全 文 ：108
基于色泽判别技术预测
山胡椒成熟过程中品质变化
游玉明，周 密
(重庆文理学院林学与生命科学学院，重庆 402160)
摘 要:为快速预测山胡椒成熟过程中品质变化，以不同成熟期山胡椒为研究对象，分析了山胡椒在成熟过程中色泽、
精油、柠檬醛及核仁油含量的变化。结果表明:在山胡椒成熟过程中，色泽加深，精油含量不断增加，而柠檬醛及核仁
油含量先增加后降低;利用 SPSS软件进行相关性分析和逐步回归分析表明:各化学成分与 a* 、h之间均呈显著的正相
关，和 L* 呈显著的负相关，他们之间建立的回归方程分别为:精油含量 Y1 = －0.071h + 8.556(Ｒ
2 = 0.958，p ＜ 0.01) ;柠
檬醛含量 Y2 = 7.707a
* + 1.588C + 53.374(Ｒ2 = 0.922，p ＜ 0.05) ;核仁油含量 Y3 = 3.510a
* + 43.072(Ｒ2 = 0.857，p ＜
0.01)。
关键词:山胡椒，色泽判别，品质，相关性，回归分析
Quality prediction of Litsea cubeba during ripening
period based on color difference
YOU Yu－ming，ZHOU Mi
(College of Forestry and Life Science，Chongqing University of Arts and Sciences，Chongqing 402160，China)
Abstract:In order to prediction the quality of Litsea cubeba during ripening period rapidly，the changes of color，
essential oil，citral and kernel oil content were studied.The results showed that the color and the content of essential
oil increased gradually，while citral and kernan oil was rising with extend of time，and then declining.According to
the correlation analysis and stepwise regression analysis using SPSS software，it was demonstrated that a
significant negative correlation between chemical compositions and L* ，in addition，significant positive correlations
were also found between chemical compositions and a* or h，and the regression equations respectively were
essetenial oil content Y1 = －0.071h + 8.556(Ｒ
2 = 0.958，p ＜ 0.01) ，citral content Y2 = 7.707a
* + 1.588C + 53.374(Ｒ2 =
0.922，p ＜ 0.05) ，kernal oil content Y3 = 3.510a
* + 43.072(Ｒ2 = 0.857，p ＜ 0.01).
Key words:Litsea cubeba;color discrimination;quality parameters;correlation;regression analysis
中图分类号:TS207.3 文献标识码:A 文 章 编 号:1002－0306(2013)23－0108－04
收稿日期:2013－05－17
作者简介:游玉明(1983－) ，男，硕士，讲师，研究方向:天然产物开发
与利用。
基金项目:重庆市教委科技项目(KJ111202) ;重庆文理学院科研项目
(Y2010SK43)。
山胡椒(Litsea cubeba) ，又名山苍子、木姜子、山
鸡椒，为樟科(Lauraceae)木姜子属多年生落叶小乔
木，广泛分布于亚洲热带，亚热带及澳洲等地，在我
国多分布于长江流域以南各省［1－2］。据研究，山胡椒
果实中含有丰富的精油、生物碱、黄酮类、γ－丁内酯
类及半萜类等化合物［3］，其中山胡椒精油因具有广谱
抗菌、平喘、抗过敏及松弛平滑肌等多种作用，被广
