全 文 :胡椒(Piper nigrum L.)为胡椒科胡椒属多年生
常绿藤本植物, 是世界上重要的香辛料作物, 也是
我国重要的特色热带经济作物[1]。 我国胡椒主要分
布在海南、 云南、 广西等地, 种植面积 2.6万hm2,
总产量 3.6万 t, 年产值超过 10亿元, 种植面
积和产量分别居世界第 6位和第5位[2]。 世界胡椒
产品主要为黑胡椒和白胡椒, 约占总产量的95%以
上, 其中黑胡椒产品约占世界胡椒总产量的 80%~
85%[3]。 但我国胡椒产品常因外观和品质制约因素
不能直接出口, 多以水浸泡脱皮、 日晒加工白胡
椒, 以日晒法加工黑胡椒, 一般需要经过 5~7d
才能彻底干燥, 干燥时间长, 干燥不彻底则易长
霉, 劳动强度大, 外观色泽差。 产品难以达到国家
卫生标准要求, 缺乏市场竞争力, 出口量和出口金
额只占世界的 1.83%和 1.37%, 严重制约我国胡椒
种植业与加工业的可持续发展[4]。 国外多采用热烫
热烫处理对黑胡椒色泽和胡椒碱含量的影响①
吴桂苹② 房一明 谷风林③ 朱红英 谭乐和
(中国热带农业科学院香料饮料研究所/
国家重要热带作物工程技术研究中心/
农业部香辛饮料作物遗传资源利用重点实验 海南万宁 571533)
摘 要 为研究热烫处理对黑胡椒色泽的影响, 考察了热烫处理温度(70、 80、 90℃)、 热烫处理时间(30、 60、
120s)对胡椒色差和胡椒碱含量的影响。 结果表明, 热烫处理有助于胡椒黑色色泽的形成, 在同一热烫处理条
件下, 绿色胡椒鲜果更易形成黑色色泽。 热烫处理能显著缩短胡椒果的干燥时间。 热烫处理温度在 70~80℃、
处理120s以内, 对胡椒中胡椒碱含量影响不显著, 适宜加工黑胡椒。
关键词 热烫处理 ; 胡椒 ; 色泽 ; 胡椒碱
分类号 TS264.3
Effect of Thermal Treatment on Colour and Piperine Content of Black Pepper
WU Guiping1,2,3) FANG Yiming1,2,3) GU Fenglin1,2,3) ZHU Hongying1,2,3) TAN Lehe1,2,3)
(1 Spice and Beverage Research Institute, CATAS, Wanning, Hainan 571533, China
2 National Center of Important Tropical Crops Engineering and Technology Research,
Wanning, Hainan 571533, China
3 Key Laboratory of Genetic Resources Utilization of Spice and Beverage Crops,
Ministry of Agriculture, Wanning, Hainan 571533, China)
Abstract The effects of the thermal treatment on color and piperine content of black pepper were
studied, the temperature of 70, 80, 90℃and time of 30, 60, 120s) were the parameters. The results show
that thermal treatment is helpful to form black color, in the same thermal treatment conditions, green
pepper fruit was more easy to form the black color. Thermal treatment can significantly shorten the drying
time of pepper fruit. When the thermal treatment of 70~80℃ and 120s soaking and then drying were
made to the pepper fruit, no effects on piperine content was found in the pepper product.
