不同油溫對辣椒油風味和辣度的影響

林素欽,馬文婧,何新超,付桂明,鐘 劍,彭 紅,萬 茵*

1.南昌大學 食品科學與資源挖掘全國重點實驗室,食品學院,江西 南昌 330047

2.南昌市富名食品有限公司,江西 南昌 330103

茄科植物辣椒(CapsicumannuumL.),是一種常見且重要的蔬菜和香料,用于增強菜肴營養(yǎng)與風味,是中華民族飲食文化的重要組成部分[1]。辣椒素類物質(zhì)是辣椒中的主要生物活性化合物,賦予食物辛辣風味,其中辣椒素和二氫辣椒素為主要辣味成分,前者約占總辣椒素類物質(zhì)的69%,后者約占22%[2]。辣椒素類物質(zhì)不僅能刺激人們的味蕾增強食欲,還具有許多潛在的有益生理活性功能[3],如鎮(zhèn)痛[4]、抗氧化[5]、抗癌[6]、抗肥胖[7]、心臟保護作用[8]等。

國內(nèi)生產(chǎn)的鮮辣椒主要采用干制、發(fā)酵等加工方式制成干辣椒(粉)、剁椒、發(fā)酵辣椒等產(chǎn)品,以解決大量鮮辣椒貯藏運輸困難的問題[9]。辣椒油是以干辣椒和油基(主要為植物油)混合加熱制作而成的一種調(diào)味油,在菜肴制作中發(fā)揮增色、增香、增辣等作用。優(yōu)質(zhì)的辣椒油色澤紅亮、香氣濃郁、辣味適口,深受廣大消費者喜愛。

辣椒油的品質(zhì)除了與辣椒品種、油基本身品質(zhì)密切相關以外,辣椒的水分含量、顆粒度、加熱油溫也會影響其質(zhì)量[10-12]。其中,油溫是一個重要的影響因素。葉夢宇等[13]以陜西秦椒為原料,在不同油溫下制備辣椒油,發(fā)現(xiàn)辣椒油樣品在油溫140～180 ℃時色澤紅亮,且隨著油溫的升高,關鍵風味物質(zhì)的含量和辣椒素含量逐漸增多,在油溫為180 ℃時,辣椒油品質(zhì)最佳。楊慧等[14]通過感官評價及氣相色譜-離子遷移譜(GC-IMS)分析不同油溫(120、140、160、180、200 ℃)對辣椒油風味的影響,發(fā)現(xiàn)不同油溫制備的辣椒油香氣差異顯著。薛淼等[15]利用高效液相色譜儀檢測不同調(diào)味辣椒雞油樣品中的辣椒素類物質(zhì)含量,發(fā)現(xiàn)油溫160 ℃時辣椒素和二氫辣椒素的含量較高。

香氣和辣味是評價辣椒油品質(zhì)的重要指標。因此,本研究的主要目標是探究不同油溫對辣椒油揮發(fā)性風味物質(zhì)和辣椒素類物質(zhì)含量的影響。“內(nèi)黃新一代”(NHX)辣椒產(chǎn)自河南,是根據(jù)“新一代”辣椒改良的品種,其個小紅亮、香味濃郁、辣味充足,較“新一代”辣椒味道更為香濃,烹飪后既香又辣[16],故選它作為試驗原料。本研究分析了不同油溫下制得的NHX辣椒油的揮發(fā)性香氣成分種類和辣椒素類物質(zhì)含量,并基于主成分分析建立香氣品質(zhì)評價模型,旨在指導辣椒油的制備工藝參數(shù)選擇以提升其風味和辣味,為辣椒油類調(diào)味品的品質(zhì)改善及產(chǎn)業(yè)化技術改進提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

NHX辣椒粉和一級大豆油：市售;2-辛醇(純度≥99.5%)、二氫辣椒素標準品(純度≥98.0%)：上海源葉生物科技有限公司;甲醇、四氫呋喃：色譜純,美國默克公司;辣椒素標準品(純度≥98.0%)：北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

電磁爐：重慶美的集團有限公司;HH-6恒溫水浴鍋：常州市金壇市友聯(lián)儀器研究所;8860氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)：安捷倫科技有限公司;高效液相色譜儀(HPLC)：沃特世科技有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 辣椒油的制備[17]

將一級大豆油加熱到180 ℃后,分別自然冷卻到160、150、140 ℃,將油和辣椒粉按照質(zhì)量比為2∶1混合均勻,然后用保鮮膜封口,在90 ℃恒溫水浴下保溫30 min,吸取上層油液獲得3個辣椒油樣品,分別命名為O160、O150、O140,保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 揮發(fā)性成分的檢測

