全 文 ：胡椒(Piper nigrun L.)又名古月、 黑川、 白川，
为胡椒科胡椒属攀缘状藤本， 是著名的多年生热带
作物， 在中国福建、 广东、 海南、 广西、 云南等均
有种植[1]。 胡椒主要含有胡椒碱(Piperine)、 胡椒
超临界法萃取的黑胡椒油树脂
成分分析①
周雪敏 1,2)②朱科学 2,3)杨继敏 2,4)房一明 2,3)吴桂苹 2,3)谷风林 2,3)③
(1 华中农业大学食品科学技术学院 湖北武汉 430070；
2 中国热带农业科学院香料饮料研究所 海南万宁 571533；
3 国家重要热带作物工程技术研究中心 海南万宁 571533；
4 黑龙江八一农垦大学食品学院 黑龙江大庆 163319)
摘 要 在超临界 CO2萃取压力为 30Mpa、 萃取时间为 3h、 萃取温度为 50℃的静态条件下， 分别萃取未做任
何处理、 无水乙醇处理、 乙酸乙酯处理的黑胡椒原料中的油树脂， 并利用气相色谱-质谱联用(GC-MS)对萃取得
到的黑胡椒油树脂进行成分分析， 同时利用保留指数和 MS对物质进行定性分析。 结果显示， 在超临界萃取条件
下， 未做任何前处理的黑胡椒油树脂的香气成分有 22种， 采用无水乙醇进行前处理的黑胡椒油树脂的香气成分
有 17种， 采用乙酸乙酯进行前处理的黑胡椒油树脂的香气成分有 41种。
关键词 黑胡椒油树脂 ； 香气成分 ； 超临界萃取 ； 气相色谱-质谱联用
分类号 S573+.9 Doi ： 10.12008/j.issn.1009-2196.2016.02.011
Composition Profile of Black Pepper Oleoresin Obtained
by Supercritical Extraction
ZHOU Xuemin1,2) ZHU Kexue2,3) YANG Jimin2,4)
FANG Yiming2,3) WU Guiping2,3) GU Fenglin2,3)
(1 College of Food Science and Technology， Huazhong Agricultural University,
Wuhan, Hubei 430070；
2 Spice and Beverage Research Institute, CATAS, Wanning， Hainan 571533；
3 National Center of Important Tropical Crops Engineering and Technology Research,
Wanning， Hainan 571533；
4 College of Food， Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing, Heilongjiang 163319)
Abstract The operating conditions of the supercritical carbon dioxide process were 30 Mpa, 50℃and 3 h.
Meanwhile, the gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) was used to analyze the composition of
the oleoresin from the different pretreatments with ethanol, ethyl acetate or without pretreatment,
respectively. The compounds identification of the black pepper oleoresin was based on the database and
retention index for natural products. The amounts of oleoresin compounds were 22, 17 and 41 for without
pretreatment, ethanol pretreatment and the ethyl acetate pretreatment.
Keywords black pepper oleoresin ; aroma components ; supercritical extraction ; GC-MS
Vol．36, No．2
2016年2月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第36卷第2期
Feb． 2016
① 基金项目： 国家科技支撑计划课题 （No.2012BAD36B03）。