Keywords thermal treatment ; pepper ; colour ; piperine
① 基金项目: 海南省应用技术研发与示范推广专项项目(No.ZDXM2014054)。
收稿日期: 2015-02-27; 责任编辑/凌青根; 编辑部 E-mail: rdnk@163.com。
② 吴桂苹(1981~), 女, 硕士, 助理研究员, 研究方向为农产品加工; E-mail: guiping81@163.com。
③ 通讯作者: 谷风林, 男, 博士, 副研究员, 研究方向为食品化学; E-mail: xiaogu4117@163.com。
Vol.35, No.4
2015年4月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第35卷第4期
Apr. 2015
71- -
2015年4月 第35卷第4期热带农业科学
法加工黑胡椒, 即在80~90℃水中烫漂2~3min,
热烫温度和时间虽略有不同, 但均可减少微生物的
污染, 加快干燥速率, 增加产品黑亮色泽[5-9]。 热
烫处理作为一种安全高效、 简便易行的处理方法,
不仅可以提高外观品质, 亦可有效改善果蔬质构,
国内外对果蔬保鲜、 加工及品质特性等相关领域的
研究报道较多[10-13]。 因此, 研究热烫处理温度和时
间对改善我国黑胡椒产品色泽和品质的意义重大。
目前, 尚未见我国胡椒主栽品种果实在热烫处
理条件下理化品质的研究报道。 本文特以印尼大叶
种为实验对象, 研究热烫处理温度、 时间对绿色和
黄色胡椒鲜果经干燥后的色泽变化规律, 分析热烫
处理条件对其胡椒碱含量的影响程度, 明确胡椒特
征成分经热烫处理、 干燥等加工工艺后的变化情
况, 进而揭示出黑胡椒产品差异, 探求适宜加工黑
胡椒的最佳热烫处理条件, 为促进黑胡椒产品品质
提升、 科学指导胡椒初加工提供理论依据。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1材料
试验用印尼大叶种胡椒由海南省万宁市兴隆热
带植物园提供, 采收当天挑选果型完好、 无病虫害
和机械损伤的果穗, 将胡椒鲜果按颜色和大小分成
绿色果和黄色果2个等级[14], 如图1所示。
1.1.2试剂
95%乙醇(分析纯), 甲醇(色谱纯), 胡椒碱(纯度>
99.9%)。
1.1.3设备
QE-300g高速万能粉碎机(浙江屹立工贸有限公
司); 旋转鼓风干燥箱(安溪永新机械有限公司); 水浴
锅DK-98-1(天津市泰斯特仪器有限公司); Agilent1260
高效液相色谱仪(美国安捷伦科技有限公司); 挥发油测
定装置; 色差仪SP60(美国爱色丽公司)。
1.2方法
1.2.1试验设计
在前期预实验的基础上将热烫处理温度分别为
70、 80、 90℃, 处理时间分别为 30、 60、 120s,
热烫处理后及时冷却, 然后置于旋转鼓风干燥箱中
干燥, 干燥温度(65±5)℃, 干燥时间8h。 同时做
空白对照试验, 即: ① 未经热烫处理的胡椒鲜果
直接烘干, 干燥时间 12h, ② 日晒干燥, 晒干时
间为72h。 每个处理平行3次, 具体如表1所示。
1.2.2项目测定
1.2.2.1色泽的测定
利用爱色丽色差仪测定不同热烫处理的胡椒果
实干燥后的表皮色泽, 每个样品平行测定6次, 记
录SPEXD65/10°条件下的 L、 a、 b 值。 L 表示明度
值, 即颜色的深浅程度, 用 0~100表示, 其值越
大, 越接近白色, a表示红/绿值, +a表示偏红,
-a表示偏绿, b表示黄/蓝值, +b表示偏黄, -b表
示偏蓝。
1.2.2.2水分含量的测定
参考 GB-T12729.6-2008《香辛料和调味品
水分含量的测定(蒸馏法)》, 利用甲苯蒸馏法测定
干燥后的胡椒果实中的水分含量, 平行3次。
1.2.2.3胡椒碱含量测定
根据 GB/T17528-2009《胡椒碱含量的测定
高效液相色谱法》 规定的方法测定, 计算具体方法
绿色胡椒鲜果 黄色胡椒鲜果
图1 胡椒鲜果
表1 胡椒鲜果热烫处理和干燥条件
序号
热烫处理
温度/℃
热烫处理
时间/s
干燥
条件
干燥
时间/h
1 70 30 (65±5)℃烘干 8
2 70 60 (65±5)℃烘干 8
3 70 120 (65±5)℃烘干 8
4 80 30 (65±5)℃烘干 8
5 80 60 (65±5)℃烘干 8
6 80 120 (65±5)℃烘干 8