固相微萃取條件[18-19]：稱取2 g辣椒油樣品以及0.1 g內(nèi)標溶液(將2-辛醇溶于大豆油中,質(zhì)量比為10-4∶1)放入置有轉(zhuǎn)子的頂空樣品瓶中,旋緊蓋子后放在80 ℃恒溫水浴中平衡20 min,將SPME針管穿過瓶墊頂空萃取40 min后進樣,于250 ℃條件下解析4 min,進行GC-MS分析。

氣相色譜條件[18]：色譜柱HP-5 MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm);柱溫50 ℃,以3 ℃/min升至150 ℃,保持3 min,再以5 ℃/min升至250 ℃;載氣為氦氣,流量1 mL/min,不分流進樣,進樣口溫度250 ℃。

質(zhì)譜條件：連接質(zhì)譜接口溫度250 ℃,離子源為EI源,電子能量70 eV,離子溫度230 ℃,四極桿溫度150 ℃,采集模式為全掃描,掃描質(zhì)量范圍35～400 u。

定性與半定量分析：通過Agilent MassHunter Qualitative Analysis B.05.00質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫檢索和人工譜圖解析,分別對各峰進行鑒定。采用內(nèi)標法對化合物進行半定量。計算公式如下：

Ca=CnSa/Sn,

式中：Ca為化合物a在樣品中的含量,μg/kg;Sa為化合物a的峰面積,mAU×min;Sn為內(nèi)標物的峰面積,mAU×min;Cn為內(nèi)標物在樣品中的含量,為5 000 μg/kg。

1.3.3 辣椒素類物質(zhì)含量的測定

辣椒油中辣椒素類物質(zhì)含量的測定參照GB/T 21266—2007。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2016建立數(shù)據(jù)庫,并采用Origin 2021繪圖,使用IBM SPSS Statistics 26進行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度下辣椒油揮發(fā)性香氣成分分析

3種溫度下辣椒油中的揮發(fā)性物質(zhì)經(jīng)固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(SPME-GC-MS)萃取檢測后,所得揮發(fā)性香氣成分種類及含量如表1所示。由表1可知,經(jīng)GC-MS檢測后,共檢測出香氣物質(zhì)78種,包括醇類10種、烯烴類15種、醛類11種、酯類20種、酸類19種和其他類3種。3個辣椒油樣品揮發(fā)性香氣成分在種類和含量上均存在差異。從O140樣品中檢出揮發(fā)性香味成分61種,從O150樣品中檢出揮發(fā)性香味成分52種,從O160樣品中檢出揮發(fā)性香味成分51種。3個辣椒油樣品中揮發(fā)性香味成分總含量為1.50～1.80 g/kg,其中,O140的香氣成分總含量最高,O160的次之,O150的最低。

表1 不同溫度下辣椒油揮發(fā)性香氣成分種類和含量Table 1 Types and content of volatile aroma components in chili oil at different temperatures

2.1.1 辣椒油樣品共有香氣成分

3個辣椒油樣品共有的揮發(fā)性香氣成分有37種,包括酯類7種(1-萜品-4-基乙酸酯、月桂酸甘油酯、亞油酸乙酯、油酸乙酯、棕櫚酸乙酯、乙酸芳樟酯和4-甲基戊基異戊酸酯)、酸類12種(山梨酸、苯甲酸、8-甲基壬-6-烯酸、水楊酸、棕櫚酸、亞油酸、十八烷酸、肉桂酸、月桂酸、十五烷酸、醋酸和3-苯基丙酸)、醇類3種(乙醇、芳樟醇和(4-異丙基-1,4-環(huán)己二烯-1-基)甲醇)、烯烴類6種((-)-β-蒎烯、γ-松油烯、4-異丙基甲苯、β-石竹烯、新植二烯和(+)-香橙烯)、醛類6種(反,反-2,4-癸二烯醛、枯茗醛、4-異丙基-1,3-環(huán)己二烯-1-甲醛、苯甲醛、4-丙烷-2-基環(huán)己-1,4-二烯-1-甲醛和4-丙烷-2-基環(huán)己-3-烯-1-甲醛),以及其他類3種(2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、特丁基對苯二酚和正十五烷基乙酰胺)。

