贵州部分地方辣椒资源辣度特性分析

苏 丹1，蓬桂华1，付文婷1，张素勤，胡明文1，朱文超1，廖芳芳1，耿广东

(1.贵州省农业科学院辣椒研究所，贵阳 550006； 2.贵州大学农学院，贵阳 550025)

辣椒起源于美洲的热带和亚热带地区[1]，属茄科(Solanaceae)辣椒属(Capsicum)，是全世界消费量最大的蔬菜之一，在世界各地被长期种植、驯化和培育[2-4]。由于气候、土壤和种植习惯的差异，使得辣椒产生很多变异并带有极强的地域性，各地都有自己适宜的品种。贵州独特的地域条件和典型的小气候特征，有利于辣椒资源的隔离与保存，加之人们生存需求形成的传统食辣习惯，形成了多种各具特色的地方资源。贵州辣椒也以香味浓郁、品质上佳闻名，在全国辣椒产业中具有举足轻重的地位。贵州是我国重要的辣椒种植区[5]。据统计，2017年，贵州省辣椒种植面积33万hm2，产量543万t，种植产值达152亿元，产出居全国首位[6]；当地辣椒加工企业200余家，加工产品多样，油辣椒加工产品在国内市场占有率70%，发掘了辣椒作为调味品和风味食品的多样化功能。

表1 供试材料

材料编号名称果形来源材料编号名称果形来源L1罗甸辣椒指形黔南地区L16剑河辣椒羊角形黔东南地区L2三都1号长指形黔南地区L17剑河朝天椒指形黔东南地区L3三都2号线形黔南地区L18苗龙辣椒长羊角形黔南地区L4雷山辣椒线形黔东南地区L19毕节线椒线椒毕节地区L5从江线椒线形黔东南地区L20湄潭团籽圆球形遵义地区L6施秉线椒细线形黔东南地区L21黄平1号线形黔东南地区L7道真辣椒短牛角形遵义地区L22凯里辣椒长羊角形黔东南地区L8台江朝天椒指形黔东南地区L23兴义辣椒指形黔西南地区L9赫章1号牛角形毕节地区L24沿河辣椒短牛角铜仁地区L10赫章2号长羊角形毕节地区L25党武辣椒长羊角形贵阳地区L11赫章3号线形毕节地区L26大方线椒线椒毕节地区L12独山1号线形黔南地区L27黔辣6号指形遵义地区L13独山3号线形黔南地区L28万山线椒线形铜仁地区L14基长辣椒线形黔南地区L29花溪辣椒线形贵阳地区L15仁怀辣椒锥形遵义地区L30务川102锥形遵义地区

辣味是辣椒最重要的属性[7]，也是消费者评价其商品价值的重要指标[8-9]。因此，选择合适辣味的辣椒品种对市场销售和加工企业是越来越重要，对贵州辣椒全产业链的发展也有着重要影响。辣度作为衡量辣味质量的标准已有很多研究。如戴雄泽等[10]对我国应用较多的94份辣椒资源果实的主要生物学性状进行了田间观察，并对辣度等主要品质性状进行研究，研究结果表明，生产中常用的辣椒品种，80%的辣度在5 000 SHU 以下。周书栋等采用HPLC法对湖南省蔬菜研究所提供的30份干椒品种的辣椒素总含量进行了测定，研究结果表明，供试干椒整体偏辣且大部分品种辣度在5 000 SHU 以上[11]。仲辉等[12]采用HPLC(高效液相色谱)法测定不同种源地、不同椒形的31份辣椒地方品种和31份F1果实中辣椒素含量及其辣度分级，为辣椒育种建立与国际接轨的辣度评估体系。李岩飞等[13]采用HPLC法测定了8个品种的干辣椒和26种干辣椒制品中辣椒碱类物质的含量，根据斯科维尔指数(Scoville heat unit，SHU)将辣椒及其制品的辣度分为5级。贾洪锋等[14]根据HPLC分析结果结合感官评价对辣椒素进行分析，将123份样品的辣度分为5级，使消费者更直观地对辣味食品进行选择。利用HPLC法对辣椒及其加工制品进行辣味物质含量进行测定，指标量化，结果精确，但感官评定是评价品质指标中最直观[15]，往往直接影响消费者的购买行为。贵州地方辣椒资源的辣度分析还未见报道，为了评价贵州辣椒的辣度特性，以30份贵州地方特色辣椒资源为试材，采用高效液相色谱法结合感官评定法分析辣度，并利用聚类分析将其分为不同辣度类型，进一步对贵州地方特色辣椒资源辣度进行调查、评估和深入的研究，为不同辣度等级辣椒的开发应用提供参考和依据，并为培育不同辣度的新品种提供新材料和方法。