收稿日期： 2015-12-01； 责任编辑/林海妹； 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 周雪敏(1991～)， 女， 硕士研究生， 主要研究方向为食品工程， E-mail: 729779657@qq.com。
③ 通讯作者： 谷风林(1976～)， 男， 副研究员， 主要研究方向为食品化学， E-mail: Xiaogu4117@163.com。
54- -
周雪敏 等 超临界法萃取的黑胡椒油树脂成分分析
脂碱(Chavicine)、 胡椒新碱(Piperanine)及挥发油
成分(如水芹烯、 石竹烯、 β-蒎烯、 蒈烯、 胡椒烯、 α-水茴香
萜、 柠檬萜、 芳樟醇、 胡椒醛等)， 因而具有强烈的芳香
和刺激性辣味， 是当今人们喜爱的一种香辛料[2]。
近年来的研究表明， 胡椒在镇痛、 镇静、 抗炎、 抗
惊厥、 杀虫、 抗癌等多方面存在活性[3]。 胡椒精油
和胡椒油树脂是胡椒的主要深加工产品。 胡椒油树
脂具有抗腐蚀、 抗氧化的作用， 是食品行业重要的
添加剂[4]。
黑胡椒油树脂的提取目前大多以溶剂提取为
主， 以超声波和微波为辅。 其中， 溶剂提取法虽然
处理量大， 但是存在着溶剂用量大、 提取时间长、
有效成分受破坏及有机溶剂残留等缺点。 超临界
CO2萃取通常在低温下进行， 可以有效地防止热敏
性成份的氧化和逸散； CO2常态下是气体， 无毒，
萃取成分分离后易脱除， 完全没有溶剂残留， 有效
地解决了传统提取方法的溶剂残留问题及产品香气
品质低等问题[5-7]。 超临界CO2在提取天然产物中的
精油和油树脂等方面逐渐成为一种有效并广泛使用
的技术。 超临界已被看作可以代替传统的溶剂提取
和分子蒸馏等技术， 成为有效的提取方法[8]。 陈建
华等[9]采用超临界 CO2对黑胡椒油树脂的提取工艺
进行了研究， 并以油树脂得率和胡椒碱回收率为指
标对提取工艺进行优化。 Dutta等[10]采用酶辅助超
临界提取黑胡椒油树脂， 分别考察了温度、 压力、
时间和酶用量对油树脂得率、 胡椒碱含量和树脂抗
氧化性的影响。 Kapoor等[11]采用索氏提取法得到
胡椒油树脂， 并采用GC-MS对其成分进行分析。 王
勇等[12]对超临界萃取的黑胡椒萃取物进行GC-MS分
析， 鉴定得到的组分中含有胡椒碱。
胡椒的化学成分分析大多集中在对胡椒精油的
分析。 邱丽丽等[13]采用水蒸汽蒸馏和顶空进样法对
白胡椒的挥发性成分进行GC-MS分析； 郑炯等[14]对
白胡椒挥发油成分进行GC-MS分析。 而对黑胡椒油
树脂的研究大多集中在对油树脂的提取工艺上， 关
于油树脂成分分析方面的研究较少。 此外， 对于超
临界CO2提取多采用夹带剂动态提取法， 关于先对
样品进行预处理， 进而采用超临界静态法提取黑胡
椒油树脂的研究较少。 因此， 本研究选择采用超临
界CO2静态法提取黑胡椒油树脂， 对样品进行溶剂
浸湿的预处理， 测定油树脂得率及树脂中的胡椒碱含
量， 并通过GC-MS对黑胡椒油树脂中的香气成分进
行分析， 为进一步开发利用黑胡椒油树脂提供参考。
1 材料与方法
1. 1 材料
1. 1. 1 黑胡椒原料
由中国热带农业科学院香料饮料研究所提供。
1. 1. 2 试剂
无水乙醇(分析纯)(上海振兴化工一厂)； 乙酸乙酯
(分析纯)(上海振兴化工一厂)； 正己烷(色谱纯)(德国默克
公司)； 甲醇(色谱纯)(瑞典欧森巴克环境化学公司)； 无水
硫酸钠(分析纯)(上海振兴化工一厂)。
1. 1. 3 仪器与设备
DZF-6050真空干燥箱(上海博讯实业有限公司医疗
设备厂)； 物料粉碎机(上海比朗仪器有限公司)； 电子天
平(赛多利斯科学仪器有限公司)； 旋转蒸发仪(广州仪科科
技公司)； 超临界 CO2萃取设备(美国 Applied Separa-
tions公司)； SCION TQ串联气质联用系统(德国布鲁克
科技有限公司)； 安捷伦 1260高效液相色谱仪(美国安
捷伦科技公司)。
1. 2 方法
1. 2. 1 黑胡椒油树脂的制备
参照Dutta等[10]的方法。 取黑胡椒粒粉碎， 过
60目筛， 准确称取100.0g， 装入具超临界CO2萃取
装置的萃取釜中， 在萃取压力为30Mpa、 时间为3h、
温度为50℃的条件下制备得到黑胡椒油树脂S1； 取
黑胡椒粉碎， 过60目筛， 准确称取100.0g， 加入
10mL无水乙醇浸湿24h， 装入具超临界CO2萃取装
置的萃取釜中， 在萃取压力为30Mpa、 时间为3h、
温度为50℃的条件下制备得到黑胡椒油树脂S2； 另
准确称取100.0g黑胡椒粉， 加入10mL的乙酸乙酯
浸湿24h， 同以上方法提取得到黑胡椒油树脂S3。
1. 2. 2 胡椒碱含量的测定
黑胡椒油树脂中胡椒碱含量参照 GB/T17528-
