全 文 ：汉源红花椒和金阳青花椒香气活性成分研究
杨 峥 公敬欣 张 玲 都荣强 谢建春 * 孙宝国
（北京市食品风味化学重点实验室 北京工商大学 北京 100048）
摘要 采用固相微萃取/气-质联机分析及稀释法气相色谱-嗅闻（GC-O）分析，研究汉源红花椒和金阳青花椒
的香气活性成分。 从两种花椒中共鉴定出 31 种挥发性成分，其中 13 种化合物 GC-O 检测结果有气味活性。 按
照稀释因子排序，两种花椒的关键香气活性成分包括桧烯、月桂烯、柠檬烯、芳樟醇、1-萜烯-4-醇、乙酸芳樟酯
6 种单萜化合物。这些关键化合物在两种花椒中的含量及稀释因子不同，导致两种花椒风味不同。汉源贡椒中气
味最强势的化合物为芳樟醇和乙酸芳樟酯，整体风味为柑橘香、香气浓郁；金阳青花椒中气味最强势的为芳樟
醇、1-萜烯-4-醇和月桂烯，整体风味为辛香、药草香，香气清雅。
关键词 花椒； 气相色谱-嗅闻； 香气活性； 芳香提取物稀释分析法
文章编号 1009-7848（2014）05-0226-05
花椒为芸香科植物花椒的干燥成熟果皮，分
红花椒（Zanthoxylum Bungeanum Maxim） 和青椒
（Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc.）。 花椒
在我国四川、山西、山东等多个省区广泛种植[1]。花
椒为中餐常用调味料，被誉为“八大味”之一。目前
关于花椒风味成分的研究多数限于气相色谱或
气-质联机分析挥发性组成[2-9]。 例如曹雁平等[2]利
用固相微萃取 （Solid Phase Micro -extraction，
SPME） 和气-质联机（Gas Chromatography and Mass
Spectrometry， GC-MS）从陕西韩城花椒中检测出
γ-萜品烯、β-水芹烯、cis-β-松油醇、α-蒎烯、3-
蒈烯等 48种成分。
在构成天然风味的若干种挥发性成分中，真
正对风味有贡献的仅仅是很少的一部分。 GC-MS
能给出挥发性物质组成而无法给出哪些是香气活
性物质及其对整体风味的贡献情况。气相色谱-嗅
闻联用（Gas Chromatography and Olfactory， GC-
O） 是 1 种利用人鼻嗅闻经气相色谱分离后的馏
分，以检测样品中香气活性成分的方法[10]。 稀释法
是用于客观评价 GC-O 信息并判断单一香气成分
对整体风味感官贡献的常用检测技术。 芳香提取
物稀释分析法（AEDA）于 1987 年 W. Grosch 提出
[11]， 该法通过测定各香气成分的稀释因子（Flavor
dilution factor， FD）并对稀释因子排序，锁定关键
香成分，现已广泛用于肉类、咖啡和酒类等食品的
风味成分研究[12-14]。
汉源红花椒，芳香浓郁、醇麻爽口，在我国唐
代被列为贡品，又名“贡椒”。 金阳青花椒，麻味纯
正，清香扑鼻，味久不衰，被誉为花椒中的极品，是
川菜烹饪特别是火锅制作中重要的川味调料之
一。本文在固相微萃取 GC-MS分析挥发性成分的
基础上，采用 AEDA 法 GC-O 检测，对汉源红花椒
和金阳青花椒的香气活性成分进行研究。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
汉源红花椒， 产地四川，2011 年； 金阳青花
椒， 产地云南，2011 年； C7～C22 正构烷烃 （色谱
纯）、甲醇（色谱纯），迪马科技公司。
手动固相微萃取手柄 ，1 cm 长 50/30 μm
DVB/CAR/PDMS 萃取纤维，15 mL 密封样品瓶，美
国 Supelco 公司；7890A/5975C 气相色谱-质谱联
用仪， 美国 Agilent 公司；Sniffer 9000 嗅闻器，瑞
士 Brechbühler公司。
收稿日期： 2013-06-20
基金项目： 国家自然科学基金项目（31171755，31371838）；北京
市自然科学基金项目（21220213）
作者简介： 杨峥，女，1988 年出生，硕士生
通讯作者： 谢建春
Vol． 14 No． 5
May 2 0 1 4Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 14 卷 第 5 期
2 0 1 4 年 5 月
第 14 卷 第 5 期
1.2 试验方法
1.2.1 固相微萃取 萃取纤维按使用说明事先老
化。将 0.5 g红花椒（或青花椒）置于 15 mL密封样
品瓶中， 室温下顶空吸附 30 min， 待 GC-MS 或
GC-O分析。
1.2.2 GC-MS 分析 色谱柱 DB-5 ms（30 m×0.25
mm×0.5 μm）， 起始柱温 40℃， 以 12℃/min 升至
100℃，保持 2 min；以 3℃/min升至 150℃，保持 3
