辣椒籽油的制备及其挥发性香味物质的研究

卢可可庞会利刘华敏，秦广雍汪学德（郑州大学物理工程学院，郑州 45000）（河南工业大学粮油食品学院，郑州 45000）

辣椒籽油的制备及其挥发性香味物质的研究

卢可可1庞会利1刘华敏1，2秦广雍1汪学德2
（郑州大学物理工程学院1，郑州 450001）
（河南工业大学粮油食品学院2，郑州 450001）

利用亚临界低温萃取技术对经过炒制前处理的辣椒籽进行萃取制备得到辣椒籽油，并采用同时蒸馏结合GC-MS法，分析了不同的炒制温度（120～200℃）和炒制时间（5～25 min）对辣椒籽油中的挥发性成分和脂肪酸成分的影响。在炒制时间为5 min，炒制温度低于140℃时，芳樟醇、月桂烯、双戊烯是辣椒籽油的主要香气物质，当温度高于140℃时，吡嗪类化合物和2-戊基呋喃是辣椒籽油的主要香气物质。在炒制温度为140℃，炒制时间为5 min时，辣椒籽油中的芳樟醇、月桂烯、双戊烯的含量分别达到最大值，随着炒制时间的增加，辣椒籽油中的2，3，5，6-甲基四吡嗪和2-戊基呋喃的含量在20 min时达到了最大值。辣椒籽油中主要的脂肪酸成分是棕榈酸（11.57%）、油酸（76.16%）和亚油酸（7.14%）。

亚临界低温萃取 辣椒籽 GC-MS 挥发性化合物 炒制

辣椒是一种重要的蔬菜和经济作物，目前国内外对其开发利用主要涉及辣椒食品加工、辣椒色素提取、辣椒精及辣椒碱化合物的提取，相关产品已达几百种［1］。而占辣椒干重40%左右的辣椒籽作为辣椒加工的副产物，一直得不到合理的利用，造成了资源的浪费。红辣椒籽的含油率约有25%，其中不饱和脂肪酸的含量高达70%以上［2］。高含量的不饱和脂肪酸成分，使辣椒籽油在人造黄油和沙拉酱等食品加工中具有一定的应用价值［3］。红辣椒籽油中还含有丰富的矿物质和维生素A、D、E和K［4］。

浓香油是对油料作物进行过前期炒制提香处理所得的一类油脂的统称，目前的浓香油制备工艺主要包括压榨法［5］、酶解法［6］、超临界二氧化碳萃取法［7］。压榨法作为油脂提取的传统工艺，由于蒸炒温度高、时间久的特点，造成油料蛋白的严重变性，此外压榨法提取率较低。酶解法和超临界二氧化碳萃取法虽然提取率高，但是酶解法试验条件的要求较高，超临界二氧化碳萃取法所需的萃取压力较大，均不适合大规模的产业化应用。亚临界低温萃取是一种快速的低温萃取技术，具有提取率高，并在保持提取物的活性和产业化生产应用上具有独到的优势。

本研究通过对辣椒籽进行不同温度和时间的炒制处理，并利用亚临界低温萃取技术制备浓香型辣椒籽油。以辣椒籽油为原料，采用同时蒸馏法提取辣椒籽油中的挥发性香气成分，并结合GC-MS进行分离鉴定，探究不同的炒制时间和温度对辣椒籽油中挥发性香气物质的影响，同时，对不同炒制温度条件对其脂肪酸成分的影响进行研究，以期为辣椒籽油的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

辣椒籽：新疆伊犁；试验所用试剂均为分析纯或色谱纯。

CBE-5L亚临界低温萃取设备：河南省亚临界生物技术有限公司；HN002小型电炒锅：威海汉江食品有限公司；FM100通用高速粉碎机：天津泰斯特公司；R-210旋转蒸发仪：瑞士BUCHI公司；Agilent 7890C-5975C气质联用仪：美国Agilent公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品预处理

考虑到前期预试验中过高的炒制温度和过长的炒制时间所制备的辣椒籽油中含有不良的焦糊气味，因此将试验条件分别设定为：不同的温度（120、140、160、180和200℃）下翻炒5 min，分别标记为b1、b2、b3、b4和b5；并在140℃条件下，炒制不同的时间（5、10、15、20和25 min），分别标记为b2、b6、b7、b8和b9。

