辣椒素和二氫辣椒素在辣鴨脖鹵制過程中的遷移規律研究

王宏勛,黃 威,蔡玉潔,單恬恬,易 陽2,,王麗梅

(1.武漢輕工大學,生物與制藥工程學院,湖北武漢 430023;2.湖北省生鮮食品工程技術研究中心,湖北武漢 430023;3.武漢輕工大學,食品科學與工程學院,湖北武漢 430023)

辣椒為茄科植物辣椒(CapsicumfrutescenceL.)的果實,其呈辣物質為辣椒素(又名辣椒堿,Capsaicin),主要分布在辣椒籽及果皮內表面之中,含量一般占辣椒果實干重0.1%～1%[1]。辣椒素類物質是由14種以上的辣椒素同系物組成,結構類似,主要包括辣椒素、二氫辣椒素、降二氫辣椒素、高二氫辣椒素、高辣椒素等[2],其中辣椒素(C18H27NO3)約占69%,二氫辣椒素占22%[3],是提供辣感和熱感的最主要成分[4,5]。而辣椒作為一種藥食同源的蔬菜,常用于菜肴的調味[6]。在我國,傳統醬鹵產品是原料肉經預煮后,再用香辛料和調味料共同熬制的鹵水煮制而成,其風味濃郁、香辣可口,具有豐富的營養成分,是目前深受消費者喜愛的休閑食品,在湖北、湖南、江西等區域已形成了巨大的消費市場和產業規模。而辣味醬鹵鴨制品是通過直接添加辣椒的方式,利用辣椒中高含量辣椒素的營養成分和保健功能[7-8]并且調節食品的辣味或刺激性[9]來鹵制鴨肉。

表1 鹵制數據一覽表Table 1 List of halogen data

目前對辣味醬鹵鴨制品的研究主要集中于工藝配方、質量控制以及產品貨架期等[10-12]。但在國內,傳統鹵制屬于鹵湯過量式鹵煮工藝,且多為手工作坊和個體經營者,原輔料利用率低,蒸煮損失大,辣椒無法科學定量,鹵制風味不穩定,出品率低,工藝參數難以量化[13-14]。而現階段關于辣椒中的主要辣味物質在鹵制過程中如何變化的研究還較少,對于辣味醬鹵鴨制品的標準化生產的理論依據還不足。本文以鴨脖為研究對象,用辣椒提取液替代辣椒添加于基礎鹵水中,采用高效液相法檢測鹵制過程中鹵水及鹵鴨脖中辣椒素和二氫辣椒素的含量變化規律,明晰兩種主要辣味物質在鹵制過程中遷移特性,為基于辣椒主效成分的鹵水配制和實現醬鹵制品辣度的標準化提供研究基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

干辣椒 武漢舵落口香料批發市場;辣椒素、二氫辣椒素標準樣品 成都克洛瑪生物公司;95%食用酒精 國藥集團化學試劑有限公司;甲醇色譜純 國藥集團化學試劑有限公司;冷鮮鴨脖 中百倉儲民航新村店。

Aglilent1260c高效液相色譜儀 美國安捷倫科技公司;Milli-Q Integral超純水系統 上海梅特勒托利多儀器公司;YB-1000A高速多功能粉碎機 浙江省永康市速峰工貿有限公司;SB-5200DTN超聲波清洗機 寧波新芝生物科技股份有限公司;GZX-9140MBE數顯鼓風干燥箱 上海博訊實業有限公司;RE-2000A旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠;TGL-16G離心機 上海安亭科學儀器廠;CP214電子天平 奧豪斯儀器(上海)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 基礎鹵水配方 清水2 kg,食鹽30 g,白砂糖10 g,醬油老抽10 g,大豆油20 g,八角7 g,小茴香6 g,香葉7 g,草果9 g,甘草5 g,白芷1 g,砂仁0.7 g,白寇1 g,草寇1 g,干姜3 g。

1.2.2 鴨脖鹵制方法 在鹵制鍋中加入辣椒提取液100 mL,基礎鹵水1900 mL,混合均勻。取鹵水100 mL,加入500 g鴨脖,沸水鹵制45 min。煮制15 min后,添加基礎鹵水至鹵水和鹵肉重量至2400 g,混合均勻,分別取鹵水100 mL,鹵肉100 g;煮制30 min后,添加基礎鹵水至鹵水和鹵肉重量至2200 g,混合均勻,同上取鹵水和鹵肉;煮制45 min,添加基礎鹵水至鹵水和鹵肉重量至2000 g,混合均勻,同上取鹵水和鹵肉。