泛用于医药、化工及食品行业［4－7］，一直是我国出口
量最大的一种天然植物精油，其含量高低直接影响
到山胡椒的经济价值［8］;柠檬醛是山胡椒精油的主要
成分，其质量分数高达 60% ～80%，是合成维生素 A、
紫罗兰酮、大马酮等高级香料的主要原料［9－10］，其含
量高低反映了山胡椒精油的质量优劣;除此之外，山
胡椒核仁中含油率在 27%左右，去壳后的果仁中含
油率则高达 60%，可作为食品防腐剂、保鲜剂和提取
月桂酸的重要原料［11］，他们都是反映山胡椒内在品
质的主要指标。目前，山胡椒的品质判定主要根据
感官评定和监测果实中精油及柠檬醛等反映山胡椒
内在品质的化学指标来确定［12］，但传统方法存在主
观性、检测效率低、成本高等问题。色泽也是评价植
物性原料品质的重要指标之一［13］，色泽判别技术已
广泛用于肉类［14－15］、果蔬［16－17］等食品品质研究。本实
验通过分析不同采收期山胡椒的色泽变化，结合精
油、柠檬醛及核仁油含量变化，并通过相关性分析及
回归分析构建山胡椒色泽与以上理化指标的预测模
型，初步预测山胡椒成熟过程中品质变化，从而为快
速判定山胡椒品质提供参考。
1 材料与方法
DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.23.025
109
表 1 山胡椒成熟过程中色泽的变化
Table 1 Changes in color of Litsea cubeba during ripening period
采摘时间 L* a* b* h C
5 月 31 日 33.15f ± 0.45 － 6.27c ± 0.22 20.29b ± 0.25 107.15c ± 0.46 21.29c ± 0.34
6 月 14 日 31.10d ± 0.15 － 6.58b ± 0.03 21.11c ± 0.13 107.30c ± 0.09 22.11d ± 0.13
6 月 28 日 30.37e ± 0.02 － 7.02a ± 0.05 25.56f ± 0.14 105.36c ± 0.45 26.49g ± 0.16
7 月 12 日 29.97c ± 0.04 － 5.84d ± 0.02 20.79c ± 0.06 105.69c ± 0.10 21.59c ± 0.05
7 月 26 日 32.27d ± 0.41 － 4.41e ± 0.09 23.79e ± 0.87 100.51b ± 0.56 24.09f ± 0.79
8 月 10 日 30.14c ± 0.05 － 4.26f ± 0.08 23.00d ± 0.18 100.51b ± 0.19 23.39e ± 0.18
8 月 25 日 23.04a ± 1.19 1.34h ± 0.12 1.16a ± 0.13 40.85a ± 5.53 1.78b ± 0.04
9 月 2 日 26.04b ± 0.17 0.93g ± 0.13 0.78a ± 0.12 39.85a ± 5.15 1.23a ± 0.15
注:同列中不同的小写字母表示在 5%水平上差异显著。
1.1 材料与设备
山胡椒 2012 年在重庆永川新店镇进行定点、
定树、定时采摘，自 5 月 31 号开始，每隔一定时间采
摘一次;环己烷、无水硫酸钠均为分析纯 成都市科
龙化工试剂厂。
CM－5 型色彩色差计 日本柯尼卡美能达;
GC－2010气相色谱仪 日本岛津公司;SZF－06A 脂
肪测定仪 浙江托普仪器有限公司;DZF－1B 真空干
燥箱 上海跃进医疗器械厂;FW100 万能粉碎
机 天津泰斯特;BS224S 型分析天平 赛多利斯科
学仪器有限公司。
1.2 实验方法
1.2.1 色泽测定 参照文献［18］将色差计调至 L* ，
a* ，b* 系统(采用 CIE1976 表色系统) ，仪器条件为:
采用培养皿模式测量;镜面光:SCE;测量区域:
30mm;观察角度:10°;光源 D65。将当日采摘样品放
入标准比色皿中(30mm) ，每个样品旋转六次从不同
角度分别测定其 L* ，a* ，b* 值(L* 为亮度值，a* 为红
绿值，b* 黄蓝值) ，计算出色度值 h(h = arctan(b* /
a* ) )和颜色饱和度值 C(C =(a* 2 + b* 2)1 /2)。
1.2.2 精油含量测定 根据《中华人民共和国药典》
附录中精油的测定方法进行［19］。
1.3.3 柠檬醛测定 参照 GB /T 11424－2008《山苍
子(精)油》进行［20］。仪器条件为:DB－5 石英毛细管
柱(30m ×0.25mm，0.25μm) ;升温程序:70～250℃，速
