花椒精油的苦味成分鉴定

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.重庆市农产品加工及贮藏重点实验室，重庆 400715；3.农业部农产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室（重庆），重庆 400715）

摘要：通过提取3 种青花椒（四川汉源、贵州安顺、重庆江津）和1 种红花椒（陕西韩城）的花椒精油，同时减压蒸馏分离贵州安顺产青花椒精油样2的不同馏分，采用感官评定结合气相色谱-质谱鉴定的方法初步分析出花椒精油中的苦味成分。提取一批花椒精油（20 种不同产地与品种的花椒），对其做苦味阈值与成分鉴定，通过相关性分析验证上述判断结果。向青花椒精油样2的馏分1中添加苦味嫌疑成分标准品，采用标准品回添实验并进一步确定花椒精油中的苦味成分。研究结果表明：不同品种的花椒精油的苦味阈值不同，青花椒精油的苦味阈值低于红花椒精油；青花椒精油样2经水蒸气分馏的四段馏分的苦味阈值不同；通过对20 种不同花椒精油中醇类（芳樟醇）、酮类及醇酮混合物与苦味阈值的相关性分析，发现酮类与青花椒精油的苦味相关性极显著，醇类与青花椒精油的苦味相关性显著，且醇类与酮类成分之间有苦味协同作用；高浓度的醇类会给精油带来苦味，低浓度的酮类或醇酮混合成分就能大幅度降低精油苦味阈值。

关键词：花椒精油；苦味成分；气相色谱-质谱法；相关性分析；醇酮类

花椒为芸香科（Rrutaceac）花椒属（Zanthoxylum Linn.）植物，是一种药食两用的香料植物[1]，无论从种植面积还是种植量上来看，我国都是世界上第一大花椒王国[2]。花椒特殊的香味，源自花椒皮中贮存的挥发性成分，称为挥发油或者精油，是花椒香气的主要组成成分[3-4]。花椒精油作为食品调味料在带来香味的同时，更能起到一定的医疗保健作用[5-7]。目前，国内外对于花椒精油已具有较广泛的研究，但大都集中在精油的提取技术[8]、组成鉴定技术[9]及功能作用[10]上，对其味觉品质的研究却很少。随着人们食用花椒精油越来越频繁，人们对于花椒精油的苦味认识逐渐加深。由于花椒精油具有苦味，使得花椒精油作为食品调味料应用的广泛性受到了一定的影响。因而鉴定出花椒精油中的苦味成分，对于判断苦味成分来源，降低精油苦味强度具有一定的指导意义[11-12]。本研究首先采用气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）分析3 种青花椒（四川汉源、贵州安顺、重庆江津）和1 种红花椒（陕西韩城）精油组成成分，并结合感官实验对花椒精油苦味阈值进行鉴定，综合分析二者相关性，初步判断出花椒精油中苦味成分种类。接着提取20 种不同产地与品种花椒的花椒精油，对其做苦味阈值与成分鉴定，通过相关性分析检验预判花椒精油的苦味嫌疑成分。最后，通过向青花椒精油样2的馏分1中回添苦味嫌疑成分标准品最终确认花椒精油的苦味成分。

1 材料与方法

18 种青花椒分别购买于原产地四川汉源、贵州安顺、重庆江津（分别编号1、2、3）、四川汉源、四川成都、重庆合川、重庆江津、陕西韩城、山西运城、山东淄博、山东泰安、云南昭通、云南曲靖、河南南阳、河南信阳、甘肃陇南、贵州安顺、贵州毕节（分别编号a2～a10、a12、a13、a17～a20），6 种红花椒分别购买于原产地陕西韩城（无编号）、陕西宝鸡、陕西韩城、四川雅安、贵州遵义、重庆江津（分别编号a1、a11、a14、a15、a16）。

