浙江菜品中辣椒素类物质检测及辣味特征分析

何　帅，谢定源（华中农业大学食品科技学院，湖北武汉430070）

浙江菜品中辣椒素类物质检测及辣味特征分析

何帅，谢定源*
（华中农业大学食品科技学院，湖北武汉430070）

目的：通过对GB/T 21266-2007中辣椒素和二氢辣椒素检测的色谱条件的优化，建立快速有效的测定菜点中主要辣味成分的方法。以实地采样的浙江绍兴、杭州、宁波、温州四地的代表菜品为实验对象，测定各地菜品中辣味成分的含量，从而分析浙江地区食品的辣味特征。方法：超声波辅助甲醇-四氢呋喃（1∶1）提取样品中的辣椒素、二氢辣椒素，然后采用高效液相色谱法测定辣味物质含量。结果：确定色谱流动相为甲醇∶水（70∶30），流速为0.8 mL/min，检测波长为280 nm。辣椒素的回归方程为Y=6636.7X+1221，相关系数R2=0.9999。二氢辣椒素的回归方程为Y=6338.9X-3758，相关系数R2=0.9999。浙江100道菜品中使用辣椒及其制品的菜肴所占比例为13%，浙江菜品整体辣度为0.143。结论：该方法快速准确可靠，可用于浙江菜品辣椒素、二氢辣椒素的含量测定。浙江菜品整体辣度很弱。

辣椒素，浙江菜品，提取，高效液相色谱，辣度

辣椒中引起辛辣的成分通称为辣椒素，辣椒素类物质是辣椒果实中辣味成分和生物活性成分，主要由14种以上的辣椒素同系物组成［1］，主要成分为：辣椒素（Capsaicin）、二氢辣椒素（Dihydrocapsaicin）。其中二氢辣椒素和辣椒素的含量总和约占90%，是辣椒类制品辣感的主要来源，也是辣味水平研究的主要对象。辣椒素的化学稳定性比较高，用有机溶剂进行萃取时，损失较小。目前多是采用高效液相色谱法对辣椒素进行精确定量分析研究。但相关研究主要是检测干辣椒与辣椒制品，并没有确切的关于菜点样品辣味物质检测分析的方法。而在需要进行批量菜点样品检测时，菜点样品检测耗时也是一个问题。

浙菜体系具有悠久的历史，主要是由绍兴、宁波、杭州、温州四个地区流派组成，各自带有浓厚的地方特色。绍兴菜擅制河鲜家禽及豆类笋类用料，被称为是具有田园气息泥土芳香的农家菜，讲究香糯酥绵，汁浓醇香，咸鲜入味，轻油忌辣，多用绍酒烹调香味浓烈。杭州菜将各地菜肴之精华融为一体，具有清鲜爽脆、淡雅细腻的风格，代表菜有西湖醋鱼、清蒸酬鱼、龙井虾仁、清炖甲鱼、纯菜羹、生炒鳝片等。宁波菜爱用雪里红咸菜和苔菜作辅料，咸鲜合一。名菜有冰糖甲鱼、糖醋鳄鱼、苔菜炒虾仁等。温州菜以烹制海鲜闻名，讲究口味清鲜淡而不薄，烹调讲究细巧雅致。名菜有三丝敲鱼、锦绣鱼丝、爆墨鱼花、清汤鱼丸、双味蟠蜂等［2］。

依据大量菜系菜点书籍考究和实地考察统计，遵循抽样菜点特色代表性、菜点食用广泛性、菜点抽样均衡性三个原则，在浙江绍兴、杭州、宁波、温州四个代表地区按照肉类、禽蛋类、水产类、素菜类、小吃类均衡抽样，每个地区抽取25个代表菜点作为样品研究。实验对代表性菜点样品中辣椒素、二氢辣椒素的测定色谱条件进行摸索，排除菜点中油脂等物质对检测结果的干扰，确定快速有效检测菜点样品中的辣椒素、二氢辣椒素的方法，并对该方法的准确性、精密度、回收率等进行研究。目前菜点辣度研究长期局限于“感官”、“感觉”的层面，确定检测方法然后通过精密仪器量化分析，采用量化分析方法使浙江地域的食品辣味特征可用数字表达，为揭示饮食习惯与健康的关系奠定基础，为满足浙江地区人们饮食需求提供依据和参考。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