率 2℃;载气流速 1.0mL /min，进样量 0.5μL，进样口
温度 250℃，检测器温度 250℃，分流比 100 ∶1;检测
器:火焰离子化检测器。
1.2.4 核仁油含量测定 称取一定量已粉碎的山苍
子核样品，加入滤纸套内，并将滤纸套装入索氏提取
器，加入环己烷并加热回流 5～6h，直至虹吸流回烧瓶
的溶剂澄清，基本无萃取物后，用旋转蒸发仪蒸出溶
剂称残留物重量并计算其含量［21］。
1.2.5 统计分析 所有数据均以平均值 ±标准偏差
表示，采用 SPSS16.0 进行方差分析、Duncan 多重比
较、Spearman相关分析及逐步线性回归分析。
2 结果与分析
2.1 山胡椒成熟过程中色泽的变化
由表 1 可知，在山胡椒成熟过程中，其亮度值 L*
从 33.15 下降到 26.04，下降显著(p ＜ 0.05) ;红绿值
a* 在各采收期内均发生明显变化(p ＜ 0.05) ，呈现出
先降低后升高的变化趋势;而黄蓝值 b* 和色饱和度
值 C则与 a* 值呈现出相反的变化趋势，在采摘早期
逐渐升高(p ＜ 0.05) ，在采摘晚期则呈现下降趋势;色
度值 h在整个成熟期内均呈现下降的变化趋势。这
可能是在山胡椒成熟早期，果实处于膨大发育阶段，
叶绿素含量增加较快，促进了果实的光合作用，有利
于其生长发育，在成熟后期，果实内积累了较多的碳
水化合物，则利于类胡萝卜素、花色苷等内含物的形
成［22］，从而导致了山胡椒颜色加深，由起始的黄绿色
逐渐转变为青绿色，然后到红褐色，最后转变为紫黑
色，但各阶段变化的程度有所差异，在 5 月 31 日～8
月 10 期间，其色泽发生缓慢变化，从 8 月 10 日～8 月
25 日是山胡椒色泽改变的主要阶段，通过肉眼观察，
其色泽由青绿色转变为红褐色，而后其色泽进一步
发生改变，在短时间内由红褐色转变为紫黑色。
2.2 山胡椒成熟过程中精油含量的变化
由图 1 可知，山胡椒成熟过程中精油含量随成
熟度的增加而不断增加，但增加的程度随成熟度的
不同而有所差异。在 5 月 31 日～7 月 26 日期间，精
油含量由 0.22%上升到 1.55%，各采收期均存在显著
想差异(p ＜ 0.05) ，而后缓慢增加，从 8 月 10 日～8 月
25 日是山胡椒精油快速积累期，其含量增加了
173.74%，这是因为山胡椒精油是山胡椒的次级代谢
产物，其产生过程受初级代谢的控制，当果实处于生
长发育期，初级代谢合成旺盛，果实中大量积累糖类
和蛋白质，使次级代谢产物的合成底物相对不足，精
油的合成受到影响，当果实进入完熟期后主要进行
次级代谢，物质转化作用加强，精油的形成快速增
加。但研究结果与龙春焯等［23］的研究略有差异，这
可能是山胡椒品种、生长环境及地理位置等对精油
含量的变化规律产生了影响。
2.3 山胡椒成熟过程中柠檬醛含量的变化
采收时间对山胡椒精油中柠檬醛含量具有显著
影响(p ＜ 0.05)。从图 2 可以看出，在成熟过程中，山
胡椒柠檬醛含量总体呈上升趋势，从 6 月 28 日开始
柠檬醛含量快速上升(p ＜ 0.05) ，其含量从 40.30%增
加到 69.43%，而后显著下降(p ＜ 0.05) ，这种变化趋
势与精油含量的变化规律存在一定差异，可能是在
山胡椒成熟后期，高温等环境胁迫导致柠檬醛被逐
110
表 2 各项指标的相关性系数及其显著性检验结果
Table 2 Correlation coefficients of indexes and significant test results
项目 L* a* b* C h 精油含量 柠檬醛含量 核仁油含量
L* 1
a* － 0.677 1
b* 0.500 － 0.595 1
C 0.500 － 0.595 1.000＊＊ 1
h 0.659 0.826* 0.323 0.323 1
精油含量 － 0.881＊＊ 0.857＊＊ － 0.452 － 0.452 0.886＊＊ 1
柠檬醛含量 － 0.762* 0.881＊＊ － 0.238 － 0.238 0.862＊＊ 0.905＊＊ 1
核仁油含量 － 0.905＊＊ 0.881＊＊ － 0.429 － 0.429 0.862＊＊ 0.976＊＊ 0.952＊＊ 1
注:* 表示相关性显著(p ＜ 0.05) ;＊＊表示相关极显著(p ＜ 0.01)。
渐挥发掉，实验结果与陈卫军［24］的研究结论一致。
图 1 山胡椒成熟过程中精油含量的变化
Fig.1 Changes in essential oil content of
Litsea cubeba during ripening period
