特色川竹辣椒醬配方優化及其揮發性風味物質分析

周澤林，陳一萌*，張其圣，，李檸汶，柏紅梅，汪冬冬，王波，周永潮，余英，費思濤

（1.四川省食品發酵工業研究設計院有限公司，四川 成都 611130；2.四川大學錦江學院，四川 眉山 620860；3.四川東坡中國泡菜產業技術研究院，四川 眉山 620010；4.興文縣林業和竹業發展服務中心，四川 宜賓 644499；5.宜賓林竹產業研究院，四川 宜賓 644002；6.宜賓有正農業開發有限公司，四川 宜賓 644009）

竹筍滋味鮮美，肉質脆嫩，清香爽口，自古被視為“蔬中佳珍”、“素食第一品”，曾被列為貢品。其營養豐富，含有蛋白質、氨基酸、維生素、胡蘿卜素以及鈣、磷、鐵、鎂等多種礦物元素[1]，脂肪、淀粉含量低，屬于低脂、低熱量食品。竹筍中還含有大量的膳食纖維，不僅可以潤腸通便，還具有凈化胃腸道、清除自由基、阻礙重金屬吸收[2]、降低血脂的功能[3]。四川是盛產竹筍的省份，人們常將竹筍直接炒制食用或制成干筍，市場上缺少以竹筍為原料進行深加工的特色川味休閑食品。目前國內外對于竹筍的加工食品的研究主要集中在竹筍飲料[4]、清水筍罐頭[5]、竹筍餅干[6]這一類的食品，而關于具備四川特色風味的竹筍深加工食品的研究鮮見報道。

辣椒是一種一年或多年生草本植物，市場上常見的辣椒大多為錐形，顏色呈青色或紅色居多，辣椒的辣味刺激能極大地增進人們的食欲[7]，同時辣椒也含有大量的B族維生素、維生素C、鈣、鐵等多種營養成分[8]。辣椒醬是以辣椒為原料制作而成的醬料，是調味品中非常重要的一類。四川盆地，氣候潮濕，冬天寒冷，容易得風濕疾病，吃辣椒可使人身體發熱，還有祛濕的功效。將竹筍與辣椒醬相結合，以竹筍清爽的口感中和辣椒的辛辣，降低辣椒對味蕾的刺激，同時低脂高膳食纖維的竹筍符合消費者對低熱量食品的追求。將四川當地特色辣椒與竹筍結合制作一款特色川竹辣椒醬，可大大提升竹筍和辣椒醬的附加值，又可以有效推廣川竹這一特色食物，擴大川竹的影響力。

本研究以新鮮四川竹筍為原料，使用二荊條、小米辣、子彈頭辣椒、八角粉、香葉粉、花椒粉、草果粉、小黃姜等配料進行特色川竹辣椒醬的制作，以感官評分和亞硝酸鈉含量作為評價指標，采用單因素試驗和正交試驗設計優化出白砂糖、甜面醬、味精的最佳添加量。用篩選出來的最優配方制作川竹辣椒醬并利用氣相色譜-質譜聯用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術分析特色川竹辣椒醬中揮發性風味物質成分。本研究既豐富了市場上辣椒醬的種類，又為四川竹筍精深加工產品的開發提供一定的參考價值。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

四川雷竹筍、干二荊條、小米辣、子彈頭辣椒、八角粉、香葉粉、花椒粉、草果粉、小黃姜、酵母膏、5′-肌苷酸鈉和5′-鳥核酸鈉（5'-IMP和 5'-GMP，I+G）（食用級）：市售；白砂糖：太古糖業（中國）有限公司；味精：四川國莎實業有限公司；紅油豆瓣、甜面醬：四川省郫縣豆瓣股份有限公司；菜籽油：上海嘉里食品工業有限公司。

亞鐵氰化鉀、四硼酸鈉：成都化學試劑廠；冰乙酸、二水乙酸鋅：成都科隆化學品有限公司；亞硝酸鈉：天津市光復精細化工研究所；無水對氨基苯磺酸：同濟大學應用技術研究院；N-1-萘乙二胺鹽酸鹽：天津市化學試劑研究所有限公司，以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

電子天平（YP50001）：上海越平科學儀器（蘇州）制造有限公司；真空包裝機（DZ500/2SBⅡ）：浙江葆春包裝機械有限公司；紫外可見分光光度計（752G）：上海儀電分析儀器有限公司制造；氣相色譜-質譜聯用儀（GC/MS-TQ2040）：日本島津儀器公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 特色川竹辣椒醬的制作工藝

