基于不同初加工处理的云南胡椒品质特性研究

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基于不同初加工处理的云南胡椒品质特性研究




沈绍斌1,姜太玲1,刘倩1,白丽娜1

段春芳1,张林辉1,李月仙1,耿沙1

车彬1,邬华松2,杨建峰2,王灿2

白来远3,瞿正华4,许敏5*严炜1


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作者单位


1. 云南省农业科学院热带亚热带经济作物研究所

2. 中国热带农业科学院 香料饮料研究所

3. 绿春县农业技术推广中心

4. 绿春县正华农产品加工厂

5. 昆明理工大学


引用格式


沈绍斌,姜太玲,刘倩等.基于不同初加工处理的云南胡椒品质特性研究[J].农产品加工,2026,(11):1-7.


基金项目


“红河州院士专家工作站——红河州邬华松专家工作站”项目(2024年7月15日);云南省科技厅重点研发计划建设面向南亚东南亚科技创新中心专项“云南省国际科技特派员认定(个人)”项目(202503AK140054)



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摘要:通过探究不同初加工处理对云南胡椒品质特性的影响,筛选云南黑胡椒、白胡椒最佳加工工艺,以满足消费者对云南胡椒产品品质的需求。以热引1号”胡椒为研究对象,比较不同加工处理对云南省胡椒主产区(绿春县、盈江县、隆阳区)同一海拔段黑胡椒、白胡椒初产品的感官特性、物理特性及化学特性影响,并进行综合评价。结果表明,同一海拔段不同产区、不同方法加工的黑胡椒水分含量、总灰分、胡椒碱、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、淀粉、粗脂肪及粗蛋白特性无显著差异;日晒处理的黑胡椒中外来物明显高于机械烘干得到的黑胡椒,机械烘干处理的黑胡椒霉菌含量明显低于日晒处理,综合评价确定云南黑胡椒的加工方法为机械烘干法;同一海拔段不同产区、不同方法加工的白胡椒水分含量、不挥发性乙醚提取物、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、淀粉、粗脂肪及粗蛋白特性无显著差异,保山胡椒产区黑胡椒、白胡椒的碱含量均高于绿春和盈江产区胡椒。传统水泡法处理的白胡椒外来物及黑果率明显高于机械脱皮法得到的白胡椒,传统水泡法制得的白胡椒黑果率最高;传统水泡法制得的白胡椒白度值最高;机械脱皮法制得的白胡椒香味最浓郁,无异臭味。考虑到白度值对胡椒营养价值和风味并无直接影响,气味对胡椒品质影响较大,综合评价确定云南白胡椒的加工方法为机械脱皮法。

关键词:不同初加工;云南胡椒;黑胡椒;白胡椒;品质特性

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一、引言


胡椒(Piper nigrum Linnaeus)属胡椒科(Piperaceae)胡椒属(Piper)多年生常绿藤本植物,原产于东亚,现广泛栽培于热带、亚热带地区,是世界上重要的热带香辛料作物,素有 “香料之王”“黑色黄金”的美誉。在我国海南、云南、福建、广东、广西等地均有种植。胡椒可用于治疗消化不良、寒痰、支气管炎和风湿病,在食品工业中常用作调味料和防腐性香料。胡椒含有多种成分,主要包括胡椒碱、精油、有机酸、木脂素、酚类及微量元素等,其中胡椒碱与精油是最主要的活性成分[11],生物碱主要包括胡椒碱、胡椒油碱A、胡椒油碱B、胡椒油碱C、胡椒林碱、胡椒新碱、胡椒油酸A 等,其中含量最大且活性最高的是胡椒碱,胡椒碱含量高低是衡量胡椒品质高低的重要性状指标,具有抗癌、抗炎、抗惊厥、抗氧化、抗抑郁、免疫调节等多种功效,应用前景广泛。胡椒是云南当地少数民族地区脱贫攻坚与乡村振兴有效衔接的重要经济作物,也是边疆人民主要的经济收入来源之一。近年来,持续低迷的胡椒价格严重影响了当地椒农的收入和胡椒产业的健康发展。因此,改进云南胡椒初加工技术,生产香味浓郁、品质较高的云南胡椒产品,对满足生产与消费者需要具有重要的意义。

