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【摘 要】目的:试寻找一种简单可靠的花椒麻味素(酰胺类)含量的常规检测方法。方法:取新鲜自然风干青花椒,干燥粉碎,过60目筛备用,超临界CO2萃取,进行萃取压力(A)、萃取温度(B)、萃取时间(C)三因素上水平响应面实验,寻找合适的萃取方法;取萃取液备用,分别以甲醛滴定法、高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography,HPLC)测定花椒麻味素(酰胺类)含量,评价甲醛法检测效用。结果:最佳萃取压力28.8Mpa、萃取温度45℃、萃取时间89.1min;滴定法测定样品液花椒麻味成分含量m1=2.195HPLC测定含量B;重复试验花椒麻味成分含量得率为原料(2.053±0.147)%。结论:甲醛滴定法测定花椒麻味素(酰胺类)含量效用较高,但需矫正结果,结果影响因素较多,需做好实验质控。
【关键词】花椒;麻味素;酰胺类;含量测定
花椒是我国“八大调味品”之一,是一种常见厨房佐料、中医辅料。我国是花椒种植、消费大国,花椒产业初步形成。花椒主要成分为挥发油、麻味物质、生物碱、木质素等,对花椒成分提取、纯化、分离是花椒深加工、产品开发领域研究热点[1]。花椒中麻味物质是产生特殊麻味的主要成分,多为一些链状不饱和脂肪酰胺,具有麻醉、镇痛、抑菌、杀虫等多种药理功效[2]。花椒麻味物质检测方法较多,主要包括紫外分光光度法、HPLC等,但这些检测方法较复杂,探索一种常规检测方法非常必要,测定花椒麻味素效用。
1材料与方法
1.1材料、仪器与试剂
新鲜青花椒(九叶青),附近市场购买,自然风干,真空包装。试剂甲醇(分析纯、色谱纯),无水乙醚、丙酮、正己烷等。仪器包括DHG-9240电热恒温鼓风干燥箱、HWS-25恒温水浴锅、LC-20A型高效液相色谱仪、电动粉碎机、电子天平、超临界CO2萃取装置,紫外分光光度计、真空冷冻干燥机等。
1.2方法
1.2.1 萃取、分离、纯化
将干燥花椒放入50°电热鼓风干燥箱中干燥,去籽后粉碎,过60目筛备用。进行超临界CO2萃取,以萃取缸萃取,加热→泵入CO2→萃取釜。实验开始时前30min预热罐中CO2,加热后,检测罐中CO2气体压力,使之维持在4Mpa以上,否则及时更换。将150g粉碎后的花椒导入萃取釜,设定条件参数,打开水箱加热,设定参数,打开冷凝机。气体流量21kg/h,温度55℃,压力36MPa,萃取2h。超临界萃取中含有一部分色素,需进行D152树脂脱色,树脂可吸附色素,但对其他物质无影响,取0.5g超临界萃取样品,以20mL70%乙醇溶解,取3ml加入1g D152树脂三角瓶中,恒温培养箱中震荡过夜,留取备用。
1.2.2 测定
(1)甲醛法测定:取滤液50ml放入250mL锥形瓶,滴加2-3滴甲基红提示剂,以1mol/L NaOH溶液至pH=6,除去剩余酸,加入18%甲醛溶液,滴加2-3滴酚酞充分摇匀,静止5min,以0.1mol/L的NaOH滴定至pH=9,记录二次滴定NaOH体积,以计算胺态氮含量,以摩尔质量转换,反映酰胺类花椒麻味素含量。
(2)HPLC:验证试验,色谱柱:Shim-PACK C18(4mm×250mm,5μm),流动相60%甲醇-水溶液,洗脱50min,254nm,40℃,1.0mL/min,进样5μL;计算花椒麻味物质浓度与峰面积关系较好,y=98761x-106843(R2=0.9996),麻味物质含量/(mg/g)=麻味物质量(μg)×稀释倍数(ml)/样品取样量×进样量(μL)。
1.3统计学处理
数据资料以EXCEL录入,转Design Expert 8.0软件处理,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,若服从正态分布组间比较采用t检验,否则采用非参数检验,P<0.05表示差异具有统计学意义。
2结果
2.1超临界萃取条件