1 材料与方法

1.1 材 料

本试验以本研究单位从贵州省各地区收集的具有地方特色的30份辣椒资源(品种)为供试材料(表1)。

1.2 方 法

1.2.1样品制备

田间试验在贵州省辣椒研究所试验基地(清镇)进行。每材料种1畦，畦长5 m，每畦双行单株种植，株行距30 cm×50 cm，3次重复，随机排列。当辣椒果实发育至红熟期时，摘取果实饱满，充分成熟的辣椒250 g，放入60 ℃烘箱中烘至恒重，粉碎后过40目筛，放于干燥器中贮存备用。

1.2.2辣椒辣度HPLC分析

参照GBT 21266-2007《辣椒及辣椒制品中辣椒素类物质测定及辣度表示方法》[16]略有改进。利用高效液相色谱法进行分析(Agilent 1290 Infinity II液相色谱系统)，色谱条件采用水/甲醇(50/50，V/V)，流速为0.3 mL·min-1，检测波长为280 nm，进样量为1.0μL，柱温为30 ℃。采用甲醇+四氢呋喃(50+50)混合溶液超声萃取辣椒样品中的辣椒素类物质，分别吸取标准使用液及样品提取液1.0μL注入液相色谱仪，进行HPLC分析，用标准物色谱峰的保留时间定性；用外标法以峰面积定量测定辣椒碱和二氢辣椒碱。然后根据标准曲线得到的定量结果，按照斯克维尔指数和辣度的计算方法进行最终结果的计算。

1.2.3辣椒辣度感官评定分析

参照GB/T 21265-2007[17]对辣椒的食用辣度进行感官评定分析。由5位品评员组成的感官评定组，在环境安静舒适、空气流通、光线充足的品评区内，按要求品评被测试样，填写辣度品评结果表。

1.2.4辣度分级方法

参照湖南省地方标准《辣椒素测定及辣度表示方法》(DB 43/T 275-2006)[18]，将辣度分为10个级别，具体分级见表2。

1.3 数据处理

采用Excel软件对试验数据进行统计，采用SPSS 20.0软件对试验数据进行相关性分析，用系统聚类分析法对试验数据进行聚类。

表2 辣度分级

辣度级别斯科维尔指数(SHU)1级0～5002级500～10003级1000～15004级1500～25005级2500～50006级5000～150007级15000～300008级30000～500009级50000～10000010级>100000

2 结果与分析

2.1 辣椒资源辣度HPLC分析

采用HPLC测定辣椒中辣素的含量，并将测定含量结果换算为国际通用的SHU辣度分级单位，进而计算辣度并进行分级。由表3可知，供试材料中，L 17的辣度最高，辣椒碱含量为4.112 mg·g-1，二氢辣椒碱含量为1.087 mg·g-1，辣椒素类物质总含量为5.777 mg·g-1，斯科维尔指数为89084 SHU，辣度为594度，辣度级别为9级；L 26的辣度最低，辣椒碱含量为0.148 mg·g-1，二氢辣椒碱含量为0.11 mg·g-1，辣椒素类物质总含量为0.286 mg·g-1，斯科维尔指数为4416 SHU，辣度仅为29度，辣度级别为5级。30份供试材料的辣椒素类物质总含量在0.286～5.777 mg·g-1之间，平均含量为1.814 mg；斯科维尔指数的变化幅度在4 416～89 084 SHU之间，平均值为27 971.17 SHU，辣度范围在29～594度之间，平均值为186.47度；辣度级别在5～9级之间，平均值为7.20级。其中，辣度5级的材料有1份，为L 26；辣度6级的材料有8份，辣度7级的材料有10份，辣度8级的材料有6份，辣度9级的材料有5份。根据全国食辣水平[2]，可得出贵州地方辣椒资源总体上相对偏辣。

