浓香辣椒籽油的制备及其挥发性香味物质的研究

1、浓香删除浓香，全文核对修改，没有界定本定义已经删除辣椒籽油的制备及其挥发性香味物质的研究补充作者等中英文信息，作者简介等内容请参照修改意见01认真修改首页左下方标注下列信息：基金项目（必须包括项目编号）、收稿日期、作者简介、通讯作者，详见修改意见01已经全部添加卢可可1，庞会利1，刘华敏2,1，秦广雍1，汪学德2（1.郑州大学物理工程学院，河南郑州 450001） （2.河南工业大学粮油食品学院，河南郑州 450001）摘 要 本研究利用亚临界低温萃取技术对经过炒制前处理的辣椒籽进行萃取制备得到浓香辣椒籽油，并采用同时蒸馏结合GC-MS法，分析了不同的炒制温度(120量值范围号用“”表示，全文

2、修改已经全文修改200 )和炒制时间（525 min）对辣椒籽油中的挥发性成分和脂肪酸成分的影响。在炒制时间为5 min，炒制温度低于140 时，芳樟醇、月桂烯、双戊烯是辣椒籽油的主要香气物质，当温度高于140 时，吡嗪类化合物和2-戊基呋喃是辣椒籽油的主要香气物质。在炒制温度为140 ，炒制时间为5 min时，辣椒籽油中的芳樟醇、月桂烯、双戊烯的含量分别达到最大值，随着炒制时间的增加，辣椒籽油中的2,3,5,6-甲基四吡嗪和2-戊基呋喃的含量在20 min时达到了最大值。辣椒籽油中主要的脂肪酸成分是棕榈酸 (11.57%)、油酸 (76.16%)和亚油酸 (7.14%)。关键词 亚临界低温萃

3、取；辣椒籽；GC-MS；挥发性化合物；炒制中图分类号：TS224.4 文献标识码：APreparation of Fragrant Pepper Seed Oil and its Volatile Flavor CompoundsLU Ke-ke1,PANG Hui-li1,LIU Hua-min2,1,QIN Guang-yong1,WANG Xue-de2College of Physical Engineering, Zheng Zhou University, Zhengzhou 450001, China) (2.College of Food Science and Technol

4、ogy, Henan University of Technology, Zhengzhou 450001,China)Abstract Red pepper seeds were roasted with constant stirring at various temperatures and times, and the oils were extracted from the red pepper seeds before and after roasting by using subcritical butane. In addition, the effects of variou

5、s roasting temperatures (120200 C) and times (525 min) on the volatiles compounds and fatty acids of red pepper seed oil were analyzed by Gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) with simultaneous distillation extraction (SDE) and Gas chromatography (GC), respectively. The volatiles compounds in

6、 oils extracted from tasting pepper seed for 5 min below 140 C were main linalool, myrcene and dipentene, whereas pyrazines and 2-pentylfuran were the main volatiles compounds in the oils when the tasting temperature increased above 140 C. The oil extracted from red pepper seed after roasting for 5

7、min at 140 C had the highest concentrations of linalool, myrcene and dipentene volatiles compounds. Pyrazines and 2-pentylfuran were the most abundant volatiles in the oil extracted from pepper seed after roasting for 20 min at 140 C. The main fatty acid compounds in red pepper seed oils were identi

8、fied to be composed of palmitic acid (11.57%), oleic acid (76.16%), and linoleic acid (7.14%). This investigation provides a new technology for the extraction of fragrant pepper seed oil, and provides theoretical support for understanding the volatile flavor compounds of fragrant pepper seed oil.Key

9、 words Subcritical low-temperature extraction; Pepper seed; Gas hromatography/masss spectrometry; Volatiles; Roasting辣椒是一种重要的蔬菜和经济作物，目前国内外对其开发利用主要涉及辣椒食品加工、辣椒色素提取、辣椒精及辣椒碱化合物的提取,相关产品已达几百种王知松,李达,丁筑红,等.贵州主要品种辣椒籽营养成分分析J.中国调味品,2010,(5):93-96。而占辣椒干重40%左右的辣椒籽作为辣椒加工的副产物，一直得不到合理的利用，造成了资源的浪费。红辣椒籽的含油率约有25%，其中不饱

