袁小鈞，鐘世榮，吳華昌*，喬明鋒，朱建倉(cāng)，鄧靜

(1.四川輕化工大學(xué) 生物工程學(xué)院，四川 宜賓 644000；2.四川旅游學(xué)院烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610100)

由不同品種干辣椒制作而成的糍粑辣椒賦予川渝火鍋湯底紅亮、麻辣鮮香、辣而不燥等特點(diǎn)，是火鍋湯底辣度、色澤和香味的關(guān)鍵[1]。糍粑辣椒制作常用的干辣椒品種為石柱紅、二荊條、子彈頭、內(nèi)黃新一代、天鷹小椒、魔鬼椒、燈籠椒等，不同品種干辣椒的辣椒堿和辣椒紅色素總量各不相同，故在火鍋底料中的作用不同，例如傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為魔鬼椒適合增辣，燈籠椒和二荊條適合增香，內(nèi)黃新一代適合增色[2-4]。

干辣椒的辣味主要來(lái)自辣椒素類(lèi)物質(zhì)，包括辣椒素和二氫辣椒素，二者約占辣椒素總量的90%，提供了約60%的辣感和熱感，其含量高低直接影響火鍋底料的辣度[5]，目前對(duì)辣椒素的研究主要集中于提取工藝優(yōu)化、烹飪過(guò)程中辣椒素的遷移變化規(guī)律、感官和辣椒堿含量相關(guān)性、產(chǎn)地和品種差異與辣椒堿含量的關(guān)系等，少有對(duì)火鍋底料常用干辣椒的辣度進(jìn)行檢測(cè)及分類(lèi)[6-11]。辣椒紅色素是火鍋底料湯底紅亮的關(guān)鍵，干辣椒的辣椒紅色素的研究主要集中于其提取及純化工藝、作為食品添加劑的安全問(wèn)題，鮮有不同干辣椒品種的色價(jià)及辣椒紅素含量的差異研究[12-13]。目前對(duì)火鍋常用干辣椒的辣椒堿和辣椒紅素的差異研究較少，這導(dǎo)致在火鍋底料制作過(guò)程中選擇辣椒的依據(jù)較少。

干辣椒香味是火鍋底料香氣濃郁的關(guān)鍵，目前干辣椒品種間揮發(fā)性物質(zhì)差異的研究較多，采用的分析檢測(cè)技術(shù)多為氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用結(jié)合電子鼻[14-15]。相較于傳統(tǒng)的GC-MS檢測(cè)方法，氣相離子遷移譜具有可視化、檢測(cè)靈敏等優(yōu)點(diǎn)，適用于做樣品的差異分析。

本實(shí)驗(yàn)選擇石柱紅5號(hào)、石柱紅3號(hào)、石柱紅、二荊條、天鷹小椒等為研究對(duì)象，利用 HPLC-MS、色差儀和GC-IMS等檢測(cè)方法分析火鍋底料常用不同品種干辣椒的辣椒堿總量、色價(jià)和香氣差異，以期為不同品種干辣椒的感官數(shù)字化提供依據(jù)，對(duì)火鍋底料制作干辣椒品種的選擇提供了依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

原料：見(jiàn)表1。

表1 不同品種干辣椒采購(gòu)信息Table 1 The procurement information of different varieties of dried chilies

試劑：甲醇(色譜純)、四氫呋喃(色譜純)，美國(guó)默克公司；辣椒素(標(biāo)準(zhǔn)品)、二氫辣椒素(標(biāo)準(zhǔn)品)，北京北方偉業(yè)計(jì)量技術(shù)研究院；辣椒紅素(標(biāo)準(zhǔn)品)，上海普邁生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

液相色譜-串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜聯(lián)用儀(HPLC-MS) AB SCIEX公司；NR200電腦色差儀 三恩時(shí)科技有限公司；超聲波清洗機(jī) 上海冠特超聲儀器有限公司；FlavourSpec HS-GC-IMS風(fēng)味分析儀 德國(guó)Gesellschaft für Analytische Sensorsysteme mbH公司；紫外分光光度計(jì) 北京萊伯泰科儀器股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備