7 90 30 (65±5)℃烘干 8
8 90 60 (65±5)℃烘干 8
9 90 120 (65±5)℃烘干 8
10 - - (65±5)℃烘干 12
11 - - 晒干 72
说明: -为空白对照。
72- -
吴桂苹 等 热烫处理对黑胡椒色泽和胡椒碱含量的影响
参考文献[14]。
1.2.3数据分析
试验数据用 Excel和 SPSS17.0软件进行统计
分析, 采用方差分析中Duncan多重比较对比分析不
同热烫处理间的差异, 并计算热烫处理温度、 时间
与色差 L值和品质间的Pearson相关系数。
2 结果与分析
2.1热烫处理对胡椒果实色泽的影响
对不同热烫处理、 干燥所得的胡椒果实进行色
差测定, 结果见图2~7。
从图2可以看出, 不同热烫处理条件下绿色胡
椒的 L 值存在显著性差异。 其中, 热烫处理 1的
胡椒果实 L 值最低, 其次是热烫处理7, 自然晒干
的 L 值最高, 热烫处理2、 6、 10的 L 值不存在显
著性差异。 这说明, 绿色胡椒鲜果经过热烫处理后
相对传统晒干的黑胡椒色泽更黑 。 果实在 70、
90℃处理条件下, 随着时间延长, L 值变化较大,
且均呈现先增大后降低的趋势, 在 80℃处理 30、
60sL值变化相对较小, 这说明相对传统黑胡椒加
工, 在短时间的热烫处理条件下, 绿色胡椒果实更
容易形成黑色色泽。
黄色胡椒果实烘干后的 L值最高, 其次是自然
晒干的, 热烫处理5的 L 值最低。 在70和90℃处
理温度下, 随着热烫处理时间的增加, L 值逐渐降
低, 80℃处理 60s, L 值最低, 但处理 120s的 L
值接近自然晒干, 而空白对照的果实烘干的 L 值
较自然晒干低。 对比图2和3, 在相同烘干条件下,
绿色胡椒鲜果相对黄色胡椒鲜果更易形成黑色色
泽。 以上说明黄色胡椒鲜果经过热烫处理后亦有利
于黑色色泽的形成, 黄色胡椒鲜果加工
黑胡椒的最适合热烫条件为 70℃处理
120s或80℃处理30~60s。 见图3。
不同热烫处理条件下绿色胡椒的 a
值与空白对照存在显著性差异。 在不同热
烫处理下, 绿色胡椒的 a值差异不显著,
且其值均低于空白对照, 晒干的胡椒果实
相对烘干的果实略偏红。 这说明热烫温度
和时间对绿色胡椒的 a值无影响。 见图4。
不同热烫处理温度对黄色胡椒果实
的 a 值存在显著性差异, 在热烫温度
70、 90℃下, 热烫时间对其 a 值影响不显著, 但在
80℃下, 热烫时间对黄色胡椒果实的 a 值存在显著
性差异, 其值随着时间的延长呈现先降低后增加的
趋势。 空白对照的 a值无显著性差异。 见图5。
绿色胡椒果实在热烫处理后的 b值与空白对照
存在显著性差异, 热烫温度和时间对胡椒果实的 b值
影响不显著。 空白对照在不同干燥方式下的 b值显著
高于其他热烫处理, 自然晒干的 b值最高, 这说明绿
色胡椒鲜果经自然晒干后色泽略偏黄。
见图6。
黄色胡椒果实在不同热烫下的 b 值
存在显著性差异。 热烫处理10和11的
b 值显著高于其他热烫处理, 这说明自
然晒干所得的胡椒果实色泽略偏黄。 与
空白对照相比, 黄色胡椒果实在不同热
烫处理下 b值波动较大, 随着温度的升
高和时间的延长, b 值呈现先降低后增
加的趋势。 见图7。
图2 不同热烫处理对绿色胡椒L值的影响
说明: 图中不同小写字母表示在0.05水平下差异显著。 下同。
40
39
38
37
36
35
34
33
32
L
值
1 2 3 4 5 6 7 89 10 11
不同热处理
g
b
e e e
b
f
c
d
b
a
图3 不同热烫处理对黄色胡椒 L 值的影响
40
39
38
37
36
35
34
33
32
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
不同热处理
L
值
d
e
g g
h
b
c
d
f
a
b
73- -
2015年4月 第35卷第4期热带农业科学
从图 4~7可以看出绿色胡椒和黄色胡椒的 a、
b 值均较低, 在2以内, 且波动相对较小, 肉眼不
容易识别, 其色泽略偏红或偏黄对黑胡椒产品整体
的外观色泽影响不大。
2.2热烫处理对胡椒果实中水分含量
的影响
经过不同热烫处理后的胡椒果实干
燥后的水分含量如图8所示。
从图 8可以看出, 热烫处理 11的
水分含量最高 , 其次是热烫处理 10,
即未经热烫处理的绿色胡椒果实和黄色
胡椒果实经过日晒或烘干后水分含量显
著高于其他热烫处理。 在同一热烫处理
温度下, 随着热烫处理时间的延长, 果