正癸烷、崖伯酮、香芹酮、隐品酮、芳樟醇标准品美国Sigma公司；无水乙醇（色谱纯）、无水硫酸钠（分析纯）成都科龙化工试剂厂；盐酸奎宁（分析纯）武汉远城科技有限公司；压榨菜籽油（一级）山东鲁花集团有限公司。

SHZ-Ⅲ循环水式多用真空泵天津启星动力科技有限公司；2010型GC-MS联用仪日本岛津公司；Syncore Analyst Polyvap多样品定量浓缩平行蒸发仪瑞士步琪公司；HAD-1785挥发油提取器北京恒奥德仪器仪表有限公司。

将花椒果皮在45 ℃条件下鼓风干燥4 h，然后粉碎过80 目筛。称量筛后的花椒粉25 g，置于平底烧瓶中，然后加入300 mL蒸馏水，摇匀后加热，沸腾条件下回流蒸馏4 h[13]。经分液，收集上层蒸馏出来的馏分（有机相），并向馏分中添加少量无水硫酸钠，除去其中的水分，即可得到淡黄色透明精油，将其保存于-23 ℃条件下备用，即为青花椒精油样1、青花椒精油样2、青花椒精油样3、红花椒精油样。

向圆底烧瓶中加入10 mL的青花椒精油样2，再加入80 mL蒸馏水，连接好减压蒸馏装置，开启真空泵，使压力稳定在-0.1 MPa。电热套加热沸腾（82 ℃），每蒸馏出一定量的精油就打开装置收集一次馏分，共收集4段馏分。按照收集到的第1段馏分中精油的量不同，馏分收集方式可分为4 种：方式1：第1段馏分中收集约1 mL精油；方式2：第1段馏分中收集约2 mL精油；方式3：第1段馏分中收集约3 mL精油；方式4：第1段馏分中收集约4 mL精油。4 种方式的第2段馏分均收集2 mL精油；第3段馏分为第3次蒸馏时，直到30 s内无精油流出为止而收集到的馏分；馏余物为第4段馏分。共收集16段馏分，分为4 组上机测定，每种方式的第1段馏分为第1组，第2段馏分为第2组、第3段馏分为第3组、第4段馏分为第4组，根据GC-MS测定的图谱结果，在上述4组的每组中选取1 种馏分，选出的4种馏分彼此间化学成分差异要非常明显。选出的4 种馏分分别编号为馏分1、馏分2、馏分3、馏分4，即为青花椒精油组分分离的最终结果，也是进行不同馏分苦味成分探究的研究对象。

从西南大学食品科学学院的研究生中筛选感官评定人员，以盐酸奎宁为标准苦味物质，对评定人员进行苦味敏感实验训练和筛选，最终选定了12 名感官评定员（7女，5男）[16]，每次感官评估时选取其中的6 人。感官实验在西南大学食品科学学院国家级实验教学中心感官评定实验室进行，感官评定实验室的环境选择及布置参考Kreutzmann等[17]的实验方法。

取24 个鉴定杯，编号A1～A6、B1～B6、C1～C6、D1～D6。向24 个鉴定杯中倒入10 mL菜籽油，然后向A1～A6中依次加入青花椒精油1号样30、60、90、120、150、210 μL，对应同样的量依次向B1～B6中加入青花椒精油样2，向C1～C6中依次加入青花椒精油样3，向D1～D6中依次加入红花椒精油样。再取2 个鉴定杯加入10 mL菜籽油，作为参照样。将编号为A的烧杯作为一个实验系列，每次从该系列中选出一个样并掩盖其编号与2 个参照样呈三角形放置在托盘中，作为感官评定样组待送感官评定员进行品尝评定，感官实验时评定员要夹鼻，避免气味产生的干扰[18-19]。剩余B、C、D系列，采用相同的评定方法。每个样组呈递要随机但次数要相同，每种精油样需要6 名感官评定员评定，每名感官评定员需评定6 个不同的浓度。感官评定采用三点选配法[20]，实验时，评定员需指出每个样组中的一个与另外2 个苦味强度不同的样，判断正确的记为“＋”，错误的记为“-”。苦味阈值大小以μL（精油）/10 mL（菜籽油）表示，苦味阈值越高，苦味越轻，反之，苦味阈值越低，苦味越重。苦味阈值鉴定结果通过最优估计阈值（best estimate threshold，BET）法计算和表示[21-22]，计算方法如下：