將不同品種的干辣椒去蒂、去籽，烘箱40 ℃，3 h，再用組織破碎機(jī)粉碎，過(guò)60目篩，避光密封保存。

1.3.2 外觀形態(tài)分析

單果長(zhǎng)：挑選20粒果型均勻的干辣椒，分別用游標(biāo)卡尺測(cè)量果蒂至果尾端的長(zhǎng)度，計(jì)算平均值。

單果重：挑選20粒果型均勻的干辣椒，稱取總重量除以果粒數(shù)，得單果重。

籽皮比[16]：挑選20粒果型均勻的干辣椒，稱取總重量m1與去除辣椒籽總重m2的比值。

果肉含量：干辣椒總重量m1減去去除辣椒籽總重m2與m1的比值。

色差分析：顏色由自動(dòng)色度計(jì)測(cè)量，取制備的辣椒粉直接測(cè)量。顏色結(jié)果用L*、a*、b*表示，其分別表示明度值、紅綠值、黃藍(lán)值。計(jì)算總色度C(C=[(a*)2+(b*)2]1/2)和色度角差H(H=arctan(b*/a*))，比較樣本間的顏色變化。每個(gè)樣品重復(fù)5次。

1.3.3 辣椒堿總量

1.3.3.1 辣椒素和二氫辣椒素標(biāo)準(zhǔn)品

稱取25 mg辣椒素標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇∶四氫呋喃(1∶1)混合液溶解，定容至50 mL,制得500 μg/mL的母液，吸取100 μL定容至50 mL，制得1 μg/mL的溶液，分別吸取1，2，3，4，5，6，7 mL，定容至50 mL，制得0.01，0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.12，0.14 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=206876.77x+327.16，R2=0.999。

稱取25 mg二氫辣椒素標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇∶四氫呋喃(1∶1)混合液溶解，定容至50 mL，制得500 μg/mL的母液，吸取100 μL定容至50 mL,制得1 μg/mL的溶液，分別吸取1，2，3，4，5，6，7 mL，定容至50 mL，制得0.01，0.02，0.04，0.06，0.08，0.10，0.12，0.14 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液。繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=58646x，R2=0.998。

1.3.3.2 液質(zhì)聯(lián)用樣品處理

稱取0.50 g的辣椒粉于100 mL燒杯中，加入甲醇∶四氫呋喃(1∶1)的混合液15 mL，用保鮮膜封口，用針孔扎幾個(gè)小孔，于60 ℃水浴加熱超聲波浸提30 min。用濾紙過(guò)濾，收集濾液，然后將濾紙和濾渣重新加入甲醇∶四氫呋喃(1∶1)的混合液15 mL，超聲波提取10 min，重復(fù)2次。將3次過(guò)濾收集的濾液合并，定容至50 mL，過(guò)0.22 μm濾膜裝入液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀專用瓶中。

1.3.3.3 含量計(jì)算

辣椒堿總量參照GB/T 21266-2007《辣椒及辣椒制品中辣椒素類(lèi)物質(zhì)測(cè)定及辣度表示方法》。

1.3.3.4 儀器條件

參照陽(yáng)曦等[17]的方法修改如下：色譜條件：色譜柱C18；流量0.4 mL/min；流動(dòng)相A為0.1%甲酸水，流動(dòng)相B為甲醇溶液。質(zhì)譜條件：ESI離子源；噴霧電壓；掃描模式為正離子模式；其他參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 液質(zhì)聯(lián)用儀質(zhì)譜的參數(shù)設(shè)置 Table 2 The mass spectra parameters setting of LC-MS

