胡昕雨,溫向春,雷曉紅,紀道丹,單聰聰,王曉燕,王衛(wèi)利,李菲菲*,李孟樓
(1.西北農(nóng)林科技大學林學院,陜西 楊凌 712100;2.華州林業(yè)局,陜西 渭南 714100)
花椒(Zanthoxylumbungeanum)為蕓香科花椒屬香料樹種,我國約有約有 50 種、13 個變種、2 個變型[1],主要分為青花椒和紅花椒2種類型[2]?;ń饭麑嵉幕钚曰瘜W成分復雜,主要有酰胺、揮發(fā)油、木質素、生物堿、香豆素、黃酮、甾醇、脂肪酸、三萜和烴類等[3],其中麻味成分酰胺類物質又稱花椒麻味素(總酰胺),是一系列結構相似的鏈狀不飽和脂肪酸酰胺及其他連有芳環(huán)的酰胺[4]。
花椒麻味素的提取方法有水提法、有機溶劑提取法和超臨界提取法等[5-7],花椒麻味素成分分析和含量檢測方法主要有高效液相色譜法(HPLC)[8]、薄層層析法[9]、紫外分光光度計法[10]、甲法滴定法[11]等。為比較不同檢測方法的優(yōu)缺點,并選擇較優(yōu)提取法,本文采用無水乙醇提取花椒麻味素,對甲醛滴定法[11]和凱氏定氮法麻味素檢測方法進行了比較研究,結果如下。
樣品:韓城大紅袍、華州黃蓋、華州大紅袍成熟果品,均采摘于8月上旬。
主要試劑有:鄰苯二甲酸氫鉀,1 mol·l-1氫氧化鈉溶液,95%乙醇,18%甲醛溶液,75%濃硫酸溶液,準確標定0.091 3 mol·l-1氫氧化鈉溶液,18%(1+1)除酸甲醛,酚酞指示劑,甲基紅指示劑,顆粒狀活性炭,蒸餾水。
儀器有:CHJ-1磁力恒溫攪拌器,KQ-100數(shù)控超聲波清洗器,電子天平,RE-52旋轉蒸發(fā)器,PHS-3B酸度計,300 ml-1/14*2球型冷凝器。全自動凱氏定氮儀。
提取:將花椒果皮打碎,稱取10 g(T)粉末放入500 ml容量瓶中,加入100 ml 95%乙醇浸泡10 h,在50 ℃下超聲提取2.5 h,過濾后經(jīng)旋轉蒸發(fā)器濃縮。使用20~30 ml 50%乙醇溶解浸膏,緩慢加入20 ml 50%濃硫酸,100 ℃下在磁力攪拌器下反應30 min。反應完全后,加入7 g活性炭,100 ℃下用球型冷凝器加熱脫色30 min,趁熱過濾,用蒸餾水定容至250 ml備用。
甲醛滴定法:按參考文獻[11]方法和步驟,即取上述定容溶液50 ml放入250 ml錐形瓶中,加入2~3滴甲基紅指示劑,用1 mol·l-1NaOH溶液滴定至pH值約等于6,除去濾液中剩余的酸;加入10 ml 18%(1+1)除酸甲醛、2~3滴酚酞指示劑,充分混勻后靜置反應5 min,再用準確標定的0.091 3 mol·l-1NaOH溶液滴定,使得PHS-3B酸度計測定pH值約等于9,記錄所需溶液體積(V)。以上步驟重復3次。
凱氏定氮儀法:取上述定容溶液10 ml測定氮含量,直接稱取花椒粉末樣測定氮含量,每品種樣品均重復3次。
甲醛滴定法中總酰胺Q按照文獻中的方法計算[11],即:
式中Vi為滴定待測液pH值為9時所需NaOH體積,C為標定的NaOH濃度,T為花椒粉末質量。
凱氏定氮儀法中花椒總氮含量計算式為:
式中Wi為凱氏定氮儀含氮量讀數(shù),總酰胺含量由Q與W的相關模型計算。
甲醛法測定表明,花椒麻味素含量華州黃蓋>韓城大紅袍>華州大紅袍,其測定值分別為(10.4182±0.5362)、(9.9809±0.7279)、(9.5856±0.094)mg·g-1,麻味素含量華州黃蓋花椒、韓城大紅袍分別較華州大紅袍高約8.69%、4.12%(表1)。表1顯示,甲醛法測定值平均為定氮儀法氮含量的19.56倍,用系數(shù)19.56將氮含量矯正為麻味素含量后,t測驗表明矯正值與甲醛法測定值間差異顯著,即不能采用常數(shù)19.56對定氮儀法測定的氮含量進行矯正。
