本研究由Zhi-feng Zhao、Rui-xue Zhu、Kai Zhong、Qiang He、Ai-min Luo和Hong Gao共同完成,他们来自四川大学轻纺与食品工程学院。该研究于2013年发表在《Journal of Food Science》期刊上,题为“Characterization and Comparison of the Pungent Components in Commercial Zanthoxylum Bungeanum Oil and Zanthoxylum Schinifolium Oil”。
本研究属于食品化学领域,主要关注花椒油中的辛辣成分。花椒(Zanthoxylum)是芸香科植物,广泛分布于东亚和北美,中国有45种和13个变种。其中,Zanthoxylum bungeanum(红花椒)和Zanthoxylum schinifolium(青花椒)在中国四川广泛种植,因其独特的“麻”味而被广泛用作食品香料。尽管花椒油在中国,尤其是四川,越来越受欢迎,但关于这两种花椒油的风味特征及其辛辣成分的差异,尚无系统的研究。因此,本研究旨在通过高效液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS/MS)分析,鉴定和比较商业花椒油中的主要辛辣成分,并探讨其风味差异的化学基础。
本研究主要包括以下几个步骤:
样品准备:研究从成都当地市场购买了16种商业花椒油样品,其中8种为红花椒油(Z. bungeanum),8种为青花椒油(Z. schinifolium)。这些样品来自不同的食品工厂,经过果实选择、粉碎、提取、过滤和装瓶等多个步骤制备。
烷基酰胺的提取:使用甲醇作为提取溶剂,从花椒油中提取烷基酰胺。具体步骤包括:将100 μl花椒油与2 ml甲醇混合,室温下连续搅拌10分钟,超声处理5分钟,离心后通过中性氧化铝吸附柱,最后过滤并保存于-20°C直至HPLC分析。
HPLC-MS/MS分析:使用Agilent 1100系列HPLC仪器,配备二极管阵列检测器(DAD)和自动进样器。色谱柱为Nucleodur 100-5 C18柱,流动相为水和乙腈,采用线性梯度洗脱程序。质谱系统为API 3200 Q-Trap,采用电喷雾电离源(ESI)和正离子模式进行检测。
烷基酰胺的定量分析:以羟基-γ-山椒醇(hydroxy-γ-sanshool)为标准品,通过外标法进行定量分析。标准曲线为y = 270.8x,R² = 0.998,其中y为峰面积,x为羟基-γ-山椒醇的浓度(μg/ml)。
主成分分析(PCA):使用SPSS 13.0软件进行统计分析,PCA用于分析红花椒油和青花椒油之间的差异,并确定哪些烷基酰胺对区分这两种油最为重要。
烷基酰胺的鉴定:通过HPLC-MS/MS分析,鉴定出红花椒油和青花椒油中的主要烷基酰胺,包括羟基-ε-山椒醇(hydroxy-ε-sanshool)、羟基-α-山椒醇(hydroxy-α-sanshool)、羟基-β-山椒醇(hydroxy-β-sanshool)、羟基-γ-山椒醇(hydroxy-γ-sanshool)、羟基-γ-异山椒醇(hydroxy-γ-isosanshool)、bungeanool、isobungeanool和tetrahydrobungeanool。其中,羟基-α-山椒醇是所有油样中最丰富的烷基酰胺。
烷基酰胺的定量分析:红花椒油中羟基-γ-山椒醇、羟基-γ-异山椒醇、bungeanool、isobungeanool和tetrahydrobungeanool的含量显著高于青花椒油(p < 0.05)。而羟基-ε-山椒醇和羟基-β-山椒醇在两种油中的含量相似。
主成分分析(PCA):PCA结果显示,红花椒油和青花椒油在HPLC指纹图谱和烷基酰胺浓度上明显区分。第一主成分(PC1)解释了59.72%的总变异,第二主成分(PC2)解释了24.05%。羟基-γ-山椒醇和bungeanool是区分红花椒油和青花椒油的主要贡献化合物。
本研究通过HPLC-MS/MS分析,鉴定并比较了红花椒油和青花椒油中的主要辛辣成分。结果表明,羟基-α-山椒醇是两种油中最丰富的辛辣成分,而红花椒油中羟基-γ-山椒醇、羟基-γ-异山椒醇、bungeanool、isobungeanool和tetrahydrobungeanool的含量显著高于青花椒油。PCA分析进一步证实,羟基-γ-山椒醇和bungeanool可以作为区分红花椒油和青花椒油的潜在标志物。这些结果为区分不同风味特征和控制商业花椒油的质量提供了理论依据和实用方法。
本研究还提供了详细的实验方法和数据分析流程,为后续相关研究提供了参考。此外,研究还探讨了花椒油中烷基酰胺的化学结构和感官特性之间的关系,为进一步研究花椒的风味化学奠定了基础。