某1次的BET’，表示评定员某1次评定的结果：等于评定员评定错误的最高浓度值和与其紧相邻判定正确的更高浓度值的几何平均值，如公式（1）所示。

评定员的BET’’，表示某一评定员对某个精油样评定的结果：等于某个评定员对同一个精油样平行6 次评定的BET的几何平均值，如公式（2）所示。

精油样的BET，表示6 名评定员对某个精油样评定的结果，也是精油样苦味阈值的最终结果：等于6 名评定员的BET算术平均值，如公式（3）所示。

同一种青花椒精油不同馏分的苦味阈值鉴定以及本实验后续所做苦味阈值鉴定实验，均采用与此相同的感官评定。

0.01 g/mL内标液的制备：称取正癸烷0.100 0 g，用无水乙醇定容至10 mL。

样液的制备：向无水乙醇中加入90 μL花椒精油，并加入0.01 g/mL正癸烷内标液0.3 mL，最终定容到10 mL。

GC条件[23]：DB-5MS毛细管柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；进样口温度250 ℃；接口温度250 ℃；升温程序：初始温度60 ℃，保持10 min；然后以2 ℃/min升温到70 ℃；再以10 ℃/min升温到140 ℃；然后以5 ℃/min升温到170℃并保持1 min；最终以20 ℃/min升温到230 ℃保持2 min。载气为高纯He，压力为37.8 kPa，流速0.8 mL/min。进样量1 μL（含内标的花椒精油），进样分流比为5∶1。

MS条件[24]：电子电离源；离子源温度250 ℃，检测电压830 eV；溶剂延迟时间4 min；扫描方式为全扫描；扫描速率759 u/s；质量扫描范围m/z 40～500。

成分鉴定方法[25-26]：根据NIST 08和Wiley 275图库检索，并与标准谱图对照解析对化合物进行定性分析。成分绝对质量浓度按公式（4）计算：

采用水蒸气蒸馏法提取20 种不同产地或品种花椒（编号为a1～a20）的花椒精油，通过感官实验鉴定20 种花椒精油的苦味阈值，同时采用GC-MS法鉴定花椒精油成分。通过上述对4 种花椒（四川汉源、贵州安顺、重庆江津、陕西韩城）的花椒精油和贵州安顺产青花椒精油样2的4 种馏分的苦味阈值和成分分析，初步分析出花椒精油中的苦味嫌疑成分为酮（醛）类、醇类。本研究中，通过GC-MS分析结果可知，在花椒精油中醇类成分以芳樟醇为主，酮类以崖伯酮、香芹酮、隐品酮为主。因此，为方便研究，以芳樟醇代替醇类作为相关性分析对象。通常情况，青花椒精油中不含醛类物质，即使有，含量也极低。因而，此次对于酮（醛）类相关性分析中，只选择了酮类（以崖伯酮、香芹酮、隐品酮为代表）。

将20 种不同产地或品种花椒精油的苦味阈值和GC-MS分析出的20 种不同花椒精油中醇类（芳樟醇）、酮类（崖伯酮、香芹酮、隐品酮）及醇酮混合物（芳樟醇、崖伯酮、香芹酮、隐品酮）的含量进行混合相关性与偏相关性分析[27]，实验数据采用SPSS 16.0统计软件进行处理。以精油苦味阈值和苦味嫌疑成分酮类（崖伯酮、香芹酮、隐品酮）、醇类（芳樟醇）、以及醇酮混合物（芳樟醇、崖伯酮、香芹酮、隐品酮）含量的相关性大小，检验上述苦味成分预判断是否正确。