min；以 30 ℃/min 升至 250 ℃，保持 2 min。 载气
He，流速 2.1 mL/min，进样口 250 ℃，不分流模式。
萃取纤维解吸 5 min。
电子轰击离子源（EI），能量 70 eV，离子源温
度 230 ℃，四级杆温度 150 ℃，质量扫描范围 33～
400 amu。 辅助加热线温度 280℃。
在相同条件下进样，分析 C6~C22正构烷烃，计
算保留指数（RI值）：
RI=100n+100 ti-tnt（n+1）-tn
式中，tn、t（n+1）——分别为碳数为 n 和 n+1 正构
烷烃的保留时间；ti——内插在碳数为 n 和 n+1 正
构烷烃之间的 i化合物的保留时间。
1.2.3 GC-O 分析 GC-O 系统由配有 FID 检测
器的 Agilent 6890N GC 装置和嗅闻装置组成。 色
谱柱 DB-5（30 m×0.32 mm×0.25 μm），柱温程序同
GC-MS。 进样口温度 250 ℃，载气氮气，恒压模式
69.64 kPa。 样品经色谱柱分离后，按 1∶1比例分别
流入 FID和嗅闻器。 按照保留指数记录嗅闻化合
物的气味特征。 保留指数计算方法与上述 GC-MS
分析时相同。
萃取纤维解吸 5 min。 按分流比为：不分流，1∶
2，1∶4，1∶8，1∶16，1∶32 等以此类推进行稀释嗅闻，
直到评价员在嗅闻末端闻不到气味时停止。 每种
香味化合物最高稀释倍数为其 FD值。
2 结果与讨论
GC-O 分析结果与气-质联机分析结果通过
保留指数进行关联。 根据计算机检索标准质谱库
（NIST11）、嗅闻气味特征及保留指数定性，化合物
定量用绝对峰面积表示， 以比较各化合物在红花
椒和青花椒中的含量，结果见表 1。
从两种花椒中共鉴定出 31 种化合物，绝大多
数为单萜类，还包括少量倍半萜类；有 22 种化合
物为两种花椒共存。从红花椒中鉴定出 27种化合
物，单萜类 20 种，相对峰面积占 99.33%（用面积
归一化法计算，下同）；倍半萜类 7 种，相对峰面积
占 0.67%。 单萜类中，单萜烃类 12种，相对峰面积
占 52.29%；含氧单萜 8种，相对峰面积占 47.04%。
从青花椒中鉴定出 29 种化合物，单萜类 21 种，相
对峰面积占 96.11%；倍半萜类 8 种，相对峰面积
占 3.89%。 单萜类中，单萜烃类 11种，相对峰面积
占 41.35% ； 含氧单萜 10 种 ， 相对峰面积占
54.76%。
红花椒中含量最高的为柠檬烯， 相对峰面积
为 29.42%；其次为乙酸芳樟酯和芳樟醇，相对峰
面积分别为 27.16%和 17.18%。青花椒中含量最高
的为芳樟醇，相对峰面积占 50.09%；其次是柠檬
烯和桧烯，相对峰面积分别为 20.80%和 9.78%，而
乙酸芳樟酯仅占 3.44%。
挥发性成分分析结果与物料的品种、产地、采
摘后贮藏加工、分析方法等多个因素有关[3]。Chang
等[4]采用水蒸气蒸馏提取韩国青花椒（Zanthoxylum
schinifolium） 的挥发性成分，GC-MS 分析表明主
要为 β-水芹烯、香茅醛和乙酸香叶酯。王利平等[5]
用 GC-MS分析陕北宜川大红袍红花椒精油，主要
成分为 9-烯-十八碳酸乙酯、棕榈酸乙酯、α-松油
醇、芳樟醇等。赵丽娟等[6]用 GC-MS分析同时蒸馏
萃取太行山地区的红花椒精油， 主要成分为柠檬
烯、桉叶油素、β-蒎烯。Gong等[7]用 GC-MS分析采
用水蒸气蒸馏得到的陕西红花椒精油， 主要成分
为 1-萜烯-4-醇、1，8-桉叶油素、对伞花烃。 祝瑞
雪等 [8]用水蒸气蒸馏提取汉源红花椒精油，气-质
联机分析含量最高的为柠檬烯， 其次为芳樟醇和
乙酸芳樟酯。Yang[9]用水蒸气蒸馏提取重庆红花椒
和青花椒精油，GC-MS 分析红花椒中主要为乙酸
芳樟酯、芳樟醇、柠檬烯，而青花椒中主要成分为
芳樟醇、柠檬烯、桧烯。 本文的分析结果与祝瑞雪
等[8]及 Yang[9]的报道基本一致。
经 GC-O 检测， 青花椒和红花椒风味主要由
柑橘香、木香、草药香、辛香和膏香等构成。按其保
留指数包括 13 个气味活性区，这些气味活性区主
要归属为单萜类化合物，其中单萜烃类 6 种，单萜
氧化物 5种。采用 AEDA法 GC-O分析时，化合物
汉源红花椒和金阳青花椒香气活性成分研究 227
中 国 食 品 学 报 2014 年第 5 期
单萜烃类
927 α-侧柏烯 1.53 — — — MS，RI
936 α-蒎烯 0.32 1.38 草药味 — 4 MS，RI，气味
954 莰烯 0.03 0.05 — — MS，RI
977 桧烯 5.83 14.53 膏香、木香 8 64 MS，RI，气味
982 β-蒎烯 0.42 1.39 — — MS，RI
990 月桂烯 6.23 8.11 膏香、木香 32 256 MS，RI，气味
