辣椒及其制品中辣椒素含量检测及辣度分级

关键词：辣椒素含量 高效液相色谱法 感官评价 辣度分级

辣椒(Capsicum annuum L.)为木兰纲、茄科，属一年或多年生草本植物，也是一种重要的蔬菜和调味品[1]。辣椒营养丰富，其中的维生素C含量在蔬菜中位居首位[2]。自明朝末年引入中国后，辣椒便以其特殊的辛香麻辣味道而深受人们喜爱，也成为世界上种植最广泛的烹饪原料之一[1]。据国际粮农组织(FAO)统计，仅2011年，全球辣椒产量共计约3330万吨，比过去10年的产量增加约40%[3]。

辣椒中体现辣味的物质统称为辣椒素，其含量的高低已成为评价辣椒品种及品质的重要指标[4-6]。目前，辣椒食品中有关辣度检测的方法主要是高效液相色谱法及紫外分光光度法[7]，本文对辣椒及其制品的高效液相色谱检测方法进行优化，并结合感官评价按照“不辣、微辣、中辣、高辣、特辣、爆辣”这6个等级对辣味程度进行划分，以期对辣椒及其制品的辣味分级提供参考。

1 材料与方法

1.1 试剂

甲醇、四氢呋喃，诺尔施;辣椒素标准品，纯度≥99.5%;二氢辣椒素标准品，纯度≥99.5%。

1.2 仪器设备

高效液相色谱仪：1260 Infinity II，配紫外检测器，安捷伦科技(中国)有限公司;旋转蒸发仪：RE-52AA，上海亚荣生化仪器厂;冷冻离心机：TGL-20M，长沙湘仪离心机仪器有限公司;超声波清洗仪：SB25-12DTDN，宁波新芝生物科技股份有限公司。

图 1 辣椒素标准曲线及线性相关系数

1.3 试验方法

1.3.1 整颗辣椒、辣椒节、辣椒粉

取200g样品用料理机粉碎，过30目筛后，称取3g置于50mL离心管中，量取25mL甲醇与四氢呋喃的混合溶液(体积比1∶1)置于样品中，涡旋混匀2min，超声提取30min，6000r/min离心5min，将上清液转移至250mL平底烧瓶中;再次量取25mL甲醇与四氢呋喃的混合溶液置于残渣中，涡旋混匀2min，超声5min，6000r/min离心5min，将上清液转移至同一250mL平底烧瓶中，重复此提取步骤一次。将3次提取的上清液于40℃下进行旋转蒸发至近干。用甲醇与四氢呋喃的混合溶液(体积比1∶1)将平底烧瓶中的物质全部洗涤至50mL容量瓶中，定容至刻度线，混匀后过0.45μm有机滤膜，上机。

1.3.2 液态辣椒油类样品

将样品混匀，称取5g样品置于25mL容量瓶中，取少量甲醇与四氢呋喃的混合溶液(体积比1∶1)置于容量瓶中，涡旋混匀，再用该混合溶液定容至刻度线，混匀后过0.45μm有机滤膜，上机。

1.3.3 含牛油等易凝固油类样品

称取5g样品置于50mL离心管中(必要时加热溶解样品后再进行称量)，量取25mL甲醇与四氢呋喃的混合溶液(体积比1∶1)置于50mL离心管中，涡旋混匀，超声提取30min，置于冰箱中冷冻或冷藏，直至样品溶液变为絮状物沉淀，取出，于6000r/min条件下离心5min，取上清液至250mL平底烧瓶;再次量取25mL甲醇与四氢呋喃的混合溶液(体积比1∶1)置于残渣中，涡旋混匀，超声5min，取出后置于冰箱中冷冻/冷藏，直至样品溶液变为絮状物沉淀，取出，于6000r/min条件下离心5min，取上清液至同一250mL平底烧瓶，重复该步骤1次。将3次提取液合并，30℃减压浓缩至近干，用甲醇与四氢呋喃的混合溶液(体积比1∶1)将平底烧瓶中的物质全部洗涤至50mL比色管中，并用该混合溶液定容至刻度线，混匀后过0.45μm有机滤膜，上机。

1.4 仪器方法

1.4.1 色谱条件

色谱柱：C18，4.6mm×250mm，5μm;流动相：甲醇∶水=65∶35;进样量：10μL;流速：1.0mL/min;检测器：紫外，280nm;柱温箱：30℃。

1.4.2 标准曲线制作

①分别精确称取辣椒素标准物质0.0500g和二氢辣椒素标准物质0.0500g(需按纯度折算，精确至0.0001g)，用甲醇溶解并定容至50.0mL。制成浓度为1mg/mL的辣椒素和二氢辣椒素的混合标准液，密封后存于4℃冰箱中备用。