辣椒粉、干辣椒中百超市采购；辣椒素标准样、二氢辣椒素标准样（晶体，98%纯度） 上海源叶生物科技有限公司；甲醇、四氢呋喃色谱纯，国药集团化学试剂有限公司；浙江菜点样品依据大量菜系菜点书籍考究和实地考察统计在4个浙江菜点代表地区采购，浙江抽样菜点样品见表1。

Waters 1525A高效液相色谱仪美国Waters公司；超声波清洗器宁波新芝生物科技股份有限公司；Venusil XBP C18（L）色谱柱武汉凯尼斯科技有限公司；旋转蒸发仪上海申生科技有限公司；SHB循环水式多用真空泵上海博讯实业有限公司医疗设备厂；DZF-6020真空干燥箱上海博讯实业有限公司医疗设备厂；AJ2003分析天平上海舜宇恒平科学仪器有限公司；GZX-9140MBE电热鼓风干燥箱上海博讯实业有限公司医疗设备厂。

1.2实验方法

1.2.1标准溶液的配制及标准曲线分别精密称取20 mg的辣椒素和二氢辣椒素（都为98%纯度）标准品，用甲醇溶解于50 mL的容量瓶，定容，制得质量浓度400 μg/mL的标准品溶液，用0.45 μm微孔滤膜过滤后待用［3］。分别吸取标准溶液0、0.5、1.0、2.0、2.5、5 mL用甲醇定容至10 mL，此标准系列浓度为0、20、40、80、100、200 μg/mL，现配现用，然后通过液相色谱对各浓度标准溶液进行测定。以标准品浓度（μg/mL）为横坐标，峰面积为纵坐标绘制标准曲线［4］。

表1　浙江菜品Table 1　Zhejiang dishes

1.2.2样品制备干辣椒与辣椒粉：用植物粉碎机粉碎处理，过筛处理（0.4 mm），精确称取2.5 g（精确到0.001 g）样品于100 mL的烧杯中。菜点材料：取适量菜点样品冷冻处理，用植物粉碎机粉碎后，称取10.0 g（精确到0.001 g）样品于100 mL的烧杯中，用真空冷冻干燥机干燥至样品水分小于15%。

1.2.3样品提取制备好样品，加入25 mL甲醇与四氢呋喃的混合溶液（1∶1），用保鲜膜封口后扎孔。在60℃水浴温度下，使用超声波清洗器提取30 min。用定量滤纸过滤，收集滤液，然后将滤渣连同滤纸重新加甲醇与四氢呋喃（1∶1）混合溶液25 mL，用超声波清洗器提取10 min，重复两次。将三次滤液收集后浓缩，然后定容至50 mL，经0.45 μm滤膜过滤后进行色谱分析［5-6］。

1.2.4高效液相色谱条件的选择用配制的标准溶液作为对照，选取浙江四个抽样点代表性菜品：绍兴糟鸡、杭州手捏菜蘑菇、宁波五香牛肉、温州生炒猪肝，作为参考对象，对菜点样品的辣椒素和二氢辣椒素的检测效果进行比较分析。用甲醇∶纯水作为流动相［7］，流动相比例在（65∶35）～（85∶15）范围内，流速在0.6～1.0 mL/min范围进行测定，根据检测效果确定最佳流动相比例和流速。采用PDA检测器扫描检测190～400 nm之间目标物质的吸收值，从而确定检测波长［8］。

1.2.5精密度实验取100、200 μg/mL的两种标准品溶液和干辣椒样品溶液各10 μL，连续进样6次，统计峰面积，计算相对标准偏差RSD［9-10］。

1.2.6稳定性实验制备市售干辣椒、辣椒粉样品溶液。然后在0、2、4、8、12 h进样检测，统计峰面积，计算相对标准偏差RSD［11］。

1.2.7加标回收率精密取辣椒粉样品提取液0.5 mL 于1.5 mL液相色谱进样瓶，共10份。分别加入0.5 mL浓度为40、80、100、200、400 μg/mL的辣椒素和二氢辣椒素标准品溶液。在上述色谱条件下进样检测，统计峰面积，计算相对标准偏差RSD［12］。

1.2.8辣度分析方法以确定的色谱条件进行分析，以标准品的保留时间定性，以峰面积定量。然后根据标准曲线得到的定量结果，按照国标GB/T 21266-2007中的辣度计算方法进行最终结果的计算［13］。

