气质联用法分析辣椒籽油的化学成分

宋家芯，索化夷，郑 炯，阚建全，*

（1.西南大学食品科学学院，重庆400715；2.重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，重庆400715；3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室，重庆400715）

气质联用法分析辣椒籽油的化学成分

宋家芯1，2，3，索化夷1，2，3，郑 炯1，2，3，阚建全1，2，3，*

（1.西南大学食品科学学院，重庆400715；2.重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，重庆400715；3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室，重庆400715）

以超临界CO2提取的辣椒籽油为原料，采用溶液进样和顶空-固相微萃取方式进样，结合GC-MS分析，同时鉴定出主要化学成分和挥发性成分。研究结果表明：超临界CO2提取辣椒籽油中共鉴定出62种成分，主要化学成分为亚油酸、油酸、棕榈酸、辣椒碱、二氢辣椒碱、硬脂酸等，顶空-固相微萃取进样法鉴定出的主要挥发性成分为亚油酸、棕榈酸、顺-2，4a，5，6，7，8，9，9-八氢-3，5，5，-三甲-9-亚甲基-1H-苯并环庚烯、油酸、硬脂酸、异戊酸己酯、异草蒿脑、邻羟基苯甲酸甲酯等。

辣椒籽油，顶空-固相微萃取，气相色谱-质谱联用，化学成分，挥发性成分

辣椒（Capsicum annuum L.）是茄科辣椒属植物，原产于中美洲和南美洲，现种植遍布全球，我国是著名的辣椒产地［1］。关于辣椒的研究主要集中在辣椒素和辣椒红色素。辣椒籽占辣椒果实干重30%～60%，主要含有蛋白质、脂肪、碳水化合物（纤维素），还有少量的矿物质。目前，国内外学者对于辣椒籽油的研究，主要集中在辣椒籽油的提取工艺、理化性质分析和生理功能的研究，其中，将超临界CO2萃取技术应用于辣椒籽油的提取较为成熟［2-3］。关于辣椒籽油成分测定，主要有LC法［4］测定辣椒素含量和GCMS法［5］测定脂肪酸的组成，Matthäus B等［6］测定10种辣椒籽油中生育酚和甾醇的含量，张甫生等［7］对辣椒籽油和精炼辣椒籽油的理化性质进行了研究，但是关于辣椒籽油的挥发性成分分析鲜有报道。因此，本研究以超临界CO2提取的辣椒籽油为原料，分别采用溶液进样法和顶空-固相微萃取（HS-SPME）进样，结合GC-MS进行分离鉴定，对辣椒籽油的挥发和半挥发化学成分进行分析，旨在更深入地研究辣椒籽油的化学成分组成和相对含量，同时进一步了解辣椒籽油的挥发性成分，以期为辣椒籽油的研究开发提供基础实验数据，为油脂化学成分分析提供方法参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

超临界CO2提取辣椒籽油 实验室自制（辣椒籽粉碎过60目筛，称取300g装入萃取釜，萃取压力30～35MPa，分离釜1压力6～8MPa，萃取温度40～45℃，萃取时间100m in）；丙酮（色谱纯） 成都市科龙化工试剂厂。

超临界CO2萃取仪 江苏华安超临界萃取有限公司；HHS-24电热恒温水浴锅 上海齐欣科学仪器有限公司；SPME萃取瓶 美国Perkinelmer公司；固相微萃取手柄及50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头 美国Supelco公司；QP 2010型气相色谱-质谱联用仪（配有EI离子源） 日本岛津公司。

1.2 实验方法

1.2.1 辣椒籽油溶液进样分析 称取辣椒籽油0.5g溶解于10m L丙酮溶液中，此溶液直接进样进行GCMS分析。

1.2.2 辣椒籽油的顶空-固相微萃取进样分析 称取1g辣椒籽油样品置于20m L SPME萃取瓶中，用聚四氟乙烯隔垫密封，在70℃水浴中加热30min，然后用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头插入瓶中吸附30min。

1.2.3 GC-MS分析条件 色谱柱为DB-5MS石英毛细柱（30m×0.25mm，0.25μm），载气：He，流速1.0m L/m in，柱头压力68.9kPa。

溶液进样分析：进样口温度：230℃；进样量：1μL；进样方式：分流进样；分流比：20∶1；升温程序：80℃保持3min，先以20℃/min升至210℃，然后以1℃/min升至220℃，再以10℃/m in升至250℃，保持10m in。

顶空-固相微萃取分析：进样口温度：230℃；解吸时间：5m in；PSS进样口设定为不分流进样方式；升温程序：50℃保持3min，以5℃/min升至230℃，保持10m in。

质谱条件：电子轰击（EI）离子源；检测器电压：830eV；电离能70eV；离子源温度：230℃；接口温度：230℃；ACQ方式：Scan；扫描间隔：0.2s；扫描速度：2000u/s；质量扫描范围：35～400m/z。