1.3.6 芳樟醇、崖伯酮、香芹酮、隐品酮标准品回添法最终确认苦味成分类型

根据上述预判出的苦味嫌疑成分的类型，以苦味嫌疑成分含量最多的青花椒精油样1作为参考对象，并以苦味嫌疑成分含量最少的青花椒精油样2的馏分1作为回添基质，向馏分1中回添苦味嫌疑成分标准品。根据添加苦味嫌疑成分标准品后馏分1的苦味阈值是否发生变化，作为嫌疑成分是否有苦味的判断标准。

向青花椒精油样2的馏分1中回添各种苦味嫌疑成分标品，以芳樟醇代表醇类，以崖伯酮、香芹酮、隐品酮代表酮类。其中，芳樟醇在青花椒精油样1中约60 mg/mL，则在每毫升馏分1中，芳樟醇标准品的初始添加量为60 mg，之后添加量为120、180、240、300 mg。崖伯酮、香芹酮与隐品酮在青花椒精油1号样中的总含量约10 mg/mL（质量比为1.72∶1∶2.28），由于酮类苦味较重，实际在每毫升馏分1中三者标准品的初始添加量为5 mg，之后添加量分别为10、15、20、250 mg。醇酮类混合标准品的初始添加量为65 mg（质量比为60∶1.72∶1∶2.28），之后添加量分别为130、195、260、325 mg。

所有实验均平行操作3 次，采用Excel 2003软件和Origin 8.5软件进行实验数据的整理与分析，结果以 ±s表示。

2 结果与分析

表1 4 种花椒精油成分的分类和苦味阈值
Table 1 Classification of bitter compounds and bitterness thresholds of Zanthoxylum essential oils

通过感官实验鉴定4 种花椒精油的苦味阈值，见表1。青花椒精油样1的苦味阈值最低，样2与样3的苦味阈值比较接近，而红花椒精油的苦味阈值最高，说明样1苦味最重，而红花椒精油的苦味最轻。

图1 青花椒精油样1（A）、青花椒精油样2（B）、青花椒精油样3（C）及红花椒精油样（D）（含内标）的总离子流色谱图
Fig. 1 GC-MS total ion current chromatograms of essential oils from Z. schinifolium (A, B, and C) and Z. bungeanum (D) (containing internal standard)

由图1可知，从花椒精油成分的绝对含量上分析，样1的苦味阈值最低，苦味强度最高，样1中苦味成分的含量应最高；相反红花椒精油中苦味成分含量最低；样3与样2苦味成分含量处于中间状态，且样3稍高于样2。首先，从花椒精油的主成分桧烯、β-月桂烯、柠檬烯、芳樟醇上分析，青花椒精油样1、样2、样3及红花椒精油样中桧烯的绝对质量浓度分别为（136.88±0.15）、（140.98±0.29）、（37.86±0.11）、（17.29±0.17）mg/mL，β-月桂烯的绝对质量浓度分别为（15.36±0.31）、（21.15±0.17）、（10.78±0.19）、（28.54±0.25）mg/mL，柠檬烯的绝对质量浓度分别为（116.21±0.23）、（120.27±0.33）、（82.11±0.21）、（86.84±0.19）mg/mL，芳樟醇的绝对质量浓度分别为（64.46±0.31）、（76.99±0.26）、（185.06±0.33）、（113.23±0.11）mg/mL，它们单一质量浓度及两两间组合的质量浓度并不符合苦味阈值顺序。因此，可以初步推测花椒精油的苦味可能是某些微量成分，或者是微量成分间及微量成分与主成分间的相互作用而引起的。微量成分数量较多，逐一分析过于繁琐且重复测定效果不好，因此，可以按照成分分类表1进行分析。