10、和脂肪酸的含量高达70%以上王钦文.特种植物油脂开发利用的探讨J.中国油脂,1997,22(3):33-36。参考文献？已经添加高含量的不饱和脂肪酸成分，使辣椒籽油在人造黄油和沙拉酱等食品加工中具有一定的应用价值 Embaby H E S, Mokhtar S M. Chemical composition and nutritive value of lantana and sweet pepper seeds and nabak seed kernels J. Journal of Food Science,2011, 76(5): C736-C741。红辣椒籽油中还含有丰富的矿物质和维生

11、素A，D，E和K，维生素E在人体的保健和抗衰老方面具有独特的功效 Jinyan W, Yuqi W, Zheng L, et al. Kinetic study on extraction of red pepper seed oil with supercritical CO2 J. Chinese Journal of Chemical Engineering, 2014, 22(1): 44-50。基金项目：国家重点攻关项目（CARS15-1-10）；农业公益行业专项（201303072-2）接收时间：2015-08-10作者简介：卢可可（1990-），男，硕士研究生，研究方向为亚临界低

12、温萃取技术通讯作者：刘华敏（1985-），男，博士，讲师，研究方向为油脂加工与植物蛋白浓香油修改此处浓香油的说法已经修改是对油料作物进行过前期炒制提香处理所得的一类油脂的统称，目前的浓香油制备工艺主要包括压榨法魏贞伟,陈玉宏,王俊国.压榨法生产葡萄籽油及精炼工艺实践J.中国油脂,2015,40(2):16-18、酶解法李进伟,方云,刘元法.浓香核桃油生产新工艺研究J.中国油脂,2013,38(9):7-10、超临界二氧化碳萃取法王拓,徐姜波,侯建平,等.浓香大豆油的开发及其氧化稳定性的研究J.食品科学,2010,(8):132-136。压榨法作为油脂提取的传统工艺，由于蒸炒温度高、时间久的特点

13、，造成油料蛋白的严重变性，而且提取率较低，不能对油料进行充分的提取。酶解法和超临界二氧化碳萃取法虽然提取率高，但是酶解法试验条件的要求较高，超临界二氧化碳萃取法所需的萃取压力较大，均不适合大规模的产业化应用。亚临界低温萃取是一种快速的低温萃取技术，具有提取率高，并在保持提取物的活性和产业化生产应用上具有独到的优势。本研究通过对辣椒籽进行不同温度和时间的炒制处理，并首次利用亚临界低温萃取技术制备浓香型辣椒籽油。以辣椒籽油为原料，采用同时蒸馏法提取辣椒籽油中的挥发性香气成分，并结合GC-MS进行分离鉴定，探究不同的炒制时间和温度对辣椒籽油中挥发性香气物质的影响，同时，对不同炒制温度条件对其脂肪酸成

14、分的影响进行研究，以期能够为辣椒籽油的开发利用提供实验数据和理论支持。1 材料与方法1.1 材料与试验试剂采用“材料名称（需说明事项）：生产单位或公司”的格式材料与仪器要标注厂家，仪器要标注型号，材料和仪器与厂家之间用“：”隔开，不同的材料或仪器之间用“；”隔开已经修改仪器辣椒籽：新疆写清产地或者公司名称已经分别进行标明伊犁；试验所用试剂均为分析纯和色谱纯。亚临界低温萃取设备CBE-5L：河南省亚临界生物技术有限公司；小型电炒锅HN002：威海汉江食品有限公司；通用高速粉碎机FM100：天津泰斯特；旋转蒸发仪R-210：瑞士BUCHI公司；Agilent 7890C-5975C气质联用仪：美国