1 008 α-水芹烯 0.24 0.61 — — MS，RI
1 018 α-萜品烯 0.94 0.42 — — MS，RI
1 037 柠檬烯 27.79 30.92 柑橘香 64 64 MS，RI，气味
1 045 β-罗勒烯 2.20 2.36 草药、辛香 8 32 MS，RI，气味
1 059 γ-萜品烯 2.72 1.39 — — MS，RI
1 086 α-异松油烯 1.13 0.69 膏香 — 4 MS，RI，气味
含氧单萜类
1 072 反式-水合桧烯 1.04 — — — MS，RI
1 106 芳樟醇 16.23 74.45 柑橘香 256 256 MS，RI，气味
1 156 香茅醛 — 1.10 黄瓜香 — 32 MS，RI，气味
1 175 环氧芳樟醇 — 0.14 — — MS，RI
1 183 1-萜烯-4-醇 0.93 0.67 草药、辛香 128 256 MS，RI，气味
1255 乙酸芳樟酯 25.66 5.11 柑橘香 256 32 MS，RI，气味
1 260 胡椒酮 0.09 0.18 辛香 — 8 MS，RI，气味
1 284 乙酸冰片酯 0.06 0.05 — — MS，RI
1 288 反式-茴香脑 — 0.11 — — MS，RI
1 358 乙酸橙花酯 0.18 0.03 — — MS，RI
1 377 乙酸香叶酯 0.25 0.07 — — MS，RI
倍半萜烃类
1 386 β-榄香烯 0.04 0.27 — — MS，RI
1 415 β-石竹烯 0.42 2.34 — — MS，RI
1 469 α-芹子烯 — 0.99 — — MS，RI
1 476 大根香叶烯-D 0.12 1.65 膏香 — 16 MS，RI，气味
1 484 β-芹子烯 — 0.25 — — MS，RI
1 493 α-依兰油烯 0.01 — — — MS，RI
1 512 δ-荜澄茄烯 0.04 0.10 — — MS，RI
含氧倍半萜类
1 558 反式-橙花叔醇 — 0.23 柑橘香 — 32 MS，RI，气味
红花椒 青花椒 红花椒 青花椒
保留指数 化合物
峰面积（×108）
气味特征
稀释因子
* 鉴定方法
表 1 汉源红花椒和金阳青花椒的 GC-MS、GC-O 分析结果
Table 1 Analysis results for Han Yuan red pepper and Jin Yang green pepper by GC-MS and GC-O
注：* MS，质谱鉴定；RI，与文献保留指数核对鉴定；气味，与文献气味核对鉴定。
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第 14 卷 第 5 期
的稀释因子越高，对整体风味贡献越大，越可能成
为构成整体风味的关键香成分。 从青花椒中嗅闻
到比红花椒更多的气味活性区， 因这些区域对应
的 FD 值较小，故对青花椒的整体风味贡献较小，
很可能仅起一定的修饰作用。
图 1 显示对红花椒、青花椒中 GC-O 检测 FD
值（≥32）较高的化合物进行比较，直观地找出两
种花椒风味构成上的差异。 构成红花椒和青花椒
风味的关键化合物种类相同，均为单萜类，包括桧
烯、月桂烯、柠檬烯、芳樟醇、1-萜烯-4-醇、乙酸芳
樟酯。 其中芳樟醇、1-萜烯-4-醇和柠檬烯在红花
椒和青花椒中 FD≥64，属于两种花椒共有的强势
香成分。值得注意的是，这 6种关键化合物在红花
椒和青花椒中含量不同， 且它们在红花椒和青花
椒中分别具有不同的 FD 值， 对两种花椒风味的
贡献不同， 如乙酸芳樟酯在青花椒中含量较少，
FD 值仅为红花椒中的八分之一，因而对青花椒贡
献远小于红花椒。 红花椒中气味最强势的为芳樟
醇和乙酸芳樟酯，FD 值均为 256；其次为 1-萜烯-
4-醇和柠檬烯，FD值分别为 128和 64。 青花椒中
气味最强势的为芳樟醇、1-萜烯-4-醇和月桂烯，
FD值均为 256； 其次为柠檬烯和桧烯，FD值均为
64。 红花椒和青花椒中，6种关键化合物在含量及
FD 值上的差异，是导致红花椒与青花椒风味不同
的主要原因。 相比之下，红花椒偏柑橘香，香气浓
郁，很可能因含有芳樟醇和乙酸芳樟酯、柠檬烯 3
个关键香气成分所致；青花椒偏辛香、药草香，香
气清逸，很可能因含有 1-萜烯-4-醇、月桂烯、桧
烯 3个关键香成分所致。
有关利用 GC-O 检测技术研究红花椒和青花
椒风味目前尚未见文献报道。Yang[9]通过化合物香
气特征值 （根据化合物含量和气味阈值计算）推
测， 对四川红花椒和青花椒风味有重要贡献的为
芳樟醇、松油醇、月桂烯、1，8-桉叶油素、柠檬烯、
香叶醇。 在有关花椒属其它种“椒”的 GC-O 研究
中，韩国川椒（Zanthoxylum piperitum A.P. DC.）含
