一種藥膳火鍋底料制備工藝及揮發(fā)性香氣電子鼻分析

周州，劉平，車振明，許曉燕，李芳，賀黎銘，羅舒，羅霞*

(1.西華大學 食品與生物工程學院，成都 611700；2.四川省中醫(yī)藥科學院菌類藥材研究所，菌類藥材系統(tǒng)研究與開發(fā)實驗室，中藥材品質(zhì)與創(chuàng)新中藥研究四川省重點實驗室，成都 610041)

火鍋是我國飲食文化的具體體現(xiàn)，千百年來，深受大眾喜愛。關(guān)于火鍋的起源眾說紛紜，業(yè)已無從考證?；疱佉云洫毺氐呐腼兒秃啽愕某苑?，足跡遍布世界各地。通常人們認為，麻辣火鍋起源于四川自貢地區(qū)[1]，火鍋發(fā)源于四川?；疱佒黧w是以辣椒與豆瓣為主要原料的紅油火鍋，后來增加了以雞、魚、骨頭為基料熬制的清湯火鍋和以食用菌熬制的菌湯火鍋來滿足不吃辣椒用戶的需求，與北方地區(qū)的涮羊肉非常類似。食用紅湯火鍋時，人們感覺味道辣爽，但不敢多吃，連續(xù)吃幾次即上火。同時，紅湯鍋多油，涮煮過后的湯汁不能飲用，丟掉非常浪費。根據(jù)吃法，為了降火、降燥、少辣，碗中調(diào)料之一的香油或清油亦多。含油量高，腸道刺激性強[2]，導致身體不適癥狀時有發(fā)生。菌湯鍋和清湯鍋的工藝和配料都非常簡單，人們已沒有新鮮感，關(guān)注度越來越弱，不能形成市場的主流?；疱伒默F(xiàn)狀也難以適應現(xiàn)代人們對健康的訴求，更難以滿足不同體質(zhì)、不同口味的消費者同時進餐的需求。

藥膳火鍋是火鍋種類的一種，長久以來一直給人以清湯養(yǎng)生的傳統(tǒng)印象，在全民大健康時代，與傳統(tǒng)火鍋相比，藥膳火鍋底料特色鮮明且養(yǎng)生價值突顯，逐漸受到市場關(guān)注。但是藥膳火鍋底料的制備手段陳舊，常見的產(chǎn)品以藥材組合包為主，缺乏創(chuàng)新，導致市場乏力。本文基于已知的龍眼肉、枸杞、山藥等藥食同源中藥材的養(yǎng)生保健效果[3-5]，以此為主要原料，在清油火鍋工藝制備方法的基礎(chǔ)上研究制備藥膳火鍋底料[6,7]，并采用感官評分法為指標[8-10]，對其工藝進行優(yōu)化，以期豐富火鍋產(chǎn)品種類和為藥膳食品開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 原輔料

龍眼肉、枸杞子、山藥等中藥材：購于厚樸中醫(yī)館。

鵑城郫縣豆瓣、金龍魚植物調(diào)和油、食鹽、干辣椒、香辛粉等：購于京東超市。

1.2 試驗設(shè)備

QE-200型高速粉碎機 浙江屹立工貿(mào)有限公司；RH2102型美的電爐、炒鍋 廣東美的生活電器制造公司；BSA4202S型電子天平 塞多利斯科學儀器(北京)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 藥膳火鍋底料工藝流程

選料→打粉→水煮→食用油炒制→加料調(diào)制→濃縮熬制→冷卻包裝。

配方比例：龍眼肉10%，枸杞子10%，肉桂3%，辣椒10%，豆瓣醬16%，食用油40%，鹽2%，香辛粉3%，白糖2%，花椒2%，味精1%，酵母抽提物1%。

操作要點：選取藥食同源中藥材，打粉，稱取一定量，置于不銹鋼鍋中，按要求添加約4～5倍水，煮制一定時間備用。另起一鍋取食用油適量，加熱至180～200 ℃，加辣椒25 g、郫縣豆瓣等常用火鍋調(diào)味料，待油紅，取前鍋制備的藥膳粉及水液分批加入油鍋中翻炒，炒制水液漸干，加入鹽、味精、香辛粉等調(diào)味料，加水翻炒，并濃縮至水汽散失，最后冷卻包裝。

