果膠酶對炒制辣椒油辣度的影響

姜敏，吳建虎

(山西師范大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，山西 臨汾 041000)

辣椒油是指用食用油和辣椒在一定條件下炒制而成的復(fù)合調(diào)味品[1，2]。辣椒油除色澤紅艷、香氣撲鼻外，更重要的一個品質(zhì)就是提供辣味[3]。辣椒油中引起辛辣感和灼燒感的物質(zhì)統(tǒng)稱為辣椒素類物質(zhì)[4]，它是由14種以上同系物組成，主要有辣椒素(Capsaicin,C)、二氫辣椒素(Dihydrocapsacin,DC)、降二氫辣椒素(Nordihydrocapsaicin,NDC)、高二氫辣椒素(Homodihydrocapsaicin,HDC)和高辣椒素(Homocapsaicin,HC)，其中辣椒素和二氫辣椒素的含量占到90%以上[5]。然而，目前傳統(tǒng)的辣椒油炒制方法主要依靠經(jīng)驗操作，在這種條件下，辣椒素類物質(zhì)被以果膠等為主體的細胞壁包裹[6]，釋放受到阻礙，導(dǎo)致辣椒素類物質(zhì)在炒制過程中的提取效率較低，進而造成原料的浪費。而果膠酶可以把辣椒細胞壁上的果膠分解成低分子的糖類，破壞細胞壁的結(jié)構(gòu)，減少細胞間的粘連性[7]，促進辣椒素類物質(zhì)的釋放。國內(nèi)也有用酶處理辣椒的報道，如董新榮等[8]研究了用纖維素酶處理辣椒粉的酶解條件及對用乙醇提取辣椒素效率的影響，確定了酶解的最佳條件為：酶解液初始pH值為5.3，酶解溫度為40 ℃，酶用量為10 mg/g，酶解時間為3 h，且在此條件下，酶解后的辣椒粉用乙醇提取時，辣椒素的提取率比乙醇直接提取時高出7%左右，但是，用酶處理辣椒后對炒制辣椒油辣度的影響卻未見報道，本文研究果膠酶的添加量、酶處理溫度和酶處理時間對辣椒油辣度的影響，并通過正交試驗確定了最佳工藝，旨在為提高辣椒素類物質(zhì)在炒制過程中的提取效率探索新的工藝路線。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

印度椒：市售；金龍魚一級大豆油：京東商城；果膠酶：Sigma公司。

電磁爐 奔騰電器(上海)有限公司；高效液相色譜儀(LC-20AT) 日本島津公司；分析天平(ALC-210) Acculab公司；水浴鍋 北京東方精銳科技發(fā)展有限公司。

1.2 方法

1.2.1 單因素工藝優(yōu)化

無酶處理的對照組處理如下：準確稱取20 g干辣椒用開水浸泡使其含水量為60%，然后絞碎備用，鍋中倒入80 g大豆油，當油溫達到120 ℃時放入處理好的辣椒，溫度達到130 ℃時停止炒制，晾涼后取樣。

1.2.1.1 加酶量的優(yōu)化

準確稱取5份20 g干辣椒用開水浸泡使其含水量為60%，然后絞碎，分別加入2.36，4.72，7.08，9.44，11.8 U/g辣椒的果膠酶，在45 ℃的水浴鍋中恒溫水浴2 h。鍋中分別倒入80 g大豆油，當油溫達到120 ℃時放入處理好的辣椒，溫度達到130 ℃時停止炒制，晾涼后取樣。

1.2.1.2 酶處理溫度的優(yōu)化

準確稱取5份20 g干辣椒用開水浸泡使其含水量為60%，絞碎后加入7.08 U/g辣椒的果膠酶，分別置于25，35，45，55，65 ℃的水浴鍋中恒溫水浴2 h。鍋中分別放入80 g大豆油，當油溫達到120 ℃時放入處理好的辣椒，溫度達到130 ℃時停止炒制，晾涼后取樣。

1.2.1.3 酶處理時間的優(yōu)化

準確稱取5份20 g干辣椒用開水浸泡使其含水量為60%，絞碎后加入7.08 U/g辣椒的果膠酶，分別置于45 ℃的水浴鍋中恒溫水浴1，2，3，4，5 h。鍋中分別放入80 g大豆油，當油溫達到120 ℃時放入處理好的辣椒，溫度達到130 ℃時停止炒制，晾涼后取樣。

1.2.2 正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取效果較好的3個水平，按照正交表L9(34)安排試驗[9，10]。

1.2.3 辣度的測定

稱取辣椒油樣品2.5～5.0 g(精確到0.001 g)于100 mL燒杯中，加入甲醇-四氫呋喃(1∶1)混合溶劑25 mL，用保鮮膜封口，用針扎幾個小孔，然后在60 ℃水浴條件下，使用超聲波震蕩器提取30 min。用濾紙過濾，收集濾液，然后將濾渣連同濾紙重新加甲醇-四氫呋喃(1∶1)混合溶劑25 mL，使用超聲波震蕩器提取10 min，重復(fù)2次。將3次過濾收集的濾液合并，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器在70 ℃下濃縮至10～20 mL，然后用甲醇-四氫呋喃(1∶1)混合溶劑定容至50 mL,經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后進行色譜分析。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