定氮儀法測定的氮含量與甲醛法測定的麻味素值間有線性正相關性,即定氮儀法氮含量高、甲醛法測定的麻味素也高。由其分布趨勢可知,將定氮儀法氮含量矯正至麻味素含量時不能利用常數(shù)19.56直接矯正,應利用其相關模型進行矯正(圖1)。
圖1 花椒提取物N含量與麻味素含量的分布趨勢
因此,利用y′=2.3839x+8.8147模型將氮含量矯正為麻味素含量y′(表1)。t測驗表明,在P>0.05水平上,華州黃蓋和韓城大紅袍的y′值與y值間無差異;但華州大紅袍的y′值與y值間P≈0.05,表明兩種方法測定的華州大紅袍花椒麻味素含量有差異,但差異不顯著(表2)。說明采用相對簡單、容易操作的定氮儀法測定乙醇提取物的氮含量,也能夠計算出花椒麻味素含量。
表1 三個來源地花椒麻味素含量檢測結果(乙醇提取物)
表2 y′值與y值間的t檢驗結果
定氮儀法檢測花椒粉末樣中的N含量x′,x′值遠大于上述甲醛法測定的麻味素含量y值,但麻味素含量高的花椒品種其比值x′/y則小, 品種內各重復間的比值x′/y幾乎無差異,說明花椒樣的N含量與麻味素含量由正相關關系(表3)。
建立x′與y的關聯(lián)模型,由模型可將N含量x′轉換為麻味素含量y″,華州黃蓋y″值>韓城大紅袍>華州大紅袍(圖2,表3)。按照上述方法對y″平均數(shù)與y值t測驗表明,在P>0.05水平上y″平均數(shù)與y間無差異。說明直接檢測花椒粉末樣的N含量,利用關系式y(tǒng)″=0.0151x′2-1.0216x′+26.8190即可計算出花椒樣品中麻味素含量。
圖2 花椒粉末樣N含量與麻味素含量的關系
表3 定氮儀法對花椒粉末樣中麻味素y″含量的測定結果
傳統(tǒng)的甲醛法與定氮儀法測定花椒麻味素含量結果表明,花椒乙醇提取物中N含量(x)與麻味素含量(y′)的關聯(lián)式為y′=2.3839x+8.8147,麻味素甲醛法測定值y與計算值y′無顯著差異;花椒粉末樣中N含量(x′)與麻味素含量(y″)的關聯(lián)式為y″=0.0151x′2-1.0216x′+26.8190,甲醛法測定值y與計算值y″無顯著差異。說明,可用定氮儀法間接測定花椒中的麻味素含量,但必須用關聯(lián)式將N含量轉換為麻味素含量。
本研究比較甲醛法與定氮儀法測定花椒麻味素含量時,測定了3個來源地花椒麻味素含量,結果為韓城大紅袍麻味素含量為(9.9809±0.7279)mg·g-1、高于文獻報道的(8.1165±0.05073)mg·g-1[11];其原因在于本次測定樣品采集于8月中旬,而文獻中的樣品采摘于7月底。由此可見,花椒采摘時間不同,果實中積累的麻味素含量也不同。
花椒麻味素含量測定技術包括高效液相色譜法、紫外分光光度計法和甲醛滴定法[10-12]。其中,高效液相色譜法對麻味素含量的檢測精準度高于紫外分光光度計法,兩者均要求有麻味素標準樣;甲醛滴定法測定麻味素含量的精度雖然低于高效液相色譜法,但不需要麻味素標準樣。本研究以定氮儀法測定花椒中的N含量,再以其與麻味素的關聯(lián)模型換算麻味素含量,同樣也不需要麻味素標準樣;定氮儀法儀器檢測結果更精確、步驟更少、操作更容易,降低了甲醛滴定法中靠觀察讀數(shù)產(chǎn)生的誤差。本研究檢測的花椒品種只有3種,所建立的花椒粉末樣N含量與麻味素關聯(lián)模型是否具有普遍的實用性還待驗證。此外,在測定花椒粉末樣N含量時,發(fā)現(xiàn)若粉末樣品質量大于0.5 g,在硫酸消化過程中極易炭化,對后續(xù)N含量的檢測造成影響;因此為快速、準確測定花椒粉末樣的N含量,還需要詳細研究花椒粉末樣的適宜用量。