1.3.2 藥膳火鍋底料條件工藝優(yōu)化

1.3.2.1 單因素變量試驗

根據(jù)工藝流程，保持郫縣豆瓣16%、鹽2%、香辛粉3%、白糖2%、花椒2%、味精1%、酵母抽提物1%用量不變的情況下，選擇龍眼肉、枸杞、肉桂、辣椒、食用油添加量、水煮時間為單因素試驗變量進行試驗。

a.龍眼肉添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

根據(jù)工藝流程，固定枸杞、肉桂、辣椒、食用油用量，分別添加龍眼肉5%、10%、15%、20%、25%，制備藥膳火鍋底料，通過感官評分確定最佳龍眼肉添加量。

b.枸杞添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

根據(jù)工藝流程，固定龍眼肉、肉桂、辣椒、食用油用量，分別添加枸杞5%、10%、15%、20%、25%，制備藥膳火鍋底料，通過感官評分確定最佳枸杞添加量。

c.肉桂添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

根據(jù)工藝流程，固定龍眼肉、枸杞、辣椒、食用油用量，分別添加肉桂3%、6%、9%、12%、15%，制備藥膳火鍋底料，通過感官評分確定最佳肉桂添加量。

d.龍眼肉、枸杞、肉桂藥材混合后的組合藥材添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

為簡化工序同時兼顧感官風味，將龍眼肉、枸杞、肉桂按10%、10%、5%用量混合制粉，設(shè)計組合藥粉添加倍數(shù)分別為原粉的0.5，1，1.5，2，2.5倍，按工藝流程制備藥膳火鍋底料，通過感官評分確定最佳混合藥粉添加量。

e.辣椒添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

根據(jù)工藝流程，固定龍眼肉、枸杞、肉桂、食用油用量，分別添加5%、10%、15%、20%、25%辣椒，制備藥膳火鍋底料，通過感官評分確定配制火鍋底料時辣椒的最佳添加量。

f.食用油添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

根據(jù)工藝流程，固定龍眼肉、枸杞、肉桂、辣椒用量，分別添加20%、30%、40%、50%、60%食用油，制備藥膳火鍋底料，通過感官評分確定最佳食用油用量。

g.藥材水煮時間對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

根據(jù)工藝流程，固定龍眼肉、枸杞、肉桂、食用油、辣椒用量，分別設(shè)置藥材水煮時間為10，20，30，40，50 min，制備藥膳火鍋底料，通過感官評分確定最佳水煮時間。

1.3.2.2 正交試驗

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，分析各因素的適宜水平，設(shè)計三因素三水平正交試驗，因素和水平選取見表1。

表1 因素與水平表Table 1 Factors and levels table

1.3.3 感官評價

感官評定方法：采用綜合評定的方法評定藥膳火鍋底料，對產(chǎn)品的外觀形態(tài)、色澤、香味、口感進行感官評定。藥膳火鍋底料的感官評價標準見表2。

表2 藥膳火鍋底料感官評價標準Table 2 Standard for sensory evaluation of medicinal hotpot seasoning

1.3.4 電子鼻分析試驗條件

采樣時間間隔為1 s/組，傳感器自動清洗時間為80 s，預采樣時間為5 s，傳感器歸零時間為5 s，進樣流量為600 mL/min，信號檢測時間為120 s。

1.3.5 數(shù)據(jù)分析軟件

采用Excel 2016和Winmuster軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果和分析

2.1.1 龍眼肉添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

圖1 龍眼肉添加量對藥膳火鍋底料的影響Fig.1 The effect of longan meat additive amount on medicinal hotpot seasoning

由圖1可知，當龍眼肉添加量為10%時，綜合評價最好，感官評分最高。龍眼肉添加量較少，口感偏苦；龍眼肉添加量過多，有怪味且火鍋底料色澤不鮮亮，評分隨之降低。

2.1.2 枸杞添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

圖2 枸杞添加量對藥膳火鍋底料的影響Fig.2 The effect of wolfberry additive amount on medicinal hotpot seasoning

由圖2可知，當枸杞添加量為10%時，綜合評價最好，感官評分最高。枸杞添加量較少，口感偏苦；枸杞添加量過多，有怪味且火鍋底料色澤不鮮亮，評分隨之降低。

2.1.3 肉桂添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

圖3 肉桂添加量對藥膳火鍋底料的影響Fig.3 The effect of cinnamon additive amount on medicinal hotpot seasoning

