不同成熟度胡椒理化指标变化规律和相关性研究

代佳慧，尹青春，党政，王世萍，吉建邦，邓浩*

(1.海南省农业科学院农产品加工设计研究所，海口 570100；2.海南省热带果蔬冷链研究重点实验室，海口 570100；3.海南省食品检验检测中心，海口 570100)

胡椒(PipernigrumL.) , 始载于唐朝苏恭的《唐木草》，又名白川、浮椒，是胡椒科胡椒属常绿藤本植物[1]。胡椒原产于印度，是重要的热带香辛料作物，广泛用于医学工业和食品工业[2]。海南是我国胡椒的主产区，总产量达3.66万吨，占全国的92.42%[3]。海南胡椒果实的成熟期一般在5～8月份，其采收期长达3个多月，甚至更长，同株产的胡椒果实成熟度也不一致，目前仅凭经验人工分期分批采收，效率低、成本高。

不同成熟度的胡椒对其后续加工产品的产量和质量影响很大。詹沛鑫[4]研究发现并提出胡椒质量与采收时期密切相关。色差a值、可溶性固形物、可滴定酸、果胶是胡椒的重要理化指标，对胡椒加工特别是脱皮有重要指导意义。胡椒碱是胡椒主要活性成分和重要风味成分，国内外对其分析、鉴定、活性进行了大量的研究[5-9]。目前，关于不同成熟度的胡椒中理化指标和风味成分变化规律的研究较少。本文通过对3种不同成熟度的胡椒中色差a值、可溶性固形物、可滴定酸、果胶、胡椒碱的分析，探明各指标的变化规律和相关性，对指导胡椒分类采收和采后分级加工有一定参考价值。

续 表

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

胡椒：新鲜胡椒采自海南省文昌市南阳农场；甲醇、乙醇、硫酸、H2O2等试剂：均为国产分析纯；聚乙吡咯烷酮、1-萘酚、咔唑、半乳糖醛酸、胡椒碱标准品：海南金唯诺生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

UV-2450紫外分光光度计 日本岛津公司；HHS-4S水浴锅 上海市南阳仪器有限责任公司；CPA225D电子分析天平 德国Sartorius公司；NS800分光测色仪 深圳市三恩驰科技有限公司；PAL-1手持糖度计 日本爱拓公司；5910R多功能离心机 德国Eppendorf公司；粉碎机 新昌县城关红利数控制造厂；7000C GC-MS色谱仪 美国安捷伦公司。

1.3 试验方法

1.3.1 不同成熟度胡椒的分级

不同成熟度胡椒鲜果分级标准见表1。

表1 不同成熟度胡椒鲜果分级标准Table 1 The classification standard of pepper fruit with different maturity

1.3.2 胡椒碱色差a值的测定

采用NS800分光测色仪对所有试验组的胡椒进行色差测定，每组取20粒，测定后计算平均值。a值越大则果皮越红，反之越绿。

1.3.3 胡椒碱可溶性固形物、可滴定酸的测定

每组取500 g，经粉碎机处理30 s备用。称取35 g。加蒸馏水定容到100 mL备检。采用PAL-1手持糖度计测定可溶性固形物，稀释50倍后测定可滴定酸。每组3次重复后计算平均值。

1.3.4 胡椒果胶的测定

按照NY/T 2016-2011规定的分光光度法测定胡椒中的果胶含量。绘制标准曲线：配制浓度分别为0，20，40，60，80，100 mg/L的半乳糖醛酸溶液，加入1 g/L的咔唑乙醇溶液，再快速加入5 mL优级纯硫酸溶液，将试管放入85 ℃的水浴20 min，之后冷水快速冷却，采用分光光度计在525 nm处测定吸光度，得到标准曲线方程为：Y=0.009X+0.055，R2=0.9993。样品测定：吸取1 mL滤液于25 mL试管中，加入0.25 mL咔唑乙醇溶液，同标准溶液显色方法进行显色，在525 nm处测定吸光度，根据标准曲线计算果胶含量。

1.3.5 胡椒碱及挥发油测定方法

取粉碎的胡椒样品1 g，加25 mL甲醇震荡20 min，常温浸泡10 h，于20 ℃超声提取40 min，以9000 r/min离心5 min，取上清液2 mL于40 ℃旋转蒸发浓缩干燥。加2 mL丙酮溶解后使用GC-MS检测。色谱条件：色谱柱：HP-5MS 毛细管柱(30 m×250 μm，0.25 μm)，不分流进样；程序升温：60 ℃保持1 min，以1 ℃/min 升温到70 ℃，以8 ℃/min 升温到160 ℃，然后以15 ℃/min升温到260 ℃，停留12 min；进样口温度250 ℃；离子源温度230 ℃; 载气：氦气；流速：1 mL/min；电子能量：70 eV；扫描方式：全扫描；扫描范围：40～350 m/z；谱库：NIST 08。

1.3.6 数据处理方法

所有试验数据取3次重复试验的平均值，采用Origin 8.5和SPSS 22作图和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同成熟度胡椒果实色差a值及相关性

不同成熟度胡椒果实色差a值见表2。

表2 不同成熟度胡椒果实色差a值Table 2 The color index a value of pepper with different maturity