1.2.3 鹵鴨脖樣品前處理方法 將鹵制后鴨脖上的肉剃下用攪拌機打碎,稱取35 g鴨肉放入60 ℃干燥箱中烘干至水分含量≤15%(干燥時間>8 h),烘干后稱取約10 g樣品于燒杯中(精確到0.001 g),加入30 mL 60%的食用酒精,置于60 ℃超聲提取30 min,過濾收集濾液,然后將濾渣連同濾紙再次加入溶劑30 mL超聲提取10 min重復兩次,將三次濾液合并,旋轉蒸發器在60 ℃條件下濃縮定容至25 mL,經0.45 μm有機濾膜過濾后備用。

1.2.4 鹵水樣品前處理方法 在70 ℃條件下旋轉蒸發濃縮100 mL鹵水定容至10 mL容量瓶,取濃縮液于12000 r/min的轉速離心10 min,經0.45 μm水系濾膜過濾后備用。

1.2.5 辣椒提取液制備及檢測 將辣椒均勻放入托盤中,置于干燥箱65 ℃干燥8 h,高速粉碎機粉碎兩次后過60目篩。稱取辣椒粉末50 g于燒杯中,加入600 mL 60%的食用酒精,60 ℃下超聲提取2 h后,減壓過濾,50 ℃旋轉蒸發濃縮定容至500 mL容量瓶中,置于4 ℃冰箱保存備用。

將辣椒提取液過0.45 μm有機濾膜后按1.2.6高效液相條件下重復進樣三次,取峰面積,代入曲線方程,計算提取液中辣椒素和二氫辣椒素含量。

1.2.6 辣椒素和二氫辣椒素液相條件建立及標準曲線的制備 色譜柱:Aglilent SB-ZOBAX C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫為30 ℃,檢測波長280 nm;采用A和B雙泵系統,流速1.0 mL/min,進樣量20 μL。流動相A為甲醇,流動相B為水(65∶35 v/v)[11]。

準確稱量辣椒素、二氫辣椒素標準品各21.5 mg、10.8 mg,用甲醇溶解定容至25 mL容量瓶中,配成濃度為0.86和0.43 mg/mL的母液。精確吸取辣椒素、二氫辣椒素母液,配制同濃度梯度為0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.20、0.30、0.40 mg/mL的標準品溶液,分別進樣20 μL。上述高效液相條件制備辣椒素、二氫辣椒素標準曲線。

1.2.7 辣椒素和二氫辣椒素從鹵水遷移至鹵鴨脖計算方法 水中辣椒素或二氫辣椒素含量:

A(mg)=B(mg/mL)×2000 (mL)

式(1)

干辣椒提取辣椒素的得率:

式(2)

鹵肉中辣椒素或二氫辣椒素附著含量:

E(mg)=B(mg/mL)×25 (mL)×500 (g)÷10 (g)

式(3)

鹵制45 min鹵水辣椒素或二氫辣椒素減少量:

F(mg)=A0min(mg)-A45min(mg)

式(4)

鹵水中辣椒素或二氫辣椒素遷移至鴨脖比例:

G(%)=E(mg)×100%÷F(mg)

式(5)

其中:B:高效液相測定辣椒素或二氫辣椒素濃度(mg/mL);D:干辣椒提取辣椒素的得率(%)。

1.3 數據處理

實驗數據采用Microsoft Excel 2016、Origin 9等軟件進行分析處理,并作圖。

2 結果與分析

2.1 辣椒提取液中辣椒素和二氫辣椒素含量

辣椒素、二氫辣椒素標準品的液相色譜圖如圖1,標準曲線如表2。

圖1 辣椒素與二氫辣椒素標準樣品高效液相色譜圖Fig.1 High performance liquid hromatograms of capsaicin and dihydrocapsaicin standard samples

表2 辣椒主效成分的線性方程、相關系數及檢測濃度范圍一覽表Table 2 List of linear equations,correlation coefficients(R2)and detection concentration ranges of main active components of pepper

