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青花椒的热稳定性研究



全 文 :青花椒的热稳定性研究
马金华
(西昌学院 轻化工程学院,四川 西昌 615013)
摘要:研究了加热对青花椒的影响。用差热-热重分析(TG-DTA)对青花椒进行了热分析研究。青花椒
果皮和青花椒籽的热分解分为几个阶段,其分解特征峰明显。青花椒果皮的特征峰可作为青花椒的辅
助鉴别;青花椒的保存使用温度不宜过高。
关键词:青花椒;热分析;差热-热重分析
中图分类号:TS264.2   文献标识码:A   文章编号:1000-9973(2011)09-0030-02
Study on stability of thermoanalysis for Zanthoxylum
schinifolium Sieb.et Zucc
MA Jin-hua
(School of Applied and Chemical Engineering of Xichang Colege,Xichang 615013,China)
Abstract:To understand the influence of heating for Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc.The
thermodynamic properties of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc was studied by TG-DTA meth-
od in the static air.The thermal decomposition of fruit and seed of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et
Zucc can be divided into a few stage,the Characteristics of it's thermal decomposed reaction were ob-
served.The DTA chromatography characteristic peak of it's fruit can be used as Assisted identification
of Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc;The temperature in extraction and separation and use and
save of the fruit oil is unfavorable and exorbitant.
Key words:Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc;thermoanalysis;TG-DTA
   青花 椒 (Zanthoxylum schinifolium Sieb.et
Zucc)又名香椒子、崖椒、野椒、青椒、狗椒,因其果实成
熟后为青色而得名,它属芸香科、花椒属落叶植物,是
家庭常用烹饪调料和中药配料[1]。青花椒是《中华人
名共和国药典》所收载的常用中药材,具有温中止痛,
杀虫止痒的功能,可用于腕腹冷痛、呕吐泄泻、虫积腹
痛、湿疹瘙痒等症状的治疗[2]。青花椒的植物学鉴别、
化学成分鉴定以及药理作用的研究等方面已有研究,
其化学成分主要有生物碱、酰胺、木脂素、香豆素、挥发
油和脂肪酸等,对心血管系统、消化系统、免疫系统等
都有较强的药理活性[3,4],但其热稳定性的研究还未
见报道。
热分析是在程序控温和一定气氛下,测量试样的
某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。热分析
技术用于研究物质在某一特定温度时发生的热学等物
理参数的变化,由此进一步研究物质的结构和性能之
间的关系,研究反应规律以及制定工艺条件等[5]。同
一物质具有相同的热图谱,不同物质的热图谱不一样,
即拥有各自的特征峰形。近年来热分析在中药鉴定中
的应用愈来愈多,初步显示其独特的优点[6,7]。
本实验采用热分析仪对青花椒进行了热分析研究,
以期青花椒资源的开发利用提供新方法与科学依据。
收稿日期:2011-05-09
基金项目:四川省教育厅科研基金项目(08zc015),西昌学院自然科研基金项目(ZZSSA0809)
作者简介:马金华(1965- ),男,四川盐源县人,硕士,副教授,从事药用植物学教学与研究工作。