将4 种花椒精油的成分进行分类，由表1可知，精油中只有酮（醛）类含量较为接近苦味阈值顺序，可暂且认定酮（醛）类为苦味成分。但是，样2的酮（醛）类含量虽高于样3，苦味阈值却高于样3。由此推测，可能存在苦味协同成分，并且这些协同成分含量样3要高于样2。结合图1分析可知，这些协同成分可能是醇类或酯类成分。然而，酯类成分主要在红花椒精油中，青花椒精油中含量甚少[28]。如果酯类有协同作用，那么红花椒精油中虽然酮（醛）类极少，其苦味阈值不会特别高；而且，青花椒精油在酮（醛）含量相近的情况下，苦味阈值差异不会很大，这些都与实际情况不符合。因而，酯类的增效或协同作用的可能性较小。相反，醇类在各种精油中含量普遍较高，如果有苦味应当强度比较低，这与精油普遍出现苦味可能有关。并且，在酒类苦味成分的探究过程中发现多数醇类具有苦味[29-30]，因而醇类对苦味协同或增效的可能性较大。

2.2 贵州安顺产青花椒精油样品2不同馏分的苦味嫌疑成分综合对比分析

图2 青花椒精油2号样的馏分1（A）、馏分2（B）、馏分3（C）、馏分4（D）的总离子流色谱图
Fig. 2 GC-MS total ion current chromatograms of fractions 1 (A), 2 (B),3 (C), and 4 (D) of the essential oil of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc

表2 青花椒精油2号样的不同时间段馏分的成分分类和苦味阈值
Table 2 Bitter-tasting components and bitterness thresholds of the four fractions

样2的酮（醛）类含量虽高于样3，苦味阈值却高于样3，可能存在苦味协同成分，所以减压蒸馏分离青花椒精油样2，对分离的4段馏分（馏分1～馏分4）进行苦味成分的探究，如图2、表2所示。由表2可知，馏分4的苦味阈值较低，而馏分1、馏分2的苦味阈值较高。由表2和图1可以判断出花椒精油中苦味成分集中在较晚蒸馏出来的馏分中，这些成分沸点相对较高。由表2分析，满足苦味强度顺序的是酮（醛）类和酯类，而且它们的沸点在精油中都相对较高，证明酮（醛）类有苦味的嫌疑很大。同时，通过不同样的交叉分析（表1、2），馏分3中酮（醛）类质量浓度低于青花椒精油2号样，酯类质量浓度高于2号样，但是馏分3的苦味阈值却低于2号样，表明酯类不可能具有苦味协同作用；然而，醇类质量浓度满足上述要求，因此，验证醇类具有协同作用。

综上，通过2 次相似的实验方式，根据2 次的测定结果综合分析，可以推测精油中具有苦味的成分主要是酮（醛）类，并且酮类与醇类成分间可能存在苦味协同作用。

2.3 20 种不同花椒精油中醇类（芳樟醇）、酮类及醇酮混合物与苦味阈值的相关性分析

图3 不同花椒精油中酮类、芳樟醇及其两者总质量浓度与苦味阈值关系
Fig. 3 Relationship between the contents of linalool, ketones, ketones and linalool and the bitterness threshold of various Zanthoxylum essential oils

如图3所示，根据SPSS软件分析结果，在酮类存在情况下，芳樟醇含量与苦味阈值的混合相关系数r为-0.579。当P值小于0.01时，极显著，表明两者存在较强的负相关性。当排除酮类对醇类的协同作用时，醇类与精油苦味阈值的偏相关性系数r为-0.426。然而，当P值小于0.01时，不显著；当P值小于0.05时，显著。由此可知，精油的苦味与芳樟醇有关，但是不是很明显，只有在酮类协同作用的情况下，芳樟醇才能较好发挥呈苦功能。醇类含量与苦味阈值的相关系数的绝对值比没有酮类协助作用时低0.153，表明酮类对芳樟醇的呈苦功能有15.3%协同贡献。综上，再结合图3推测，精油中芳樟醇的含量很高时，它就能使精油呈现一定的苦味；低浓度的芳樟醇只有在酮类协同作用下才能使精油具有苦味。