由圖3可知，當肉桂添加量為3%時，綜合評價最好，感官評分最高。隨著肉桂添加量的增加，火鍋底料氣味增強，且怪味突出，口感變苦，評分隨之降低。

2.1.4 龍眼肉、枸杞、肉桂藥材混合后的組合藥材添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

圖4 中藥材添加量對藥膳火鍋底料品質(zhì)的影響Fig.4 The effect of Chinese medicinal materials additive amount on the quality of medicinal hotpot seasoning

由圖4可知，中藥材添加量對藥膳火鍋底料品質(zhì)有很大影響，當中藥材添加量為0.5～1倍時，隨著中藥材添加量的增加，藥膳火鍋底料的感官評分隨之增高。當中藥材添加量為1倍時，感官評分最高，藥膳火鍋底料的品質(zhì)最好。當中藥材添加量繼續(xù)增加，大于1倍之后，感官評分呈下降趨勢，品質(zhì)隨之降低，由此可知中藥材添加量為1倍時最佳。

2.1.5 辣椒添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

圖5 辣椒添加量對藥膳火鍋底料品質(zhì)的影響Fig.5 The effect of chili additive amount on the quality of medicinal hotpot seasoning

由圖5可知，辣椒添加量對藥膳火鍋底料品質(zhì)有很大影響，當辣椒添加量為5%～10%時，隨著辣椒添加量的增加，藥膳火鍋底料的感官評分隨之增高。當辣椒添加量為10%時，感官評分最高，品質(zhì)最好。當辣椒添加量繼續(xù)增加，大于10%之后，感官評分呈下降趨勢，品質(zhì)隨之降低，可能是由于辣椒添加過多導致火鍋底料太辣而影響口感，由此可知辣椒添加量為10%時最佳。

2.1.6 食用油添加量對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

由圖6可知，食用油添加量對藥膳火鍋底料品質(zhì)影響不大，當食用油添加量為20%～30%時，隨著食用油用量的增加，藥膳火鍋底料的感官評分略有增高。當食用油添加量繼續(xù)增加時，感官評分又有所回落，總體對該藥膳火鍋的品質(zhì)影響較小，本文選擇食用油添加量35%為制備用量。

圖6 食用油添加量對藥膳火鍋底料品質(zhì)的影響Fig.6 The effect of edible oil additive amount on medicinal hotpot seasoning

2.1.7 藥材水煮時間對火鍋底料感官質(zhì)量的影響

圖7 水煮時間對藥膳火鍋底料品質(zhì)的影響Fig.7 The effect of boiling time on the quality of medicinal hotpot seasoning

由圖7可知，水煮時間對藥膳火鍋底料品質(zhì)有很大影響，當水煮時間為20～40 min時，隨著水煮時間的增加，藥膳火鍋底料的感官評分隨之增高。當水煮時間為40 min時感官評分最高，品質(zhì)最好。當水煮時間繼續(xù)增加，大于40 min后，感官評分呈下降趨勢，由此可知水煮時間為40 min最佳。

2.2 正交試驗結(jié)果及分析

表3 藥膳火鍋底料不同條件下的感官評分結(jié)果Table 3 The sensory evaluation scores of medicinal hotpot seasoning under different conditions

續(xù) 表

由表3中藥膳火鍋底料評分極差分析可知，極差越大說明該因素對指標影響越大，為主要因素；極差越小說明該因素對指標影響越小，為次要因素，因此影響藥膳火鍋底料品質(zhì)各因素的主次順序為A>B>C，即水煮時間>中藥材添加量>辣椒添加量。試驗最佳組合為A3B2C3，與正交試驗結(jié)果中感官評分最高得分84.375的第7組結(jié)果一致，符合預期優(yōu)化條件。因此，最佳試驗參數(shù)為水煮時間60 min、中藥材添加量1倍、辣椒添加量15%。

2.3 基于電子鼻的該藥膳火鍋揮發(fā)性氣味特點分析

藥膳火鍋底料因為添加了多種藥食同源的藥材，因此可以預見其可能具有很多揮發(fā)性風味物質(zhì)，所以在藥膳火鍋底料評價過程中，氣味是一個很重要的評價指標。根據(jù)正交優(yōu)化的結(jié)果，采用德國AIRSENSE公司PEN3型電子鼻傳感器對最佳工藝制備的產(chǎn)品進行電子鼻測定分析。本次試驗采用10種傳感器反饋氣味信號值，對應傳感器性能的描述見表4。

表4 德國AIRSENSE公司PEN3型電子鼻傳感器對物質(zhì)響應類型Table 4 German AIRSENSE Company PEN3 electronic nose sensor's response to substances' types