1.2.2 亚临界低温萃取

将炒制过的样品粉碎过60目筛，然后分别称取200 g样品利用亚临界萃取设备萃取制得浓香辣椒籽油，将所得油脂样品进行离心处理后，置于4℃冰箱保存，以待后续的分析使用。亚临界丁烷萃取的试验条件：料液比（kg／L）为1∶10；萃取温度为40℃；萃取时间为15 min；萃取次数为4次。

1.2.3 脂肪酸成分检测

采用GB／T 17376—2008《动植物油脂脂肪酸甲酯制备》和GB／T 17377—2008《动植物油脂脂肪酸甲脂的气相色谱分析》对辣椒籽油中的脂肪酸成分和含量进行分析。

1.2.4 香气成分分析

采用同时蒸馏萃取法结合GC-MS对香气成分进行分析。同时蒸馏条件：取10 mL辣椒籽油置于250 mL圆底烧瓶中，加入50 mL蒸馏水和少许沸石，置于同时蒸馏萃取装置的一端，用电热套在103℃下恒温加热，同时蒸馏萃取仪的另一端连接装有30 mL二氯甲烷的50 mL烧瓶，该装置在63℃下恒温水浴加热，同时蒸馏萃取2 h。所得萃取液用无水硫酸钠干燥之后，经旋转蒸发仪旋转蒸发至1.5 mL，然后利用气相色谱质谱仪分析。

色谱条件：HP-5色谱柱（30 m ×0.25 mm × 0.25 μm）；程序升温：起始温度40℃，保留2 min，以5℃／min升至160℃，无保留，再以10℃／min升至250℃，保持20 min。进样口的温度：250℃；载气为氦气；分流比为10∶1。

质谱条件：接口温度 240℃，离子源温度为200℃，电离方式为EI，电子能量为70 eV，溶剂延迟从8 min开始全谱扫描，扫描质谱范围为45～550 u。

化合物鉴定：采用Xcalibu软件系统对未知化合物进行分离鉴定，同时将未知化合物与NIST谱库和Wiley谱库相匹配，并采用峰面积归一化法计算相对含量。

2 结果与分析

2.1 炒制对脂肪酸组成与含量的影响

通过对未炒制处理和140℃条件炒制5 min制备的辣椒籽油分别进行脂肪酸成分检测分析，结果如表1。可以看出2种不同的处理条件下辣椒籽油的不饱和脂肪酸的总量分别是83.08%和84.06%，其中亚油酸的质量分数分别为72.09%和72.95%，油酸的质量分数分别为9.57%和10.00%。经过对比分析可以看出140℃炒制5 min的处理对辣椒籽油中的脂肪酸组成几乎没有什么影响，其中不饱和脂肪酸的含量也无明显差异。汤富彬等［8］在对油茶籽油和橄榄油中的化学成分比较过程中，通过分析市售橄榄油的脂肪酸组成，测出橄榄油中的亚油酸和油酸的质量分数分别是76.16%和7.14%。通过对比，发现辣椒籽油中的脂肪酸组成和含量与橄榄油接近。油酸作为一种单烯类不饱和脂肪酸，在降低胆固醇和脂肪在体内的堆积具有积极的作用。亚油酸作为一种多烯类不饱和脂肪酸，在阻止心肌组织和动脉硬化方面也有独特的效果。因此辣椒籽油作为一种与橄榄油具有相似脂肪酸组成的植物油，具有很高的食用价值。

表1 炒制对辣椒籽油脂肪酸的影响

2.2 不同的处理条件对香气成分的影响

2.2.1 炒制温度对挥发性香气成分的影响

为了研究不同的炒制温度对辣椒籽油中的挥发性香气成分的影响，分别在5 min的条件下对辣椒籽进行了5种不同温度的炒制处理，并分别进行了检测分析，结果如表2。

从表2可以看出，5种不同炒制温度下制备的辣椒籽、油的挥发性化合物共35种，包括9种醛类化合物、8种醇类化合物、2种苯类化合物、3种吡嗪类化合物、3种烯类化合物、2种酸类化合物、4种烷类化合物和其他一些化合物。其中醛类化合物的总量在180℃条件下最高为55.53%，在140℃条件下最低为20.52%，整体呈不规则变化趋势。醇类化合物的总量随着温度的升高，整体呈下降趋势，在120℃的条件下最高为11.49%，在180℃条件下未检出。烯类化合物的总量随着温度的升高，呈逐渐下降趋势，其质量分数分别为 28.88%、15.57%、6.18%、1.67%和 0%（未检出）。3种吡嗪类化合物中，2，5-二甲基吡嗪和2，6-二甲基吡嗪在200℃时，其质量分数分别是2.02%和3.16%。2，3，5，6-甲基四吡嗪的含量随着温度的升高，整体呈增加趋势，在180℃条件下质量分数最高为14.20%。为了更好地区分出不同条件下制备的辣椒籽中的特征挥发性香气物质，表3列出了以上一些化合物所具有的香气特征。

