碎樣品測試3 個重復，結果采用Excel 2007 軟件進行數據整理和隸屬函數分析；采用SPSS 22 軟件進行相關性分析和聚類分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種線椒營養物質含量

調查測試了供試線椒樣品的田間表現和鮮樣指標（表1）。10 個供試樣品早熟品種5 個（X1014、Y16-54、紅冠3 號、紅冠5 號、紅冠小金條），早中熟品種3 個（Y16-110、Y16-135、川騰10 號），中熟品種2 個（紅冠1 號、紅冠4 號）；首花節位均值為11～13.2 之間；平均株高為61.7～89.4 cm 之間；青果均為不同深淺的綠色，老熟果均為鮮紅色；除紅冠小金條果形為羊角形，其余9 個樣品均為線形；坐果特性均為多，其中川騰10 號坐果分散，Y16-135、紅冠1 號和紅冠小金條坐果較分散，其余坐果均集中；樣品中Y16-135、川騰10 號、紅冠4 號和紅冠小金條4 個樣品抗澇性強，其余樣品均抗澇性中；所有樣品平均單果重均值為9.52～21.65 g 之間，果形指數為8.35～19.49 之間，干物質含量為12.06%～17.53%之間。

表1 供試辣椒田間表現Table 1 Field cultivation data of pepper materials for testing

SHU 按照中國國家標準GB/T 21266-2007[16]方法計算，能整體反映樣品的辣味程度。統計10 個樣品烘干后干椒測試品質指標可見（表2），變異系數在14.55～62.49 之間，變異系數值大小依次為：辣椒素>SHU>二氫辣椒素>類胡蘿卜素>可溶性糖，其中辣度指標的變異系數值均大于50%，表明10 個樣品間辣度指標差異較大。供試樣品中可溶性糖含量最高的是Y16-110（421.27 mg/g），最低的為Y16-54（269.98 mg/g）；辣椒素、二氫辣椒素和SHU 值最高的樣品均為紅冠4 號，最低的樣品為紅冠3 號；類胡蘿卜素含量最高的樣品為Y16-54（102.14 mg/100 g），最低的樣品為紅冠1 號（39.47 mg/100 g）。按照湖南省地方標準（DB 43/T275-2006[18]）對辣椒制品辣度的等級劃分，供試樣品中辣度在（30001～50000）SHU 之間的樣品有3 個（紅冠4 號、Y16-135 和X1014），達到八級辣度標準；辣度在（15001～30000）SHU 之間的樣品有4 個（Y16-54、紅冠5 號、紅冠1 號和Y16-110），達到七級辣度標準；辣度在（5001～15000）SHU 之間的樣品有3 個（Y16-110、川騰10 號和紅冠3 號），達到六級辣度標準。

表2 供試干椒材料營養物質含量Table 2 Nutrients content of dry pepper materials for testing

2.2 干椒品質指標間相關性分析

干椒測試品質指標相關性分析表明（表3），供試樣品辣椒素、二氫辣椒素和斯科維爾指數三者間彼此均存在極顯著正相關性（P<0.01），辣椒素與類胡蘿卜素和二氫辣椒素之間均存在顯著正相關性（P<0.05），其余指標間彼此相關性不顯著（P>0.05）。可溶性糖含量與所有供試指標間呈不顯著的負相關（P>0.05）。

表3 干椒測定指標間的相關性Table 3 Correlation coefficient between indexes of dry pepper

2.3 干椒品質指標的隸屬函數分析與排序

采用模糊數學隸屬函數法對10 個線椒干椒樣品進行了測試品質指標的綜合評價，將所有測試指標均定義為優良品質指標，即值越大越好，計算樣品的平均隸屬函數值（表4）。10 個樣品平均隸屬函數值由大到小依次為：紅冠4 號、Y16-135、X1014、Y16-110、Y16-54、紅冠5 號、紅冠1 號、川騰10 號、紅冠小金條、紅冠3 號。上述結果表明紅冠4 號在所有供試樣品中表現出最優的綜合品質性狀（高辣度、較高可溶性糖和類胡蘿卜素含量），平均隸屬函數值達到0.80；而紅冠3 號綜合品質性狀最低，平均隸屬函數值僅為0.14。

表4 各樣品的品質綜合比較分析Table 4 Quality comprehensive comparative analysis of each samples

2.4 干椒樣品間品質指標的聚類分析

將10 個線椒干椒樣品測試品質指標數據標準化后進行系統聚類分析，采用Ward 聚類方法計算歐氏距離（圖1）。以歐式距離為總距離的一半（12.5）進行劃分，10 個干椒樣品可被分為3 類：第一類包括紅冠小金條、川騰10 號和紅冠3 號，表現為較高的類胡蘿卜素含量，低辣度指標；第二類包括Y16-135 和紅冠4 號，表現為高辣、高類胡蘿卜素，綜合性能較優；第三類包括X1014、Y16-110、Y16-54、紅冠5 號和紅冠1 號，表現為中辣，可溶性糖和類胡蘿卜素含量規律不明顯。