1.2.8.1辣椒素类物质总含量的计算实验测定了辣椒素总量中的主要化学成分（辣椒素、二氢辣椒素），而未测定辣椒素同系物。辣椒素和二氢辣椒素总含量占辣椒素总量的90%左右，二者提供了约90%的热感和辣感。计算式如下：

其中：X：试样的辣椒素类物质总量（g/kg）；X1、 X2：分别为试样中辣椒素与二氢辣椒素的含量（g/kg）；C：由标准曲线计算得到的辣椒素含量（μg/mL）；V：样品定容体积（mL）；M：样品质量（g）；98%：两种标样的纯度；0.9：辣椒素和二氢辣椒素总含量占辣椒素总量的折算系数。

1.2.8.2斯科维尔指数（SHU）的计算SHU=X×0.9× （16.1×103）+X×0.1×（9.3×103）

其中：X：试样的辣椒素类物质总量（g/kg）；辣椒素和二氢辣椒素总含量占辣椒素总量约为90%；每毫克辣椒素或二氢辣椒素相对应为16.1×103SHU；而辣椒素同类物相对应为9.3×103SHU［14］。

1.2.8.3辣度与斯科维尔指数（SHU）的换算菜点样品中辣椒素类物质含量的高低可以用辣度表示，含量越高，对应辣度越大。斯科维尔指数与辣度的换算关系：150 SHU=1度。具体换算级别如表2：SHU小于500时，感官辣味程度为微辣；SHU在500～1500时，中辣；SHU在1500～3000时，辣；SHU大于3000时，猛辣［15］。

表2　辣度级别与SHU单位的换算Table 2　Pungency ratings convert to SHU

1.3数据处理

精密度实验连续进样6次，不做重复实验。其余实验样品每次检测3次，取平均值。实验结果经Excel （2013版）、SPSS 17.0处理。实验图表经Word（2013版）、Origin 8.0制得。

2　结果与讨论

2.1检测方法的确定

2.1.1检测波长的确定取辣椒素与二氢辣椒素标准品溶液，在210～400 nm波长范围内查看出峰情况，选择测定波长。目标物质吸收峰分别在228.2 nm和280.3 nm处。考虑到用于测辣椒素的流动相甲醇组分的紫外截止波长在210 nm左右，若选择230 nm处检测辣椒素，则会有较多的干扰，因此本实验选择280 nm的检测波长测定辣椒素含量。

图1　甲醇浓度对分离度的影响Fig.1　Effect of mobile phase’s concentrations on resolution

2.1.2流动相的选择采用甲醇∶纯水作流动相，流动相比例在（65∶35）～（85∶15）范围内，流速在0.6～1.0 mL/min范围进行测定，参考其他文献中甲醇与水的体积比例［16-18］，分别考察甲醇体积分数65%、70%、75%、80%、85%五个流动相，在流速0.8 mL/min的条件下，测定浙江四个抽样点代表性菜品：绍兴糟鸡（1）、杭州手捏菜蘑菇（2）、宁波五香牛肉（3）和温州生炒猪肝（4）样品的色谱图，并对色谱柱柱压、目标物质保留时间和分离度进行分析。色谱柱柱压和辣椒素类物质保留时间如表3，分离度分析结果如图1所示。对于柱压和出峰时间，由表3可以看出，随着甲醇比例增大，色谱柱柱压和出峰时间都逐渐降低。特别是当甲醇浓度从65%增加到70%时，辣椒素和二氢辣椒素保留时间降低明显。而当甲醇浓度超过70%时，出峰时间的降低程度与低浓度时相比较为缓和。对于分离度分析，由图1可以看出，当甲醇比例为80%时，五香牛肉分离度＜1.5，不能达到完全分离；当甲醇比例为85%时，菜品分离度＜1.5，甚至出现峰重叠情况，不能完全分离。当甲醇浓度为75%时，辣椒素和二氢辣椒素的平均出峰时间分别为9.69 min和12.89 min，分析时间过短，考虑到菜点样品中存在多种组分，需要适当延长分析时间。因此综合出峰时间和分离效果等因素考虑，在实验中选择甲醇比例为70%，此时辣椒素和二氢辣椒素能得到有效分离。

2.1.3流速的选择流速会在一定程度上影响色谱柱的分离效果，辣椒素类物质的测定过程中考察0.6、0.7、0.8、0.9、1.0 mL/min五个流速［19］，在流动相甲醇比例为70%条件下检测，色谱柱柱压和辣椒素类物质保留时间如表4，分离度分析结果如图2所示。