2.2 辣椒资源辣度感官评定

人的舌根部或咽喉部对辛辣比较敏感，所以在品尝或吞咽时该部位最易感觉到辣味。同时，为了更明显的感觉辣味，应将所品尝的样品在嘴里多含一会，以保证辣味物质与上皮粘膜的充分接触。通过感官评定，30份供试材料的斯科维尔指数均值为27 066.67 SHU，辣度均值为180.44度，辣度级别在6～9级，平均值为7.20(表4)。其中，辣度6级的材料有9份，分别为L 6、L 9、L 11、L 12、L 13、L 14、L 15、L 27和L 30；辣度7级的材料有11份，分别为L 4、L 10、L 18、L 19、L 20、L 21、L 22、L 23、L 24、L 26和L 29；辣度8级的材料有5份，分别为L 2、L 3、L 7、L 16和L 28；辣度9级的材料有5份，分别为L 1、L 5、L 8、L 17和L 25。在供试材料中，辣度最高的是L 17，斯科维尔指数为85 000 SHU，辣度为567度，辣度级别为9级；辣度最低的是L 9，斯科维尔指数为7 500 SHU，辣度仅为50度，辣度级别为6级。本文选用的供试材料均为当地喜爱的地方辣椒资源，说明贵州地区人群饮食习惯偏辣。

2.3 HPLC法与感官评定法比较分析

利用2种方法对辣椒资源的辣度进行了分析(表3、表4)，从分析比较结果可知，在30份供试辣椒资源中，仅有3份辣椒的分析结果不一致，其中L 26的分析结果差别最大，感官评定法比HPLC法分析的结果高2个辣度级别，L 4和L 10的感官评定法比HPLC法分析的结果高1个辣度级别；其他材料的辣度测定结果差异较小，辣度级别测定结果一致。

由表5可知，感官评定法和HPLC法评价的辣椒辣度结果具有相关性，相关系数r=0.978，p<0.01，差异极显著，表明感官评定法和HPLC法分析的辣椒辣度结果存在极显著的正相关关系，从而推出感官评定法评定辣椒辣度的结果可靠。

表3 贵州地方辣椒资源辣度HPLC分析

辣椒材料辣椒碱含量/(mg·g-1)二氢辣椒碱含量/(mg·g-1)辣椒素类物质总含量/(mg·g-1)斯克维尔指数(SHU)辣度/度辣度级别L12.4940.5843.42527343529L21.4490.6492.331359522408L31.570.7522.58397852658L41.290.5282.02311502088L52.9531.0474.444685264579L60.4780.2630.82312684856L71.5730.532.336360152408L82.3040.8493.503540163609L90.3990.1490.6099389636L100.5430.3010.93814462966L110.590.3211.012156111047L120.3940.2250.68810604716L130.5080.2740.86813391896L140.6220.3141.041160481077L150.3410.1580.5558555576L161.3320.5422.082321012148L174.1121.0875.777890845949L181.0290.4041.592245471647L190.6590.2190.976150521007L201.1230.3611.649254291707L210.8550.3971.391214481437L220.9370.3511.431220661477L230.9880.4381.584244321637L240.9290.3911.467226141517L252.3020.9643.629559573739L260.1480.110.2864416295L270.470.2040.74911545776L281.4370.492.141330092208L291.1380.4671.783275011837L300.4190.2230.71411013736平均值1.180.4531.81427971.2186.57.2

表4 贵州地方辣椒资源辣度感官评定

辣椒材料斯克维尔指数(SHU)辣度/度辣度级别辣椒材料斯克维尔指数(SHU)辣度/度辣度级别L1500003339L17850005679L2340002278L18220001477L3370002478L19160001077L4280001877L20240001607L5650004339L21200001337L610000676L22220001477L7340002278L23220001477L8550003679L24200001337L97500506L25550003679L10160001077L26240001607L1114000936L279000606L1210000676L28310002078L1314000936L29250001677L1414000936L309000606L158500576平均值27066.67180.577.2L16310002078

表6 贵州地方辣椒资源不同辣度组群的平均值和变异系数

辣度组群辣度均值材料数所占比率/%极差辣度区间变异系数/%低辣组群84.151343.3311429～14333.20中辣组群197.081240.00118147～26519.97高辣组群385.50413.33105352～45712.57特辣组群594.0013.33000.00

