花椒叶精油特性及其在调味油中的应用:解锁花椒叶资源新价值

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Food Chemistry: X 6.5

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  花椒叶常被焚烧,造成资源浪费与环境污染。研究人员开展了花椒叶精油(ZLEO)成分及在调味油中应用的研究。结果表明,ZLEO 有 67 种化合物,筛选出 18 种关键香气物质。该研究为花椒叶资源利用及花椒油产品开发提供依据。

  在美食的世界里,花椒凭借独特的麻香风味占据着重要地位。然而,人们往往聚焦于花椒果实,却忽视了花椒叶这一宝贵资源。在花椒的加工过程中,大量的花椒叶被当作废弃物处理,常见的处理方式如焚烧、掩埋或堆放,不仅对环境造成污染,还白白浪费了资源。实际上,花椒叶与花椒果实一样,具有麻香风味,且其蕴含的精油成分有着巨大的开发潜力,但此前关于花椒叶精油在调味油领域的应用研究却十分匮乏。为了改变这一现状,来自四川农业大学等研究机构的科研人员踏上了探索之旅,致力于挖掘花椒叶的潜在价值,相关研究成果发表在《Food Chemistry: X》杂志上。
科研人员开展的这项研究,主要聚焦于花椒叶精油(ZLEO)的成分剖析以及其在调味油中的应用探索。研究人员从多个方面展开研究,通过一系列实验,取得了丰硕的成果,为花椒叶资源的合理利用和花椒油(ZO)产品的创新开发提供了重要依据。

在研究过程中,科研人员运用了多种关键技术方法。首先是超声辅助水蒸气蒸馏法提取 ZLEO,该方法能够高效地从花椒叶中获取精油。接着,利用气相色谱 - 质谱联用(GC - MS)技术对 ZLEO 的挥发性化合物进行鉴定和分析,精准确定其成分。同时,通过电子鼻(E - nose)分析挥发性香气物质,结合主成分分析(PCA)、聚类分析(CA)和偏最小二乘法判别分析(PLS - DA)等多元统计分析方法,深入研究不同花椒调味油(ZFO)的香气特征。此外,还采用顶空固相微萃取 - 气相色谱 - 质谱联用(HS - SPME - GC - MS)技术对 ZFOs 的挥发性化合物进行进一步测定和分析。

下面来详细看看研究结果:

  1. ZLEO 中挥发性香气物质的鉴定
    • 成分和类型分析:通过 GC - MS 技术,科研人员在 ZLEO 中鉴定出 67 种挥发性物质,涵盖烯烃、酯、醇、醛、酮、烷烃等 7 大类。其中,含量较高的成分包括芳樟醇(24.51%)、d - 柠檬烯(17.7%)等。这些结果与前人研究基本一致,但也发现花椒叶与花椒果实的挥发性香气特征存在差异,如某些在花椒果实中存在的酮类物质在花椒叶中未被检测到,这可能与原料和生长环境有关。
    • 香气类型分析:对 ZLEO 成分的香气特征分析发现,烯烃和醇类是主要成分,占总挥发性风味成分的 78.52%,对 ZLEO 的香气形成起着关键作用。例如,d - 柠檬烯等烯烃呈现柑橘香气,芳樟醇等醇类具有草香、花香等气味,它们共同构成了 ZLEO 独特的香气。此外,醛类、酯类等其他成分也对 ZLEO 的香气有一定贡献。