图2　流速对分离度的影响Fig.2　Effect of flow rate on resolution

对于分离比，从图2中可以看出，菜品分离度虽然随着流速的增加而降低，但是在实验条件下，菜品分离度均大于4.5，都符合分析的要求。因此，主要考察流速对柱压和保留时间的影响。对于柱压和出峰时间，由表4可以看出，增加流速可以有效的缩短分析时间，有利于提高效率，但是效果不如改变流动相的比例明显。当流速超过0.8 mL/min时，柱压升高明显。综合考虑出峰时间和系统压力等因素，选择流速为0.8 mL/min。

2.2线性回归方程、线性范围和检出限

按照上述色谱分析条件进行分析，以辣椒素和二氢辣椒素标准品浓度为横坐标，峰面积为纵坐标进行线性回归。得到回归方程分别是：辣椒素：Y= 6636.7X+1221，R2=0.9999，在信噪比（S/N，Singal to Noise）等于3时，检出限为0.04 mg/L。二氢辣椒素：Y= 6338.9X-3758，R2=0.9999，在信噪比（S/N）等于3时，检出限为0.83 mg/L。辣椒素和二氢辣椒素标准品色谱图如图3。

表3　不同流动相比例的检测结果Table 3　The results of different mobile phase ratioes

表4　不同流速的检测结果Table 4　The results of different flow rate

图3　辣椒素（C）与二氢辣椒素（DC）标准品液相色谱图Fig.3　Chromatogram of standard of capsaicin（C）and dihydrocapsaicin（DC）

2.3精密度实验

从表5结果可知，在精密度实验中，干辣椒辣椒素和二氢辣椒素的RSD分别为0.64%和1.99%；100 μg/mL辣椒素标准品中辣椒素和二氢辣椒素的RSD分别为1.34%和0.88%；200 μg/mL辣椒素标准品中辣椒素和二氢辣椒素的RSD分别为0.87%和1.22%。相对标准偏差均低于2%，表明该方法的精密度高。

2.4稳定性实验

从表6所示，测定放置一定时间后样品的辣椒素和二氢辣椒素的含量变化：其中干辣椒对应的RSD分别为1.34%和1.69%，而辣椒粉对应的RSD分别为2%和1.68%。这说明制得的样品溶液在12 h内的稳定性好。

2.5加样回收实验

结果见表7～表8。辣椒素的平均回收率是96.83%，对应RSD值为3.19%。二氢辣椒素的平均回收率是97.10%，对应RSD值为2.46%。表明测定方法可行，且准确度高。

2.6浙江菜肴测定

依据浙菜菜谱、菜系菜品书籍、各地的实地考究选取的100个菜点样品，对其食材、调味品、加工过程、辅料等进行分析，其中13个样品的加工用到了辣椒或辣椒制品。87个样品未使用辣椒及其制品（辣度计为零）。对使用辣椒或辣椒制品的13个菜点进行检测分析，根据辣椒素类物质的计算公式［20］，菜点的斯科维尔指数（SHU）和辣度见表9。

由表9检测数据，得到浙江各地区菜点中含辣椒类物质菜肴的平均辣度及该地区菜点样品整体的平均辣度，如图4所示。

表5　精密度实验结果Table 5　Results of accuracy test

表6　稳定性实验结果Table 6　Results of stability test

表7　辣椒素加样回收率实验结果Table 7　The results of recovery experiment of capsaicin

表8　二氢辣椒素加样回收率实验结果Table 8　The results of recovery experiment of dehydrocapsaicin

图4　浙江菜品的平均辣度Fig.4　The average pungency of Zhejiang dishes

由表9可知，在浙江四个地区常见菜品中，辣味菜品所占比例相近（接近12%）且辣度区分小，说明浙江各地区食辣差异较小。在整体选取的100个浙江常见菜品中，不辣样品占87%，微辣样品占11%，中辣样品占2%。结果说明浙江菜品整体辣度很弱。符合浙菜注重本味，口味清鲜的特点。整体浙江菜肴平均辣度为0.143，由图4可知，浙江绍兴添加辣椒素类物质的菜品的平均辣度为0.267，浙江绍兴菜品平均辣度为0.032；浙江杭州添加辣椒素类物质的菜品的平均辣度为0.659，杭州菜品平均辣度为0.132；浙江宁波添加辣椒素类物质的菜品的平均辣度为1.79，浙江宁波菜品平均辣度为0.212；浙江温州添加辣椒素类物质的菜品的平均辣度为1.63，浙江温州平均辣度为0.196。抽样菜品辣度强弱为：宁波＞温州＞杭州＞绍兴。但这只是抽样菜品的检测结果，具有参考性，并不能完全表征四个地区辣度强弱。具体强弱差异有待后期继续探究。