2009方法测定， 并稍作修改。 采用高效液相色谱
仪检测， 色谱柱为反相 C18柱(250×4.6 mm×5μm)，
流动相为体积比 77∶23的甲醇和水溶液， 流速为
1.0mL/min， 柱温为30℃， 检测波长为343nm， 进
样量为10μL， 利用外标法进行定量分析。
55- -
2016年2月 第36卷第2期热带农业科学
2. 2 黑胡椒油树脂成分分析
对采用超临界法提取得到的3种黑胡椒油树脂
样品进行GC-MS分析， 总离子图见图2。 通过NIST
质谱谱库计算机检索， 并利用保留指数进行定性分
析， 结果见表1。
由图2可知， 超临界CO2提取得到的3种不同
黑胡椒油树脂的香气成分基本相同， 但所占含量百
分比不同。 由此可知， 3种不同的处理方式对香气
成分的溶解有所影响。
由表1可知， 超临界提取的3种黑胡椒油树脂
中， 共鉴定出 48种香气物质。 其中， 超临界提取
得到的黑胡椒油树脂S1中， 共鉴定出了22种香气
成分， 主要的化合物为柑橘柠烯(3.89%)、 α-蒎烯
(6.53%)、 3-蒈烯(3.15%)、 石竹烯(53.70%)、 β-榄香烯
(1.41%)、 葎草烯(3.05%)、 胡椒碱(6.61%)等； 在超临
界提取的油树脂S2中， 鉴定得到的香气成分共17
种 ， 主要的化合物有柑橘柠烯(8.45%)、 芳樟醇
(2.19%)、 β-倍半水芹烯(47.80%)、 α-荜澄茄油烯
(1.75%)、 胡椒碱(26.34%)； 油树脂 S3中共鉴定出了
41种化合物， 主要的化合物有 β-蒎烯(4.81%)、 δ-
榄香烯(11.00%)、 γ-榄香烯(1.48%)、 β-榄香烯
(57.70%)、 顺式 -β-金合欢烯(3.26%)、 β-甜没药烯
(2.20%)、 桉油烯醇(1.61%)、 胡椒碱(11.09%)。
3 讨论
油树脂是采用适当方法从粉碎的香辛料中提取
出的粘稠、 颜色略深、 含有精油的树脂性产品， 香
辛料中几乎全部香气和呈味成分都能被提取出来，
其中除精油外， 还含有非挥发性的辛辣成分、 脂肪、
色素和其它能溶解于溶剂中的物质， 这些物质能代
表香辛料中的有效成分， 其香气和口味较精油平衡、
完整、 饱满[15]。 黑胡椒油树脂中除了含有香气物质
1. 2. 3 气质分析方法
气相色谱条件： 色谱柱BR-5ms30meter， 0.25
mmID， 0.25μmdf； 载气为高纯氦气； 载气流速为
1.0mL/min， 进样口温度为230℃， 进样量为1μL，
分流比为1∶30。 升温程序： 60℃保持0min， 以3
℃/min升温到300℃， 保持3min， 溶剂延迟5min。
质谱条件： 离子源EI， 电离能量为70eV， 离
子源温度为280℃， 传输线温度为250℃。 全扫描：
质荷比40～400。 正构烷烃进样方法与样品的进样
方法一样。
2 结果与分析
2. 1 黑胡椒油树脂得率与胡椒碱含量比较
超临界提取条件下获得的3种黑胡椒油树脂得率
分别如下： S1为0.46%， S2为0.61%， S3为0.78%。 3
种黑胡椒油树脂中胡椒碱的含量分别如下： S1为
22.60%， S2为 53.00%， S3为 25.73%(图 1)。 Dut-
ta等[10]采用超临界静态法提取得到的黑胡椒油树
脂得率为0.7%左右， 与本研究中得到的结果接近，
但是低于夹带剂连续法提取的得率， 可能是由于夹
带剂在提取过程中的持续加入， 使物质更多地溶解
到流体中。
图 1 黑胡椒油树脂得率及树脂中胡椒碱含量
说明： 图中不同小写字母表示组间差异显著 p＜0.05。
1.0
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0.0
油
树
脂
的
率
/%
c
b
a
空白(S1)乙醇预处理(S2)乙酸乙酯预处理(S3)
70
60
50
40
30
20
10
0
油
树
脂
中
胡
椒
碱
含
量
/%
空白(S1)乙醇预处理(S2)乙酸乙酯预处理(S3)
c
a
b
56- -
周雪敏 等 超临界法萃取的黑胡椒油树脂成分分析
表 1 黑胡椒油树脂的香气成分
化合物名称
百分含量/% 保留
指数
CAS号
S1 S2 S3
(1S)-6， 6-二甲基-2-亚甲基二环
[3.1.1]庚烷
0.38 0.07 1157 18172-67-3
α-蒎烯 6.53 0.03
β-蒎烯 0.26 4.81 1162 127-91-3
α-水芹烯 0.81 0.06 1175 99-83-2
3-蒈烯 3.15 0.65 0.38 1177 13466-78-9
对伞花素 0.32 99-87-6
间伞花素 0.04 1187 535-77-3
柑橘柠烯 3.89 8.45 0.05 1191 5989-27-5