有乙酸芳樟酯、柠檬烯、芳樟醇、月桂烯等 14 种香
气活性成分， 其中香茅醛和柠檬烯为特征香成
分 [15]；印尼刺花椒（Zanthoxylum acanthopodium）关
键香成分为香茅醛和柠檬烯[16]。
3 结论
采用固相微萃取/气-质联机分析汉源红花椒
和金阳青花椒， 共鉴定出 31 种成分；GC-O 分析
结果表明仅 13 种化合物有气味活性。 桧烯、月桂
烯、柠檬烯、芳樟醇、1-萜烯-4-醇和乙酸芳樟酯 6
种化合物为两种花椒的关键香成分。 汉源红花椒
中气味最强势的为芳樟醇和乙酸芳樟酯， 金阳青
花椒中气味最强势的为芳樟醇、1-萜烯-4-醇和月
桂烯。 这 6 种关键香成分在两种花椒中的含量和
稀释因子不同，导致两种花椒呈现不同风味。
300
250
200
150
100
50
0
红花椒
青花椒
桧烯 月桂烯 柠檬烯 芳樟醇 1-萜烯
-4-醇
乙酸芳
樟酯
化合物
FD
图 1 汉源红花椒和金阳青花椒关键香成分 FD 值比较
Fig.1 Comparison of key aroma-active compounds in
Han Yuan red pepper and Jin Yang green pepper
参 考 文 献
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Study on Aroma-active Compounds in Han Yuan Red Pepper and
Jin Yang Green Pepper
Yang Zheng Gong Jingxin Zhang Ling Du Rongqiang Xie Jianchun* Sun Baoguo
（Beijing Key Laboratory of Food Flavor Chemistry， Beijing Technology and Business University， Beijing 100048）
Abstract Solid phase Micro-extraction and GC-MS was applied to analyze volatiles in Han Yuan red pepper （Zan-
thoxylum bungeanum Maxim） and Jin Yang green pepper（Zanthoxylum schinifolium Sieb. et Zucc.）. GC-O was applied to
detect aroma-active compounds by an aroma extract dilution analysis（AEDA） method. Total of thirty-one volatiles were i-
dentified from the two peppers， whereas only thirteen of them were smelled in GC-O analysis. According to FD value
（Flavor dilution factor， FD）， six compounds including sabinene， myrcene， limonene， linalool， 1-terpinen-4-ol， and
linalyl acetate were considered to be key odorants. However， different amount and FD values for the six compounds were
present in the two peppers， which mainly caused the two peppers having different flavor. In Han Yuan red pepper， the
most potent compounds were linalool and linalyl acetate， thus Han Yuan pepper was of strong citrus flavor. Otherwise，
in Jin Yang green pepper， linalool， 1-terpene-4-alcohol and myrcene were the most potent， thus Jin Yang green pepper
was of herbal， spicy and green flavor.
Key words Zanthoxylum； GC-O； aroma-active； aroma extract dilution analysis
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