②分别吸取标准储备液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL，用甲醇定容至25mL，此标准系列浓度为0、20、40、60、80、100μg/mL，现配现用。

③将系列标准溶液注入仪器进行分析，以峰面积为纵坐标、系列标准溶液浓度为横坐标，绘制标准曲线。

1.5 辣椒素类物质的计算及表示

辣椒素类物质总含量的计算、SHU的计算公式、辣度与SHU的换算关系均参照文献[7]。

1.6 辣度的感官评价

选取20名感官评价人员，对样品按照不辣、微辣、中辣、高辣、特辣、爆辣这6个等级进行感官评价。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

取一定量的辣椒素与二氢辣椒素混合标准系列工作溶液分别注入高效液相色谱仪进行测定，以浓度为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准工作曲线，见图1和图2。在0~100μg/mL的浓度范围内，相应浓度与峰面积呈现良好的线性关系，辣椒素线性回归方程为y=5.89102x-0.0390182，线性相关系数为0.99998;二氢辣椒素线性回归方程为y=5.54277x+0.876040，拟合系数为0.99999。

图 2 二氢辣椒素标准曲线及线性相关系数

2.2 方法检出限

以3倍信噪比(S/N=3)计算方法检出限，辣椒素的方法检出限为0.5mg/kg、二氢辣椒素的方法检出限为0.8mg/kg。

2.3 流动相的选择

根据辣椒素及二氢辣椒素的化学性质，同时考虑到有机试剂毒性的高低，首先选取甲醇、乙腈作为流动相。通过考察甲醇、乙腈与水之间的不同比例组成，结合检测效率与成本，最终确定流速为1.0mL/min，以甲醇+水=65+35等度洗脱作为流动相比例。以此色谱条件形成的辣椒素与二氢辣椒素标准系列工作液的色谱图见图3，可见两者分离度较高，且线性相关系数满足要求。

图 3 辣椒素与二氢辣椒素标准工作液图谱

2.4 提取净化方法优化

在依据相应标准进行操作的过程中发现，因为食品基质具有复杂性(如含有脂类或蛋白质等)故与极性较强的提取试剂兼容性较差，所以考虑超声辅助。同时，由于不同样品类型具有不同的状态及基质效应，因此对不同样品类型的前处理方法进行细化，如对含牛油类动物油脂样品通过冷冻后过滤除脂等方式进行提取净化，以期达到理想的净化效果。

2.5 感官评价结果

经感官评价人员对不同类型的辣椒及其制品进行辣度感官评价，结合辣椒素含量检测数据，最终确定辣椒素含量与感官辣度的对应关系，见表1。

3 结论

本文对辣椒及其制品中辣椒素含量的检测方法进行优化，并根据不同样品基质对其前处理方法进行细分处理，以甲醇+四氢呋喃溶液(1+1)作为提取溶剂，经过简单高效的净化方式，简便、快速地分析多种辣椒及其制品中的辣椒素类物质。该方法检测灵敏度高，辣椒素的检出限为0.5mg/kg、二氢辣椒素的检出限为0.8mg/kg。同时，将高效液相色谱法检测数据与感官品评相结合，对辣椒素含量进行分级，将感官辣度分为不辣、微辣、中辣、高辣、特辣、爆辣这6个级别，并规定了对应的辣椒素含量、斯科维尔指数。本文以具体数据代替模糊的等级划分，对辣度稳定性及口味选择具有更加明确的指导意义。

参考文献：

[1] 邹学校.中国辣椒[M].北京：中国农业出版社，2002.

[2] 常晓柯.干辣椒品种资源评价和栽培条件对辣椒素、辣椒红色素含量的影响.山东农业大学硕士论文，2014.

[3] STEVE CAIGER.Peppers:vegetable and spice capsicums[J].Experimental Agriculture , 2012 , 49(2):310.

[4] 王燕，夏延斌，夏菠，等.高效液相色谱法测定辣椒素及辣度计算[J].辣椒杂志，2006(1)：37-40.

[5] 王立浩，张正海，曹亚从，等.“十二五”我国辣椒遗传育种研究进展及其展望[J].中国蔬菜，2016(1):1-7.

[6] 仲辉，孙令强，牟其芸，等.不同类型干制辣椒辣度评估及辣度杂优遗传分析[J].中国农学通报，2013，29(22):114-119.

[7] 《辣椒及辣椒制品中辣椒素类物质测定及辣度表示方法》(GB/T 21266-2007)[S].