黑胡椒一般用成熟的胡椒果实制成,也可用受寒害或其他原因造成的未成熟果实制成。黑胡椒在收获后通常干燥至含水量12%~14%,即水分活度低于0.7,以抑制储存过程中微生物生长繁殖,所以被归类为低水分食品。尽管低水分活度能够抑制微生物的生长,但黑胡椒收获后的处理、干燥和储存等加工环节中,可能因卫生条件不足而引发微生物污染。白胡椒由胡椒鲜果去梗脱粒、脱皮洗涤、干燥后获得,其中脱皮是白胡椒加工中的关键步骤,对白胡椒品质有重要影响。传统的静水浸泡脱皮方法生产周期长、耗水量大、效率低、劳动强度大,产品异臭味重,环境污染严重,品质不稳定。针对云南黑胡椒干燥及白胡椒脱皮加工问题,通过在云南不同胡椒产区采集同一海拔范围胡椒鲜果样品,经过日晒处理、机械烘干2种方式生产黑胡椒,利用传统水泡、机械脱皮2种方式生产白胡椒,揭示云南胡椒干燥及脱皮工艺对云南黑胡椒、白胡椒初产品物理特性及化学特性等理化指标的影响,并采用加权分析综合评价云南不同产区胡椒品质,以期为云南胡椒加工和品质调控提供理论依据。

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二、材料与方法


(一)材料与设备

1. 材料与试剂

“热引1号”胡椒鲜果,表面为黄绿色、成熟度一致、无病虫害,分别采摘于海拔800~900 m的云南省红河州绿春县、德宏州盈江县及保山市隆阳区。

胡椒样品采集地信息见表1。

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胡椒碱标准品,北京索莱宝科技有限公司提供;乙醚、乙醇等,国药集团化学试剂有限公司提供。

2. 仪器与设备

胡椒脱粒去梗机、烘干机、5TH-200型胡椒脱粒机、6TH-200型胡椒脱皮机、熟化机、生物燃烧机,昆明康立信电子机械有限公司产品;UV-1800型双光束紫外可见分光光度计,日本岛津公司产品。

(二)试验方法

1. 原料预处理

采摘成熟度80%~90%的胡椒,去枝、去叶、去泥,待用。

2. 黑胡椒制备方法

1)日晒处理法。将预处理好的胡椒鲜果均匀摊开在干净的晒场上,每天翻动几次,晒至胡椒粒变硬、颜色变深,含水量≤13%,备用。

2)机械烘干法。将预处理好的胡椒鲜果用沸水浸泡1~2 min后沥干水分,均匀铺在烘盘上,烘干机温度设定在50~60 ℃,湿度调至10%;每2~3 h翻动1次,烘至含水量≤13%,备用。

3. 白胡椒制备方法

1)传统水泡法。将新鲜胡椒直接放入水池中,浸泡7~14 d,直至果皮腐烂、可搓去为止,经搓揉、清洗3次,于烘干机中(温度60 ℃)干燥8 h,即得白胡椒,备用。

2)机械脱皮法。在胡椒脱皮脱粒机的熟化装置中,采用高温水蒸气熟化胡椒鲜果,熟化频率和脱皮频率分别设置为20 Hz和35 Hz。用胡椒脱粒去梗机将胡椒鲜果脱梗、脱粒,置于熟化机中熟化12 min后,用脱皮脱粒机脱除胡椒果皮,经自来水清洗3次,于烘干机中(温度60 ℃)干燥8 h,即得白胡椒,备用。

4. 黑胡椒感官评价

选择10名感官评价专家,以黑胡椒的色泽、气味和味道作为感官评价指标,其中气味依据香味和异臭味进行评价,记录各项目的评分,并计算2个项目的总得分和综合平均分。

1)色泽。与标准色板对照,判断同一批样品中果粒间颜色的差异程度,并做好记录。

2)气味、味道。用嗅觉辨别样品气味,通过咬嚼判断样品的味道。

黑胡椒感官特性评价标准见表2。

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5. 白胡椒感官评价

由10名经过专业培训的评定人员(5名男性和5名女性)组成评价小组。在室温下取200 g白胡椒粒,用阿拉伯数字和字母编码,根据感官评分标准进行打分。记录各项目的评分,并计算4 个项目的总得分和综合平均分。