萃取压力(A)/Mpa:26.5、28、29.5,萃取温度(B)/℃:42.5、45.0、47.5,萃取时间(C)/min:75、90、105,进行三因素上水平响应面实验,设计15个实验方案,获得萃取液再以HPLC法测定150g花椒麻味物质,含量分别为2.124g、1.909g、1.642g、1.774g、3.185g、2.287g、3.284g、2.848g、2.301g、2.576g、2.514g、1.935g、2.534g、2.474g、2.484g,建立回归模型,R=2.51+0.19A-0.27B-8.084E-0.03C-0.33AB+0.11AC+0.091BC-0.47A2+0.43B2-0.15C2,并进行方差分析,P=0.1142>0.05,差异不显著,提示二次回归模型有效,回归方程显著性检验P=0.002,差异具体统计学意义,模型成立,条件对麻味物质提出率大小分别为萃取温度(B)>萃取压力(A)>萃取时间(C),AB、AC存在极显著交互作用,软件分析最佳萃取压力28.8Mpa、萃取温度45℃、萃取时间89.1min。重复试验10次,150g花椒萃取花椒麻味物质含量为(3.072±0.045)g,提取率74.5%,达到较高水平。
2.2 不同方法测定花椒麻味成分含量
滴定法测定样品液花椒麻味成分含量m1(23.439±0.142)mg/g,HPLC测定m2(51.471±0.041)mg/g。测定法测定值与HPLC测定值存在系统误差,且存在误差,且存在线性关系,拟合优度检验t=0.009,P=0.001<0.05,提示差异具有统计学意义,线性关系存在,m1校正值=2.195m1(R2=0.987)。
重复试验15次,以HPLC为最终检测结果,进行验证,该花椒麻味成分得率为原料的(2.048±0.097)%,以滴定法测定花椒麻味成分含量得率为原料(2.053±0.147)%,差异无统计学意义(P>0.05)。
3讨论
多数研究表明,超临界萃取率是当前提出率最高的几种提取方法,较浸提法、超声提取法提取效率更高。本次研究验中,超临界CO2提取率达到74.5%,可满足检测需要。当前,花椒麻味成分含量测定HPLC、气质联用法(GC-MS)等,都适用于实验室检测,精度高,本次研究HPLC为定量检测标准。
甲醛滴定法测定样品液花椒麻味成分含量与HPLC测定结果存在线性关系,检测结果稳定性强,拟合优度检验,差异具有统计学意义(P<0.05),故可通过矫正甲醛滴定检测结果换算成HPLC测定结果,反映样品中真实含有的麻味成分含量。需注意的是,花椒中麻味成分含量影响因素较多,包括保存时间、环境温度、提取与萃取、检测技术标准等,以甲醛滴定法测定结果变异系数0.006>HPLC测定7.771×10-4,甲醛法精度可能存在不足情况,可能与该法试验中质控影响因素较多有关。甲醛滴定法试验中肉眼观察到项目较多,且实验开放性强,造成实验无创。
综上所述:甲醛滴定法测定花椒麻味素(酰胺类)含量效用较高,但需矫正结果,还需在做好实验室质控。
参考文献
[1]张华,叶萌青花椒的分类地位及成分研究现状[J].北方园艺,2010(14):199-203.
[2]石雪萍,张卫明,张鸣镝花椒总生物碱镇痛、抗炎、止痒作用研究[J].中国野生植物资源,2011,30(1):46-49.
【关键词】花椒;麻味素;酰胺类;含量测定
花椒是我国“八大调味品”之一,是一种常见厨房佐料、中医辅料。我国是花椒种植、消费大国,花椒产业初步形成。花椒主要成分为挥发油、麻味物质、生物碱、木质素等,对花椒成分提取、纯化、分离是花椒深加工、产品开发领域研究热点[1]。花椒中麻味物质是产生特殊麻味的主要成分,多为一些链状不饱和脂肪酰胺,具有麻醉、镇痛、抑菌、杀虫等多种药理功效[2]。花椒麻味物质检测方法较多,主要包括紫外分光光度法、HPLC等,但这些检测方法较复杂,探索一种常规检测方法非常必要,测定花椒麻味素效用。
1材料与方法
1.1材料、仪器与试剂
新鲜青花椒(九叶青),附近市场购买,自然风干,真空包装。试剂甲醇(分析纯、色谱纯),无水乙醚、丙酮、正己烷等。仪器包括DHG-9240电热恒温鼓风干燥箱、HWS-25恒温水浴锅、LC-20A型高效液相色谱仪、电动粉碎机、电子天平、超临界CO2萃取装置,紫外分光光度计、真空冷冻干燥机等。
1.2方法
1.2.1 萃取、分离、纯化
将干燥花椒放入50°电热鼓风干燥箱中干燥,去籽后粉碎,过60目筛备用。进行超临界CO2萃取,以萃取缸萃取,加热→泵入CO2→萃取釜。实验开始时前30min预热罐中CO2,加热后,检测罐中CO2气体压力,使之维持在4Mpa以上,否则及时更换。将150g粉碎后的花椒导入萃取釜,设定条件参数,打开水箱加热,设定参数,打开冷凝机。气体流量21kg/h,温度55℃,压力36MPa,萃取2h。超临界萃取中含有一部分色素,需进行D152树脂脱色,树脂可吸附色素,但对其他物质无影响,取0.5g超临界萃取样品,以20mL70%乙醇溶解,取3ml加入1g D152树脂三角瓶中,恒温培养箱中震荡过夜,留取备用。
