小茴香調味油的研制與工藝優化

陳鑫沛，王東營，孟雨東，馬宇翔，汪學德

(河南工業大學 糧油食品學院，鄭州 450001)

小茴香，別名谷茴、懷香，是傘形科植物茴香(FoeniculumvulgareMill.)的成熟果實[1]。《本草綱目》記載，小茴香為溫里藥，可溫腎散寒、理氣止痛[2]；現代研究發現，小茴香所含茴香油具有較好的抗菌、抗炎功效，具有潛在的臨床應用價值[3]。同時，因其具有豐富多樣、芳香濃郁的氣味[4-6]，小茴香也被用作特色香料，不僅能夠直接用于美味佳肴的烹飪[7]，而且可用于制作各種復合香料[8]。

調味油是以食用植物油為原料，繼而從食用植物或植物籽粒中提取的呈香呈味物質溶于原料油而得到的成品[9]。作為食用油的衍生產品，調味油保留了原料油的營養價值，而香料的添加則為其賦予香、鮮、甜、辣等氣味或滋味[10]，從而能夠滿足大眾對健康與調味的雙重消費需求。至于調味油的生產，植物油浸提工藝因其提取過程操作簡單，既省時省力，又無溶劑殘留[11]，故成為最常用的工藝之一。現有報道顯示，香料中提取的呈香呈味物質在浸入植物油后，在烹飪過程中容易與食物結合，從而能夠獲得具有特定氣味與滋味的食品[12]。而在目前研究中有辣椒、芥末、蔥、孜然等調味油[13]，小茴香調味油則少有開發。

作為我國第五大食用油，葵花籽油營養豐富，清淡透明。用于烹飪時，葵花籽油易保留食材的天然風味[14]，不易與香料風味發生沖突，故而適合調味油的生產。本文擬選擇葵花籽油和小茴香作為原料生產小茴香調味油，通過感官評價對其分別打分，進而使用單因素試驗法與正交試驗法對其生產工藝進行設計優化，以期獲得小茴香調味油的最佳生產工藝。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

葵花籽油：購于京東商城線上超市；蔥、姜、蒜：購于河南鄭州丹尼斯超市；小茴香：購于河南鄭州張仲景大藥房。

AL204電子天平 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司；SZCL-2型數顯智能控溫磁力攪拌器 鞏義市予華儀器有限責任公司；LD5-10型低速離心機 北京京立離心機有限公司；UV-6000PC型紫外可見光分光光度計 上海元析儀器有限公司；KL-16B密封型搖擺式粉碎機 廣州市旭朗機械設備有限公司；HS-250型恒溫恒濕培養箱 北京市永光明醫療儀器有限公司。

1.2 調味油的生產工藝

葵花籽油→加入小茴香粉→高溫浸提→冷卻后除去小茴香粉→評價調整→加入蔥、姜、蒜→評價調整→包裝→成品調味油。

1.2.1 生產工藝操作要點

1.2.1.1 原料處理

小茴香與蔥、姜、蒜清洗干凈后，晾干至表面沒有水分。簡單切斷處理后，用粉碎機將小茴香、蔥、姜、蒜粉碎，分別裝入密封袋中，排盡空氣冷藏保存。

1.2.1.2 調味

按照比例向300 g葵花籽油中加入小茴香粉，加熱至設定溫度并穩定后浸提一定時間，冷卻至室溫后，離心取上清液，經過真空抽濾得到純凈的調味油，最后向調味油中加入一定比例的蔥、姜、蒜，做適當加熱處理。

1.2.1.3 包裝

生產出的調味油冷卻至室溫后，及時進行密封包裝，置于陰涼干燥處保藏。

1.3 調味油的生產工藝優化

1.3.1 單因素試驗

以300 g葵花籽油為基礎油，探究3種工藝條件即小茴香添加量、浸提溫度、浸提時間對調味油感官品質的影響；在此工藝條件優化基礎上，探究3種輔料添加量，即蔥、姜、蒜的添加量對調味油感官品質的影響。