圖1 供試樣品的聚類分析樹狀圖Fig.1 Dendrogram of cluster analysis of each samples

3 討論

辣味和色澤是評價干椒商品性的重要指標，糖類、有機酸、揮發性酯類和萜類等也會影響辣椒的風味和營養[5]。辣椒中引起辛辣感和熱感的主要成分統稱為辣椒素類物質（辣椒堿、類辣椒素）[19]，其含量的大小和種類主要受基因型、果實生長階段和栽培環境等因素影響[5]。本試驗10 個品種均在同一栽培條件下種植和相似成熟度下采收，造成品種間測試指標變異系數較大的主要原因為品種基因型的差異。辣椒素和二氫辣椒素是辣椒的主要呈味物質[5]，GB/T 21266-2007 中規定采用辣椒素和二氫辣椒素含量總和除以0.9 來計算辣椒素類物質的含量[16]，用SHU 值來衡量辣椒辛辣程度強弱[19]，因此本研究測試了辣椒素和二氫辣椒素的含量并計算出干椒樣品的SHU 值。10 個線椒樣品辣椒素和二氫辣椒素含量變異系數均大于50%以上（表2），表明品種間辣味差異較大；辣椒素和二氫辣椒素呈現出極顯著正相關性（表3），表明供試線椒樣品中兩種辣椒素類物質的含量在品種中表現出一致性規律，該結果與周書棟等[12]對30 份干椒品種的測試規律相似。辣椒素類物質含量和SHU 值均是基于儀器準確測定對樣品辣度的真實數據反應，但對于消費者而言，辣椒產品口感上表觀辣度等級的劃分更為重要[19]。有學者對辣椒產品表觀辣度等級基于辣椒素含量進行了劃分[20?22]，湖南省地方標準（DB43/T275-2006）[18]也將辣度進行了10 級劃分，但由于地區人群對辣味的接受程度存在較大差異，辣椒加工產品的表觀辣度還受到產品中其他調味物質的綜合影響[19]，目前仍沒有形成統一標準。本試驗中10 個線椒樣品辣度數值在(6185.02～47204.67) SHU 之間（表2），既有相對低辣的品種也有較高辣度的品種，能夠滿足不同消費人群的需求。

辣椒果實的色澤主要由果肉細胞中葉綠素、類胡蘿卜素和花青素等的種類和含量決定，其中類胡蘿卜素是成熟果實主要色素來源[5]。本試驗中干椒樣品類胡蘿卜素變異系數為22.48%（表2），品種間類胡蘿卜素含量也表現出較大差異。此外，類胡蘿卜素含量與辣椒素含量呈顯著正相關（表3），表明供試線椒樣品間存在辣味與色澤較強的一致性規律，有利于選育高辣度高色價的干椒品種，但在其他干椒品種間辣椒紅素與辣椒素含量的相關性分析中沒有出現相似規律[13,23]。

消費者對辣椒產品口感和風味的日益重視促使辣度、色價、香氣等指標逐漸成為評判辣椒品種優劣的重要依據。本研究采用隸屬函數法對10 個供試干椒樣品進行了測試指標的綜合排序（表4），也對所有樣品進行了聚類分析（圖1），對比兩種分析結果可見，隸屬函數排名相近的品種聚類關系相近。圖1中第一類樣品（川騰10 號、紅冠小金條和紅冠3 號）在表4中排名第8～10，第二類樣品（紅冠4 號和Y16-135）排名第1～2，第三類樣品（X1014、Y16-110、Y16-54、紅冠5 號和紅冠1 號）排名第3～7，可見兩種分析方法一致性較好，都可以作為干椒品種的品質綜合分析方法。任朝輝等[24]將聚類分析后的18 個線椒品種按照隸屬函數值大小定義為高、中、低三種品質類型，但筆者認為不能單一采用辣椒素含量的高低作為判斷品質高低的依據，消費者對于辣度的喜好程度不同，產品品質高低的判斷也應該是多樣化的。本試驗中三類樣品（圖1）表現出的品質特性存在差異，生產中可根據實際用途進行品種選擇。

4 結論

對10 個線椒品種和優良組合干制樣品測試指標的相關性分析表明，辣椒素、二氫辣椒素和斯科維爾指數三者間存在極顯著正相關性（P<0.01），辣椒素與類胡蘿卜素含量存在顯著正相關性（P<0.05）；通過隸屬函數分析篩選出供試線椒樣品測試指標綜合排名第一的品種為紅冠4 號，表現為高辣、較高類胡蘿卜素和可溶性糖含量；通過聚類分析將10 個線椒樣品劃分為三種類型，可作為品種選擇和進一步選育的參考依據。