粉碎度对辣椒籽成分溶出效果的影响

沈文娇，何新益，*，冯长禄，刘斌

（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津300384；2.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300384；3.天津市科教兴农集成创新示范基地，天津300384；4.天津市鸿禄食品有限公司，天津 301713）

粉碎度对辣椒籽成分溶出效果的影响

沈文娇1，2，3，何新益1，2，3，*，冯长禄4，刘斌4

（1.天津农学院食品科学与生物工程学院，天津300384；2.天津市农副产品深加工技术工程中心，天津 300384；3.天津市科教兴农集成创新示范基地，天津300384；4.天津市鸿禄食品有限公司，天津 301713）

通过对辣椒籽进行粗粉碎，选择3个粉碎度对不同粉碎度辣椒籽的营养成分及活性物质溶出含量进行分析。结果表明，粉碎度对辣椒籽营养成分溶出含量有一定影响。其中，粉碎度对油脂和辣椒素的溶出含量影响极显著（P＜0.01）。60目辣椒籽中脂肪溶出含量最高，可达到32.83%。40目辣椒籽黄酮溶出含量分别达到最高209.126mg/100 g。辣椒素溶出含量随着粉碎度的增大而增加，当粉碎度达到60目时，其辣椒素可达到10.26mg/100 g，斯克维尔指数为1 583，辣度级别达到4级。

辣椒籽；粉碎度；溶出效果

香料或中药有效成分的溶出速度往往与粉碎度有关，而有效成分的溶出速度与药物在体内的生物利用度之间常存在着一定的相关性，若能改善药物的粉碎度，提高中药有效成分溶出速率，会有助于提高效用[1]。辣椒属于香料的一种，其中有价值的成分不断被发现并相继开发利用。辣椒果实及胚座组织中的辣椒素具有镇痛消炎、活血化癖的功效；而辣椒籽营养丰富，活性物质多样，国内研究相对较晚且少，吴艳阳等[2]采用高效液相色谱法对辣椒籽中的辣椒素进行了测定，结果为0.053 2%。王知松等[3]以贵州主要地方5种辣椒品种为原料，对辣椒籽的营养成分含量进行分析，结果表明，5种干辣椒籽的维生素E含量差别较大，在0.19mg/100 g～0.74mg/100 g之间；辣椒素含量差异显著，为0.30‰～0.97‰，特别是，辣椒籽粗脂肪含量较高，在11.86%～19.82%之间。时政等[4]以产自河南和贵州地区的3份不同产地的辣椒籽为试验材料，研究发现辣椒籽中的维生素C、膳食纤维含量均较高。李达等[5]采用微波技术辅助提取辣椒籽中的黄酮，发现辣椒籽黄酮提取量最高可到164.12mg/g，发现以辣椒籽提取黄酮在实际生产中占据优势。Chinn等[6]采用了3种不同有机溶剂，取不同状态下的辣椒果实的不同部位（辣椒整体、去籽果实、种子），以不同时间进行提取，研究了对辣椒碱类化合物提取率的影响。

辣椒籽是植物性原料，具有复杂的生物结构，植物细胞内部含有与其他大分子结合的油脂，被称为脂多糖、脂蛋白复合体[7]。影响营养成分溶出的因素较多，包括品种、破碎方式、加工方式、贮藏环境等。机械破碎对植物细胞壁及细胞内物质有较好的的破坏作用，有利于胞内物质的溶出[8]。张阳等[9]的研究表明，粉碎度增大可有效提高物料的接触面积。但刘莉等[10]的研究表明，粒径过小的粉末，使物质的溶出性能变差，可能是粉碎的粉末内部短暂团聚现象。郭华等[11]在研究不同油茶籽的细胞形态时发现油茶籽细胞壁的厚度与细胞大小的比值大于花生的比值，可推测，破坏油茶籽细胞壁所用的机械力应该要大于破坏花生所需。本研究对不同粉碎度辣椒籽的水分、蛋白质、脂肪、粗纤维、灰分等营养指标和黄酮、辣椒素等活性物质溶出含量进行测定，研究了粉碎度对辣椒籽的营养成分溶出效果的影响，为辣椒籽油提取和应用提供理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

辣椒籽：河南新一代朝天椒辣椒籽。

辣椒素标准品（纯度98.55%）：上海安谱试验科技股份有限公司；二氢辣椒素标准品（纯度99.95%）：上海安谱试验科技股份有限公司；甲醇（色谱纯）：美国BR公司；四氢呋喃（色谱纯）：天津科密欧化学试剂有限公司；硫酸铜、硫酸钾、硼酸、碳酸钠、碘化钾、硫代硫酸钠（分析纯）：天津科威有限公司；无水乙醇、三氯甲烷、冰乙酸、可溶性淀粉（分析纯）：天津市光复科技发展有限公司。