15、 Agilent。1.2 试验方法1.2.1 样品预处理考虑到前期预实验中过高的炒制温度和过长的炒制时间所制备的辣椒籽油中含有不良的焦糊气味，因此将实验条件分别设定为以下条件：不同的温度（120、140、160、180和200 ）下翻炒5 min，分别标记为b1、b2、b3、b4和b5；并在140 条件下，炒制不同的时间（5、10、15、20和25 min），分别标记为b2、b6、b7、b8和b9。1.2.2 亚临界低温萃取将上述炒制过的样品粉碎过60目筛，然后分别称取200 g样品利用亚临界萃取设备萃取制得浓香辣椒籽油，将所得油脂样品进行离心处理后，置于4 冰箱保存，以待后续的分析使用。亚临

16、界丁烷萃取的实验条件：料液比（Kg/L）为1:10补充单位已经补充所需要的单位；萃取温度为40 ；萃取时间为15 min；萃取次数为4次。1.2.3 脂肪酸成分检测采用GB/T 17376-2008 动植物油脂 脂肪酸甲酯制备和GB/T 17377-2008 动植物油脂 脂肪酸甲脂的气相色谱分析对辣椒籽油中的脂肪酸成分和含量进行分析。1.2.4 香气成分分析采用同时蒸馏萃取法结合GC-MS对香气成分进行分析。同时蒸馏条件：取10 mL辣椒籽油置于250 mL圆底烧瓶中，加入50 mL蒸馏水和少许沸石，置于同时蒸馏萃取装置的一端，用电热套在103 下恒温加热，同时蒸馏萃取仪的另一端连接装有30

17、mL二氯甲烷的50 mL烧瓶，该装置在63 下恒温水浴加热，同时蒸馏萃取2 h。所得萃取液用无水硫酸钠干燥之后，经旋转蒸发仪旋转蒸发至1.5 mL，然后利用气相色谱质谱仪分析。色谱条件：HP-5 色谱柱（30 m 0.25 mm 0.25 um）；程序升温：起始温度40 ，保留2 min，以5 /min升至160 ，无保留，再以10 /min升至250 ，保持20 min。进样口的温度：250 ；载气为氦气；分流比为10:1。质谱条件：接口温度240 ，离子源温度为200 ，电离方式为EI，电子能量为70 eV,溶剂延迟从8 min开始全谱扫描，扫描质谱范围为45550 u。化合物鉴定：采用X

18、calibu软件系统对未知化合物进行分离鉴定，同时将未知化合物与NIST谱库和Wiley谱库相匹配，并采用峰面积归一化法计算相对含量。2 结果与分析2.1 炒制对脂肪酸组成与含量的影响表 SEQ 表格 * ARABIC 1 炒制对辣椒籽油脂肪酸的影响脂肪酸未烘烤和炒制的区别是什么？是未炒制处理么 请全文核对统一用语烘烤是将原料放入烘箱加热，炒制是利用炒籽机进行加热处理，此处错误是语言使用不当，已经进行全文修改。炒制140 炒制豆蔻酸(C14:0)0.210.20棕榈酸(C16:0)11.7011.43棕榈油酸(C16:1)0.230.26硬酯酸(C18:0)3.022.53亚油酸(C18:1)

19、72.0972.95油酸(C18:2)9.5710.00亚麻酸(C18:3)0.660.33花生酸(C20:0)0.270.26山萮酸(C22:0)0.360.32瓢儿菜醇油酸(C22:1)0.530.52木质素酸(C24:0)0.370.26通过对未炒制处理和140 条件炒制5 min制备的辣椒籽油分别进行脂肪酸成分检测分析，结果如表1。从表1可以看出两种不同的处理条件下辣椒籽油的不饱和脂肪酸的总量分别是83.08%和84.06%，其中亚油酸的全部改为质量分数，全文核对已经进行全文核对修改质量分数分别为72.09%和72.95%，油酸的质量分数分别为9.57%和10.00%。经过对比分析可以