1.3.4 辣椒紅素總量

1.3.4.1 辣椒紅素標(biāo)準(zhǔn)曲線

稱取5 mg辣椒紅素標(biāo)準(zhǔn)品，用甲醇∶四氫呋喃(1∶1)混合液溶解，定容至25 mL，制得200 μg/mL的母液,吸取10 mL定容至25 mL，制得80 μg/mL的溶液，吸取12.5 mL進(jìn)行梯度稀釋，制得40，20，10，5，2.5，1.25 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液。采用紫外分光光度計(jì)在460 nm處測(cè)得吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=20.284x+0.0164，R2=0.999。

1.3.4.2 樣品檢測(cè)

稱取0.50 g的辣椒粉于100 mL燒杯中，加入甲醇∶四氫呋喃(1∶1)的混合液15 mL，用保鮮膜封口，用針孔扎幾個(gè)小孔，于40 ℃水浴加熱超聲波浸提37 min。用濾紙過(guò)濾，收集濾液，然后將濾紙和濾渣重新加入甲醇∶四氫呋喃(1∶1)的混合液15 mL，超聲波提取10 min，重復(fù)2次，定容至50 mL。稱取0.5 g定容后的溶液用混合液稀釋定容至25 mL于460 nm處測(cè)得吸光度。

1.3.5 GC-IMS

采用氣相-離子遷移譜(GC-IMS)對(duì)不同品種干辣椒的揮發(fā)性物質(zhì)差異進(jìn)行探究。IMS條件：準(zhǔn)確稱取0.50 g干辣椒粉置于20 mL進(jìn)樣瓶中，60 ℃保溫15 min，采用固相頂空微萃取方法，自動(dòng)進(jìn)樣。GC條件：色譜柱溫度60 ℃；載氣：高純N2；流速：初始流速5 mL/min，保持5 min，然后在15 min增加至150 mL/min。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用Excel及SPSS，作圖采用Origin 2018。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種干辣椒外觀形態(tài)分析

單果長(zhǎng)可對(duì)干辣椒外觀形態(tài)進(jìn)行描述。籽皮比是干辣椒品質(zhì)的一個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，其越大說(shuō)明干辣椒果肉含量越低，泡發(fā)時(shí)間越短。在炒制火鍋底料的過(guò)程中，辣椒籽的含量越高，制作而成的火鍋底料在久煮過(guò)后有苦味，故在制作火鍋底料時(shí)，需要將干辣椒剪段并去除大部分的辣椒籽。果肉含量影響火鍋底料雜質(zhì)的多少和湯底的厚重感，且辣椒紅色素只存于辣椒皮中，對(duì)火鍋湯底的色澤起決定性作用。對(duì)11種干辣椒的單果長(zhǎng)、單果重、籽皮比及果肉含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同品種干辣椒形態(tài)差異Table 3 The morphological differences of different varieties of dried chilies

由表3可知，不同品種干辣椒在外觀形態(tài)上差異顯著，二荊條果長(zhǎng)最長(zhǎng)，為13.26 cm，燈籠椒最短，為2.30 cm。子彈頭的單果重最高，為1.69 g，魔鬼椒的單果重最低，為0.51 g。子彈頭的籽皮比最高，為113.63%，二荊條的籽皮比最低，為36.12%。二荊條的果肉含量最高，為73.46%，最低的為子彈頭46.80%。

2.2 不同品種干辣椒辣椒堿總量分析

火鍋的辣味主要來(lái)源于由不同品種干辣椒制成的糍粑辣椒，不同品種干辣椒的辣椒堿總量不同，對(duì)火鍋底料的辣味貢獻(xiàn)度不同，分析了11種干辣椒的辣椒素、二氫辣椒素含量，結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 不同品種干辣椒的辣椒素類(lèi)物質(zhì)含量表Table 4 The content of capsaicins in different varieties of dried chilies g/kg