实中水分含量缓慢减少。 在同一热烫处
理时间下, 随着热烫处理温度的增加,
除热烫处理8和9外, 果实中水分含量
亦在逐渐降低, 这说明在同一干燥条件
下, 热烫处理可以加速胡椒鲜果的干
燥。 通过Pearson相关分析, 结果如表
2所示。
从表2可以看出, 胡椒果实中的水
分含量与热烫处理温度呈极显著负相关,
相关系数为-0.815, 与热烫处理时间呈
极显著负相关, 相关系数为-0.433。
2.3热烫处理对绿色胡椒加工的黑胡
椒中胡椒碱含量的影响
为了进一步揭示出热烫处理对黑胡
椒果实品质的影响, 以胡椒碱含量为指
标, 对绿色胡椒加工出的黑胡椒中的胡
椒碱含量进行分析。
绿色胡椒在不同热烫处理后的胡椒
碱含量存在显著性差异。 而未经热烫处
理的胡椒果实与热烫处理 1、 2中的胡
椒碱含量无显著性差异, 这说明较低温
度(70℃)的热烫处理对胡椒碱的含量影
响不大。 随着热烫处理温度的升高, 其
胡椒碱含量亦随之降低。 见图9。
通过Pearson相关分析, 结果如表
3所示。
从表3可以看出, 胡椒碱含量与热烫处理温度
呈极显著负相关, 相关系数为 -0.722, 与热烫处
理时间呈显著负相关, 相关系数为-0.372。
图 4 不同热烫处理对绿色胡椒 a值的影响
1 2 3 4 5 6 7 89 10 11
不同热处理
a
值
d
cd d cd d
cd cdcd cd
b
a1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
图5 不同热烫处理对黄色胡椒 a值的影响
a
值
1.8
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
不同热处理
d
d
d d
e
bc bc
c
b
a
a
图6 不同热烫处理对绿色胡椒 b值的影响
1
2 3 4 5 6 7 89 10 11
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
-0.5
b
值
f
e e de e
cde
e
c cd
b
a
不同热处理
图7 不同热烫处理对黄色胡椒 b值的影响
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
-0.5
c c
d
d e
c
b
c c
a a
1 2 3
4
5
6 7 8 9 10 11
不同热处理
b
值
74- -
吴桂苹 等 热烫处理对黑胡椒色泽和胡椒碱含量的影响
表2 胡椒果实中的水分含量与热烫处理条件的相关分析表
热烫
处理温度
热烫
处理时间
水分
含量
水分
含量
皮尔逊
相关函数
-.815** -.433** 1
P 值
(双尾检验)
.000 .000
样本量 66 66 66
说明: **为在0.01水平上显著相关。
3 讨论与结论
在热烫处理胡椒鲜果过程中, 相对传统黑胡椒
加工方法, 胡椒颜色发生了明显变化, 干燥后明显
变黑, 说明短时间内的热烫处理有助于增加黑胡椒
产品色泽, 热烫处理过程中胡椒果实细
胞被破坏, 促进内部多酚氧化酶、 叶绿
素酶等与底物的接触, 增强了黑色物质
的形成[15]。 本研究结果表明, 黑胡椒的
黑亮色泽与热烫处理的温度和时间以及
胡椒鲜果原料相关, 在同一热烫处理条
件下, 绿色胡椒鲜果更易形成黑色物
质, 这与胡椒果皮中的化合物组成及含
量有关, 绿色胡椒中叶绿素含量相对黄
色胡椒更高, 在叶绿素酶的作用下更易
变成黑色。 绿色胡椒果实在不同热烫处
理条件下, 热烫处理温度越高, 热烫处理时间越
长, L 值越高, 这说明绿色胡椒果实适宜在较低的
热烫处理温度和较短时间下形成黑色色泽; 黄色胡
椒果实在同一热烫处理温度下, L 值随温度的增加
在不同程度的降低, 这说明黄色胡椒鲜果需要较长
的热烫处理时间才能形成黑色色泽。
胡椒鲜果干燥中, 经过热烫处理的果实较未
经热烫处理的果实干燥时间更短, 且水
分含量相对更低。 热烫处理温度越高,
热烫处理时间越长, 胡椒果实中的水分
含量越低。 以上结果表明热烫处理加速
了胡椒果实内部水分的蒸发, 提高了加
工效率。
胡椒碱是评价胡椒产品品质的重要
指标之一[6,16]。 本研究结果表明, 80℃
以下温度处理120s以内对胡椒碱含量
的影响不大, 90℃以上温度会降低其中
的胡椒碱含量, 可以用热烫处理的方法加工出高品
质的黑胡椒产品。
致 谢 海南大学食品学院的宋菁和谢金丽参与了部分工
作, 特致谢忱!