20、看出140 炒制5 min的处理对辣椒籽油中的脂肪酸组成几乎没有什么影响，其中不饱和脂肪酸的含量也无明显差异。汤富彬汤富彬,沈丹玉,刘毅华,等.油茶籽油和橄榄油中主要化学成分分析J.中国粮油学报,2013,28(7):108-113在对油茶籽油和橄榄油中的化学成分比较过程中，通过对市售的橄榄油进行脂肪酸成分分析，测出橄榄油中的亚油酸和油酸的质量分数分别是76.16%和7.14%。通过对比发现辣椒籽油中的脂肪酸组成和含量与橄榄油接近，其中油酸作为一种单烯类不饱和脂肪酸，在降低胆固醇和脂肪在体内的堆积具有积极的作用。亚油酸作为一种多烯类不饱和脂肪酸，在阻止心肌组织和动脉硬化方面也有独特的效果。因此

21、辣椒籽油作为一种与橄榄油具有相似脂肪酸组成的植物油，具有很高的食用价值，值得开发和利用。2.2 不同的处理条件对香气成分的影响2.2.1 炒制温度对挥发性香气成分的影响为了研究不同的炒制温度对辣椒籽油中的挥发性香气成分的影响，分别在5 min的条件下对辣椒籽进行了5种不同温度的炒制处理，并对这5种样品分别进行了检测分析，结果如下表。表 SEQ 表格 * ARABIC 2 不同炒制温度下辣椒籽油中挥发性物质的含量单位？已经添加(%)化合物保留时间（min）炒制温度()120 140 160 180 200 醛类己醛9.7645.45 5.85 5.22 5.09 4.58 庚醛12.7651.0

22、7 - -(E)-2-庚烯醛14.6518.47 6.84 5.99 8.25 11.17 正辛醛16.2080.77 -4.31 反-2-辛烯醛18.1522.43 1.72 -2.69 2.83 壬醛19.7062.63 1.84 -2.55 (E,E)-2,4-壬二烯醛23.520.60 -2,4-癸二烯醛25.99127.97 4.27 23.90 39.50 23.34 肉豆蔻醛37.3430.81 -醇类正戊醇8.8851.07 -4-庚炔-3-醇14.2410.96 -1-辛烯-3-醇1.73 1.58 -3.13 2-甲基-3-辛醇16.5420.93 -2-辛烯-4-醇19.

23、3621.35 -芳樟醇19.5612.39 4.27 4.01 -十八醇23.6341.67 1.78 -2-十二烯醛醇28.051.39 -苯类甲苯9.1081.00 2.19 5.26 -2.86 间二甲苯11.9437.46 15.40 41.86 9.92 18.43 吡嗪类2,5-二甲基吡嗪13.196-2.02 2,6-二甲基吡嗪18.799-3.16 2,3,5,6-甲基四吡嗪19.092.25 3.69 13.35 14.20 7.85 烯类月桂烯15.7331.80 6.62 -双戊烯17.358.64 24.80 5.84 3.13 -罗勒烯17.7041.50 2.28

24、 3.11 3.05 1.67 酸类己酸15.0441.38 -棕榈酸43.4061.83 -3.63 -3.54 烷类辛烷17.5241.12 2.28 -十五烷31.7660.79 1.80 -十六烷34.40.82 1.12 -十七烷36.8931.48 -9.87 -其他2-戊基呋喃15.7852.15 4.14 4.31 3.03 1,2,3,4-四氢-1,1,6-三甲基萘28.238-2.812-环己烯-1-酮28.5221.41 -丙烯酰胺12.5451.66 1.20 -注:“-”代表未检出。在炒制时间为5 min的前提下，5种不同的炒制温度条件下制备的辣椒籽油的挥发性成分与含

25、量结果见表2。从表2可以看出，5种不同炒制温度下制备的辣椒籽、油的挥发性化合物共35种，包括9种醛类化合物、8种醇类化合物、2种苯类化合物、3种吡嗪类化合物、3种烯类化合物、2种酸类化合物、4种烷类化合物和其他一些化合物。其中醛类化合物的总量在180 条件下含量最高为55.53%，在140 条件下含量最低为20.52%，整体呈不规则变化趋势。醇类化合物的总量随着温度的升高，整体呈下降趋势，在120 的条件下含量最高为11.49%，在180 条件下未检出。烯类化合物的总量随着温度的升高，呈逐渐下降趋势，其含量分别为28.88%、15.57%、6.18%、1.67%和0%（未检出）。3种吡嗪类化合