白胡椒感官评价标准见表3。

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6. 胡椒物理特性及化学特性指标评价

黑胡椒及白胡椒中外来物、轻质果、针头果、破碎果或黑果、堆积密度、千粒鲜果质量、千粒干果质量,以及干鲜比、水分、霉菌、总灰分、不挥发性乙醚提取物、胡椒碱、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、淀粉、粗脂肪及粗蛋白均按照GB/T 7901—2018及GB/T 7900—2018标准检测。

7. 胡椒品质综合评价标准

以胡椒碱、不挥发性乙醚提取物含量及感官评价总得分为指标,进行加权分析,三者取相同权重,各占33.34%,计算样品加权分作为黑胡椒及白胡椒品质综合评价指标,分数越高,品质越佳。样品加权得分(F)按公式(1)— (4)计算。

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式中:Fpiperine——各样品胡椒碱含量评分;

FNon-volatile ether extract——各样品不挥发性乙醚提取物含量评分;

Fsensoryy——各样品感官评价总得分。

8. 胡椒加工工艺的确定

通过比较不同产区黑胡椒、白胡椒的品质综合评价得分,筛选出不同产区最佳的黑胡椒、白胡椒初加工方法,并综合各产区的最优加工方法,最终确定最佳的胡椒初加工方法。

(三)数据处理与分析

所有试验均重复3次,试验数据经Excel 2019软件初步整理后,采用DPS 7.5软件进行单因素方差分析,使用Duncan新复极差法进行差异显著性分析,其中p<0.01表示差异极显著,p<0.05表示差异显著。试验结果以平均值±标准差表示(胡椒感官特性评价及胡椒品质综合评价除外)。

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三、结果与分析


(一)不同初加工处理对云南不同产区黑胡椒品质特性的影响

1. 不同初加工处理对黑胡椒感官特性的影响

不同初加工处理对云南不同产区黑胡椒感官特性评价见表4。

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由表4可知,不同初加工方法处理的黑胡椒在感官特性上有差异,不同产区机械烘干的黑胡椒感官得分均高于日晒处理,机械烘干处理的黑胡椒在色泽、气味及味道上基本都能达到一级标准。日晒处理的黑胡椒除隆阳区胡椒达一级标准外,绿春县及盈江县日晒处理的黑胡椒均达到二级标准。在同一产区的2种初加工处理中也是机械烘干的黑胡椒感官得分高于日晒处理,综合2种黑胡椒初加工方法,机械烘干得到的黑胡椒感官特性明显优于日晒处理。

2. 不同初加工处理对黑胡椒物理特性的影响

黑胡椒的物理特性主要体现在杂质多少、果质、形状、堆积密度及可加工性能等方面。

不同初加工处理对云南不同产区黑胡椒物理特性评价见表5。

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由表5可知,不同产区2种初加工处理得到的黑胡椒除外来物有显著差异(p<0.05)外,不同产区2种初加工处理的黑胡椒在轻质果、针头果、堆积密度、千粒鲜果质量、千粒干果质量及干鲜比特性上无显著性差异(p>0.05),同一产区的2种初加工处理间无显著性差异(p>0.05)。日晒处理的黑胡椒中外来物明显高于机械烘干得到的黑胡椒,但外来物均<1.5%,符合黑胡椒国家标准要求。不同产区黑胡椒轻质果占比为3.0%~5.0%,针头果占比为2.0%~4.0%;堆积密度为700~800 g/L;千粒鲜果质量为130~160 g,千粒干果质量为60~80 g;黑胡椒干鲜比为40%~50%,可加工性能良好。

3. 不同初加工处理对黑胡椒化学特性的影响

黑胡椒的化学特性主要体现在初产品的内含物及品质特性方面。针对食品行业的化学特性要求,是评价产品或食品能否达标、能否食用的重要标准。

不同初加工处理对云南不同产区黑胡椒化学特性评价见表6。

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由表6可知,不同产区2种初加工处理得到的黑胡椒在水分、总灰分、胡椒碱、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、淀粉、粗脂肪及粗蛋白含量上均无显著性差异(p>0.05),同一产区间的2种初加工处理间无显著性差异(p>0.05);但同一产区间的不挥发性乙醚提取物存在显著差异,机械烘干的不挥发性乙醚提取物明显低于日晒处理;2种初加工处理的隆阳区黑胡椒的胡椒碱高于绿春县和盈江县,最高可达7.1%;不同产区和同一产区的黑胡椒霉菌存在显著差异,机械烘干处理的黑胡椒霉菌含量明显低于日晒处理,但均符合国家黑胡椒标准要求(按单因素方差分析无显著性差异)。