酮类含量与苦味阈值的混合相关系数r为-0.792，当P值小于0.01时，极显著，表明两者存在较高的负相关性，即随着酮类含量的增加精油的苦味阈值降低。然而，当醇类存在时，酮类含量与苦味阈值的偏相关系数（r=-0.676）的绝对值要比没有醇类协助作用时低0.053，表明醇类对酮类的呈苦功能仍有5.3%的协同贡献。因此，酮类单独存在时，对精油苦味贡献非常大，且高于醇类单独存在时的贡献。但是，醇类与酮类同时存在时，精油苦味强度要高于二者单独存在时。

醇酮类总含量与精油苦味阈值间的混合相关系数r为-0.665。当P值小于0.01时，极显著，表明两者存在明显的负相关性。随着醇酮类总含量的增加，精油苦味阈值下降，即醇酮类总含量对于精油苦味有较大的贡献。

图4 回添芳樟醇标准品、酮类标准品、芳樟醇与酮类标准品混合物的添加量对精油苦味阈值的影响
Fig. 4 Influence of individual and combined addition of linalool and ketone standards on the bitterness threshold

向青花椒精油样2的馏分1中回添醇类（芳樟醇）、酮类（崖伯酮、香芹酮、隐品酮）及醇酮混合物（芳樟醇、崖伯酮、香芹酮、隐品酮）标准品，馏分1的苦味阈值的变化见图4。少量的醇类不会明显降低精油苦味阈值，但是，过量的醇类会使精油苦味阈值降低；少量的酮类会使精油的苦味阈值明显降低；当醇类与酮类同时添加时，比二者单独添加时苦味阈值下降更明显。

3 结论

通过对比分析不同品种花椒精油的苦味阈值与成分差异，可以初步判定精油中苦味嫌疑成分是酮类和醇类。通过对比分析同一花椒精油不同馏分的苦味阈值与成分差异，可以再次判定精油中苦味嫌疑成分是酮类和醇类。同时，结合相关性分析与苦味嫌疑成分标准品回添实验，最终确定出了精油中的苦味成分种类，酮类成分是花椒精油的苦味成分，醇类成分也是花椒精油苦味成分，但苦味强度不如酮类明显，并且只有高浓度时对精油苦味影响较大，而且醇类与酮类之间存在苦味协同作用。

[1] 肖培根. 新编中药志(第二卷)[M]. 北京∶ 化学工业出版社, 2002∶253-259.

[3] KASHIWADA Y, ITO C, KATAGIRI H, et al. Amides of the fruit of Zanthoxylum spp[J]. Phytochemistry, 1997, 44(6)∶ 1125-1127.DOI∶10.1016/S0031-9422(96)00683-8.

[4] DIAO W R, HU Q P, FENG S S, et al. Chemical composition and antibacterial activity of the essential oil from green huajiao(Zanthoxylum schinifolium) against selected foodborne pathogens[J].Journal of Agricultural & Food Chemistry, 2013, 61(25)∶ 6044-6049.DOI∶10.1021/jf4007856.

[5] 黄海潮, 王如意, 周伟民. 花椒挥发油对嗜铬细胞瘤细胞的杀伤作用[J]. 黑龙江医药, 2010, 23(4)∶ 514-515. DOI∶10.3969/j.issn.1006-2882.2010.04.012.

[6] TANG W, XIE Q, GUAN J, et al. Phytochemical profiles and biological activity evaluation of Zanthoxylum bungeanum Maxim seed against asthma in murine models[J]. Journal of Ethnopharmacol, 2014,152(3)∶ 444-450. DOI∶10.1016/j.jep.2014.01.013.

[7] WU T, ZHONG L, HONG Z, et al. The effects of Zanthoxylum bungeanum, extract on lipid metabolism induced bysterols[J]. Journal of Pharmacological Sciences, 2015, 127(3)∶ 251-259. DOI∶10.1016/j.jphs.2014.12.002.

[8] 周江菊, 任永权, 雷启义. 樗叶花椒叶精油化学成分分析及其抗氧化活性测定[J]. 食品科学, 2014, 35(6)∶ 137-141. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201406029.