注:图中不同字母表示数据间
在 5%水平上差异显著，图 2、图 3 同。
图 2 山胡椒成熟过程中柠檬醛含量的变化
Fig.2 Changes in citral content of
Litsea cubeba during ripening period
2.4 山胡椒成熟过程中核仁油含量的变化
从图 3 可以看出，山胡椒成熟过程中，核仁油含
量总体呈上升趋势，其动态变化趋势与精油含量的
变化基本同步，在 5 月 31 日～7 月 26 日期间，核仁油
含量由 12.40%上升到 28.18%，各采收期均存在显著
性差异(p ＜ 0.05) ，而后缓慢变化，在 8 月 10 日～8 月
25 日期间，核仁油含量快速上升，其含量增加了
52.11%，但与精油含量变化不同的是，在 8 月 25 日～
9 月 2 日期间，核仁油含量则有所降低，这可能是在
成熟后期，光合作用减弱，导致初级代谢产物脂肪被
分解。
图 3 山胡椒成熟过程中核仁油含量的变化
Fig.3 Changes in kernel oil content of
Litsea cubeba during ripening period
2.5 各色泽指标与主要化学成分之间的相关性分析
及回归
山胡椒成熟过程中精油、柠檬醛和核仁油含量
与各色泽指标的相关性见表 2。由表 2 可知，山胡椒
成熟过程中精油含量与红绿值 a* 、色度值 h 呈极显
著的正相关(p ＜ 0.01) ，相关系数分别为 0.857、
0.886，表明精油含量随红绿值 a* 和色度值 h 增加而
增大，而与亮度值 L* 呈极显著的负相关(p ＜ 0.01) ;
柠檬醛及核仁油含量和各色泽指标的相关性情况与
精油含量相似，只不过柠檬醛含量与亮度值 L* 的相
关性未达到极显著水平(p ＜ 0.05) ，其相关系数为
－0.762;而各化学指标(精油含量、柠檬醛含量、核仁
油含量)之间均呈极显著的正相关(p ＜ 0.01) ，精油
含量与柠檬醛、核仁油含量的相关系数分别为 0.905、
0.976，柠檬醛与核仁油含量之间的相关系数则
为 0.952。
为找出反映山胡椒在成熟过程中主要化学变化
的色泽指标，因此，以精油含量(Y1)、柠檬醛含量
(Y2)及核仁油含量(Y3)为因变量，与之相关的色泽
指标作为自变量，采用逐步回归分析法，分别建立主
要化学成分与色泽指标之间的回归方程，结果见
表 3。
由表 3 可知，山胡椒成熟过程中精油含量与各
色泽指标之间的线性关系经逐步回归分析后，只有
色度值 h被引入回归方程，而其它色泽变量均被剔
除，经方差分析，线性关系极显著(p ＜ 0.01) ，经校正
Ｒ2 为 0.951，说明该回归方程效果理想，山胡椒成熟
过程中精油含量可以通过色度值 h 来确定;柠檬醛
111
表 3 主要化学成分与各色泽指标回归方程
Table 3 Ｒegression equations of main chemical compositions and color indexes
方程 变量 指标系数 Ｒ2 调整 Ｒ2 回归方程 F检验
1 h － 0.071 0.958 0.951 Y1 = －0.071h + 8.556 ＊＊
2 a
*
C
7.707
1.588
0.922 0.891 Y2 = 7.707a
* + 1.588C + 53.374 *
3 a* 3.510 0.857 0.833 Y3 = 3.510a
* + 43.072 ＊＊
含量与各色泽指标之间的线性关系经逐步回归分析
后，红绿值 a* 和色饱和度值 C 对柠檬醛含量影响显
著，而被引入方程，经方差分析，线性关系显著
(p ＜ 0.05) ，经校正 Ｒ2 为 0.891，因此，可以通过红绿
值 a* 和色饱和度值 C 来反映柠檬醛的含量;而核仁
油的含量与各色泽指标间的关系经逐步回归分析
后，红绿值 a* 被引入回归方程，其它色泽指标对核仁
油含量的影响不显著被剔除，经方差分析，线性关系
极显著(p ＜ 0.01) ，经校正 Ｒ2 为 0.833，说明可以通过
测定红绿值 a* 来反映核仁油的含量。
3 结论
山胡椒成熟过程中品质发生明显的变化，随成
熟度的增加，颜色逐渐加深，精油含量不断增加，柠
檬醛及核仁油含量先增加后降低，色泽指标可以很
好地反映出山胡椒成熟期间的品质变化;利用色泽
指标与精油、柠檬醛及核仁油含量构建的关系曲线
线性关系较好，为今后山胡椒成熟过程中品质判定
进行初步预测提供基础，解决了感官评定的主观性
以及传统指标测定费时费力的不足。
参考文献
［1］陈根洪，程超 .山苍子油提取与微胶囊化研究［J］.中国粮
油学报，2005，20(5) :108－110.