1.2 仪器与设备

高效液相色谱仪（Agilent 1200）：安捷伦科技有限公司；紫外/可见分光光度计（UV-1800）：北京瑞利分析仪器公司；旋转蒸发器（RE-2000型）：上海亚荣生化仪器厂；电热恒温培养箱：BPX-82型，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；凯氏定氮仪（VelpUDK-1 59型）：北京盈盛恒泰科技有限责任公司；电热恒温水浴锅（HWS24型）：上海一恒科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 辣椒籽粉末制备

称取10 kg辣椒籽进行粗粉碎，再过20、40、60目筛，各目数分别储存放置，备用。在大量预试验基础上发现，普通机械破碎较易获得辣椒籽，由于其脂肪含量相对较高，剧烈粉碎中出现钝化研磨刀现象，而当粉碎至80目时，发现离心或过滤分离不易，且乳化程度严重，对后期试验增大难度，故试验选择20、40、60目3种粉碎度。孙红等[12]在研究油茶籽籽粒变化对提油影响时阐明，减小粒径有利于提高得率，但当粉碎粒径达到一定程度后，机械能量的输入对原料粒径影响不大，总油得率趋于稳定，清油率趋于降低。

1.3.2 水分含量

按GB/T 5009.3-2003《食品中水分的测定》执行。

1.3.3 总灰分含量

按GB/T 5009.4-2003《食品中灰分的测定》执行。

1.3.4 脂肪含量

按GB/T 5009.6-2003《食品中脂肪的测定》第一法（索氏提取法）执行，以湿基计。

1.3.5 蛋白质含量

按GB/T 5009.5-2003《食品中蛋白质的测定》第一法（凯氏定氮法）执行。

1.3.6 粗纤维

按GB/T 5009.10-2003《植物类食品中粗纤维的测定》执行。

1.3.7 辣椒素含量的测定

利用液相色谱测定法。

1.3.7.1 色谱条件

色谱柱ECOSIL C18（4.6 mm×250 mm×5 μm）；流动相为 V（甲醇）∶V（水）=80∶20，流速 1.0mL/min，柱温37℃，紫外检测器波长280 nm，进样量10 μL。

1.3.7.2 标准品储备液的配制

精密称取20mg辣椒素标准品，置于50mL容量瓶中，加入色谱甲醇溶解并稀释至刻度，混匀得到400μg/mL的对照品标准储备母液；以相同方法配制400μg/mL的二氢辣椒素标准储备母液。分别从辣椒素和二氢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，用色谱甲醇定容至刻度，依次得到 0.5、1、5、10、50、100、200μg/mL混合标准液，经0.45 μm微孔膜过滤后进样，按标准液浓度和峰面积绘制标准曲线。

1.3.7.3 样品溶液的制备

准确称取20、40、60目原料样品3.00 g于100mL烧杯中，加入四氢呋喃和甲醇（1∶1，体积比）混合液20mL，用塑料膜封口后，使用超声波清洗器提取30min。过滤收集，然后将滤渣连同滤纸重新加入20mL有机混合液，继续超声10min，重复两次。将3次滤液合并后浓缩（50℃旋转蒸发），然后用混合液定容至50mL，经0.45 μm滤膜过滤后进行色谱分析。

1.3.7.4 辣椒素计算公式

式中：X1为样品中辣椒素的含量，mg/g；X2为样品中二氢辣椒素的含量，mg/g；C为标准曲线查得辣椒素或二氢辣椒素浓度，μg/mL；V为样品定容体积，mL；M为样品质量，g；98.55%和99.95%：纯度。

1.3.8 辣度-斯克维尔指数法

辣度级别与辣味强弱程度（Scoville Heat Units，SHU）的单位换算见表1。

式中：总辣椒素中辣椒素和二氢辣椒素含量占90%；每mg辣椒素或二氢辣椒素相当于16.1×103SHU，其余每mg相当于 9.3×103SHU[13-14]。

表1 辣度级别与SHU的单位换算Table 1 Conversion between Pungency Degree and SHU units

1.3.9 黄酮含量的测定

黄酮含量的测定采用亚硝酸钠-硝酸铝法，参照王华清等[15]稍作修改。

1.3.10 统计分析

研究采用Excel 2010记录数据和绘图，试验均重复3次。数据统计分析采用SPSS 17.0软件进行差异分析。

2 结果与分析

2.1 辣椒籽营养成分溶出效果分析

粉碎度对辣椒籽基本营养成分溶出的影响见表2。

表2 辣椒籽中基本营养成分溶出含量Table 2 Dissolution content of basic nutritional ingredient in chilli seeds