(二)不同初加工处理对云南不同产区白胡椒品质特性的影响

1. 不同初加工处理对白胡椒感官特性的影响

不同初加工处理对云南不同产区白胡椒感官特性评价见表7。

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由表7可知,不同胡椒初加工方法处理的白胡椒在不同产区之间感官特性差异不明显,但传统水泡法得到的白胡椒比机械脱皮法得到的白胡椒更白,2种初加工处理下的隆阳区白胡椒气味相对绿春县及盈江县胡椒更浓郁,但2种初加工处理下的白胡椒感官评价都能达到80分以上,除白胡椒颜色外,机械脱皮法得到的白胡椒感官特性明显优于传统水泡法。

2. 不同初加工处理对白胡椒物理特性的影响

白胡椒的物理特性主要包括外来物、碎果率、黑果率、堆积密度及干鲜比等可加工性能指标。

不同初加工处理对云南不同产区白胡椒物理特性评价见表8。

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由表8可知,不同产区2种初加工处理得到的白胡椒除外来物及黑果率特性有显著差异(p<0.05)外,不同产区不同初加工处理的白胡椒碎果率、堆积密度、千粒鲜果质量、千粒干果质量及干鲜比特性均无显著性差异(p>0.05);同一产区间的2种初加工处理间无显著性差异(p>0.05)。

3. 不同初加工处理对白胡椒化学特性的影响

白胡椒的化学特性主要体现在加工产品的内含物及品质特性方面。针对食品行业的化学特性要求,是产品或食品能否达标、能否食用的重要标准。

不同初加工处理对云南不同产区白胡椒化学特性评价见表9。

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由表9可知,不同产区2种初加工处理得到的白胡椒在水分、总灰分、不挥发性乙醚提取物、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、胡椒碱、淀粉含量等特性上均无显著性差异(p>0.05);同一产区间的2种初加工处理间无显著性差异(p>0.05);但同一产区间的总灰分及霉菌存在显著差异,传统水泡法得到的白胡椒总灰分及霉菌含量明显高于机械脱皮法;2种初加工处理隆阳区白胡椒的胡椒碱高于绿春县和盈江县,最高可达4.7%。

(三)不同初加工处理对云南不同产区胡椒品质综合评价

1. 不同初加工处理对黑胡椒品质综合评价

不同初加工处理对云南不同产区黑胡椒的加权得分见表10。

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由表10可知,不同产区机械烘干得到的黑胡椒加权得分均高于日晒处理;机械烘干的加权得分最高为95.07分,最低为85.22分;日晒处理的加权得分最高为87.67分,最低为82.95分;隆阳区的黑胡椒加权得分高于绿春县和盈江县,绿春县和盈江县的黑胡椒加权得分相差不大,加权分析结果表明,机械烘干综合品质最好。

2. 不同初加工处理对白胡椒品质综合评价

不同初加工处理对云南不同产区白胡椒的加权得分见表11。

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由表11可知,不同产区机械脱皮法得到的白胡椒加权得分均高于传统水泡法;机械脱皮法的加权得分最高为92.65分,最低为88.16分;传统水泡法的加权得分最高为92.36分,最低为87.77分;隆阳区的白胡椒加权得分高于绿春县和盈江县,盈江县的白胡椒加权得分高于绿春县。加权分析结果表明,机械脱皮法综合品质最好。

(四)云南胡椒加工方法确定

综上,同一海拔段不同产区、不同方法加工的黑胡椒水分、总灰分、胡椒碱、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、淀粉、粗脂肪及粗蛋白含量特性均无显著性差异;日晒处理的黑胡椒外来物明显高于机械烘干得到的黑胡椒,机械烘干处理的黑胡椒霉菌含量明显低于日晒处理,综合评价最终确定云南黑胡椒的加工方法为机械烘干法。同一海拔段不同产区、不同方法加工的白胡椒水分、不挥发性乙醚提取物、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、淀粉、粗脂肪及粗蛋白特性均无显著性差异,传统水泡法处理的白胡椒外来物及黑果率明显高于机械脱皮法得到的白胡椒,传统水泡法制得的白胡椒黑果率最高;传统水泡法制得的白胡椒白度值最高;机械脱皮法制得的白胡椒香味最浓郁,无异臭味。考虑到白度值对胡椒营养价值和风味并无直接影响,气味对胡椒品质影响很大,不同产区及同一产区机械脱皮法得到的白胡椒加权得分均高于传统水泡法,最终确定云南白胡椒的加工方法为机械脱皮法。

