黑胡椒精油挥发性成分分析

王花俊，齐海英，张峻松

(1.郑州轻工业学院 食品与生物工程学院，郑州 450002；2.河南中烟工业 有限责任公司，郑州 450016)

黑胡椒精油挥发性成分分析

王花俊1，齐海英2*，张峻松1

(1.郑州轻工业学院 食品与生物工程学院，郑州 450002；2.河南中烟工业 有限责任公司，郑州 450016)

采用同时蒸馏萃取装置分离提取黑胡椒籽中的挥发性香味成分，其挥发性香味化合物经气相色谱-质谱联用仪分离、鉴定，鉴定了其中的68种成分，占总质量分数的98.27%，并用峰面积归一化法定量分析各种成分的含量，其主要成分为石竹烯(21.66%)、蒎烯(19.37%)、柠檬烯(13.61%)、β-蒎烯(13.55%)、3-蒈烯(9.87%)、α-松油醇(1.92%)、邻异丙基甲苯(1.78%)、异松油烯(1.77%)、氧化石竹烯(1.54%)等。

黑胡椒；挥发性成分；同时蒸馏萃取；气相色谱-质谱法

黑胡椒(Black Pepper)属于胡椒科植物胡椒(PipernigrumL.)的干燥成熟果实，其果味辛辣，是人们最早使用的香料之一，也是使用最为广泛的香料。医药上也常用作驱风药和慢性消化不良药[1,2]。黑胡椒在食品工业常作为香料和调味料使用，因其精油具有良好的防腐[3]和抗氧化作用[4]，也可作为腌制食品的天然防腐剂和抗氧化剂。黑胡椒作为使用最为广泛的香料之一，其挥发性风味成分种类和含量多少对食品风味品质有重要的影响，因此黑胡椒的芳香成分也是人们关注的重点。本研究利用同时蒸馏萃取装置提取黑胡椒中的挥发油，并通过GC-MS对其挥发油成分组成和含量进行了定性、定量分析，旨在为黑胡椒相关产品的开发和应用提供基础数据。

1 实验部分

1.1 仪器与材料

1.1.1 仪器

GC 7890-MS 5977型气相色谱-质谱联用仪：美国Agilent公司；同时蒸馏提取装置、恒温水浴锅、粉碎机。

1.1.2 实验材料

黑胡椒：自然条件下风干，粉碎，过40目筛，购于郑州调味品批发市场；二氯甲烷(色谱纯)：天津市凯通化学试剂有限公司；无水硫酸钠(分析纯)：天津市德恩化学试剂有限公司。

1.2 黑胡椒香味成分的提取方法

用电子天平准确称量黑胡椒样品5.00 g置于1000 mL圆底烧瓶中，向烧瓶中加入400 mL蒸馏水浸泡6～8 h，然后置入同时蒸馏萃取装置一端，另一端为盛有60 mL 二氯甲烷的100 mL圆底烧瓶，同时蒸馏提取黑胡椒香味成分2.5 h。取下盛有二氯甲烷提取液，加入适量的无水硫酸钠干燥过夜后，过滤，浓缩至1.5 mL并转移至色谱瓶中，利用气相色谱-质谱联用仪进行定性定量分析。

1.3 分析条件

1.3.1 GC条件

色谱柱：HP-5MS (柱长60 m，内径250 μm，膜厚0.25 μm)；载气为氦气；柱流速：1.0 mL/min；进样口温度：280 ℃；进样量：1 μL；分流比:10∶1；程序升温：初温50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升温至260 ℃，并保温10 min。

1.3.2 MS条件

质谱离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，电子倍增器电压1650 V，接口温度280 ℃，质量全扫描范围35～550 amu。

1.3.3 定性定量方法

样品经气质联用分析后，利用NIST11对质谱碎片进行定性分析，并利用保留指数对黑胡椒主成分进行定性验证；主成分的定量方法为峰面积归一化法。

1.3.4 黑胡椒精油的感官评价方法

由7名评香成员按GB/T 14454.2-2008《香料香气评定法》规定的方法，在洁净的香气评价室内进行黑胡椒精油香气评价。取5 mL黑胡椒精油样品置于样品瓶内，用辨香纸蘸取试样，进行评香。评辨其在挥发过程中呈现出的头香、体香、尾香的不同香韵，综合掌握评定其总体香气质量。