表2 不同炒制温度下辣椒籽油中挥发性物质的质量分数／%

表3 辣椒籽油主要挥发性化合物的香气特征

从表3可以看出，部分的醛类、醇类、烯类和呋喃类化合物构成了辣椒籽油中的清甜香味气息，而吡嗪类化合物则是烤香气味主要组成部分。

目前，关于植物种子油脂萃取的研究有很多，其中周萍萍等［9］对浓香型葵花籽油的挥发性风味物质进行了分析研究，并认为2-戊基呋喃和2，5-二甲基吡嗪是葵花籽油的特征香气物质。Jung等［10］在210℃条件下，研究了不同的烘烤时间对辣椒籽油的影响，并发现在此条件下制备的辣椒籽油散发出一股令人愉悦的坚果香气，并最终推断出2，5-二甲基吡嗪是产生这种香气的主要化合物。Aydeniz等［11］在对红花籽和芝麻籽分别进行烘烤和微波处理制备得到浓香红花籽油和浓香芝麻油，并通过对2种油脂的挥发性化合物进行分析得出，吡嗪类化合物和呋喃类化合物使油脂本身增加了更加丰富的烤坚果和焦糖的气味，且2种化合物的含量随着炒制温度和时间的增加也相应增加。由此可得，吡嗪类和呋喃类化合物是浓香型油脂的主要特征香气成分，由表2可以看出，辣椒籽油中含有3种吡嗪类化合物和1种呋喃类化合物，并且其相对质量分数随着炒制温度的升高而增加在180℃达到最大值（18.51%）。

Yilmaz等［12］对冷榨法提取的番茄籽油进行挥发性香气成分进行检测分析，共检测出34种化合物，并通过对比是否进行烘烤前处理的油脂样品，结果表明，烘烤处理提取的油脂相对于未烘烤处理提取的油脂中，增加了一些烤的坚果类、杏仁类、和咖啡类的气味，缺失了一些像青草和水果一样的清新气味。Siegmund等［13］在不同烘烤处理的南瓜籽油中检测出5种吡嗪类化合物，在南瓜籽油的香气成分中占决定性作用，并认为超过150℃的烘烤处理对南瓜籽油的风味物质的形成具有积极的作用。

研究表明，烘烤处理增加了油脂的烤香气味，丰富了油脂的香味物质，但也对油脂中的一些清新的气味造成了影响。由表2可以看出：壬醛、芳樟醇、月桂烯、双戊烯、罗勒烯的总量在140℃时达到最大值为39.81%。当温度高于140℃时，其总量下降较明显，这说明随着炒制温度的升高，清甜型香气物质的含量在减少。而吡嗪类和呋喃类化合物的含量则随着温度的升高而增加，在180℃达到最大值为18.51%。在炒制温度不高于140℃时，辣椒籽油中的特征香气物质是壬醛、芳樟醇和烯类等清甜香型化合物。随着炒制温度的升高，辣椒籽油的特征香气物质逐渐变成吡嗪类和呋喃类等烤香型化合物。

2.2.2 炒制时间对挥发性香气成分的影响

为了研究不同的炒制时间对辣椒籽油中的挥发性香气成分的影响，分别在140℃的温度下对辣椒籽进行了5种不同时间的炒制处理，并对这5种样品分别进行了检测分析，结果如表4。

从表4可以看出，5种不同炒制时间下制备的辣椒籽油的挥发性化合物共30种，包括2种苯类化合物、5种醛类化合物、4种醇类化合物、3种烯类化合物、2种萘类化合物、4种烷类化合物、4种酸类化合物、2种脂类化合物和其他一些化合物。其中醛类化合物的质量分数在20 min时最高为41.18%，在10 min时最低为13.80%。整体呈不规则变化规律。烯类化合物的质量分数在5 min时最高为33.7%，其后下降较为明显，10 min时最低为0.92%，这表明炒制时间对烯类化合物的含量影响较大。酸类化合物的质量分数在15 min时最高为29.79%，在5 min时为0%（未检出），整体呈先增长后下降趋势。2-戊基呋喃的质量分数随着时间的增加逐渐升高，在20 min时最高为3.76%，然后下降。2，3，5，6-四甲基吡嗪的质量分数在20 min时最高为8.78%，在10 min时最低为3.40%，整体上呈先增加后下降趋势。通过对比表2可以看出，对辣椒籽油香气影响较大的吡嗪类化合物只有2，3，5，6-四甲基吡嗪1种，这也证明了2，5-二甲基吡嗪和2，6-二甲基吡嗪的形成与温度有关，在较低的炒制温度下，炒制时间的长短对其形成无影响。