2.1.2 辣椒油樣品香氣成分的相對含量對比

辣椒油樣品揮發(fā)性香氣成分相對含量的對比如圖2所示。酸類物質(zhì)作為辣椒和大豆油中的天然風味成分,相對含量在3種不同溫度處理的辣椒油樣品中居首位,且均以肉桂酸、山梨酸、亞油酸、水楊酸、棕櫚酸、醋酸等為主,這些酸類物質(zhì)對辣椒油的香味貢獻了獨特的酸香氣和清香氣。肉桂酸本身是一種香料,具有桂皮香氣,作為配香使用可使主香料的香氣更加清香,具備良好的保香、防霉、防腐和抗菌作用[20],且肉桂酸還是參與辣椒素苯丙烷生物合成途徑的重要物質(zhì)[21]。山梨酸具有較高的抗菌性能,通過抑制微生物體內(nèi)的脫氫酶系統(tǒng),達到抑制微生物生長和防腐的作用,對霉菌、酵母菌和許多好氧細菌都有抑制作用。

圖1 不同溫度下辣椒油揮發(fā)性香氣成分相對含量的對比Fig.1 Comparison of relative percentage of aroma components in chili oil at different temperatures

O140樣品中,酯類物質(zhì)相對含量僅次于酸類物質(zhì),含量占總香氣成分的25.93%,以月桂酸甘油酯、2-甲基乙酸芐酯、2-十八烷酸單甘油酯、棕櫚酸乙酯和乙酸芳樟酯為主。乙酸芳樟酯呈清香且?guī)鹣銡?有似橙葉、香檸檬及生梨的氣息,又有似薰衣草的花香氣息[22]。棕櫚酸乙酯呈微弱蠟香、果香和奶油香氣。O140樣品中還檢出了其他兩個樣品中沒有的2-甲基乙酸芐酯、乙基9-癸烯酸酯、十四酸乙酯、肉豆蔻酸異丙酯、十五酸乙酯、反油酸乙酯和硬脂酸乙酯等。與O140樣品相比,O150和O160樣品中的酯類物質(zhì)含量大幅下降,特別是O160樣品中的酯類物質(zhì)總含量僅為總香氣成分的5.63%,可能是隨加熱溫度的升高,辣椒油中的酯類物質(zhì)發(fā)生分解,導致含量下降。

O150樣品的醛類物質(zhì)含量高于O140,上升了約6.62%,其主要的醛類物質(zhì)為2,4-癸二烯醛、枯茗醛、反,反-2,4-癸二烯醛、4-異丙基-1,3-環(huán)己二烯-1-甲醛和4-丙烷-2-基環(huán)己-1,4-二烯-1-甲醛等,大部分為脂肪酸熱氧化產(chǎn)物。枯茗醛具有強烈的枯茗油和草香氣息[23],2,4-癸二烯醛、反,反-2,4-癸二烯醛、4-異丙基-1,3-環(huán)己二烯-1-甲醛等賦予了辣椒油脂肪香、青草香、柑橘香、香菇和雞肉香味[24]。

160 ℃處理相較于140 ℃和150 ℃,辣椒油中醛類、酸類和烯烴類物質(zhì)均有所增加,可能是高溫下脂肪酸酯分解或降解反應加劇所致,高溫亦更容易使烯烴類游離至大豆油中。

2.2 不同溫度下辣椒油香氣活度值分析

為了進一步在呈味物質(zhì)基礎上探究其特征香氣成分,查閱化合物的氣味閾值[25-26]并計算香氣活度值(odor active value,OAV)。OAV為風味化合物的濃度與自身香氣閾值的比值,通常用來表征化合物對香氣的貢獻程度,OAV≥1的物質(zhì)對香氣成分貢獻較大,OAV<1的物質(zhì)對總體香氣無實質(zhì)性貢獻。不同油溫下的辣椒油揮發(fā)性成分香氣特征及OAV見表2。確定了20種在3種樣品中OAV≥1的香氣物質(zhì),O140、O150、O160樣品中分別有13、15和15種,3個辣椒油樣品含有9種共同關鍵風味成分,包含乙酸芳樟酯、醋酸、芳樟醇、β-石竹烯、(-)-β-蒎烯、γ-松油烯、苯甲醛、反,反-2,4-癸二烯醛、枯茗醛。其中乙酸芳樟酯、芳樟醇、β-石竹烯、(-)-β-蒎烯、γ-松油烯、苯甲醛、反,反-2,4-癸二烯醛、枯茗醛在所有樣品中均具有較高的OAV(OAV>10),這些物質(zhì)對辣椒油的香氣貢獻較大,提供了豐富的辛香、脂肪香、香草香和堅果香。酸類物質(zhì)雖然具有極高的濃度,但本身閾值較高,致使OAV除醋酸外均較小(OAV<1),對辣椒油的香氣貢獻不明顯,因而辣椒油總體上表現(xiàn)出不明顯的酸味。