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四、结论


不同加工方法制得的黑胡椒和白胡椒品质不同,通过研究日晒处理法、机械烘干法、传统水泡法、机械脱皮法对云南不同胡椒产区黑胡椒及白胡椒感官特性、物理特性、化学特性及胡椒综合品质的影响,确定了云南最优的黑胡椒及白胡椒加工方法。结果表明,同一海拔段不同产区、不同方法加工的黑胡椒水分、总灰分、胡椒碱、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、淀粉、粗脂肪及粗蛋白特性无显著差异,日晒处理的黑胡椒外来物明显高于机械烘干得到的黑胡椒,机械烘干处理的黑胡椒霉菌含量明显低于日晒处理,综合评价确定云南黑胡椒的加工方法为机械烘干法。同一海拔段不同产区、不同方法加工的白胡椒水分含量、不挥发性乙醚提取物、酸不溶性灰分、不可溶粗纤维、淀粉、粗脂肪及粗蛋白特性无显著差异,保山胡椒产区的黑胡椒、白胡椒碱含量均高于绿春县和盈江县胡椒。传统水泡法处理的白胡椒外来物及黑果率明显高于机械脱皮法得到的白胡椒,传统水泡法制得的白胡椒黑果率最高;传统水泡法制得的白胡椒白度值最高;机械脱皮法制得的白胡椒香味最浓郁,无异味。考虑到白度值对胡椒营养价值和风味并无直接影响,气味对胡椒品质影响很大,综合评价确定云南白胡椒的加工方法为机械脱皮法。

胡椒的品质特性受多种因素影响,涵盖品种(如品种差异、遗传特性等)、种植环境(如气候条件、温度、光照、土壤、海拔等)、栽培管理(如施肥、病虫害、采收成熟度等)、加工方法及工艺及储存条件等方面,胡椒品质评价的关键指标主要为感官、理化指标及卫生安全综合评价,通过优化上述因素(如选择优良品种、科学种植、规范加工等)可显著提升胡椒的感官和商业价值。不同方法制得的白胡椒碎果率差异不显著,这是因为碎果由果实破裂引起,主要受胡椒果实大小、成熟度影响,同批次胡椒原料,果实大小与成熟度差别不大,进而引起碎果率、堆积密度、千粒鲜果质量、千粒干果质量及干鲜比差别不大。传统水泡法处理的白胡椒外来物及黑果率明显高于机械脱皮法得到的白胡椒,但外来物均< 0.8%,黑果率均< 10.0%,符合白胡椒国家标准要求。不同产区白胡椒碎果率为3.0%左右;堆积密度整体为800~900 g/L;千粒鲜果质量为130~ 150 g,千粒干果质量为35~45 g;白胡椒干鲜比为25%~30%,可加工性能良好。同一产区的胡椒碱含量差异不明显,不同加工方法制得的白胡椒中胡椒碱含量差异不显著,这是因为胡椒碱溶于醇、酸,不溶于水,“水沤”和蒸汽处理主要作用于胡椒果皮,对胡椒碱溶出影响较小;且胡椒碱是存在于胡椒果中的次生代谢产物之一,极不稳定,见光易分解,温度、氧气浓度、pH值等均会造成胡椒碱含量变化;同一加工方法生产的隆阳区胡椒碱高于绿春县和盈江县胡椒,这可能与气候相关,绿春县和盈江县胡椒主产区均属于湿热气候,而隆阳区胡椒主产区属于干热气候,不同气候对胡椒碱含量可能有一定影响。采用机械加工法生产的黑胡椒和白胡椒具有品质高、香味浓郁、质量均匀、效率高、环境污染少等优点,云南黑胡椒初加工采用机械烘干法、白胡椒初加工采用机械脱皮法,不仅可提高胡椒的生产效率,还可提升黑胡椒及白胡椒的综合品质。通过不断改进和完善胡椒加工方法,生产满足消费者需求的云南胡椒产品,对促进云南胡椒产业链延伸及产业健康发展具有重要的意义。

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编辑:刘   嘉

审核:关   颖

本篇文章刊登于《农产品加工》2026年6期上