2 结果与分析

所设色谱条件所得的黑胡椒挥发性成分的GC-MS总离子流图见图1。

图1 黑胡椒挥发油气-质联用的总离子流图Fig.1 Total ion current chromatogram of GC/MS of black pepper essential oil

由图1可知，黑胡椒各种成分得到较好的分离，对其中各组分利用NIST11谱库的质谱数据检索分析，并对黑胡椒挥发油中的主要挥发性组分进行了保留指数定性，进一步验证质谱检索试验结果，其挥发性组分的结果见表1，黑胡椒油共鉴定出68种挥发性组分，约占总质量分数的98.28%。

续 表

续 表

黑胡椒挥发性组分中相对含量最高的是石竹烯(21.66%)，其他成分主要为蒎烯(19.37%)、柠檬烯(13.61%)、β-蒎烯(13.55%)、3-蒈烯(9.87%)、α-松油醇(1.92%)、邻异丙基甲苯(1.78%)、异松油烯(1.77%)、氧化石竹烯(1.54%)、4-松油醇(1.42%)、4-蒈烯(1.01%)等。由分析结果可知：黑胡椒挥发性成分的定性定量结果与文献[5，6]报道有一定的差异，植物的生长环境和样品的制备及分析条件的不同都可能引起结果的差异。石竹烯具有辛香、木香、柑橘香、樟脑香、温和的丁香香气，香气扩散、渗透性强；柠檬烯具有类似柠檬的清香和果味；松油醇具有桃子样清甜香味；石竹烯和松油醇是黑胡椒油的主要组成成分，也是构成黑胡椒主体香韵的组分；另外一些相对含量较低的化合物如芳樟醇、茴香醇、柠檬醛等，其嗅觉阈值较低，香气强度较大，在黑胡椒总体香韵中也有不可忽略的作用，如：芳樟醇具有清新飘逸的花香和木香，茴香醇具有平和而润厚的花香和膏香底蕴，柠檬醛具有柠檬的清香和果味。

黑胡椒的香气感官特征按照GB/T 14454.2-2008《香料香气评定法》评价表明：黑胡椒精油甜香，带有一种凉爽的提升气，辛香，新鲜，萜烯气。香气清新、圆和，穿透力强，留香持久。

3 结论

采用同时蒸馏萃取装置分离提取黑胡椒籽中的挥发性香味成分，其挥发性香味化合物经气相色谱-质谱联用仪分离、鉴定，鉴定了其中的68种成分，占总质量分数的98.27%。

本文对黑胡椒提取物的主要成分分析结果为石竹烯、蒎烯、柠檬烯、β-蒎烯、3-蒈烯、α-松油醇、邻异丙基甲苯、异松油烯、氧化石竹烯、4-松油醇、4-蒈烯等。其香气具甜香、辛香，带有一种凉爽的提升气，新鲜，萜烯气。香气清新、圆和，穿透力强，留香持久。

[1]林进能.天然食用香料生产与应用[M].北京:中国轻工业出版社,1991：104-114.

[2]王建新.香辛料原理与应用[M].北京:化学工业出版社,2004：59-61.

[3]王波,陈红兵,韩巨才,等.黑胡椒精油抑菌活性研究[J].山西农业大学学报(自然科学版),2012,32(2):150-153.

[4]李利华.黑胡椒提取物的抗氧化活性研究[J].中国调味品,2016，41(9):36-39.

[5]李祖光，高云芳，刘文涵.黑胡椒风味成分研究[J].食品科学,2003(10):128-131.

[6]谭乐和，赵建平，刘红,等.不同加工方法对胡椒精油化学成分的影响[J].热带作物学报，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 *通讯作者

王花俊(1972-)，女，河南宝丰人，高级实验师，研究方向:香精香料开发与应用;

齐海英(1971-)，女，河南南阳人，工程师，主要从事烟草相关研究。