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试验研究  2011年第9期
总第36卷
               中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT
1 材料与方法
1.1 材料
实验材料采摘于四川省金阳县,经过预处理(洗
净、拣去杂质、自然风干)后粉碎,过100目筛,备用。
1.2 仪器与实验条件
SHIMADZU DTG-60差热-热重分析仪,日本岛
津公司;升温范围为室温~590℃;气氛为静态空气;
参比物为空铝坩埚,样品实验条件见文献。
1.3 方法
在静态空气气氛条件下,对青花椒样品进行热分
析测定得到热分析图谱,对热图谱进行分析并确定测
试样品的特征值。
2 结果与讨论
青花椒果皮的差热-热重分析曲线如图1所示,
TG为热重曲线,DTA为差热曲线。
图1 青花椒果皮的差热-热重曲线
分析图1可知,青花椒果皮的加热失重分为四个
阶段。第一阶段失去水分等易挥发物质,温度从35℃
至141℃,失重百分率为12.4%。第二阶段失去挥发
油,温度范围在141~373℃之间,峰温326℃,失重百
分率为42.8%。第三阶段为预碳化阶段,主要是纤维
素、半纤维素的分解、湿存水和残留挥发性物质的失
去,包括具有较高热稳定性的木质素的分解过程,温度
范围大致在373~422℃之间,峰温395℃,失重百分
率为5.9%。第四阶段为碳化阶段,温度范围大致在
422~549℃之间,峰温483℃,失重百分率为32.2%。
青花椒果皮在325℃和478℃的峰型特别明显,可作
为辅助鉴别青花椒的依据。青花椒果皮的热分解第二
阶段的数据表明,果皮中挥发油的含量较高,这与已有
研究资料的结果一致。研究资料显示,青花椒果皮的
挥发性油组分一部分是烃类含氧化合物,包括醇类、醛
酮类、酯类和水合脂肪烯烃,醇类物质占绝大部分,尤
其以芳樟醇含量最高。挥发油组分中不含氧的烃类化
合物中,柠檬烯、桧烯的含量最高[8]。青花椒芳樟醇的
含量是红花椒中芳樟醇含量的3倍左右[9]。
图2为青花椒果皮与红花椒果皮的热重-差热曲线比
较,二者的热分解规律非常相似,但青花椒果皮的热分解的
温度较红花椒果皮的分解温度稍低,所以,为有效利用青花
椒的挥发油组分必须在低于141℃的温度下使用。
图2 青花椒果皮与红花椒果皮的差热-热重曲线
注:A为青花椒果皮,B为红花椒果皮。
  青花椒籽中含油25%~30%,包括不饱和脂肪
酸-油酸、亚油酸、亚麻酸等。青花椒籽与红花椒籽的
差热-热重分析曲线如图3所示。
图3 青花椒籽与红花椒籽的差热-热重曲线
注:C为青花椒籽,D为红花椒籽。
(下转第36页)
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2011年第9期
总第36卷
               中 国 调 味 品
CHINA CONDIMENT 试验研究  
挥发性物质的组成以及含量存在较大的差异。
鸡肉香精中含量较高的挥发性成分主要有乙基麦
芽酚、2-乙酰基吡嗪、二糠基硫醚、4-甲氧基苯甲醇等;牛
肉香精中主要有4-甲基-5-噻唑乙醇、乙基麦芽酚、3-甲
硫基丙醇、3-甲硫基丙醛等;猪肉香精有二乙酸甘油酯、
乙基麦芽酚、四氢噻吩酮、糠醛等;而羊肉香精中主要有
2-戊基-2-壬醛、庚酸乙酯、己酸乙酯、癸酸乙酯等。
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(上接第31页)
  由图3可知,青花椒籽与红花椒籽的热分解规律
极为相似,都分为三个阶段,只是青花椒籽的分解温度
较红花椒籽的分解温度略低。分析图中曲线可见,青
花椒籽的热分解第一阶段是失去水等易挥发组分,温
度范围在35~97℃之间,失重百分率为7.5%。第二
阶段花椒籽油等的氧化以及残留挥发性物质的失去,
温度范围在97~347℃之间,失重百分率为32.3%。
第三阶段是纤维素、半纤维素的分解,温度范围大致在
373~520℃之间,峰温426℃,失重45.3%。
3 结论
青花椒果皮的热分解规律明显,其特征峰可应用
于青花椒的辅助鉴别。
青花椒籽的热分解规律明显,其提取温度不宜超
过97℃。
青花椒与红花椒的热分解规律相似,只是青花椒
的热分解温度较红花椒的热分解温度略低,建议不要
长期处于高于35℃的环境中。
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试验研究  2011年第9期
总第36卷
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CHINA CONDIMENT