1.2.4 挥发性成分的定性与定量分析 样品中各未知挥发性成分的定性由计算机检索与仪器所配制的NIST08.LIB和NIST 08s.LIB谱库匹配，相似度大于85并参考相关文献求得，采用面积归一化法确定其相对含量［4］。

1.3 数据处理

实验数据采用Origin（Version 8.6）软件进行处理与分析。

2 结果与分析

图1（A、B）分别为辣椒籽油溶液直接进样分析和顶空-固相微萃取进样分析的GC-MS总离子流色谱图，各组分的定性分析和相对含量计算结果见表1。

图1 辣椒籽油溶液进样分析（A）和顶空-固相微萃取分析（B）总离子色谱图Fig.1 TICs of solution injection of Paprika Seed oil（A）and HS-SPME of Paprika Seed oil（B）

表1 辣椒籽油化学成分的GC-MS分析结果Table 1 GC-MSanalytical results of the chemical composition of paprika seed oil

续表

续表

从表1可以看出，溶液直接进样分析鉴定出的主要成分为亚油酸、油酸、棕榈酸、辣椒碱、二氢辣椒碱、硬脂酸、2-亚油酸甘油酸酯等，表明辣椒籽油主要化学成分是脂肪酸，其中不饱和脂肪酸占70%以上，这与EI-Adawy等［8］和桑林等［9］的测定结果基本一致。同时溶液进样法还鉴定出维生素E和β-谷甾醇等微量营养素，Matthäus B等［6］测定10种辣椒籽油中生育酚和甾醇的含量，同样测定出维生素E和β-谷甾醇，但与本研究测定含量有一定差异，可能是辣椒籽品种和提取方式不同的原因。

在顶空-固相微萃取法中，参考Stanislau等［10］和Mazidaa等［11］方法并改进，鉴定出的主要成分为亚油酸、油酸、棕榈酸、顺-2，4a，5，6，7，8，9，9-八氢-3，5，5，-三甲-9-亚甲基-1H-苯并环庚烯、硬脂酸、异戊酸乙酯、异草蒿脑、2-甲基十四烷、邻羟基苯甲酸甲酯等，主要成分与溶液进样分析结果基本一致。在上述成分中，顺-2，4a，5，6，7，8，9，9-八氢-3，5，5，-三甲-9-亚甲基-1H-苯并环庚烯是辣椒籽油的主要挥发性成分，无明显气味，熊学斌等［12］测定不同品种辣椒粉挥发性成分和朱晓兰等［13］测得辣椒油中主要挥发成分中均含有此物质。此外，异戊酸乙酯具有较强的辛辣味，常用于水果和烟草型香精；异草蒿脑具有类似大茴香香气；邻羟基苯甲酸甲酯具有冬青叶香味，其余成分香气均较弱，因此辣椒籽油一般不具有特别强烈的香气。

图2 溶液进样和顶空-固相微萃取鉴定出辣椒籽油化合物数量Fig.2 Percentage of various Paprika Seed oil by solution-injection and HS-SPME

由图2可知，两种进样方法测定出辣椒籽油中的化合物有所不同，其中溶液进样分析鉴定出46种，顶空-固相微萃取进样分析鉴定出53种，两种方法鉴定出的共有成分37种，共鉴定出62种化合物。结合表1和图2可知，顶空-固相微萃取进样法主要鉴定辣椒籽油中烯烃类和酯类化合物，分别比溶液进样法多4种和3种；溶液进样法和顶空-固相微萃取进样法两种方法鉴定出的酸类化合物主要是脂肪酸，分别占总流出物的72%和62.6%；溶液进样法还鉴定出辣椒碱类化合物，维生素E和β-谷甾醇，而顶空-固相微萃取进样法未检出。得到以上结果的原因是，顶空-固相微萃取进样法采用50/30μm DVB/CAR/PDMS萃取头，用于分析C3～C20的挥发物和半挥发物，但由于辣椒素碱类化合物和甾醇类化合物均为高沸点极性化合物，挥发性较小，此法不能检出，而溶液进样法正好弥补了顶空-固相微萃取进样法的不足，能够分析高沸点的化合物。

3 结论

采用超临界CO2萃取技术提取辣椒籽油，较溶剂提取方法而言，其最大优点就是无溶剂残留，能得到纯净的辣椒籽油。以此超临界CO2提取的辣椒籽油为原料，采用溶液进样和顶空-固相微萃取进样方法，结合GC-MS对辣椒籽油的化学成分进行分析，其中顶空-固相微萃取进样主要分析低沸点挥发性物质，溶液进样法主要分析较高沸点的物质，两种方法相互补充，交叉验证，能够比较准确地分析出辣椒籽油的主要成分，尤其是挥发性成分。两种进样方法共鉴定出了62种化合物，其中溶液进样分析鉴定出46种，顶空-固相微萃取进样分析鉴定出53种。结果表明：辣椒籽油的主要化学成分为亚油酸、油酸、棕榈酸、硬脂酸等脂肪酸，还含有少量的甘油酯、辣椒素、维生素E和甾醇，辣椒籽油的主要挥发性成分为亚油酸、棕榈酸、顺-2，4a，5，6，7，8，9，9-八氢-3，5，5，-三甲-9-亚甲基-1H-苯并环庚烯、油酸、硬脂酸、异戊酸己酯、异草蒿脑、邻羟基苯甲酸甲酯等。