［2］陈学恒 .我国山苍子资源利用现状和产业化前景评述
［J］.林业科学，2003，39(4) :134－139.
［3］赵利琴 .山胡椒属萜类及其生物活性研究进展［J］.时珍国
医国药，2006，17(2) :171－174.
［4］Yueh － Te Chang，Chu Fang － Hua. Molecular cloning and
characterization of monoterpene synthases from Litsea cubeba
(Lour.)Persoon［J］. Tree Genetics ＆ Genomes，2011 (7) :
835－844.
［5］Kala C P.Ethnomedicinal botany of the Apatani in the Eastern
Himalayan region of India ［J］ . J of Ethnobiology and
Ethnomedicine，2005，1(11) :1－8.
［6］Lalko J，API A M. Investigation of the dermal sensitization
potential of various essential oil in the local lymph node assay
［J］. Food and Chemical Toxicology，2006，5(44) :739－746.
［7］Chen Chi－ Jung，Yen－Hsueh Tseng，Chu Fang－Hua，et al.
Neuropharmacological activities of fruit essential oil from Litsea
cubeba Persoon［J］.J Wood Sci，DOI 10.1007 /s10086－012－1277－3.
［8］田胜平，汪阳东，陈益存，等 .山苍子 AFLP 反应体系的建
立及其引物筛选［J］.林业科学研究，2012，25(2) :174－181.
［9］Weerakkody N S，Caffin N，Turner M S，et al. In vitro
antimicrobial activity of less － utilized spice and herb extracts
against selected food－ borne bacteria［J］. Food Control，2010，21
(10) :1408－1414.
［10］Ying Wang，Zi － Tao Jiang，Ｒong Li. Complexation and
molecular microcapsules of Litsea cubeba essential oil with
β－cyclodextrin and its derivatives［J］. Eur Food Ｒes Technol
2009，228:865－873.
［11］张德权，吕飞杰，台建祥 .超临界 CO2 流体技术萃取山苍
子油的研究［J］.食品与发酵工业，2000，26(2) :54－57.
［12］田胜平，汪阳东，陈益存，等 .不同居群山苍子果实精油
和柠檬醛含量及其与地理－气候因子的相关性［J］.植物资源
与环境学报，2012，21(3) :57－62.
［13］潘永贵，谢江辉，史光艳 .鲜切番木瓜最适加工成熟度的
研究［J］.食品工业科技，2009，30(3) :108－110.
［14］Jakobsen M，Bertelsen G.Colour stability and lipid oxidation
of fresh beef. Development of a response surface model for
predicting the effects of temperature，storage time and modified
atmosphere composition［J］.Meat Science，2000，54:49－57.
［15］陈晓亮，王世平，刘欢 .冷却猪肉新鲜度的色差快速分析
评价方法［J］.食品科学，2012，33(4) :204－208.
［16］Schouten Ｒ E，Kessler D，Orcaray L，et al. Predictability of
keeping quality of strawberry batches［J］.Postharvest Biology and
Technology，2002，26(1) :35－47.
［17］Eli Cohen，Israel Saguy.A Ｒapid Method of Determination of
Betanin and VulgaxanthinⅠ in Beet Powder using a general
Purpose Tristimulus Colorimeter［J］. Z Lebensm Unters Forsch，
1982，175:31－33.
［18］游玉明，付静 .山胡椒护色技术的研究［J］.食品工业科
技，2013，34(4) :219－222.
［19］国家药典委员会 .中华人民共和国药典(一部) ［M］.北
京:中国医药科技出版社，2010:附录 XD.
［20］GB /T 11424－2008《山苍子(精)油》［S］.中华人民共和
国国家标准 .
［21］陈海燕，潘波，钟昌勇 .山苍子核仁油的提取及其应用
［J］.广西林业科学，2010，39(3) :152－153.
［22］张金云 .芒果果实色素与变化规律及调控的研究［D］.海
口:海南大学，2010.
［23］龙春焯，龙燕，龙汉武，等 .贵州山苍子果实精油的研究
［J］.贵州农业科学，1993(6) :20－24.
［24］陈在军 .山苍子果实外表颜色变化与其出油率及油质关
系的研究［J］.河南林业科技，2001，21(2) :33－34.