26、物中，2,5-二甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪在200 时，其含量分别是2.02%和3.16%。2,3,5,6-甲基四吡嗪的含量随着温度的升高，整体呈增加趋势，在180 条件下含量最高为14.20%。为了更好的区分出不同条件下制备的辣椒籽中的特征挥发性香气物质，本文整理出了以上一些化合物所具有的香气特征，具体结果见表3。表 SEQ 表格 * ARABIC 3 辣椒籽油主要挥发性化合物的香气特征是结果还是有参考文献，请标注已在表格下方标注化合物香气特征正辛醛青辛尖锐的脂蜡香，带果香茉莉气息反-2-辛烯醛脂肪和肉类香气壬醛青而微甜，尖锐的蜜蜡花香气息(E,E)-2,4-壬二烯醛强烈的花果和油脂香气，

27、有鸡汤香味肉豆蔻醛油脂和鸢尾似香气1-辛烯-3-醇薰衣草、玫瑰和干草香气芳樟醇浓青带甜的木青气息间二甲苯 HYPERLINK /view/2633.htm o 强烈芳香气味2,5-二甲基吡嗪炒花生香气和巧克力、奶油气味2,6-二甲基吡嗪烤香、咖啡、花生、土豆气味2,3,5,6-甲基四吡嗪牛肉和猪脂加热时的香气月桂烯甜橘味和香脂气双戊烯柠檬香味罗勒烯草香、花香2-戊基呋喃豆香、果香、青香 以上化合物的香气特征均来自化学数据库中国化工网化工数据库。从表3可以看出：部分的醛类、醇类、烯类和呋喃类化合物构成了辣椒籽油中的清甜香味气息，而吡嗪类化合物则是烤香气味主要组成部分。目前，精简本部分讨论已经进行

28、修改关于植物种子油脂萃取的研究有很多，其中周萍萍等周萍萍,黄健花,宋志华,等.浓香葵花籽油挥发性风味成分的鉴定J.食品工业科技,2012,33(14):128-131引文出现作者时，请采用“作者（外文作者仅用姓）（等）标号”的形式，作者数大于1时加“等”，全文修改已经全文修改对浓香型葵花籽油的挥发性风味物质进行了分析研究，并认为2-戊基呋喃和2,5-二甲基吡嗪是葵花籽油的特征香气物质。MunJung等 Jung M Y, Bock J Y,Baik S O, et al. Effects of roasting on pyrazine contents and oxidative stabil

29、ity of red pepper seed oil prior to its extraction J. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1999, 47(4): 1700-1704在210 条件下，研究了不同的烘烤时间对辣椒籽油的影响，并发现在此条件下制备的辣椒籽油散发出一股令人愉悦的坚果香气，并最终推断出2,5-二甲基吡嗪是产生这种香气的主要化合物。AydenizBuket等 Aydeniz B, Gneser O,Ylmaz E. Physico-chemical sensory and aromatic properties o

30、f cold press produced safflower oil J.Journal of the American Oil Chemists Society, 2014, 91(1): 99-110人在对红花籽和芝麻籽分别进行烘烤和微波处理制备得到浓香红花籽油和浓香芝麻油，并通过对两种油脂的挥发性化合物进行分析得出：吡嗪类化合物和呋喃类化合物使油脂本身增加了更加丰富的烤坚果和焦糖的气味，且这两种化合物的含量随着炒制温度和时间的增加也相应增加。综合上述的研究我们可以分析出：吡嗪类和呋喃类化合物是浓香型油脂的主要特征香气成分，从表2中我们可以看出辣椒籽油中含有3种吡嗪类化合物和1种呋喃类化

