红花椒风味品质的影响因素研究

梁琪　祝磊　张婷　王静雯　钟慈平　吴纯洁

摘要：目的：考察温度、光照、氧气3个因素对红花椒风味物质的综合影响。方法：采用HPLC测定不同影响因素下花椒中羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素、羟基-ε-山椒素等麻味物质含量；采用GC测定不同影响因素下花椒中芳樟醇、柠檬烯、乙酸芳樟酯等香味物质含量；采用极坐标对不同因素对风味物质的影响进行综合强度分析。结果：4 ℃和25 ℃时麻味物质含量高且差异较小，4 ℃时香味物质含量最高；遮光条件下麻味和香味物质含量保存最佳；隔氧条件下，随着储存时间的延长，麻味和香味物质损失较慢；结合强度分析图得出红花椒受到影响的因素主要包括氧气、温度和光照，其中氧气对其影响最显著。结论：对红花椒风味品质的影响因素按照重要性排序为氧气>温度>光照，隔氧、遮光、4 ℃是最佳条件。该研究为花椒调味品加工、运输和储存提供了参考依据。

关键词：红花椒；影响因素；麻味；香味

中图分类号：TS264.2文献标志码：A 文章编号：1000-9973（2024）01-0048-05

Research on Factors Influencing Flavor and Quality of Zanthoxylum bungeanum  Maxim.

LIANG QiZHU LeiZHANG TingWANG Jing-wenZHONG Ci-ping3， WU Chun-jie1*

Abstract： Objective： The effects of temperature， light and oxygen on the flavor substances of Zanthoxylum bungeanum Maxim. are investigated. Methods： HPLC is used to determine the content of hydroxy-α-sanshool， hydroxy-β-sanshool， hydroxy-γ-sanshool and hydroxy-ε-sanshool in Zanthoxylum bungeanum Maxim. under different influencing factors. The content of linalool， limonene and linalool acetate in Zanthoxylum bungeanum Maxim. under different influencing factors is determined by GC. Comprehensive strength analysis of the effects of different factors on flavor substances are carried out by the polar coordinate. Results： The content of numb-taste substances is high at 4 ℃ and 25 ℃ and the difference is little. The content of aroma substances is the highest at 4 ℃. Under the shading condition， the content of numb-taste and aroma substances is best preserved. Under the condition of oxygen isolation， the loss of numb-taste and aroma substances is slower with the extension of storage time. Combined with the strength analysis diagram， it is concluded that the influencing factors of Zanthoxylum bungeanum Maxim. mainly include oxygen， temperature and light， among which， oxygen has the most significant effect. Conclusion： According to importance， the order of factors influencing the flavor and quality of Zanthoxylum bungeanum Maxim. is oxygen>temperature>light， and oxygen isolation， shading and 4 ℃ are the best conditions. This study has provided references for processing， transportation and storage of Zanthoxylum bungeanum Maxim. seasoning.

Key words： Zanthoxylum bungeanum Maxim.; influencing factors; numb taste; aroma

花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）在我國具有悠久的栽培历史，广泛应用于食品调味中，具有赋味、增香、解腻等作用，是我国食品领域常用的香辛调味料和西部地区重要的经济作物[1]，主产于四川、陕西、甘肃、山东等地[2—3]。以其为原料加工得到的花椒粉、花椒油等产品市场规模巨大，具有较高的经济价值。同时，花椒也是《中国药典》中收录的药材和饮片之一，具备显著的药用价值。在长期的栽培实践中，人们成功地培育出了茂县大红袍、汉源贡椒和武都大红袍等一系列优良品种。作为典型的药食同源调味料，红花椒以油重粒大、色泽红亮、芳香浓郁、醇麻可口的独特风味而备受川菜厨师的青睐，在市场上享有极高的声誉并拥有广泛的需求[4]。