  2. 四种 ZFO 的感官和可接受性评价:研究人员制备了草香、椒香、柑橘香和增香四种不同风味的 ZFO,并进行感官和可接受性评价。结果显示,草香风味 ZFO(GFO)在 ZLEO 含量为 0.008% 时得分最高,其香气清新自然;椒香风味 ZFO(PFO)在 ZLEO 含量 0.008%、芳樟醇含量 0.1% 时表现最佳,具有独特的椒香且不刺鼻;柑橘香风味 ZFO(CFO)在 ZLEO 含量 0.008%、柠檬精油含量 0.5% 时,香气整体清新,得分较高;增香风味 ZFO(EFO)在 ZLEO 含量 0.017% 加入到市售花椒油(CAO)中时,风味最佳,既保留了原有椒香,又增添了新鲜的绿色气息。
  3. 五种 ZFO 的香气物质分析
    • E - nose 分析:E - nose 分析表明,烃类、烷烃、苯类、酮类、醛类和醇类对五种 ZFO 的风味影响较大,但 E - nose 对四种 ZFO 和 CAO 的香气物质敏感度有限,需要进一步的数据处理。
    • CA 分析:聚类分析(CA)发现,GFO 和 PFO、EFO 和 CAO 分别聚为一小类,表明它们的挥发性香气特征存在一定相似性。从整体分类结果看,五种 ZFO 明显聚为两大类,这为 ZO 新产品的开发提供了新思路。
    • PCA 分析:主成分分析(PCA)结果显示,第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的总贡献率为 97.4%,能够充分反映样品的特征信息。PCA 能够清晰地区分 CFO、EFO 和 CAO 的香气差异,而 GFO 和 PFO 存在一定重叠,说明它们的香气特征有相似之处。

  4. 五种 ZFO 的共享挥发性风味物质分析
    • HS - SPME - GC - MS 分析与聚类热图分析:HS - SPME - GC - MS 分析发现,EFO 和 CAO 中检测到的香气物质较多,GFO、PFO 和 CFO 相对较少。芳樟醇、柠檬烯和桧烯是五种 ZFO 的主要挥发性芳香成分。聚类热图分析将五种 ZFO 分为两组,GFO、PFO、CFO 和 CAO 聚为一类,EFO 单独成类,这与它们的挥发性成分含量差异有关。
    • 共享挥发性风味物质的 PCA 分析:对共享挥发性风味物质进行 PCA 分析,PC1 和 PC2 的贡献率分别为 73.0% 和 19.1%,总贡献率为 92.1%。结果表明,β - 月桂烯、γ - 萜品烯和芳樟醇是影响五种 ZFO 香气形成的关键化合物,它们对 ZFO 的风味差异有着重要贡献。

  5. ZFO 的关键风味化合物分析
    • OAV 分析:气味活性值(OAV)分析发现,五种 ZFO 中共有 18 种香气物质的 OAV 大于 1,这些物质对 ZFO 的整体香气有重要贡献。其中,芳樟醇、β - 月桂烯、d - 柠檬烯和壬醛在多种 ZFO 中含量较高且 OAV 较大。不同 ZFO 的特征风味物质不同,如 EFO 的主要风味物质使其麻香和椒香更为突出,CFO 中 γ - 萜品烯的高 OAV 使其柠檬香气显著。
    • PLS - DA 分析:PLS - DA 构建的模型稳定可靠,能够有效预测样品类别。通过分析变量重要性投影(VIP)值,确定了 2 - 己烯醛、乙酸芳樟酯、γ - 萜品烯、α - 蒎烯、3 - 蒈烯和 α - 水芹烯 6 种挥发性香气物质为区分五种 ZFO 的关键标记物,这些物质使不同 ZFO 呈现出明显的风味差异。


综合上述研究,科研人员成功开发了四种不同类型的 ZFO,并深入分析了其挥发性香气化合物。研究结果表明,芳樟醇、柠檬烯和桧烯是五种 ZFO 的主要香气化合物,通过多种分析方法对不同 ZFO 进行了分类和特征描述,筛选出了关键香气物质。这项研究为花椒叶资源的高附加值利用提供了新的思路和技术方案,有助于开发出更多新颖的 ZO 产品,同时基于 PLS - DA 建立的风味判别方法,也为准确区分 ZO 的风味提供了有力工具,在食品领域具有重要的应用价值。

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