［1］Domokos J，Peredi J Bernath.Examination of Hungarian paprika（Capsicum annuum L.）seed oils［J］.Acta Hortic，1993，331：49-52.

［2］孙益民，颜佳，贾娜，等.超临界二氧化碳提取辣椒籽油工艺的可视化分析研究［J］.食品科技，2012，37（6）：209-214.

［3］Bence N，Bela S.Effects of particle size distribution，moisture content，and initialoil content on the supercritical fluid extraction of paprika［J］.Jof Supercritical Fluids，2008，46：293-298.

［4］王旭，王富华，钟红舰，等.高效液相色谱法测定食品中的辣椒素、二氢辣椒素［J］.食品科学，2008，29（7）：378-381.

［5］常彩萍，申少斌，宋玉民.辣椒籽油中脂肪酸成分研究［J］.安徽农业科学，2010，38（6）：3133-3134.

［6］Matthäus B，Özcan M.Chemical evaluation of some paprika（Capsicum annuum L.）seed oils［J］.Eur J Lipid Sci Technol，2009，111：1249-1254.

［7］张甫生，宁娜，肖丽，等.精炼辣椒籽油的品质分析研究［J］.食品工业，2013，34（5）：163-167.

［8］TarekA E A，Khaled M T.Characteristics and composition of differentseed oils and flours［J］.Food Chemistry，2001，74：47-54.

［9］桑林，王宏燕，江秀明.超临界流体二氧化碳萃取辣椒籽油及其组成的研究［J］.河南工业大学学报：自然科学版，2008，29（3）：24-28.

［10］Stanislau B J，Arlete M T，JoséT F，et al.Analysis of the volatile compounds of Brazilian chilli peppers（Capsicum spp.） at two stages of maturity by solid phase micro-extraction and gas chromatography-mass spectrometry［J］.Food Research International，2012（48）：98-107.

［11］Mazida M M，Salleh M M，Osman H.Analysis of volatile aroma compounds of fresh chilli（Capsicum annuum）during stages of maturity using solid phase micro extraction（SPME）［J］. Journal of Food Composition and Analysis，2005，18：427-437.

［12］熊学斌，夏延斌，张晓，等.不同品种辣椒粉挥发性成分的GC-MS分析［J］.食品工业科技，2012，33（16）：161-164.

［13］朱晓兰，刘百战，宗若雯，等.辣椒油化学成分的气相色谱-质谱分析［J］.2003，22（1）：67-70.

Analysis of chemical composition of paprika seed oil by GC-MS

SONG Jia-xin1，2，3，SUO Hua-yi1，2，3，ZHENG Jiong1，2，3，KAN Jian-quan1，2，3，*
（1.College of Food Science，Southwest University，Chongqing 400715，China；2.Chongqing Key Laboratory of Produce Processing and Storage，Chongqing 400715，China；3.Laboratory of Quality&Safety Risk Assessment for Agro-products on Storage and Preservationg（Chongqing），Ministry of Agriculture，Chongqing 400715，China）

Pap rika seed oil extracted by supercritical carbon-dioxide extraction（SCE）was used for material. GC-MS with Solution injection and headspace-solid phase micro-extraction（HS-SPME）was app lied to the analysis of chemical composition of paprika seed oil.And the main chemical com position especially the volatile compounds were identified.Research results showed that a total of 62 components were identified in the paprika seed oil，which were linoleic acid，oleic acid，palmitic acid，capsaicin，dihydrocapsaicin，stearic acid，etc.In HS-SPEM experiments，the main volatile compounds were linoleic acid，palmitic acid，（4aS）-2，4a，5，6，7，8，9，9a-Octahyd ro-3，5，5-trimethyl-9-methylene-1H-benzocyc lohep tene，following it were oleic acid，stearic acid，hexyl2-methylbutyrate，cis-anethol，2-carbomethoxyphenol，etc.

paprika seed oil；head space-solid phase micro-extraction；gas chromatography-mass spectrometry；chemical composition；volatile components

TS201.1

A

1002-0306（2015）08-0093-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.08.010

2014-09-27

宋家芯（1990-），男，硕士研究生，研究方向：食品化学与营养学。

*通讯作者：阚建全（1965-），男，教授，研究方向：食品化学与营养学、食品生物技术、食品安全与质量控制。