本試驗中每種處理條件均進行至少3組平行，結(jié)果以平均值±標準差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 加酶量對辣椒油辣度的影響

加酶量是影響辣椒素類物質(zhì)釋放的重要因素，不同加酶量對辣椒油辣度的影響見圖1。

圖1 加酶量對辣椒油辣度的影響Fig.1 Effect of enzyme dosage on the pungency degree of chili oil

由圖1可知，不添加果膠酶的對照組，其辣度僅為2951，而用酶處理過的辣椒炒制出的辣椒油，其辣度明顯高于對照組。當加酶量從2.36 U/g辣椒增加到4.72 U/g辣椒時，辣椒油的辣度呈現(xiàn)緩慢的增長。而當加酶量增加到7.08 U/g辣椒時，辣椒油的辣度出現(xiàn)了驟增，而后隨著加酶量的不斷增加，辣椒油的辣度基本保持平穩(wěn)的狀態(tài)。這說明當加酶量達到7.08 U/g辣椒時，果膠酶的活性已達到相對最大值，此時果膠酶的添加量已不再是限制辣椒素類物質(zhì)釋放的主要因素，因此果膠酶的最佳添加量為7.08 U/g辣椒。

2.1.2 酶處理溫度對辣椒油辣度的影響

溫度會直接影響到酶的活性，進而影響辣椒素類物質(zhì)的釋放程度，不同的酶處理溫度對辣椒油辣度的影響見圖2。

圖2 酶處理溫度對辣椒油辣度的影響Fig.2 Effect of enzyme treatment temperature on the pungency degree of chili oil

由圖2可知，用酶處理過的辣椒炒制出的辣椒油，其辣度明顯高于對照組，這與圖1的結(jié)果一致。隨著酶處理溫度的不斷增大，辣椒油的辣度呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，在45 ℃時辣度達到最大，而后開始逐漸減小，可能是由于高溫使一部分果膠酶失去了活性，因此果膠酶發(fā)揮作用的最佳溫度是45 ℃。

2.1.3 酶處理時間對辣椒油辣度的影響

酶處理時間也是影響辣椒素類物質(zhì)釋放的重要因素，不同的酶處理時間對辣椒油辣度的影響見圖3。

圖3 酶處理時間對辣椒油辣度的影響Fig.3 Effect of enzyme treatment time on the pungency degree of chili oil

由圖3可知，用酶處理過的辣椒炒制出的辣椒油，其辣度明顯高于對照組，這與圖1和圖2的結(jié)果一致。隨著酶處理時間的不斷延長，辣椒油的辣度呈現(xiàn)先增大然后趨于穩(wěn)定的趨勢。當處理時間為2 h時辣椒油的辣度驟增，而后緩慢增大，直到4 h后趨于穩(wěn)定，說明作用4 h果膠酶的活性已達到最大效果，因此果膠酶作用的最佳時間是4 h。

2.2 正交試驗

2.2.1 試驗設(shè)計

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，按照正交表L9(34)安排試驗(見表1)，通過極差分析找出最優(yōu)組合。

表1 影響辣椒油辣度的因素及水平Table 1 Factors and levels affecting the pungency degree of chili oil

2.2.2 結(jié)果分析

根據(jù)單因素的試驗結(jié)果，設(shè)計三因素三水平的正交試驗，正交試驗的結(jié)果見表2。

表2 正交試驗結(jié)果Table 2 Orthogonal experimental results

由表2可知，RC>RB>RA，3個因素對辣椒油辣度的影響大小依次為：酶處理時間(C)>酶處理溫度(B)>加酶量(A)。

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

由表3可知，3個因素中，只有因素C具有顯著性差異，因素A和B的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，為降低果膠酶的消耗和辣椒素類物質(zhì)盡量提取充分，綜合評判最佳工藝為A1B2C2，即果膠酶添加量為4.72 U/g辣椒，在45 ℃水浴條件下恒溫處理4 h。

2.2.3 驗證試驗

為了驗證上述結(jié)果的準確性 ，按照A3B2C2和A1B2C22個條件分別進行3次平行，試驗證明：A3B2C2條件下制得的辣椒油，其辣度值僅為3335，遠小于A1B2C2條件下的辣度值，而A1B2C2條件穩(wěn)定可靠，合理可行，具備重復(fù)性和可操作性，故最佳工藝為A1B2C2。

3 結(jié)論

目前辣椒油的制備過程都是依據(jù)傳統(tǒng)的經(jīng)驗操作，使得辣椒素類物質(zhì)在炒制過程中的提取效率偏低。本文采用果膠酶在炒制前對辣椒進行處理，首先通過單因素試驗確定果膠酶的加酶量、酶處理溫度和酶處理時間的最佳條件，分別是7.08 U/g辣椒、45 ℃、4 h，然后設(shè)計L9(34)的正交試驗，確定了用果膠酶處理印度椒炒制辣椒油的最佳工藝，即向辣椒中添加4.72 U/g辣椒的果膠酶，在45 ℃條件下水浴恒溫處理4 h，最后進行炒制，炒制的起始溫度是120 ℃，終止溫度是130 ℃，此條件下辣椒素類物質(zhì)的炒制效率最大，相比不添加果膠酶的辣椒油，辣度從2951提高到5760，提高了95%。