由表4可知，不同辣椒品種的辣椒堿總量差異顯著。二荊條、二荊條A和內(nèi)黃新一代之間的辣椒堿總量無(wú)顯著差異，其含量在0.30～1.00 g/kg之間；石柱紅3號(hào)、石柱紅和燈籠椒的辣椒堿總量差異不大，其含量在5.00～5.50 g/kg之間。魔鬼椒的辣椒堿含量最高，為8.96 g/kg，是二荊條的20.83倍；其次為石柱紅5號(hào)，為6.68 g/kg，這表明魔鬼椒和石柱紅5號(hào)可能在增加火鍋辣度方面有良好的作用。不同品種干辣椒的辣椒素和二氫辣椒素含量占比不同，子彈頭的辣椒素含量占比最高，為二氫辣椒素的3.29倍，二荊條的辣椒素含量占比最低，為二氫辣椒素的1.78倍。

2.3 不同品種干辣椒色澤分析

湯色紅亮是優(yōu)質(zhì)火鍋的一個(gè)重要指標(biāo)，主要影響因素為辣椒色素含量，采用紫外分光光度法及色差儀分別測(cè)定了11種干辣椒的辣椒紅素含量及色差，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同品種干辣椒色澤差異Table 5 The color difference among different varieties of dried chilies

由表5可知，不同的辣椒品種之間辣椒紅素含量差異顯著(p<0.05)，其中二荊條辣椒紅素含量最高，為32.47 mg/g，其次為天鷹小椒，可達(dá)27.78 mg/g；燈籠椒辣椒紅素含量最低，為10.03 mg/g，因此二荊條和天鷹小椒在增加火鍋色澤方面可能具有良好的作用。L*、a*、b*值分別表示為亮度、紅綠色差指數(shù)、黃藍(lán)色差指數(shù)。C為飽和度，飽和度越低，色澤越暗淡。由表5可知，樣品間亮度值無(wú)顯著差異；紅綠指數(shù)、黃藍(lán)指數(shù)較低且黃藍(lán)指數(shù)值為負(fù)值，偏藍(lán)，可能是因?yàn)闃悠分苽涞牟町?；天鷹小椒的紅綠指數(shù)最高，為2.12，石柱紅最低，為0.99；石柱紅5號(hào)的飽和度最高，石柱紅的飽和度最低[18-19]。

色差儀可由L*、a*、b*值構(gòu)建物品的色品坐標(biāo)，常用于描述新鮮果蔬顏色差異。為探究色差儀所得結(jié)果是否能反映不同品種干辣椒辣椒紅素含量差異，做色差儀3個(gè)數(shù)值與辣椒紅素含量相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)表6。

由表6可知，C、a*和b*與辣椒紅色素的相關(guān)性不顯著，a*值對(duì)C值的影響遠(yuǎn)大于b*值。色差儀所得的黃藍(lán)指數(shù)的相關(guān)性為0.53，遠(yuǎn)高于紅綠指數(shù)0.09。由此得色差儀對(duì)干辣椒的色澤分析不能反映辣椒紅素含量的差異，故不可由色差儀做辣椒紅素差異的快速檢測(cè)。

表6 辣椒紅素含量與a*、b*、C的相關(guān)性分析Table 6 The correlation analysis of capsaicin content with a*, b* and C

2.4 不同品種干辣椒香氣分析

干辣椒的揮發(fā)性物質(zhì)的差異以及種類(lèi)對(duì)火鍋底料的香氣有影響。為探究不同品種干辣椒的揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)及數(shù)量的差異，做GC-IMS的風(fēng)味指紋圖譜，結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 不同品種干辣椒揮發(fā)性物質(zhì)氣相-離子遷移譜二維圖Fig.1 Two-dimensional gas chromatography-ion migration spectra of volatile substances in different varieties of dried chilies

圖2 不同品種干辣椒揮發(fā)性物質(zhì)的指紋圖譜Fig.2 Fingerprint of volatile substances in different varieties of dried chilies