[9] HWANG E S, KIM G H. Safety evaluation of Zanthoxylum piperitum-derived essential oil by assessing micronucleus abnormalities, mutagenicity, and chromosomal aberration[J].Food Research International, 2012, 47(3)∶ 267-271. DOI∶10.1016/j.foodres.2011.06.050.

[10] BAKKALI F, AVERBECK S, AVERBECK D, et al. Biological effects of essential oils∶ a review[J]. Food and Chemical Toxicology,2008, 46(5)∶ 446-475. DOI∶10.1016/j.fct.2007.09.106.

[12] NOBLE A C. Bitterness in wine[J]. Physiology & Behavior, 1994,56(6)∶ 1251-1255. DOI∶10.1016/0031-9384(94)90373-5.

[13] 卫生部药典委员会. 中华人民共和国药典[M]. 北京∶ 化学工业出版社, 2000.

[14] 徐宁, 谭兴和, 王锋, 等. 减压蒸馏分离柑桔皮精油中柠檬烯的研究[J].食品工业科技, 2014, 35(2)∶ 222-225.

[15] 郭辉, 张斌, 钱俊青. 柑橘皮精油分离纯化工艺及其抗炎活性研究[J].食品工业, 2014, 35(1)∶ 168-171.

[16] FERRER-GALLEGO R, HERNÁNDEZ-HIERRO J M, RIVASGONZALO J C, et al. Sensory evaluation of bitterness and astringency sub-qualities of wine phenolic compounds∶ synergistic effect and modulation by aromas[J]. Food Research International, 2014, 62(2)∶1100-1107. DOI∶10.1016/j.foodres.2014.05.049.

[17] KREUTZMANN S, CHRISTENSEN L P, EDELENBOS M.Investigation of bitterness in carrots (Daucus carota L.) based on quantitative chemical and sensory analyses[J]. LWT-Food Science and Technology, 2008, 41(2)∶ 193-205. DOI∶10.1016/j.lwt.2007.02.024.

[18] 经斌, 王栋, 徐岩, 等. 中国黄酒中若干重要风味物质嗅觉阈值的研究[J]. 食品工业科技, 2012, 33(6)∶ 135-138.

[19] FAVATI F, CONDELLI N, GALGANO F, et al. Extra virgin olive oil bitterness evaluation by sensory and chemical analyses[J].Food Chemistry, 2013, 139(4)∶ 949-954. DOI∶10.1016/j.foodchem.2013.01.098.

[20] DESSIRIER J M, O’MAHONY M. Comparison of d’ values for the 2-AFC (paired comparison) and 3-AFC discrimination methods∶Thurstonian models, sequential sensitivity analysis and power[J]. Food Quality and Preference, 1999, 10(3)∶ 51-58. DOI∶10.1016/S0950-3293(98)00037-8.

[21] 陶永胜, 彭传涛. 中国霞多丽干白葡萄酒香气特征与成分关联分析[J]. 农业机械学报, 2012, 43(3)∶ 130-139. DOI∶10.6041/j.issn.1000-1298.2012.03.025.

[22] 王开宇, 吴帅, 马佩选. 感官品评结合液相色谱法应用于葡萄酒中邻氨基苯甲酸酯类成分的检测[J]. 中国酿造, 2012, 31(8)∶ 153-156.DOI∶10.3969/j.issn.0254-5071.2012.08.046.

[23] DEBA F, XUAN T D, YASUDA M, et al. Chemical composition and antioxidant, antibacterial and antifungal activities of the essential oils from Bidens pilosa Linn. var. radiata[J]. Food Control, 2008, 19(4)∶346-352. DOI∶10.1016/j.foodcont.2007.04.011.

[24] WANG L, WANG Z M, LI T C, et al. Rapid extraction and analysis of essential oil from Cinnamomum cassia Presl[J]. Chemical Research in Chinese Universities, 2008, 24(3)∶ 275-280.