由表2可以看出，20、40、60目的辣椒籽的各营养指标差异各不相同，说明粉碎度对辣椒籽基本营养成分溶出含量有一定影响。20、40、60目的辣椒籽水分无显著性差异（P＞0.05），均在8.00%左右；辣椒籽中粗纤维的含量较高且差异显著（P＜0.05），随着粉碎度的增大，辣椒籽的粗纤维含量基本呈现降低趋势，分别达到22.28%、21.68%、21.55%。灰分变化趋势与粗纤维相同。此品种辣椒籽中蛋白质含量测定结果较低，低于宁娜[16]测定的9个品种辣椒籽蛋白质的平均值，可见，此品种辣椒籽不适合作为辣椒籽蛋白的研究原料。

表2粗脂肪数据显示，粉碎度对脂肪溶出含量的影响最大，各粉碎度间的脂肪溶出含量呈现极显著差异（P＜0.01），过筛目数越大，脂肪分离度越大，脂肪含量越高，粉碎度达到60目，脂肪含量可达32.83±3.11（g/100 g），对比较20目辣椒籽，提高了1.7倍，这与袁唯等[17]研究中辣椒籽粉碎度对提油率的影响结果一致，结果表明粉碎度＜80目时，出油率随着粉碎度增大而增大。80目粉碎度可能对油脂的溶出效果更好，但预试验表明，粉碎度过细，对于前期研磨和后期的提油均造成了困难，难于离心、过滤等分离操作，故此处未对80目研究。

2.2 黄酮含量的测定结果分析

根据1.3.9中方法分别测定20、40、60目辣椒籽中的黄酮含量，得到图1标准曲线，方程为y=0.529 9x+0.001 3，R2=0.999 3，在浓度范围内线性良好。

粉碎度对辣椒籽黄酮溶出含量的影响如见表3。

图1 芦丁标准曲线Fig.1 Standard curve of rutin

表3 黄酮含量测定数据Table 3 The data of flavonoids content determination

黄酮类化合物具有生物抗氧化性、清除自由基、抗衰老、镇痛、降血糖、抗菌、抗炎、免疫等保健功能，且诸多生理功能已被应用于食品行业，是一类极具前景的天然活性成分[18-19]。根据表3可以看出，不同目数黄酮溶出含量具有极显著差异（P＜0.01），20、40、60目辣椒籽中黄酮溶出含量分别达到188.48、209.126、93.766mg/100 g，在粉碎度40目时，黄酮含量达到最高。可能是黄酮等有效成分都存在于辣椒籽的细胞质中，在细胞壁完好的情况下，黄酮等有效成分只能通过浓度扩散作用，从细胞质中穿过细胞膜和细胞壁扩散到溶出介质中，这种扩散过程进行的比较缓慢，而且不能进行完全；当细胞壁被破坏以后，黄酮等有效成分就直接溶解到溶出介质中，该过程进行的很快，而且比较彻底。同时，随着目数的增大，细胞破壁率增大，这就使得辣椒籽中黄酮等有效成分充分暴露出来，进而导致黄酮等有效成分溶出速度加快，溶出量增加[20]。黄酮类化合物的含量对辣椒籽的抗氧化能力作了一定说明。

2.3 液相色谱测定辣椒素含量

辣椒素类物质是辣椒果实中产生辣味的香草及其酰胺类生物碱的统称。其中，辣椒素和二氢辣椒素约占辣椒素类物质的90%，是影响辣椒辣度的最主要成分，而其他类物质含量较少，只占约10%。辣椒素和二氢辣椒素的标准品液相色谱图见图2。

图2 辣椒素标准品和二氢辣椒素标准品的液相色谱图Fig.2 Standard substance of capsaicine and dihydrocapsaicin in HPLC

图3 辣椒素标准曲线Fig.3 Standard curve of capsaicin

图4 二氢辣椒素标准曲线Fig.4 Standard curve of dihydrocapsaicin

辣椒籽素和二氢辣椒素的标准曲线如图3和图4所示由曲线可知辣椒素回归方程为y=2.495 7x-2.650 3，R2=0.9998，二氢辣椒素回归方程为y=2.601 6x+1.651 1，R2=0.999 7，均呈现出良好的线性关系。

粉碎度对辣椒籽中辣椒素溶出含量及辣度的影响见表4。

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

然辣椒素是由一系列同类物族酷胺类化合物所组成，各族的结构和性质极其相似。主要成分是辣椒素和二氢辣椒素，按其含量的高低分别为：辣椒素约69%，二氢辣椒素约22%，及其他9%[21]。

由表4可知，不同粉碎粒度辣椒籽之间的总辣椒素溶出含量有极显著差异（P＜0.01），可以看出加工过程（粉碎研磨）对辣椒籽中辣椒素的溶出含量有一定影响，从而对其辣度级别有一定影响。辣椒素溶出含量随着粉碎度的增大而增加，当粉碎度达到60目时，其辣椒素达到10.26mg/100 g，SHU为1 583，辣度级别达到4级，口感较辣。这对辣椒籽的利用有一定参考价值。