表2 不同溫度下辣椒油的揮發(fā)性成分香氣特征及香氣活度值Table 2 Aroma characteristics and OAV of aroma components in chili oil at different temperatures

2.3 不同溫度下辣椒油的揮發(fā)性成分香氣活度值主成分分析

2.3.1 主成分分析結(jié)果

依據(jù)表2通過主成分分析法對3個辣椒油樣品揮發(fā)性成分進行綜合評價。由表3可知,第1主成分的方差貢獻率為69.185%,第2主成分的方差貢獻率為30.815%,2個主成分累計貢獻率為100%,可見2個主成分足夠說明該數(shù)據(jù)的變化趨勢。

表3 2個主成分的特征值和貢獻率Table 3 Eigenvalues and contribution rates of the two principal components

由表4可知,乙酸芳樟酯、(±)-α-乙酸松油酯、芳樟醇、苯乙醇、P-傘花烴、月桂烯、β-石竹烯、(-)-β-蒎烯、γ-松油烯、2,4-癸二烯醛、反,反-2,4-癸二烯醛、桂皮醛、苯甲酸、月桂酸、亞油酸、棕櫚酸、肉豆蔻酸等17種物質(zhì)在主成分1中有較高階矩陣(|載荷|>0.8),即表明主成分1反映這17個指標的信息。肉桂醇、(-)-4-萜品醇、d-檸檬烯、2-蒎烯、苯甲醛、枯茗醛等6種物質(zhì)在主成分2中有較高階矩陣(|載荷|>0.8),即表明主成分2反映這6個指標的信息。

表4 2個主成分的特征向量和載荷矩陣Table 4 Eigenvectors and loading matrices of the two principal components

2.3.2 基于主成分分析建立香氣品質(zhì)評價模型

根據(jù)表3和表4,以2個主成分代表不同溫度處理下的揮發(fā)性成分香氣活度值所表達的信息,建立辣椒油香氣品質(zhì)的評價模型,得到如下的線性關系式,其中X1-X25為香氣活度值標準化后的值,F1和F2表示2個主成分的綜合得分,綜合得分越大表明該品種辣椒油香氣品質(zhì)越好。

F1=0.240X1+0.238X2+0.239X3+0.067X4+…-0.240X22-0.237X23-0.239X24-0.234X25,

F2=-0.006X1-0.054X2-0.037X3-0.346X4+…-0.001X22+0.058X23+0.039X24+0.086X25。

以2個主成分對應的方差貢獻率作為權重,對2個主成分得分進行加權求和,由評價函數(shù)F=0.692F1+0.308F2計算各品種辣椒油的綜合得分。綜合得分的高低反映辣椒油香氣品質(zhì)的優(yōu)劣,由表5可知,香氣成分排名為O160>O150>O140,表明160 ℃油溫處理的辣椒油香氣品質(zhì)最佳。

表5 標準化后主成分得分及排序Table 5 Score and ranking of principal components after normalization

2.4 樣品的辣椒素類物質(zhì)含量與斯科維爾指數(shù)

斯科維爾指數(shù)(scoville heat units,SHU)可以用來表征辣感強弱,數(shù)值越高,說明辣椒油樣品所含的辣椒素類物質(zhì)含量越高,辣感越強。由表6可知,3種辣椒油辣度差別不大,O160樣品的辣度稍高于O140樣品,O150樣品辣度最低,說明在160 ℃時制得的辣椒油辣感略強于140 ℃時的。

表6 辣椒素類物質(zhì)含量Table 6 Capsaicinoid content

3 結(jié)論

通過改變油溫,在140、150、160 ℃條件下制備辣椒油,并通過氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、高效液相色譜儀比較不同油溫處理下辣椒油的揮發(fā)性香氣成分和辣椒素類物質(zhì)含量。研究表明,辣椒油的香氣由多種揮發(fā)性香氣成分復合組成,3種溫度下辣椒油揮發(fā)性香氣成分在種類和含量上均存在差異,且基于香氣活度值進行主成分分析,建立香氣品質(zhì)評價模型,綜合得分表明160 ℃油溫下辣椒油的香氣品質(zhì)最佳。此外,比較不同油溫辣椒素類物質(zhì)含量,160 ℃油溫條件下辣椒素類物質(zhì)含量最高,辣感最強。綜上所述,“內(nèi)黃新一代(NHX)”于160 ℃油溫條件下制備的辣椒油風味和辣度較佳,具有良好的品質(zhì)。本研究為制備優(yōu)質(zhì)辣椒油提供了理論基礎,具有重要的實踐意義。