圖1 特色川竹辣椒醬制作工藝流程Fig.1 The technological process of characteristic Sichuan bamboo pepper sauce

1.3.2 操作要點

1.3.2.1 特色川竹辣椒醬的基礎配方

經過前期預試驗得到特色川竹辣椒醬的基礎配方：以菜籽油（500 g）的質量為基準，其他輔料按菜籽油質量的百分比計算，竹筍20.0%、豆瓣醬30.0%、特制辣椒面（干二荊條∶子彈頭∶小米辣=10∶2∶3，質量比）30.0%、小黃姜8.0%、八角粉0.4%、香葉粉0.6%、草果粉0.4%、花椒粉1.0%、I+G 0.04%、酵母膏0.4%。

1.3.2.2 特色川竹辣椒醬的制作工藝

挑選新鮮的竹筍清洗干凈后將其切分成1 cm3左右，形狀規則的顆粒狀，在沸水里漂燙5 min后撈出過冷水浸泡，冷卻后撈出、瀝干備用；向鍋中倒入500 g菜籽油，大火加熱至180℃后關火降溫至120℃左右時，將豆瓣醬、特制辣椒面、八角粉、香葉粉、草果粉、花椒粉、小黃姜按比例添加，進行混合，小火炒料20 min，然后按比例加入瀝干的竹筍粒、甜面醬、白砂糖、味精、I+G、酵母膏等，繼續炒制10 min，炒制過程中均使用中小火，不斷翻炒，避免糊鍋。冷卻后進行真空密封，于100℃水浴滅菌20 min，冷卻后即可食用。

1.3.3 試驗設計

1.3.3.1 單因素試驗設計

針對白砂糖添加量、甜面醬添加量、味精添加量開展單因素試驗，試驗設計：1）改變白砂糖添加量分別為 0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，甜面醬添加量為3.0%，味精添加量為2.5%；2）改變甜面醬添加量分別為 2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%，白砂糖添加量為0.6%，味精添加量為2.5%；3）改變味精添加量分別為1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%，白砂糖添加量為0.6%，甜面醬添加量為3.0%。以感官評分為指標，篩選適宜的調料配比。

1.3.3.2 正交試驗設計

以白砂糖添加量、甜面醬添加量和味精添加量為3個主要因素，依據單因素試驗結果確定正交試驗的因素水平，采用L9（34）正交表，進行三因素三水平的正交試驗，以感官評分和亞硝酸鈉含量為評定指標，每組進行3次平行試驗，篩選出最優的工藝配方。L9（34）因素水平如表1所示。

表1 特色川竹辣椒醬正交試驗因素水平Table 1The factors and levels of L9（34）orthogonal test for characteristic Sichuan bamboo pepper sauce

1.3.3.3 特色川竹辣椒醬揮發性風味物質分析

以正交試驗最終篩選出的最佳工藝配方制作出川竹辣椒醬，采用固相微萃取法（head space-solid phase microextraction，HS-SPME）結合GC-MS對川竹辣椒醬中揮發性風味成分進行分析。

1）樣品處理

取川竹辣椒醬與超純水按1∶1的質量比進行勻漿，取2.0g勻漿好的樣品到15mL頂空瓶中，于45℃下水浴30 min；插入老化后的萃取頭，45℃萃取30 min，手動進樣檢測。

2）GC-MS條件

GC-MS條件參照丁詩瑤等[9]的方法并稍作修改。GC條件：色譜柱載氣為He，流速1 mL/min；進樣口溫度250℃；不分流進樣；升溫程序為起始溫度50℃，以10℃/min升至85℃（保留1.5 min），再以5℃/min升至100℃（保留1 min），以2.5℃/min升至175℃（保持1.5 min），最后以10℃/min升至250℃。MS條件：EI電離源，電子能量70 eV；離子源溫度230℃；接口溫度250℃；質量掃描范圍35 amu～350 amu。

1.3.4 指標測定

1.3.4.1 感官評分

由6位食品專業的工作人員組成評定小組對產品的色澤、香味、滋味和脆度進行感官評分[10]，感官評分標準見表2。

表2 特色川竹辣椒醬的感官評分標準Table 2 The sensory evaluation standard of characteristic Sichuan bamboo pepper sauce

1.3.4.2 亞硝酸鈉含量的測定

參考GB 5009.33—2016《食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》[11]中的分光光度法測定川竹辣椒醬中亞硝酸鈉的含量。