麻味和香味是评价花椒品质的重要指标，其中体现麻味的是酰胺类成分[5]，以羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素和羟基-ε-山椒素为代表；香味物质主要为挥发性成分[6—7]，其中柠檬烯、芳樟醇及乙酸芳樟酯含量较高[8]。酰胺类和挥发性成分不稳定，易受外界因素的影响而降低含量[9—11]，导致红花椒的麻味和香味流失。研究表明，温度降低，红花椒主要挥发性成分损失减缓[12-13]，在紫外线照射下，羟基-α-山椒素和羟基-β-山椒素的含量减少90% [14]，张艺等[15]研究发现在低温和无光照条件下花椒的香气减少得比其他条件下慢，Yang[16]研究发现在高温和光照条件下羟基-α-山椒素会分解，此外，当环境为非真空时，羟基-α-山椒素和芳樟醇含量加速减少[17]。综上，温度、光照和氧气可能是导致花椒劣变的重要因素，尽管已有研究对红花椒的麻味和香味成分进行了单因素或双因素分析，也有研究从多个因素角度探讨了其单因素成分的变化，但目前还未见在3个因素下红花椒麻味和香味成分变化的综合研究報道。

由于其麻味和香味易受外界因素的影响而流失，确立适宜储藏条件尤为重要。本文从3个影响因素出发，采用HPLC和GC分别检测在不同情况下红花椒的麻味和香味成分变化。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

花椒采购于四川省茂县，经成都中医药大学吴纯洁教授鉴定为芸香科植物花椒（Zanthoxylum bungeanum Maxim.）。

羟基-α-山椒素（RP200528）、羟基-β-山椒素（RP210903）、羟基-γ-山椒素（RP220317）、羟基-ε-山椒素（RP220511）和乙酸芳樟酯：成都麦德生科技有限公司；柠檬烯、芳樟醇：中国食品药品检定研究院；甲醇（色谱纯）、无水乙醇（分析纯）、正己烷：成都市科隆化学品有限公司；水为超纯水。

1.2 仪器与设备

安捷伦1260高效液相色谱仪、安捷伦19091N-133气相色谱仪 美国安捷伦公司；AS10200AT超声波清洗仪 天津奥特赛恩斯仪器有限公司；SHH-250GSD药品稳定性试验箱 上海印溪仪器仪表有限公司；101电热鼓风干燥箱 北京科伟永兴仪器有限公司；BP211D万分之一分析天平 赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；HX-200高速中药粉碎机 永康市溪岸五金药具厂；UPT-Ⅱ-10T优普系列超纯水器 成都超纯科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品储存条件

将花椒分别放置在不同光照、温度、氧气3个因素下（见表1）进行考察，贮藏0，5，10，20，30 d后，测定其中麻味物质（羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素和羟基-ε-山椒素）和香味物质（柠檬烯、芳樟醇和乙酸芳樟酯）的含量。

1.3.2 标准品储备溶液的制备

标准品溶液①的制备：精密称取羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素、羟基-ε-山椒素适量，用无水乙醇制成每1 mL分别含羟基-α-山椒素1.095 mg，羟基-β-山椒素0.134 8 mg，羟基-γ-山椒素0.021 21 mg，羟基-ε-山椒素0.021 08 mg的储备溶液。

标准品溶液②的制备：精密称取柠檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯对照品适量，用正己烷制成每1 mL分别含柠檬烯0.703 7 mg、芳樟醇0.763 0 mg、乙酸芳樟酯0.895 7 mg的溶液。

1.3.3 花椒中麻味物质含量的测定[18]

1.3.3.1 样品前处理

取不同条件下储存的花椒粉约0.3 g（精确到0.000 1 g）置于锥形瓶中，加入80 mL无水乙醇超声15 min，取出放冷，转移至100 mL容量瓶中，定容至刻度，稀释50倍，过0.45 μm微孔滤膜，得到供试品溶液。采用高效液相色谱仪测定其浓度，按公式（1）计算花椒中麻味物质的含量A（mg/g）。

A=（c×v×f）／m。（1）

式中：A表示待测组分的含量，mg/g；c表示待测组分的浓度，mg/mL；v表示样品经无水乙醇提取后的定容体积，mL；m表示样品的质量，g；f表示定容体积后的稀释倍数。

