红胡椒精油化学成分的GC-MS分析

黄晓德，刘良峰，赵伯涛，李 解，张锋伦，徐平兰，陈 斌，王如江

(1. 南京野生植物综合利用研究院，江苏 南京 211111； 2. 南京市江宁区农业农村局，江苏 南京 211103；3. 江苏天韵未来农业旅游发展有限公司，江苏 南京 211111)

红胡椒又称巴西胡椒、粉红胡椒，是漆树科柔毛肖乳香属植物巴西胡椒木(SchinusterebinthifoliusRaddi)的果实，具有胡椒的辛香风味。红胡椒原产于巴西、阿根廷和巴拉圭等地，随着巴西胡椒木被当作装饰或遮荫植物引种到美欧国家，红胡椒被美国、加拿大、西班牙、意大利等许多欧美国家作为调味料使用。近年来的研究表明，红胡椒在食品中不仅具有调香调味作用，其所含的精油还具有抗氧化、抑菌、抗肿瘤等多种生物活性[1-6]。Beatriz等研究了红胡椒提取物对鸡肉汉堡理化特性、氧化稳定性和动态感官特征的影响，结果表明红胡椒提取物在延缓鸡肉汉堡的脂质氧化方面与合成抗氧化剂丁基羟基甲苯具有同样的效果[7]。Bruno等研究了红胡椒精油对8种人类肿瘤细胞的抗增殖活性，发现红胡椒精油对肾脏、卵巢和前列腺部位的肿瘤细胞有较强的抑制作用[8]。

红胡椒作为调味料在国外已有较长的应用历史，国外学者对其风味成分、生物活性物质进行了较为深入的研究[9-14]。近年来，随着食品流通的全球化，红胡椒也被引入到了我国，出现在部分进口调味品的配方中。但是，作为新引进的调味产品，国内对红胡椒的研究相对较少。本研究采用GC-MS法对红胡椒精油的化学成分进行了分析，以期明确红胡椒中的风味成分，为红胡椒风味的化学物质基础和质量控制研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料试剂

红胡椒：由山东百佳食品有限公司提供；无水硫酸钠：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；甲醇：色谱纯，美国天地试剂公司。

1.2 仪器设备

UTP-313型电子天平：上海花潮电器有限公司；LD-Y400A高速万能粉碎机：上海顶帅电器有限公司；气相色谱—质谱联用仪：安捷伦公司7820A气相串联5975质谱检测器。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备

称取经高速万能粉碎机粉碎过30目筛的红胡椒粉末50 g，于精油提取器中蒸馏提取2 h，经油水分离得红胡椒精油，用无水硫酸钠干燥过滤后备测。

1.3.2 精油含量测定

根据GB/T30385-2013《香辛料和调味品精油含量的测定》中相关规定，采用水蒸气蒸馏法对样品中的精油含量进行测定。精油含量计算公式如下：

式中：V1为测得的二甲苯和精油的总体积，mL；

V2为测得的二甲苯体积，mL；

M为试样质量，g；

W为试样水分百分含量。

1.3.3 气相色谱条件

Agilent HP-5MS(30 m ×250 μm ×0.25 μm)毛细管色谱柱；升温程序，初始柱温60℃保持5 min，以2℃/min升温到135℃，保持10 min，然后以20℃/min升温到240℃，保持4 min；载气为高纯氦气，流速1.0 mL/min；进样口温度250℃，接口温度280℃；进样量为1 μL，分流比20∶1。

1.3.4 质谱条件

EI离子源，离子源温度230℃，MS四极杆温度150℃，接口温度200℃，发射电流200 μA，扫描范围33～650 amu，溶剂延迟3.0 min。标准谱库NIST11.L检索，峰面积归一法计算各组分相对百分含量。

2 结果与分析

2.1 精油含量

采用GB/T30385-2013方法对红胡椒精油含量进行了测定，结果样品中精油含量为(5.42±0.15)%。

2.2 精油GC-MS分析

取1.0 μL经无水硫酸钠脱水处理的红胡椒精油注入气相色谱—质谱联用仪进行分析。经GC-MS分析得红胡椒精油的GC-MS总离子流色谱，通过NIST11.L检索，结合人工谱图解析，确定红胡椒精油中的主要化学成分，并根据峰面积归一法计算各组分相对百分含量。结果如图1和表1所示。

由图1分析可知，红胡椒精油经GC-MS分离检测得到126个峰。通过NIST11.L数据库检索，结合人工分析，从红胡椒精油中分析鉴定出精油组分物质59种(见表1)，占精油总量的95.58%，主要由烯、醇、酯、酮、酸类化学物质组成。其中烯类化合物种类最多，为33种，醇类物质13种，酮类物质3种，酸类物质2种。各成分中含量最高的为D-柠檬烯(17.03%)，其后含量较多的依次为α-水芹烯(13.56%)、(+)-3-蒈烯(11.57%)、α-蒎烯(7.19%)、榄香醇(6.40%)和表姜烯酮(4.92%)。

通过与国外研究数据比较发现，本研究测定的红胡椒精油在组分和含量上与国外的测定结果存在一定差异。国外文献中，红胡椒精油中含量最高的化学成分为α-蒎烯(20.7%)、柠檬烯(20.81%)和α-小茴香烯(20.75%)[14]。而本研究分析结果中，相对含量最高的化学成分为D-柠檬烯(17.03%)，且α-水芹烯、(+)-3-蒈烯、α-蒎烯等主要组分在精油中的相对含量较国外数据略低。可见不同研究中，红胡椒精油化学成分存在着较大的差异。分析原因，一方面是由实验所用红胡椒品种、产地不同异造成；另一方面是红胡椒流通运输过程中，部分精油成分发生了损失、分解和物质转化所致。因此，研究红胡椒品种、产地及流通对精油化学组分的影响，将有助于明确红胡椒的植物来源，建立红胡椒质量指标。

图1 红胡椒精油总离子流图Fig.1 The total ion current diagram of the essential oil of pink pepper

表1 红胡椒精油化学成分GC-MS分析结果

续表1 红胡椒精油化学成分GC-MS分析结果Table 1 GC-MS analysis of the chemical constituents of the essential oil of pink pepper

3 讨 论

近年来，随着我国食品工业和餐饮的全球化，红胡椒被引入到我国，并成为一种新型调味料。分析研究红胡椒呈味呈香的成分，明确其呈味呈香的化学物质基础，将有助于建立红胡椒品质控制和质量检测的科学方法。

通过对红胡椒精油的提取和分析，结果表明蒸馏法提取到的红胡椒精油中，含量最高的是D-柠檬烯(17.03%)，其次是α-水芹烯(13.56%)、(+)-3-蒈烯(11.57%)、α-蒎烯(7.19%)、榄香醇(6.40%)、表姜烯酮(4.92%)，这6种组分占全部被检出组分含量的55.73%，初步确定为红胡椒精油的主要化学成分，为红胡椒的进一步研究和应用提供了基础数据。