[26] 徐宁, 谭兴和, 王锋, 等. 减压蒸馏分离柑桔皮精油中柠檬烯的研究[J]. 食品工业科技, 2014, 35(2)∶ 222-225. DOI∶10.13386/j.issn1002-0306.2014.02.047.

[27] 徐兴凤, 钟业俊, 夏文, 等. 不同采收期籼米外观与米饭食味品质的相关性分析[J]. 食品科学, 2013, 34(23)∶ 147-150. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201323031.

[28] 罗凯, 胡江, 黄秀芳, 等. 花椒麻味物质的提取分离及其组分分析[J].食品科学, 2013, 34(24)∶ 88-91. DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201324018.

[29] 李安平, 丁彦鹏, 陈建华, 等. 红枣果酒苦味来源及成分分析[J]. 中国食品学报, 2013, 13(7)∶ 236-241. DOI∶10.7666/d.Y2097246.

[30] KING E S, DUNN R L, HEYMANN H. The influence of alcohol on the sensory perception of red wines[J]. Food Quality and Preference,2013, 28(1)∶ 235-243. DOI∶10.1016/j.foodqual.2012.08.013.

DING Yongbo1, LUO Dongsheng1, CHEN Guangjing1, KAN Jianquan1,2,3,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Key Laboratory of Produce Processing and Storage, Chongqing 400715, China; 3. Laboratory of Quality & Safety Risk Assessment for Agro-Products on Storage and Preservation (Chongqing), Ministry of Agriculture, Chongqing 400715, China)

Abstract:The bitter-tasting compounds of essential oils from Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc grown in Hanyuan of Sichuan province, Anshun of Guizhou province (and its fractions separated by vacuum hydrodistillation) and Jiangjin of Chongqing municipality, and from Zanthoxylum bungeanum Maxim. grown in Hancheng of Shaanxi province were analyzed by sensory evaluation and GC-MS. A total of 20 essential oils from different species and geographical localities were subjected to evaluation of their bitterness thresholds and identification of bitter-tasting components and the results were verified by correlation analysis. The bitter-tasting components identified were further validated by addition of suspected bitter compound standards to fraction 1 of the essential oil of Anshun-grown Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc.Results showed that the bitterness threshold of essential oil varied among different Zanthoxylum species, with Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc being lower than Zanthoxylum bungeanum Maxim. The essential oil of Anshun-grown Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc was separated into four fractions with different bitterness thresholds. Correlation analysis of bitterness threshold with alcohols (linalool), ketones and their mixtures indicated that the bitterness had a highly significant correlation with ketones and a significant correlation with alcohols and that both classes of compounds synergistically contributed to the bitterness. High concentrations of alcohol gave bitter taste to the essential oil. Low concentrations of ketone or in a mixture with alcohol dramatically reduced the bitterness threshold of the essential oil.

Key words:Zanthoxylum essential oils; bitter-tasting components; gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS);statistical analysis; alcohol and ketone

基金项目：国家自然科学基金面上项目（31371834）；农业部农产品质量安全专项（GJFP201601102）；

作者简介：丁涌波（1990—），女，博士研究生，研究方向为食品安全与质量控制。E-mail：dyb6116@163.com

*通信作者：阚建全（1965—），男，教授，博士，研究方向为食品化学与营养学、食品生物技术、食品质量与安全。

丁涌波, 罗东升, 陈光静, 等. 花椒精油的苦味成分鉴定[J]. 食品科学, 2017, 38(24): 74-80.

DING Yongbo, LUO Dongsheng, CHEN Guangjing, et al. Identification of bitter-tasting components in Zanthoxylum essential oils[J]. Food Science, 2017, 38(24)∶ 74-80. (in Chinese with English abstract) DOI∶10.7506/spkx1002-6630-201724012. http∶//www.spkx.net.cn

花椒精油的苦味成分鉴定

1 材料与方法

2 结果与分析

3 结 论

3 结论