异松油烯 0.21 0.48 1232 586-62-9
γ-松油烯 0.06
芳樟醇 0.37 2.19 0.03 1242 78-70-6
L-樟脑 0.05 1280 464-48-2
乙酸松油-4-脂 0.10
2-(4-甲基苯基)丙-2-醇 0.23 0.04 1304 1197-01-9
松油烯-4-醇 0.12 0.07 1306 562-74-3
α-松油醇 0.09 0.86 0.20 1311 98-55-5
2-亚乙基-6-甲基-3,5-庚二烯醛 0.13 1357 99172-18-6
4,6,6-三甲基二环[3.1.1]庚-3-
烯-2-酮
0.04 1357 1196-01-6
胡椒酮 0.13 0.05 1362 89-81-6
2,6,6-三甲基-2,4-环庚二烯酮 0.13
2,7,7-三甲基-(1S)-双环[3.1.1]
庚 -3-烯 -2-酮
0 0.02 1404 473-06-3
图 2 黑胡椒油树脂香气成分的总离子流图
说明： A， 未做预处理制得的黑胡椒油树脂； B， 无水乙醇预处理制得的黑胡椒油树脂； C， 乙酸乙酯预处理制得的黑胡椒油树脂。
100
75
50
25
10 20 30 40
40
30
20
10
0
10 20 30 40
10 20 30 40
125
100
75
50
25
0
离
子
强
度
离
子
强
度
离
子
强
度
保留时间/min
保留时间/min
保留时间/min
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2016年2月 第36卷第2期热带农业科学
续表 1 黑胡椒油树脂的香气成分
化合物名称
百分含量/% 保留
指数
CAS号
S1 S2 S3
马鞭草烯酮 0.56 1405 18309-32-5
β-倍半水芹烯 47.80 1422 20307-84-0
δ-榄香烯 11.00 1423 20307-84-0
α-荜澄茄油烯 0.22 1.75 0.03 1434 17699-14-8
α-衣兰烯 0.11 0.00 1451
γ-榄香烯 1.48 1460 29873-99-2
β-榄香烯 1.41 57.70 1465 515-13-9
石竹烯 53.70 0.02 1489 87-44-5
顺式-β-金合欢烯 3.26 1509 28973-97-9
葎草烯 3.05 0.02 1513 6753-98-6
(+)-香橙烯 0.02 1517 489-39-4
香树烯 0.23 1528 25246-27-9
γ-古芸烯 0.01 1542 22567-17-5
α-金合欢烯 0.01 1545 502-61-4
2,6-二甲基-6-(4-甲基 3-戊烯基)
双环[3.1.1]庚-2-烯
0.19 1546 17699-05-7
β-甜没药烯 0.01 2.20 1549 495-61-4
δ-杜松烯， δ-荜橙茄烯 0.03 1556 483-76-1
反-菖蒲烯 0.02 0.04 1558
石竹烯氧化物 0.69 0.06 1579 1139-30-6
桉油烯醇 0.83 0.21 1.61 1602 77171-55-2
4,4一二甲基一四环[6.3.2.0(2,5).
O(1,8)]十三烷-9醇
0.05 1636
1-十二烷醇 0.07 1656
依兰烷-3,9(11)-二烯-10-过氧化物 0.11 1658
(R)-苧烯 0.00 1719
植醇 0.06 0.63 0.28 1905 150-86-7
反式-金合欢醇 0.00 1942 106-28-5
胡椒碱 6.61 26.34 11.09 2192 94-62-2
外， 还含有吡咯烷类酰胺类生物碱——胡椒碱。
王勇等[12]从超临界提取得到的胡椒萃取物中分
离鉴定得到 24种成分。 本研究中， 通过对胡椒原
料进行不同的预处理， 得到3种黑胡椒油树脂S1、
S2和S3， 从中共分离鉴定得到48种化合物， 并且
鉴定得到了黑胡椒油树脂中的特征物质——胡椒
碱。 柳中等[4]采用不同方法提取海南黑、 白胡椒的
油树脂， 经GC-MS分析得到的主要香气成分为石竹
烯、 α-石竹烯、 D-柠檬烯、 6,6-二甲基 -2-亚甲
基双环庚烷等。 超临界CO2萃取法能最大程度地保
留胡椒中的有效成分， 提取得到的黑胡椒油树脂不
仅含有胡椒精油中的香气成分， 还含有胡椒中的特
征性辣味成分——胡椒碱。 因此， 本研究采用超临
界CO2萃取法得到的黑胡椒油树脂香气浓郁， 风味完
整， 可代替传统提取方法用于黑胡椒油树脂的提取，
为黑胡椒油树脂的利用提供一定的理论基础。
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