由图1可知，3种不同成熟度胡椒果实的色差a值有较大的差别。1号样品的a值最小，颜色最绿；3号样品的a值最大，颜色最红；2号样品的a值居于1号和3号两种样品之间，颜色呈橘黄色。

图1 不同成熟度胡椒果实色差a值Fig.1 The color index a value of pepper with different maturity

由表3可知，对3种样品成熟度和色差a值进行相关性分析，相关系数为1，说明两者有极显著的正相关性。

表3 色差a值与胡椒成熟度相关性分析Table 3 Correlation analysis between color index a value and pepper maturity

2.2 不同成熟度胡椒果实可溶性固形物含量及相关性

由图2可知，不同成熟度胡椒果实中可溶性固形物的含量有明显差异，且随着胡椒果实的成熟，可溶性固形物的含量在增加，并且果实中可溶性固形物含量的增加速度先快后慢。连政等[10]、张玉等[11]分别测定了不同成熟度的软枣猕猴桃、醉金香葡萄中水溶性固形物含量，也发现随着采收期的推迟，可溶性固形物含量增加，与本试验的结论相符。

图2 不同成熟度胡椒果实可溶性固形物含量Fig.2 The soluble solids content of pepper with different maturity

由表4可知，果实中可溶性固形物的含量与果实的成熟度之间的相关系数为0.977，呈现显著的相关性。

表4 可溶性固形物含量与胡椒成熟度相关性分析Table 4 Correlation analysis between soluble solids content and pepper maturity

2.3 不同成熟度胡椒果实可滴定酸含量及相关性

由图3可知，3种不同成熟度胡椒果实中可滴定酸的含量有明显差异，随着果实的成熟，可滴定酸的含量逐渐减少，且减少速度先快后慢。广新梅等[12]对不同采摘期的库尔勒香梨中可滴定酸进行测定，结果表明，随着采摘时间的增加，在成熟过程中库尔勒香梨中的可滴定酸含量不断减少；汤梅等[13]为确定鹰嘴蜜桃的适收期，研究发现不同采摘期的果实贮藏品质随生理作用发生显著变化，果实酸度减小并逐渐软化失去果实原有的独特清脆口感。

图3 不同成熟度胡椒果实可滴定酸含量Fig.3 The titratable acid content of pepper with different maturity

由表5可知，果实中可滴定酸的含量与果实的成熟度之间的相关系数为0.986，呈现极显著的负相关。

表5 可滴定酸含量与胡椒成熟度相关性分析Table 5 Correlation analysis between titratable acid content and pepper maturity

2.4 不同成熟度胡椒果实果胶含量及相关性

由图4可知，1号和2号样品中果胶含量没有明显差异，但3号样品中果胶含量明显减少，即随着胡椒果实的成熟度增加，果实中果胶的含量减少。胡椒经乙烯利催熟后，在原果胶酶的酶解作用下，部分原果胶分解为水溶性果胶[14]。果胶含量的降低导致与纤维素、半纤维素等细胞壁成分之间的交联度下降，细胞之间的结合变得松散。因而成熟度越高，随着果胶含量的减少，胡椒果实越松软。

图4 不同成熟度胡椒果实果胶含量Fig.4 The pectin content of pepper with different maturity

由表6可知，果实中果胶含量与果实的成熟度之存在负相关，相关系数为0.868。

表6 果胶含量与胡椒成熟度相关性分析Table 6 Correlation analysis between pectin content and pepper maturity

2.5 不同成熟度胡椒果实胡椒碱含量及相关性

胡椒碱是胡椒中重要的风味物质和活性成分。由图5可知，胡椒碱含量与成熟度之间存在先下降后上升的趋势。青胡椒中的胡椒碱含量最高，随着成熟度的继续增加，胡椒由绿变黄，可能是由于胡椒碱的分解作用，所以出现下降的趋势。胡椒由黄变红的过程中，果实表皮皱裂，水分挥发，所以胡椒碱略有上升。

图5 不同成熟度胡椒果实胡椒碱含量Fig.5 The piperine content of pepper with different maturity

由表7可知，果实中胡椒碱含量与果实的成熟度之间存在负相关，相关系数为0.647。

表7 胡椒碱含量与胡椒成熟度相关性分析Table 7 Correlation analysis between piperine content and pepper maturity

3 结论

胡椒果实随着成熟度的增加其表皮颜色会逐渐由绿变黄继而变红， 其中胡椒碱等主要活性物质亦有不同程度的质量变化[15]。本文研究了胡椒果实成熟度与色差a值、可溶性固形物、可滴定酸、果胶、胡椒碱的质量关系。结果表明：不同成熟度胡椒果实中的以上物质含量均有明显差异，且色差a值、可溶性固形物含量与胡椒成熟度呈显著正相关，相关系数分别为1和0.977；可滴定酸含量与胡椒成熟度呈显著负相关，相关系数为0.986。胡椒采收后，可以将色差a值、可溶性固形物、可滴定酸含量作为区分不同成熟度胡椒的关键指标，进行分类加工，这样胡椒加工产品的品质和风味更均一。