3　结论

菜点样品充分粉碎再真空冷冻干燥处理，能得到比较好的干燥效果，过滤效果更好。菜肴中辣味物质检测色谱条件为C18色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm），流动相为甲醇∶水（V∶V=70∶30），流速为0.8 mL/min，紫外检测波长为280 nm，每个样品检测时间约30 min。以辣椒素和二氢辣椒素标准品浓度为横坐标，峰面积为纵坐标进行线性回归。得到回归方程分别是：辣椒素：Y= 6636.7X+1221，R2=0.9999。二氢辣椒素：Y=6338.9X－3758，R2=0.9999。精密度实验、加标回收率实验结果表明液相色谱检测法精密度与准确度达到要求。

参考大量中国菜谱资料，并结合实地考察统计为依据，遵循菜点特色代表性、菜点食用广泛性、菜点抽样均衡性三个原则，在浙江四个地区共抽取100个代表菜点作为样品研究。从测得的结果看，100道菜肴中使用辣椒及其制品作为调味料的菜肴共13道，所占比例为13%，其中微辣菜肴比例11%，中辣比例2%。整体浙江菜肴平均辣度为0.143，其中绍兴平均辣度为0.032，杭州平均辣度为0.132，宁波平均辣度为0.212，温州平均辣度为0.196。从所测样品中的辣椒素类物质含量可知，浙江地区吃辣的频率很低，辣味强度也很弱，不喜食辣的特征十分明显，与四川、湖南等嗜辣地区形成鲜明对比。

初步探索了地域性菜肴的辣味特征，基于实验数据量化分析了浙江绍兴、杭州、宁波、温州四地的名菜辣味的大体情况。未考虑辣椒制品与其他调味料之间的相互作用及其对菜肴辣度产生的整体影响。因此，针对地域性菜肴风味特征的研究有待进一步深化和完善。

表9　浙江菜的斯科维尔指数（SHU）和辣度Table 9　The scoville index and the pungency degree of Zhejiang dishes

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Determination of capsaicinoids and piquancy characteristic of Zhejiang dishes

HE Shuai，XIE Ding-yuan*
（College of Food Science，Technology of Huazhong Agricultural University，Wuhan 430070，China）

Objective：The aim of this study was to find a efficient and faster way for the determination of main spicy ingredients in dishes through optimizing the detection chromatographic condition according to GB/T 21266-2007.Taking a part of Zhejiang dishes that collected from Shaoxing，Hangzhou，Ningbo and Wenzhou as the experimental subject，detecting spicy ingredients in each dish，then analyzed the piquancy characteristics of Zhejiang dishes.Method：Capsaicin and dihydrocapsaicin were extracted by ultrasonic with methanoltetrahydrofuran（1∶1）as solvent，high performance liquid chromatography（HPLC）was used to analyze capsaicinoid compounds.Result：The mobile phase was methanol：water（70∶30）with the flow rate was 0.8 mL/min and the UV detection wavelength was set at 280 nm.The regression equation of capsaicin was Y=6636.7X+ 1221 and correlation coefficient R2=0.9999.The regression equation of dihydrocapsaicin was Y=6338.9X－3758 and correlation coefficient R2=0.9999.The proportion of the use chili in Zhejiang 100 dishes was 13%，the spicy degree of whole dishes was 0.143.Conclusion：This method was accurate，speedy and reproducible.Pungency level in Zhejiang dishes was low.

capsaicinoid；Zhejiang dishes；extraction；HPLC；pungency degree

TS207.3

A

1002-0306（2016）04-0080-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.04.007

2015-06-30

何帅（1991-），男，硕士研究生，研究方向：川鄂浙地区食品辣味特征的量化分析，E-mail：18995611546@163.com。

谢定源（1963-），男，硕士，副教授，研究方向：食品风味、传统食品产业化、地理环境与膳食摄入，E-mail：xdy@mail.hzau.edu.cn。

中央高校基本科研业务费专项资金资助（2013PY099）；环境食品学教育部重点实验室。