1.3.3.2 标准曲线的绘制

取标准品溶液①适量，用无水乙醇稀释成一定倍数，得到系列浓度溶液，注入液相色谱仪测定，记录色谱图。以峰面积（y）为纵坐标、进样浓度（x）为横坐标绘制标准曲线，得到回归方程，结果见表2。

由表2可知，羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素、羟基-ε-山椒素的含量分别在1.027～65.700 μg/mL，0.232～14.828 μg/mL，0.036～2.333 μg/mL，0.036～2.319 μg/mL，进样浓度范围内与峰面积呈良好的线性关系。

1.3.3.3 色谱条件

色谱柱为资生堂CAPCELL PAK C18；柱温为35 ℃；流动相A为甲醇，流动相B为水；流速为0.8 mL/min，进样量为5 μL，梯度洗脱程序见表3。

1.3.4 花椒中香味物质含量的测定

1.3.4.1 样品前处理

取不同条件下储存的花椒粉约0.3 g（精确到0.000 1 g）置于锥形瓶中，加入25 mL正己烷，称重，超声30 min，取出，称定重量补重，过0.45 μm微孔滤膜，得到供试品溶液。在0，5，10，20，30 d分别取样处理。采用气相色谱仪测定其浓度，按公式（2）计算花椒中香味物质的含量B（mg/g）。

B=（c×v）／m。（2）

式中：B表示待测组分的含量，mg/g；c表示待测组分的浓度，mg/mL；v表示样品加入正己烷后的体积，mL；m表示样品的质量，g。

1.3.4.2 标准曲线的绘制

取标准品溶液②适量，用正己烷稀释成一定倍数，得到系列浓度溶液，注入GC测定，记录色谱图。以峰面积（y）为纵坐标、进样浓度（x）为横坐标绘制标准曲线，得到回归方程，结果见表4。

由表4可知，柠檬烯、芳樟醇、乙酸芳樟酯的含量分别在1.027～65.700 μg/mL，0.232～14.828 μg/mL，0.036～2.333 μg/mL，进样浓度范围内与峰面积呈良好的线性关系。

1.3.4.3 色谱条件

色谱柱为HP-INNOWax（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；氢气流速为35 mL/min；空气流速为350 mL/min；检测器温度为250 ℃；进样口温度为230 ℃，进样量为1 μL，分流比为20∶1，升温程序见表5。

1.4 数据处理

实验数据采用Excel 2019进行初步整理与计算，采用Origin 2018和Adobe Illustrator 2021绘图。

2 结果与分析

在不同条件下储存30 d，花椒中麻味物质和香味物质的含量变化见表6。

由表6可知，在第0天时，4种山椒素和3种挥发性成分均能检测到，高效液相色谱图和气相色谱图见图1。羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素和羟基-ε-山椒素的含量分别是66.36，14.99，2.78，1.51 mg/g，总量为85.64 mg/g。柠檬烯、芳樟醇和乙酸芳樟酯的含量分别是5.93，3.26，17.01 mg/g，总量为26.20 mg/g。其中羟基-α-山椒素和乙酸芳樟酯分别是红花椒中含量最高的麻味成分和香味成分[15，19]。

2.1 温度对花椒中麻味和香味物质含量的影响

由图2中a可知，在4 ℃和25 ℃条件下，麻味和香味物质含量均表现出缓慢稳定的下降趋势[19—20]，第30天时，麻味物质总量分别减少至65.47 mg/g和66.10 mg/g，损失率分别为23.56%和22.83%，而香味物质总量分别减少至17.00 mg/g和15.79 mg/g，损失率分别为35.11%和39.73%。可见，在低温（4 ℃）与常温（25 ℃）条件下均能有效保存麻味物质；但在4 ℃时，对于香味物质的保留效果更好。

当温度升高到60 ℃时，红花椒中的麻味和香味物质含量都大幅度降低，与董宇晴等[4]的研究结果一致。由表6可知，将红花椒置于60 ℃条件下储存10 d后，其中柠檬烯的含量直接变为0 mg/g。第30天时，麻味物质总量减少至27.35 mg/g，损失58.30%，而香气物质含量仅剩余4.71 mg/g，损失82.02%。