辣椒提取液中辣椒素和二氫辣椒素的檢測色譜圖如圖2,根據1.2.7的計算公式(1)得到辣椒素含量(為1.87±0.018) mg/g,二氫辣椒素含量為(0.94±0.007) mg/g;根據1.2.7的計算公式(2)得到的干辣椒提取辣椒素的得率為(12.26±0.16) mg/g,干辣椒提取二氫辣椒素的得率為(3.49±0.11) mg/g。

圖2 辣椒提取液高效液相色譜圖Fig.2 High performance liquid chromatograms of capsicum extract

2.2 鹵水中辣椒素和二氫辣椒素含量變化

辣椒提取液鹵制過程中,主效成份在鹵水中含量的變化情況見圖3。辣椒素和二氫辣椒素隨著鹵制時間的延長,在鹵水中含量逐漸降低,0～15 min下降最明顯,辣椒素從0.061 mg/mL降至0.013 mg/mL,二氫辣椒素從0.017 mg/mL降至0.004 mg/mL后趨于穩定。15 min以后,辣椒素含量呈波動變化,45 min時含量為0.011 mg/mL,二氫辣椒素含量變化較小,45 min時含量為0.004 mg/mL。

圖3 辣椒提取液鹵制過程中辣椒素和二氫辣椒素在鹵水中的含量變化Fig.3 Changes of capsaicin and dihydrocapsaicin in brine during the process of marinating pepper extract

2.3 鹵鴨脖中辣椒素和二氫辣椒含量變化

辣椒提取液鹵制過程中,主效成份在鹵肉中含量的變化情況見圖4。辣椒素和二氫辣椒素隨著鹵制時間的增加,在鹵鴨脖中的含量逐漸增加,0～15 min增加明顯,辣椒素從0增至0.158 mg/mL,二氫辣椒素從0增至0.063 mg/mL;15～45 min,辣椒素緩慢增至0.187 mg/mL,二氫辣椒素波動變化,減至0.044 mg/mL后又增至0.053 mg/mL。

圖4 辣椒提取液鹵制過程中辣椒素和二氫辣椒素在鹵鴨脖中的含量變化Fig.4 Changes of capsaicin and dihydrocapsaicin in duck neck during the process of marinating pepper extract

2.4 不同鹵制階段辣椒素和二氫辣椒遷移規律分析

由表3和表4知,辣椒提取液在鹵制的過程中,鹵水中辣椒素、二氫辣椒素的減少量和鹵肉中辣椒素、二氫辣椒素的附著量基本保持一致。鹵制15 min辣椒素和二氫辣椒素遷移率效率最高,分別達到81.4%和121.9%。鹵制45 min辣椒素從鹵水中遷移至鹵鴨脖達到92.9%,二氫辣椒素從鹵水中遷移至鹵鴨脖達到97.6%。辣椒素、二氫辣椒素于100 ℃的鹵制條件下熱穩定性較好,45 min受熱損失僅有7.1%和2.4%。綜合所述,辣椒素、二氫辣椒素在鹵制過程中熱穩定較好,在鹵肉中的含量基本呈現增長趨勢,從鹵水中至鹵鴨脖的遷移速度在前15 min較快,鹵肉中辣椒素和二氫辣椒素含量分別在鹵制30和45 min時達到最大。

表3 辣椒素從鹵水遷移至鹵鴨脖含量變化一覽表Table 3 Change of capsaicin from brine tobraised duck neck

表4 二氫辣椒素從鹵水遷移至鹵鴨脖含量一覽變化表Table 4 Change of dihydrocapsaicin from brine to braised duck neck

3 結論

在鴨脖鹵制過程中,辣椒中的兩種主效成分辣椒素和二氫辣椒素在前15 min從鹵水中遷移至鴨脖中速度最快,15～45 min過程中速度趨緩,鴨脖中辣椒素和二氫辣椒素含量分別在30和45 min達到最大。辣椒素、二氫辣椒素從鹵水遷移至鹵鴨脖中分別達到了92.9%和97.6%,證明其在鹵制過程中熱穩定性較好?？苫诶苯分餍С煞值淖兓幝?將辣椒提取液應用于工業化鹵水生產,為鹵制過程中實現醬鹵制品辣度的標準化提供研究基礎。