图1 贵州地方辣椒资源辣度聚类树状图

2.4 辣椒资源辣度聚类分析

本文采用HPLC法和感官评定法对贵州的30份辣椒资源进行辣度分析，结合2种方法的辣度分析结果开展系统聚类分析(图1)。当λ=8.9时，30份贵州地方辣椒资源按照辣度可分为4大类：分别为低辣组群(29～143度)、中辣组群(147～265度)、高辣组群(352～457度)和特辣组群(594度)。其中低辣组群有13份材料；中辣组群有12份材料；高辣组群有4份材料，特辣组群仅有1份材料。

由表6可得出，供试材料中，辣度最低的为29度，最高的为594度，由此可知，贵州地方辣椒资源的辣度具有丰富的遗传多样性。低辣组群占总材料的43.33%，中辣组群占总材料的40.00%，这2个组群共占83.33%，辣度值在29～265之间；高辣组群占总材料的13.33%，特辣组群占总材料的3.33%，辣度值在352～594之间，这2个组群共占16.67%。由此说明供试材料资源中，低辣和中辣的辣椒占有较大比例，高辣和特辣的辣椒偏少。此外，低辣材料的变异系数最高，为33.20%；特辣材料的变异系数最低。

表5 2种辣度分析方法的相关分析结果

HPLC法感官评定法HPLC法Pearson相关性10.978∗∗显著性(双侧)00.000N3030感官评定法Pearson相关性0.978∗∗1显著性(双侧)0.000N3030

注：“**”在0.01水平(双侧)上显著相关。

3 讨论与结论

成善汉等[19]采用HPLC法对15种不同基因型的辣椒进行辣椒素含量测定和辣度分级，将参试辣椒分为5级。董彩军等[20]在近百份辣椒种质资源中选择了有代表性的30份材料，利用HPLC法进行辣度分级，得出样本辣度在7～9级之间，并且得出辣椒资源的杂交后代辣度上升。仲辉等采用HPLC法对31份不同地方品种辣椒的辣椒素含量进行了测定，并对辣度进行评价，结果表明，种源地在炎热、潮湿地域的辣椒品种辣度极显著高于干燥、日温差大的地域[12]。本试验采用HPLC法和感官评定法对30份贵州地方辣椒资源进行了辣度分析，结果得出，供试材料处于辣度5～9级之间，总体辣度较全国平均水平偏高，适合做调味品或加工辣椒产品，这可能与贵州气候潮湿有关。

HPLC法和感官评定法是评定辣椒辣度的2种主要方法。这2种方法的研究和比较已有报道，如罗凤莲等[21]研究认为，感官评定法评测干辣椒样品的辣度结果可靠，且具有相对稳定性。范志平等[22]研究得出，采用Scoville感官评定法和高效液相色谱法分析的同一样品辣椒碱含量相差不大，2种方法所得样品辣度值在辣度级别范围内具有很好的符合性。贾洪锋等[14]研究认为，食品中辣椒加入量是影响辣味强弱的最主要因素，但同时也受其他味道(酸、甜、苦、咸、鲜、香等)的影响。本研究认为，感官评定法和HPLC法分析的辣椒辣度结果存在极显著的正相关关系，感官评定结果可靠，适合生产中辣椒辣度的测定。但在供试材料中，有3份材料的感官评定结果与HPLC分析的结果不太吻合，这说明辣味毕竟是人体产生的一种感觉(痛觉)[23-24]，受多种因素的影响，人们舌尖感受到的辣度与辣味物质(主要指辣椒素类物质)的含量多少并不能直接划等号，这与贾洪锋等[25]的研究结果一致。

通过聚类将贵州地方辣椒资源分为低辣、中辣、高辣和特辣4大类群，其中低辣组群占43.33%，中辣组群占40.00%，且辣度分布在5～8级，而全国大多数人群食用的辣椒制品辣度在2～6级之间[2]，说明贵州人饮食中的低、中辣度均高于全国普通食辣水平，这符合大部分贵州人喜辣、嗜辣的饮食习惯。从聚类分析结果可知，贵州地方辣椒资源具有丰富的遗传多样性，这些丰富的遗传资源对选育不同辣度的辣椒具有较大的利用价值，并有利于不同辣椒加工产品的研发。