由圖1可知，樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的遷移時(shí)間在1.0～10.0 ms之間，保留時(shí)間集中分布在10～600 s，所有揮發(fā)性有機(jī)物在20 min內(nèi)檢出。RIP峰兩側(cè)的每個(gè)點(diǎn)代表一種揮發(fā)性有機(jī)物，點(diǎn)的明暗反映了物質(zhì)的濃度，越暗表示濃度較低，越亮表示濃度較高，顏色越深表示濃度越低；反之則越高。

由圖2可知，A類(lèi)為空氣中所帶物質(zhì)，B類(lèi)為11種辣椒所共有。子彈頭揮發(fā)性物質(zhì)最多，為66種；二荊條揮發(fā)性物質(zhì)最少，為46種。乙酸香葉酯為子彈頭所獨(dú)有的揮發(fā)性物質(zhì)，具有玫瑰和薰衣草香氣；乙酸乙酯為石柱紅5號(hào)所特有；己酸甲酯為石柱紅和天鷹小椒所特有；異戊酸己酯為石柱紅3號(hào)和子彈頭所特有，雖然本實(shí)驗(yàn)分析了不同品種干辣椒的揮發(fā)性物質(zhì)的差異，但未做定量分析且不同物質(zhì)的感官閾值不盡相同，故想進(jìn)一步分析干辣椒品種香味差異需進(jìn)一步做定量分析。

為探究不同品種干辣椒的香味是否類(lèi)似，對(duì)不同品種干辣椒GC-IMS結(jié)果中揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)含量通過(guò)歸一化處理做聚類(lèi)熱圖，結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 不同品種干辣椒的揮發(fā)性物質(zhì)的聚類(lèi)熱圖分析Fig.3 Cluster heat map analysis of volatile substances in different varieties of dried chilies

由圖3可知結(jié)果分成四類(lèi)：一類(lèi)為天鷹小椒A、天鷹小椒、二荊條、二荊條A和內(nèi)黃新一代；二類(lèi)為子彈頭、石柱紅3號(hào)和燈籠椒；三類(lèi)為石柱紅5號(hào)和魔鬼椒；石柱紅為第四類(lèi)。由此可知天鷹小椒A、天鷹小椒、二荊條、二荊條A和內(nèi)黃新一代的揮發(fā)性物質(zhì)接近，且這幾類(lèi)辣椒為經(jīng)驗(yàn)常用的增香品種。由圖3的列標(biāo)簽可知，干辣椒的揮發(fā)性物質(zhì)大多為醇類(lèi)和醛類(lèi)，這與干辣椒的揮發(fā)性物質(zhì)的相關(guān)研究類(lèi)似[20]。

3 結(jié)論

不同品種的干辣椒對(duì)火鍋的風(fēng)味貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在色、香、味3個(gè)方面，辣椒品種不同，辣椒紅色素、辣椒堿總量、香氣物質(zhì)差異較大。

辣椒堿總量最高的為魔鬼椒(8.96 g/kg)，其次為石柱紅5號(hào)(6.68 g/kg)，燈籠椒、石柱紅、石柱紅3號(hào)辣椒堿含量接近5.0～5.5 g/kg，二荊條最低，為0.43 g/kg，說(shuō)明魔鬼椒、石柱紅5號(hào)適用于火鍋底料增辣；二荊條辣椒紅素含量最高，為32.47 mg/g，其次為天鷹小椒，可達(dá)27.78 mg/g，魔鬼椒和內(nèi)黃新一代辣椒紅素含量與天鷹小椒接近，燈籠椒辣椒紅素含量最低，為10.03 mg/g，說(shuō)明二荊條、天鷹小椒、魔鬼椒和內(nèi)黃新一代均適用于火鍋底料的增色。

不同品種干辣椒的揮發(fā)性物質(zhì)差異較大。常用干辣椒有香氣分類(lèi)中天鷹小椒A、天鷹小椒、二荊條、二荊條A和內(nèi)黃新一代這一類(lèi)，在經(jīng)驗(yàn)中為增香的品種。天鷹小椒A和二荊條A為企業(yè)實(shí)際用的干辣椒，在香氣方向可與內(nèi)黃新一代替代。