参考文献
[1]龙宇宙.热带特色香辛饮料作物农产品加工与利用[M].
海口: 海南出版社, 2007: 63-113.
[2]杨建峰, 邬华松, 孙 燕, 等.我国胡椒产业现状及发
展对策[J].热带农业科学, 2010, 30(3): 52-55.
[3]黄循精, 黄 艳.世界胡椒产销情况分析[J].世界热
作, 2010, 35(4): 47-48.
图8 不同热烫处理对胡椒果实水分含量的影响
12
11
10
9
8
7
6
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
不同热烫处理
水
分
含
量
/
%
绿果
黄果
bbc
c
cb
c
de
de
def
eg e
de
de
def
cd
efgc
fg
ab a
a
图9 不同热烫处理对胡椒中胡椒碱含量的影响
6.0
5.5
5.0
4.5
4.0
3.5
3.0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
不同热处理
a a
b b b b
c
c
c
a
a
胡
椒
碱
含
量
/
%
胡椒碱
热处理
温度
热处理
时间
胡椒碱
皮尔逊
相关函数
1 -.722** -.372*
P 值
(双尾检验)
.000 .033
样本量 33 33 33
表3 胡椒碱含量与热烫处理条件的相关分析表
说明: **为在0.01水平上显著相关, *为在0.05水平上显著相关。
75- -
2015年4月 第35卷第4期热带农业科学
[4]邬华松, 杨建峰, 林丽云.中国胡椒研究综述[J].中
国农业科学, 2009, 42(7): 2469-2 480.
[5]Pruthi J S. Advances in sun/solar drying and dehy-
dration of pepper (Pip r nigrum L.)[J]. Interna-
tional Pepper News Bulletin, XVI(2), 1992: 6-17.
[6] Thangaselvabal T, Gailce Leo Justin C, Leelamathi
M. Black pepper (Piper nigrum L.) ‘Theking of
spices’-areview[J]. Agric. Rev., 2008, 29 (2): 89-
98.
[7] Lai K F, Sim S L. Pepper production technology
in Malaysia[M]. Lembaga Lada Malaysia: Sarawak,
Malaysia, 2011: 260-261.
[8] Lidia Dorantes-Alvarez, Eugenia Jaramillo-Flo-
res, Karendash González,etc. Blanching peppers
using microwaves[J]. Procedia Food Science, 2011
(1): 178-183.
[9]Ute S, Klaus M, Andreas S,et al. An innovative pro-
cess for the production of spices through immedi-
ate thermal treatment of the plant material[J],
Innovative Food Science & Emerging Technologies,
2005, 6(2): 143-153.
[10]潘嫣丽.热处理对鲜切马蹄保鲜的影响[J].中国调
味品, 2011, 36(8): 87-90.
[11]Jasim A, Shivhare U S, Debnath S. Colour degra-
dation and rheology of green chilli puree dur-
ing thermal processing[J]. International Jour-
n l of Food Sci nce and Technology, 2002, 37:
57-63.
[12] Tangkanakul P, Auttaviboonkul P, Niyomwit B. An-
tioxidant cap ci y, total phenolic content and
nutritional composition of Asian foods after
thermal processing [J]. International Food Re-
search Journal, 2009, 16: 571-580.
[13]刘春霖, 陈义伦, 谢 芳, 等.热烫方式对胡萝卜浆
品 质 的 影 响 及 工 艺 优 化 [J].农 业 工 程 学 报 ,
2012, 8(18): 269-274.
[14]吴桂苹, 初 众, 魏 来, 等.不同成熟度胡椒果实
中主要活性成分的含量及其相关性研究[J].热带作
物学报, 2014, 35(8): 1492-1 495.
[15] Fenglin G, Lehe T, Huasong W,et al. Analysis of
the blacken ng of green pepper (Piper nigrum Lin-
naeus) berries [J]. Food Chemistry, Food Chem-
is ry, 2013, 138: 797-801.
[16] Vladimir B, Muhammed M, Lakshmi P. Piperine de-
rived from black pepper increases the plasma lev-
els of coenzyme Q10 following oral supplementa-
tion[J]. J. Nutr. Biochem., 2000, 11: 109-113.
76- -