1.3.5 數據分析

根據GC-MS得到的總離子流圖，在NIST11數據庫中進行初步比對，將相似度>80的揮發性風味物質進行定性分析，鑒定出各揮發性風味物質成分，化合物相對含量采用峰面積歸一化法進行分析。

1.4 數據處理

試驗進行3次重復操作，試驗數據通過SPSS 20.0進行處理與分析，采用Microsoft excel繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 特色川竹辣椒醬單因素試驗結果

2.1.1 白砂糖添加量對川竹辣椒醬感官品質的影響

白砂糖添加量對川竹辣椒醬感官品質的影響見圖2。

圖2 白砂糖添加量對川竹辣椒醬感官品質的影響Fig.2 Effect of addition amount of white granulated sugar on sensory quality of Sichuan bamboo pepper sauce

白砂糖在日常烹飪菜肴中不僅可以減少咸味、辣味，還可以提升菜肴的鮮味[12]。由圖2可知，隨著白砂糖添加量不斷增加，川竹辣椒醬的感官評分呈先升高后降低的趨勢，當白砂糖添加量為0.6%時，感官評分最高，為83.5，白砂糖添加量持續增加至1.0%時，感官評分降低至74.5，原因可能是加糖過多，辣椒醬偏甜膩，影響了竹筍的清香和辣椒原本的味道。綜合考慮，白砂糖添加量為0.6%左右為宜。

2.1.2 甜面醬添加量對川竹辣椒醬感官品質的影響

甜面醬添加量對川竹辣椒醬感官評分的影響見圖3。

圖3 甜面醬添加量對川竹辣椒醬感官評分的影響Fig.3 Effect of addition amount of sweet bean paste on sensory score of Sichuan bamboo pepper sauce

甜面醬中含有多種揮發性酯類物質[13]，會明顯影響川竹辣椒醬的滋味、香味。由圖3可知，隨著甜面醬添加量的增加，感官評分呈先上升后下降的趨勢，當添加量為3.0%時，感官評分最高，為85，添加量增加至4.0%時，感官評分明顯降低，可能是由于甜面醬獨特的風味破壞了辣椒醬口感的平衡感，引起不適的食用感，故甜面醬添加量應選擇3.0%左右較為合適。

2.1.3 味精添加量對川竹辣椒醬感官品質的影響

不同的味精添加量對川竹辣椒醬感官評分的影響見圖4。

圖4 味精添加量對川竹辣椒醬感官評分的影響Fig.4 Effect of addition amount of monosodium glutamate on sensory score of Sichuan bamboo pepper sauce

味精會明顯影響川竹辣椒醬的鮮味，由圖4可知，味精添加量為2.0%時，感官評分最高，添加量持續增加時，感官評分迅速下降，味精添加過多，致使鮮味過于突出，口味不夠自然，導致鮮味完全壓過其他味道，使得滋味較差，感官評分降低，因此綜合考慮，味精的添加量在2.0%左右為宜。

2.2 特色川竹辣椒醬正交試驗優化結果

2.2.1 特色川竹辣椒醬正交試驗結果與分析

根據單因素試驗結果，將白砂糖添加量（A）、甜面醬添加量（B）、味精添加量（C）作為自變量，以感官評分和亞硝酸鈉含量為評價指標，進行三因素三水平的正交試驗。正交試驗結果見表3。

由表3可知，影響川竹辣椒醬中亞硝酸鈉含量的因素主次順序為B＞C＞A，即甜面醬添加量對川竹辣椒醬亞硝酸鈉含量影響最大，其次為味精添加量和白砂糖添加量；影響川竹辣椒醬感官評分的因素主次順序為A＞B＞C，即白砂糖添加量對感官評分影響最大，其次為甜面醬添加量，味精添加量影響最小。

表3 正交試驗結果Table 3 Orthogonal test results

在食品中，亞硝酸鈉含量越少越好[14]，根據正交試驗極差分析，篩選出以亞硝酸鈉含量為評定指標的最優組合為A2B1C1；以感官評分為評價指標所篩選出的最優組合為A1B1C1。A2B1C1這個組合未包含在正交試驗中，因此需要進行驗證試驗。