1.2.2 测定
(1)甲醛法测定:取滤液50ml放入250mL锥形瓶,滴加2-3滴甲基红提示剂,以1mol/L NaOH溶液至pH=6,除去剩余酸,加入18%甲醛溶液,滴加2-3滴酚酞充分摇匀,静止5min,以0.1mol/L的NaOH滴定至pH=9,记录二次滴定NaOH体积,以计算胺态氮含量,以摩尔质量转换,反映酰胺类花椒麻味素含量。
(2)HPLC:验证试验,色谱柱:Shim-PACK C18(4mm×250mm,5μm),流动相60%甲醇-水溶液,洗脱50min,254nm,40℃,1.0mL/min,进样5μL;计算花椒麻味物质浓度与峰面积关系较好,y=98761x-106843(R2=0.9996),麻味物质含量/(mg/g)=麻味物质量(μg)×稀释倍数(ml)/样品取样量×进样量(μL)。
1.3统计学处理
数据资料以EXCEL录入,转Design Expert 8.0软件处理,计量资料以均数±标准差(x±s)表示,若服从正态分布组间比较采用t检验,否则采用非参数检验,P<0.05表示差异具有统计学意义。
2结果
2.1超临界萃取条件
萃取压力(A)/Mpa:26.5、28、29.5,萃取温度(B)/℃:42.5、45.0、47.5,萃取时间(C)/min:75、90、105,进行三因素上水平响应面实验,设计15个实验方案,获得萃取液再以HPLC法测定150g花椒麻味物质,含量分别为2.124g、1.909g、1.642g、1.774g、3.185g、2.287g、3.284g、2.848g、2.301g、2.576g、2.514g、1.935g、2.534g、2.474g、2.484g,建立回归模型,R=2.51+0.19A-0.27B-8.084E-0.03C-0.33AB+0.11AC+0.091BC-0.47A2+0.43B2-0.15C2,并进行方差分析,P=0.1142>0.05,差异不显著,提示二次回归模型有效,回归方程显著性检验P=0.002,差异具体统计学意义,模型成立,条件对麻味物质提出率大小分别为萃取温度(B)>萃取压力(A)>萃取时间(C),AB、AC存在极显著交互作用,软件分析最佳萃取压力28.8Mpa、萃取温度45℃、萃取时间89.1min。重复试验10次,150g花椒萃取花椒麻味物质含量为(3.072±0.045)g,提取率74.5%,达到较高水平。
2.2 不同方法测定花椒麻味成分含量
滴定法测定样品液花椒麻味成分含量m1(23.439±0.142)mg/g,HPLC测定m2(51.471±0.041)mg/g。测定法测定值与HPLC测定值存在系统误差,且存在误差,且存在线性关系,拟合优度检验t=0.009,P=0.001<0.05,提示差异具有统计学意义,线性关系存在,m1校正值=2.195m1(R2=0.987)。
重复试验15次,以HPLC为最终检测结果,进行验证,该花椒麻味成分得率为原料的(2.048±0.097)%,以滴定法测定花椒麻味成分含量得率为原料(2.053±0.147)%,差异无统计学意义(P>0.05)。
3讨论
多数研究表明,超临界萃取率是当前提出率最高的几种提取方法,较浸提法、超声提取法提取效率更高。本次研究验中,超临界CO2提取率达到74.5%,可满足检测需要。当前,花椒麻味成分含量测定HPLC、气质联用法(GC-MS)等,都适用于实验室检测,精度高,本次研究HPLC为定量检测标准。
甲醛滴定法测定样品液花椒麻味成分含量与HPLC测定结果存在线性关系,检测结果稳定性强,拟合优度检验,差异具有统计学意义(P<0.05),故可通过矫正甲醛滴定检测结果换算成HPLC测定结果,反映样品中真实含有的麻味成分含量。需注意的是,花椒中麻味成分含量影响因素较多,包括保存时间、环境温度、提取与萃取、检测技术标准等,以甲醛滴定法测定结果变异系数0.006>HPLC测定7.771×10-4,甲醛法精度可能存在不足情况,可能与该法试验中质控影响因素较多有关。甲醛滴定法试验中肉眼观察到项目较多,且实验开放性强,造成实验无创。
综上所述:甲醛滴定法测定花椒麻味素(酰胺类)含量效用较高,但需矫正结果,还需在做好实验室质控。
参考文献
[1]张华,叶萌青花椒的分类地位及成分研究现状[J].北方园艺,2010(14):199-203.
[2]石雪萍,张卫明,张鸣镝花椒总生物碱镇痛、抗炎、止痒作用研究[J].中国野生植物资源,2011,30(1):46-49.