31、合物，并且其相对含量随着炒制温度的升高而增加在180达到最大值（18.51%）。YilmazEmin等 Yilmaz E, Aydeniz B, Gneer O, et al. Sensory and physico-chemical properties of cold press-produced tomato (Lycopersicon esculentum L.) seed oils J. Journal of the American Oil Chemists Society, 2015, 92(6): 833-842对冷榨法提取的番茄籽油进行挥发性香气成分进行检测分析，共检测出34

32、种化合物，并通过对比是否进行烘烤前处理的油脂样品，得出以下结论：烘烤处理提取的油脂相对于未烘烤处理提取的油脂中，增加了一些烤的坚果类、杏仁类、和咖啡类的气味，缺失了一些像青草和水果一样的清新气味。SiegmundBarbara等 Siegmund B, Murkovic M. Changes in chemical composition of pumpkin seeds during the roasting process for production of pumpkin seed oil (Part 2: volatile compounds) J. Food Chemistry, 2

33、004, 84(3): 367-374.在不同烘烤处理的南瓜籽油中检测出5种吡嗪类化合物，在南瓜籽油的香气成分中占决定性作用，并认为超过150 的烘烤处理对南瓜籽油的风味物质的形成具有积极的作用。上述的研究表明：烘烤处理增加了油脂的烤香气味，丰富了油脂的香味物质，但也对油脂中的一些清新的气味造成了影响。通过对表2中不同温度下辣椒籽油中的香气物质的含量变化可以看出：壬醛、芳樟醇、月桂烯、双戊烯、罗勒烯的总量在140 时达到最大值为39.81%。当温度高于140 时，其总量下降较明显，这说明随着炒制温度的升高，清甜型香气物质的含量在减少。而吡嗪类和呋喃类化合物的含量则随着温度的升高而增加，在180

34、 达到最大值为18.51%。通过分析可以得出：在炒制温度不高于140 时，辣椒籽油中的特征香气物质是壬醛、芳樟醇和烯类等清甜香型化合物。随着炒制温度的升高，辣椒籽油的特征香气物质逐渐变成吡嗪类和呋喃类等烤香型化合物。2.2.2 炒制时间对挥发性香气成分的影响为了研究不同的炒制时间对辣椒籽油中的挥发性香气成分的影响，分别在140 的温度下对辣椒籽进行了5种不同时间的炒制处理，并对这5种样品分别进行了检测分析，结果如下表。表4 不同炒制时间下辣椒籽油中挥发性物质的含量单位？已添加(%)化合物保留时间（min）炒制时间(min)5 10 15 20 25 苯类甲苯9.1082.199.683.472

35、.365.62间二甲苯11.94315.4034.3019.6224.5232.37醛类己醛9.7645.851.583.454.874.38(E)-2-庚烯醛14.6516.842.204.807.385.88反-2-辛烯醛18.1521.72-1.432.131.80壬醛19.7061.84-1.472.221.872,4-癸二烯醛25.9914.2710.0213.4324.5824.58醇类1-辛烯-5-醇15.3561.58-1.071.65-芳樟醇19.5614.27-十八醇23.6341.78-1.62-2-十二烯醛醇28.05-7.42-烯类月桂烯15.7336.62-双戊烯1

36、7.3524.8-罗勒烯17.7042.280.921.162.211.92萘类1,2,3,4-四氢-1,1,6-三甲基萘28.238-2.88-2,6-二甲基萘29.846-1.92-烷类辛烷17.5242.28-十五烷31.7661.80-十六烷34.41.12-十七烷36.893-1.44-酸类肉豆蔻酸38.232-2.810.51-棕榈酸43.406-23.813.92-11.93癸酸43.431-7.97-亚油酸47.151-15.36-酯类棕榈酸乙酯44.363-2.241.31-邻苯二甲酸二正辛酯46.002-5.60其他丙烯酰胺12.5451.20-2-戊基呋喃15.785-0.991.933.762.922,3,5,6-四甲基吡嗪19.093.693.404.1