2.2.2 驗證試驗結果與分析

驗證試驗結果見表4。

表4 驗證試驗結果Table 4 Verification test results

A1B1C1和A2B1C1組的甜面醬、味精添加量均相同，白砂糖的添加量分別為0.6%和0.8%。由驗證試驗表4可知，A1B1C1組合的亞硝酸鈉含量為0.471 mg/kg，感官評分為85.0；A2B1C1的亞硝酸鈉含量為0.487 mg/kg，感官評分為86.7。A2B1C1比A1B1C1的亞硝酸鈉含量略高一點，感官評分明顯更高。綜合考慮，選擇最優的川竹辣椒醬的配方組合為A2B1C1，即白砂糖添加量為0.8%、甜面醬添加量為2.5%、味精添加量為1.5%。以此配方制作的川竹辣椒醬顏色鮮紅有光澤，辣椒香味濃郁，竹筍原有的清新感和脆度得以保留，具有較好風味和口感，品質較好。

2.3 特色川竹辣椒醬中揮發性風味物質成分分析

特色川竹辣椒醬中揮發性風味物質總離子流圖見圖5，揮發性風味物質檢測結果見表5。

圖5 特色川竹辣椒醬揮發性風味成分總離子流圖Fig.5 Total ion current curve of volatile flavor components of Sichuan bamboo pepper sauce

表5 特色川竹辣椒醬中揮發性風味物質的GC-MS分析結果Table 5 GC-MS analysis results of volatile flavor compounds in Sichuan bamboo pepper sauce

由表5可知，通過GC-MS檢測出川竹辣椒醬中共有53種揮發性風味物質，其中烯烴類15種（46.40%）、醛類11種（29.90%）、醇類9種（7.34%）、酯類3種（1.76%）、酮類3種（1.16%）、酸類2種（4.56%）、烷烴類3種（1.00%）、芳香類2種（1.23%）、其他類5種（6.12%），主要為 β-水芹烯（24.11%）、d-檸檬烯（8.78%）、香葉醛（6.81%）、（E）-2-癸烯醛（4.79%）、橙花醛（4.54%）、糠醛（3.42%）、壬醛（3.35%）、乙酸（2.97%）、α-姜烯（2.94%）、龍腦（2.83%）、芳樟醇（2.26%）等。

烯烴類化合物含量最高，但其風味閾值較高，主要來源于脂肪氧化或氨基酸氧化[15]，對風味貢獻較小[16]，其中β-水芹烯具有令人愉悅的清涼香味[17]，主要可能來源于小黃姜的揮發性風味成分[18]、d-檸檬烯存在于柑橘、檸檬、葡萄、橙等水果和蔬菜中，具有新鮮檸檬香氣[19]，具有預防和治療癌癥的功效[20]。醛類物質的風味閾值低[21]，對風味貢獻大[22]，其中含量較高的壬醛具有柑橘香和青草香，可能是竹筍本身的揮發性風味成分[23]；香葉醛和橙花醛為順反異構體，差別在于檸檬香氣的強弱[24]。醇類物質風味閾值較低，對風味有一定貢獻，主要來源于脂肪氧化分解[25]，其中含量最多的就是芳樟醇，具有柑橘香氣[26]，主要來自于豆瓣醬特征香氣的保留[27]。酯類化合物具有氣味疊加效應[28]，檢測出的酯類物質為乙酸龍腦酯、苯甲酸甲酯和安息香酸乙酯，含量較低。酮類和酸類物質有較高的閾值，對風味貢獻較少。

3 結論

特色川竹辣椒醬的基礎配方：以菜籽油（500 g）的質量為基準，其他輔料按菜籽油質量的百分比計算，竹筍20.0%、豆瓣醬30.0%、特制辣椒面（干二荊條∶子彈頭∶小米辣=10∶2∶3，質量比）30.0%、小黃姜 8.0%、八角粉0.4%、香葉粉0.6%、草果粉0.4%、花椒粉1.0%、I+G 0.04%、酵母膏0.4%。通過單因素試驗和L9（34）正交試驗篩選川竹辣椒醬的最佳調料配方為白砂糖0.8%、甜面醬2.5%、味精1.5%。以此配方制作川竹辣椒醬的感官評分為86.7，亞硝酸鈉含量為0.487 mg/kg，明顯低于NY/T 1070—2006《辣椒醬》標準中規定的限量（≤4.0 mg/kg）。該產品顏色鮮紅有光澤，辣椒香味濃郁，竹筍原有的清新感和脆度得以保留，品質最好。將此配方制作的川竹辣椒醬經過揮發性風味物質檢測后，共檢測出53種揮發性風味物質，其中烯類15種、芳香類2種、醇類9種、烷烴3種、酮類3種、醛類11種、酸類2種、酯類3種、其他類5種。