6 个不同厂家的黑白胡椒粉红外光谱分析

2020-09-08蔡碧琼张福娣吴琼洁

农产品加工 2020年15期

蔡碧琼，张福娣，吴琼洁

（福建农林大学生命科学学院，福建福州 350002）

胡椒为胡椒科胡椒属多年生常绿热带藤本植物，又名白川、浮椒[1-2]，其果实晒干后常用作香料、调味料和保健药物。胡椒分为黑胡椒和白胡椒，未成熟时果实呈暗绿色，晒干后果皮皱缩呈黑色称黑胡椒；成熟时果实为红色，经水浸后去掉果皮，将留下的籽晒干则呈白色称白胡椒[3]。目前，国内外的学者对胡椒果实、茎、叶和根的挥发油及胡椒碱有所报道，但对其同样作为调味品的黑白2 种胡椒粉成分差异的分析并无报道。利用红外光谱结合二阶导数分析方法对6 个不同厂家的黑白胡椒粉进行鉴别分析，为评价黑白2 种胡椒粉的营养价值提供理论依据，是一种评价其产品品质的可靠方法。

1 材料与方法

1.1 仪器设备和参数设置

AVATAR 360 型红外光谱仪，美国尼高力公司产品；中红外DTGS 检测器，测定波数范围为4 000～400 cm-1，分辨率为4 cm-1，32 次扫描累加；电子天平（准至0.1 mg）；电热鼓风干燥箱。

1.2 样品来源与制备

①北京某厂家1：黑胡椒粉简称A，白胡椒粉简称a；②北京某厂家2：黑胡椒粉简称B，白胡椒粉简称b；③上海某厂家：黑胡椒粉简称C，白胡椒粉简称c；④山东某厂家：黑胡椒粉简称D，白胡椒粉简称d；⑤江苏某厂家：黑胡椒粉简称E，白胡椒粉简称e；⑥天津某厂家：黑胡椒粉简称F，白胡椒粉简称f。

将以上6 个厂家的黑白胡椒粉随机取样，粗研后置于电热鼓风干燥箱内干燥至恒质量；称取60 mg的样品颗粒与1.500 g 已烘干的KBr 固体粉末混合研磨均匀，取200 mg 研磨好的混合物制成直径为1 cm的KBr 锭片，放入红外光谱仪中测定。

2 结果与分析

2.1 6 个不同厂家黑、白胡椒粉一维红外光谱分析

波数3 400～3 300 cm-1处为- OH 的伸缩振动特征吸收区，波数2 921～2 935 cm-1处为亚甲基C- H 反对称伸缩振动吸收区，波数1 633～1 658 cm-1处为- C=N或- C=C 的特征吸收区，波数1 370～1 380 cm-1处为饱和C- H 弯曲振动吸收区，波数1 250 cm-1处为醚C- O 的伸缩振动峰，波数1 030 cm-1处为醇的特征

从图1、图2 可以看出，这6 个厂家的黑或白胡椒粉的红外光谱图中，均在以上这些区出现峰形和相对强度相似的吸收峰，在波数1 000 cm-1以下无明显吸收峰。这与黑胡椒含有烯类化合物，白胡椒中含有胡椒碱、丁香酸、N - 异丁基- 十八烷基- 1-酰胺的结论基本相符[4-5]。这6 个厂家黑、白胡椒粉的红外光谱中均无波数1 720 cm-1附近吸收峰，这说明在加工成食品过程中可能去除了胡椒醛这一成分。

从图1 可以看出，厂家A，B，D，E 黑胡椒的红外谱图相似度很高，将6 个厂家的黑胡椒粉采用比对软件进行分析。

不同厂家黑胡椒粉的相关系数见表1。

表1 不同厂家黑胡椒粉的相关系数

从图2 可以看出，厂家a，b，d，e 白胡椒的红外谱图相似度很高，将6 个厂家的白胡椒粉采用比对软件进行分析。

不同厂家的白胡椒粉的相关系数见表2。

从图1、图2 可以看出，这6 个厂家的黑胡椒粉的红外光谱与各自白胡椒粉的红外光谱在出峰的位置、峰形、峰强的相似度都很高，无法直观看出同吸收峰。

表2 不同厂家的白胡椒粉的相关系数

不同厂家的白胡椒粉的相关系数见图1，不同厂家的白胡椒粉的红外光谱见图2。一厂家黑白2 种胡椒粉之间的差异。从图1 和表1可以看出，这6 个厂家黑胡椒粉中，样品A，B，D，E 红外谱图相似度较高，他们之间相关系数均大于0.88，而样品C，F 与他们存在明显差异，仅样品C 无波数1 380 cm-1吸收峰，仅样品F 无波数1 250 cm-1左右吸收峰。从图2 和表2 可以看出，这6 个厂家白胡椒粉中，样品a，b，d，e 红外谱图相似度较高，他们之间均大于0.87，而样品c，f 与他们存在明显差异，仅样品c 红外谱图中无波数1 385 cm-1吸收峰，仅样品f 无波数1 250 cm-1左右吸收峰。在指纹区，仅a，e，f 均在波数1 164 cm-1处有弱吸收峰，这可能与白胡椒粉的品种及加工处理程度有关。

2.2 6 个不同厂家胡椒粉二阶导数红外光谱分析

二阶导数光谱可以明显地提高谱图的表观分辨率，放大原始红外光谱上微小的差别，进一步将二阶导数光谱谱区分为3 个区域。

黑胡椒粉在波数1 500～1 000 cm-1处的二阶导数红外光谱图见图3，黑胡椒粉在波数1 000～750 cm-1处的二阶导数红外光谱图见图4，黑胡椒粉在波数750～500 cm-1处的二阶导数红外光谱图见图5，白胡椒粉在波数1 500～1 000 cm-1处的二阶导数红外光谱图见图6，白胡椒粉在波数1 000～750 cm-1处的二阶导数红外光谱图见图7，白胡椒粉在波数750～500 cm-1处的二阶导数红外光谱图见图8。

从图3、图6 可以看出，样品C 和c 均无波数1 380 cm-1处吸收峰，样品F 和f 均无波数1 260 cm-1处吸收峰。样品C 和c 在1 260 cm-1左右的吸收峰尖锐，且在波数1 260～1 000 cm-1处出现许多个小峰，样品A，B，E，D和a，b，e，d 则不然。从图3 ～图8 可以看出，在波数1 500～500 cm-1处3 个波段区域内样品B 与D，b 与d 的二阶导数谱图极其相似，样品A 与E，a 与e 的二阶导数谱图极其相似，说明样品B 和D，A 与E 的成分与组成基本一致。

不同厂家黑胡椒粉的红外二阶导数谱部分峰位表3，不同厂家白胡椒粉的红外二阶导数谱部分峰位见表4。

2.3 同一厂家黑、白两种胡椒粉的二阶导数红外光谱分析

从表3、表4 可以看出，在波数1 000～750 cm-1处，样品a 有峰位864，796 cm-1，而样品A 则无此峰；样品b 有796，779 cm-1，样品B 则无；样品c 有864，858 cm-1，样品C则无；样品d 有796，779 cm-1，样品D 则无；样品e 有866，840 cm-1，样品E 则无。在波数750～500 cm-1处，同一厂家黑与白胡椒粉差异很大。这说明同一厂家黑、白胡椒粉的品种来源一样，但因胡椒的成熟程度不同在一定程度上改变了各自成品的主成分及组成，所以黑白胡椒粉的色泽与气味存在显著差异。