综上所述，随着储存温度的升高，红花椒中的麻辣和香气成分逐渐流失；同时发现25 ℃和4 ℃时对其特征性成分的影响相近，考虑到便利程度及经济性，后续实验选择25 ℃作为该品种短期储藏及运输的最优环境参数。

2.2 光照对花椒中麻味和香味物质含量的影响

由图2中b可知，不同光照條件下红花椒中麻味和香味物质的含量变化总体呈缓慢下降趋势，并且在遮光、弱光和强光下放置30 d后，麻味物质总量分别减少至66.10，66.98，62.50 mg/g，损失率分别为22.83%、21.80%、27.03%，而香味物质总量分别减少至15.79，14.32，14.71 mg/g，损失率分别为39.73%、45.34%、43.85%。同时，在比较遮光与有光情况时发现，遮光是最佳的储存条件。此外，表6也表明光照是羟基-α-山椒素含量降低的影响因素之一，在强光条件下羟基-α-山椒素会被少量分解，从而导致羟基-β-山椒素逐渐增加[20]，这可能是羟基-α-山椒素异构转化为更稳定的羟基-β-山椒素造成的，虽然羟基-β-山椒素含量呈上升趋势，但整体来看4种成分（羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-γ-山椒素、羟基-ε-山椒素）的总含量均有所降低。因此，在保留红花椒有效成分方面应该采取避光等措施。

2.3 氧气对花椒中麻味和香味物质含量的影响

由图2中c可知，在隔绝氧气（无论是充氮还是充CO2）时，麻味和香味物质含量均呈缓慢稳定的下降趋势，麻味物质总量分别减少至66.10，66.89 mg/g，损失率分别为22.83%、21.90%。香味物质总量分别减少至15.79，15.23 mg/g，损失率分别为39.73%、41.87%。而在有氧环境下，0～30 d内麻味和香味物质迅速降低至13.42 mg/g和0 mg/g，并且损失率高达84.33%和100%，可能是由于羟基-α-山椒素的共轭三烯结构使羟基-α-山椒素对氧气敏感从而变质。结合表6可知，与温度、光照相比，第5天时柠檬烯含量首先消失并且与相关研究结果一致[21]，第20天时芳樟醇和乙酸芳樟酯的含量也逐渐消失；前10 d是香味物质损失期间；在第30天时羟基-ε-山椒素完全消失。这些结果说明隔绝氧气可以有效地减少红花椒中麻味和香味物质的流失。

2.4 不同影响因素下对花椒的强度分析

在不同影响因素下红花椒的麻味物质和香味物质强度分析见图3。

1～3，4～6，7～9分别表示在不同光照、不同温度、有无氧气下红花椒麻味物质和香味物质的强度变化，在图3中，柱形图越短表示红花椒麻味物质和香味物质的品质损失程度越严重。以0 d作为参照柱形图，可以明显看出，随着时间的推移，9（不隔氧）处理的柱状图高度逐渐缩短，其次是6（60 ℃），最后是3（强光）。经过实验发现，使红花椒受到影响的因素主要包括氧气、温度和光照，其中氧气对其的影响最显著。

3 结论

温度、光照和氧气对红花椒的品质产生重要影响，其中氧气的作用最显著，其次是温度和光照。

总体而言，隔氧、遮光、4 ℃时红花椒表现出最佳品质；而在25 ℃的遮光条件下，香味物质的保存略逊于4 ℃时。此外，在实际应用中，考虑到成本、运输或销售过程中可能存在的不利因素，建议将花椒存放于隔氧、遮光、25 ℃条件下。本文建立的红花椒最佳储藏条件可为工厂运输和贮藏花椒提供依据，亦可为普通百姓居家储存花椒提供参考。

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收稿日期：2023-07-25

基金项目：四川省中医药管理局2020年度花椒药用价值研发专项（2020HJZX001）

作者简介：梁琪（1998—），女，硕士研究生，研究方向：中药炮制与制剂。

*通信作者：吴纯洁（1965—），男，研究员，博士生导师，博士，研究方向：中药炮制与制剂。