表4 不同炒制时间下辣椒籽油中挥发性物质的质量分数／%

从表4可以看出，壬醛、芳樟醇、月桂烯、双戊烯、罗勒烯等一些清甜香型化合物的质量分数在5 min时最高为39.81%，而后随着炒制时间的增加，其总量在急剧减少。而相对应的2，3，5，6-四甲基吡嗪和2-戊基呋喃的含量随着炒制时间的增加而增加，在20 min时质量分数最高为12.54%。这说明随着炒制时间的增加，辣椒籽油的整体香味由清甜香型逐渐转变成具有烤坚果和咖啡烤香型气味。

3 结论

辣椒籽油富含83%的不饱和脂肪酸，其中亚油酸的质量分数高达73%，是一种营养价值非常高的植物油脂，140℃条件下的炒制处理对于辣椒籽中的脂肪酸成分几乎未产生影响。

2，5-二甲基吡嗪和2，6-二甲基吡嗪作为2种具有特殊烤坚果和咖啡香气的化合物，是200℃炒制处理条件下的产物，因此高温炒制处理对于吡嗪类化合物种类的增加具有决定的影响。

在炒制时间为5 min的条件下，壬醛、芳樟醇和烯类等清甜香型化合物的总量在140℃时最高，而后随着温度的升高，其总量相应减少。而吡嗪类化合物的种类和含量则随之增加，在180℃时达到最大值。随着炒制时间的增加，辣椒籽油的整体香味由清甜香型逐渐转变成具有烤坚果和咖啡烤香型气味。

在炒制温度为140℃的条件下，壬醛、芳樟醇和烯类等清甜香型化合物的总量在5 min时最高，而后随着时间的增加，其总量相应减少。而2，3，5，6-四甲基吡嗪和2-戊基呋喃的含量则随着时间的增加而增加，在20 min时达到最大值。随着炒制时间的增加，辣椒籽油的整体香味由清甜香型逐渐转变成具有烤坚果和咖啡烤香型气味。

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Preparation of Pepper Seed Oil and Its Volatile Flavor Component

Lu Keke1Pang Huili1Liu Huamin1，2Qin Guangyong1Wang Xuede2
（College of Physical Engineering，Zhengzhou University1，Zhengzhou 450001）
（College of Food Science and Technology，Henan University of Technology2，Zhengzhou 450001）

Red pepper seeds oil was roasted from the pepper seed before roasting by using subcritical low-temperature extraction.In addition，the effects of various roasting temperatures（120～200℃）and times（5～25 min）on the volatiles components and fatty acids in red pepper seed oil were analyzed by distillation extraction（SDE）combining GC-MS.The aroma substance from pepper seed oil for 5 min of toasting time below 140℃ of toasting temperature were main linalool，myrcene and dipentene，whereas pyrazines compound and 2-pentylfuran were the main aroma substance in the oils when the toasting temperature increased above 140℃.The content in linalool，myrcene and dipentene in pepper seed oil respectively reach the maximum for 5 min of toasting time below 140℃ of toasting temperature，with the toasting time increasing，the content of 2，3，5，6-methyl pyrazine and 2-pentylfuran in pepper seed oil reached the maximum after roasting for 20 min.The main fatty acid components in red pepper seed oils were identified to be composed of palmitic acid（11.57%），oleic acid（76.16%），and linoleic acid（7.14%）.

subcritical low-temperature extraction，pepper seed，gas chromatography／masss spectrometry （GC-MS），volatile compound，roasting

TS224.4

A

1003-0174（2017）03-0068-06

国家重点攻关项目（CARS15-1-10），农业部公益性行业专项（201303072-2）

2015-08-10

卢可可，男，1990年出生，硕士，亚临界低温萃取技术

刘华敏，男，1985年出生，讲师，油脂加工与植物蛋白