針對藥膳火鍋底料樣品的測定，經(jīng)Winmuster軟件分析，獲得雷達圖和柱狀圖，見圖8和圖9。

由圖8和圖9可知，2號傳感器W5S響應值最高，隨后信號響應值由高到低依次是7號、6號、8號、1號、9號、10號、3號、5號、4號，說明藥膳火鍋底料揮發(fā)性氣味物質(zhì)中氮氧化合物類含量最高，無機硫化物類物質(zhì)含量次之，甲基類物質(zhì)含量相對變少，其他諸如芳香成分苯類、氨類、氫化物、醇類、芳香有機硫化物、長鏈烷烴類等物質(zhì)含量較低。

圖8 藥膳火鍋底料測定結(jié)果雷達圖Fig.8 The radar chart of the determination results of medicinal hotpot seasoning

圖9 藥膳火鍋底料測定結(jié)果柱狀圖Fig.9 The histogram of the determination results of medicinal hotpot seasoning

在測定藥膳火鍋底料樣品的同時，我們對制備過程中間產(chǎn)物藥湯和藥渣分別進行了電子鼻測定。針對藥湯樣品，經(jīng)Winmuster軟件分析，獲得藥湯雷達圖，見圖10和圖11。

圖10 藥湯雷達圖Fig.10 The radar chart of medicine soup

圖11 藥湯柱狀圖Fig.11 The histogram of medicine soup

由圖10和圖11可知，2號傳感器W5S響應值最高，7號與2號響應值差異較小，隨后信號響應值由高到低依次是6號、8號、1號、10號、9號、5號、3號、4號，說明藥膳湯揮發(fā)性氣味物質(zhì)中氮氧化合物類含量最高，無機硫化物類含量同樣高，甲基類物質(zhì)含量相對變少，其他諸如芳香成分苯類、氨類、氫化物、醇類、芳香有機硫化物、長鏈烷烴等的含量較低。

針對藥渣樣品，經(jīng)Winmuster軟件分析，其雷達圖和柱狀圖見圖12和圖13。

圖12 藥湯雷達圖Fig.12 The radar map of medicinal soup

圖13 藥渣柱狀圖Fig.13 The histogram of medicine dregs

由圖12和圖13可知，藥渣揮發(fā)性氣味物質(zhì)以2號和7號感應器為主，隨后信號響應值由高到低依次是6號、8號、10號、1號、9號、5號、3號、4號，說明藥膳湯揮發(fā)性氣味物質(zhì)中氮氧化合物類含量最高，無機硫化物類含量同樣高，其他如甲基類、苯類、氨類等揮發(fā)性氣味物質(zhì)含量可能與藥湯樣品和藥膳火鍋底料樣品的情況一致。

由此可知，藥膳火鍋底料的揮發(fā)性氣味物質(zhì)的主體構(gòu)成大致是氮氧化合物、無機硫化物、甲基類等，對在同一條件下測得的藥膳火鍋底料、制備中間體藥湯、制備中間體藥渣，其電子鼻傳感器陣列響應的趨勢大致相同，說明藥膳火鍋底料的揮發(fā)性氣味物質(zhì)的來源可能主要是所配的藥食同源中藥材。以2號傳感器響應值為基準，對比藥膳火鍋底料、藥湯、藥渣3個樣品的柱狀圖可知，藥渣樣品與藥膳火鍋底料樣品的2號傳感器響應值差距較小，藥湯樣品與藥膳火鍋底料樣品的2號傳感器響應值差距則顯著較大，由此可推測藥膳火鍋底料的揮發(fā)性氣味物質(zhì)可能主要是由制備工藝中的藥渣貢獻。

3 結(jié)論

綜合考察水煮時間、中藥材添加量、辣椒用量等因素對該藥膳火鍋底料感官評分的影響，通過單因素試驗和正交試驗可知，在郫縣豆瓣16%、鹽2%、香辛粉3%、白糖2%、花椒2%、味精1%、酵母抽提物1%、食用油用量40%的基礎(chǔ)上，適宜的條件為中藥材添加量1倍(即龍眼肉10%、枸杞10%、肉桂3%組合)，藥材水煮時間60 min，辣椒用量10%。進一步通過電子鼻對該藥膳火鍋底料的揮發(fā)性香氣進行分析，發(fā)現(xiàn)成品藥膳火鍋底料的香氣主要由藥材提供，主要表現(xiàn)為電子鼻傳感器陣列2號感應器響應值最高，推測其揮發(fā)性香氣物質(zhì)中氮氧化合物含量較高。