3 结论

通过对不同粉碎度辣椒籽的营养成分及活性物质溶出含量进行分析，得到以下结论，辣椒籽粉碎度对辣椒籽营养成分溶出含量有一定影响，且粉碎度对油脂和辣椒素的溶出含量影响极显著（P＜0.01），辣椒籽中油脂含量较高，不同粉碎度脂肪溶出含量在18.55%～32.83%之间，60目辣椒籽中脂肪溶出含量最高，达到32.83%。20、40、60目辣椒籽黄酮溶出含量分别达到 188.48、209.126、93.766mg/100 g。粉碎研磨对辣椒籽中辣椒素的溶出含量和辣度影响显著，辣椒素溶出含量随着粉碎度的增大而增加，当粉碎度达到60目时，其辣椒素可达到10.26mg/100 g，SHU为1 583，辣度级别达到4级。本研究结论为辣椒籽的开发及附加值的提高作了贡献，同时为香辛油料提供了新思路。

[1]刘产明,杨洪元.不同粉碎度三七体外溶出试验[J].中成药,1998,20(2):17-18

[2]吴艳阳,陈开勋,陈国亮,等.辣椒素的分析方法比较[J].理化检验(化学分册),2007,3(1):66-68

[3]王知松,李达,丁筑红,等.贵州主要品种辣椒籽营养成分分析[J].中国调味品,2010,35(5):93-96

[4]时政,杨永菊,黄凯丰.不同辣椒籽资源的营养保健成分研究[J].河南农业科学,2011,40(10):108-110

[5]李达,知松,丁筑红,等.辣椒籽品质分析及黄酮提取工艺研究[J].中国调味品,2010,35(4):48-51

[6]Chinn M S,Sharma-shivappa R R,Cotter J L,et al.Solvent Extraction and Quantification of Capsaicin from Capsicum Chinese[J].Food and Bioproducts Processing,2011,89(4):40-345

[7]姜慧仙.水酶法提取油茶籽油的工艺及品质研究[D].上海:上海师范大学,2013:23-24

[8]何运,范子玮,吴雨,等.不同粒度桑叶粉的物化特性和黄酮体外溶出规律的研究[J].食品科学,2016,37(9):123-128

[9]张阳,肖卫华,纪冠亚,等.机械超微粉碎与不同粒度常规粉碎对红茶理化特性的影响[J].农业工程学报,2016,32(11):295-301

[10]刘莉,刘强,吴苗,等.化橘红不同粒径粉末的粉体特性及体外溶出试验研究[J].广东药学院学报,2010,26(1):20-22

[11]郭华,周建平,廖晓燕.油茶籽的细胞形态和成分及水酶法提取工艺[J].湖南农业大学学报(自然科学版),2007(1):83-86

[12]孙红,费学谦,方学智.油茶籽油水酶法制取工艺优化[J].中国油脂,2011(4):11-15

[13]Aczel,Altila.Determination of Capsaicin Content in Red Pepper by HPLC[J].Planar Chromatogr-Mod TLC,1989,2(2):151-155

[14]Kaga H.A Facile Procedure for Synthesis of Capsaicin[J].OrgChem,1984,54(14):3477-3478

[15]王华清,李起弘,郑铁松,等.茶叶籽中总黄酮的提取及结构的初步鉴定[J].食品工业科技,2012,33(7):282-286

[16]宁娜.辣椒籽的油脂和蛋白质研究[D].重庆:西南大学,2011:27-29

[17]袁唯,余亚英,曹冠华,等.云南丘北辣椒籽油酶法提取条件优化研究[J].食品科技,2011,36(3):253-256,260

[18]付云宝,夏扎丹木,毛居代·亚尔买买提.和田茴香籽总黄酮体内抗氧化抗疲劳试验研究[J].新疆师范大学学报自然科学版,2013,32(4):33-37

[19]安守强,李瑞国.微波提取苦荞籽粒总黄酮最佳工艺的研究[J].安徽农业科学,2007(10):76-80

[20]黄其春,林梅香,洪燕萍,等.超微粉碎对银杏叶中总黄酮溶出量的影响[J].安徽农业科学,2012(10):5884-5885,5917

[21]常晓轲.干辣椒品种资源评价和栽培条件对辣椒素、辣椒红色素含量的影响[D].泰安:山东农业大学,2014:32-33

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

沈文娇，何新益，冯长禄，等.粉碎度对辣椒籽成分溶出效果的影响[J].食品研究与开发，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

沈文娇（1992—），女（满），硕士，研究方向：动物源性食品安全与营养学。

*通信作者：何新益（1974—），男（汉），教授，博士,研究方向：农产品研究与开发。

2017-06-13