1.3.1.1 小茴香添加量對調味油感官品質的影響

在浸提溫度40 ℃、浸提時間20 min的工藝條件下，探究不同小茴香添加量(9，12，15，18，21 g)對調味油感官品質的影響。

1.3.1.2 浸提溫度對調味油感官品質的影響

在小茴香添加量9 g、浸提時間20 min的工藝條件下，探究不同浸提溫度(40，50，60，70，80 ℃)對調味油感官品質的影響。

1.3.1.3 浸提時間對調味油感官品質的影響

在小茴香添加量9 g、浸提溫度40 ℃的工藝條件下，探究不同浸提時間(20，30，40，50，60 min)對調味油感官品質的影響。

1.3.1.4 蔥添加量對調味油感官品質的影響

在小茴香添加量12 g、浸提溫度60 ℃、浸提時間30 min、姜添加量4 g、蒜添加量4 g的工藝條件下，探究不同蔥添加量(4，5，6，7，8 g)對調味油感官品質的影響。

1.3.1.5 姜添加量對調味油感官品質的影響

在小茴香添加量12 g、浸提溫度60 ℃、浸提時間30 min、蔥添加量4 g、蒜添加量4 g的工藝條件下，探究不同姜添加量(4，5，6，7，8 g)對調味油感官品質的影響。

1.3.1.6 蒜添加量對調味油感官品質的影響

在小茴香添加量12 g、浸提溫度60 ℃、浸提時間30 min、蔥添加量4 g、姜添加量4 g的工藝條件下，探究不同蒜添加量(4，5，6，7，8 g)對調味油感官品質的影響。

1.3.2 正交試驗

結合單因素試驗結果設計兩組正交試驗[15]，探究工藝條件和輔料添加量對調味油感官品質的影響。

1.3.2.1 工藝條件正交試驗

以小茴香添加量(A)、浸提溫度(B)、浸提時間(C)作為對調味油感官評分的考察因素，選取3個水平進行正交試驗，設計L9(33)正交表，見表1。

表1 正交試驗因素水平表

1.3.2.2 工藝條件驗證試驗

以表1確定的最優工藝條件進行驗證試驗。

1.3.2.3 輔料添加量正交試驗

在表1正交試驗優化結果的基礎上，進一步以蔥添加量(D)、姜添加量(E)、蒜添加量(F)作為對調味油感官評分的考察因素，選取3個水平進行正交試驗，設計L9(33)正交表，見表2。

表2 正交試驗因素水平表

1.3.2.4 輔料添加量驗證試驗

以表2確定的最優輔料添加量進行驗證試驗。

1.4 調味油的感官評價

稱取相同質量不同配比的調味油，保證其內部顏色均勻，由30個經過專業培訓過的感官評價員按照表3的標準進行評分。評價分為4個項目：色澤(20分)、氣味(30分)、滋味(30分)和固形物分布情況(20分)，每個項目都有不同程度的感官描述，各種程度均對應10分，評價總分為100分。

表3 小茴調味油感官評價標準Table 3 The sensory evaluation criteria of cumin flavoring oil

1.5 調味油質量指標測定

1.5.1 理化指標測定

按照食品安全國家標準GB 5009.229-2016與GB 5009.227-2016的方法，分別對成品小茴香調味油的酸價、過氧化值進行測定。

1.5.2 微生物指標測定

按照食品安全國家標準GB/T 4789.2-2016與GB 4789.3-2016的方法，分別對成品小茴香調味油的細菌總數、大腸桿菌進行測定。

1.6 數據處理

所得數據使用Excel 2010記錄，進行誤差計算并制作表格，最后使用GraphPad Prism 8繪圖。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 小茴香添加量對調味油感官品質的影響

由圖1可知，隨著小茴香添加量的增加，調味油的感官評分呈先上升后下降的趨勢。在小茴香添加量由9 g增至15 g的過程中，調味油中小茴香的香氣逐漸增強，調味油的感官評分不斷上升并最終達到最大值，此時的調味油氣味、滋味達到最佳；而在小茴香添加量超過15 g后，可能是由于小茴香的氣味和滋味超過了人們可接受的范圍，調味油的感官評分開始降低。

圖1 小茴香添加量對調味油感官評分的影響Fig.1 The effect of cumin additive amount on the sensory score of flavoring oil

2.1.2 浸提溫度對調味油感官品質的影響

由圖2可知，浸提溫度從40 ℃增加到50 ℃時，小茴香調味油的感官評分上升至最大值。但隨著浸提溫度繼續增加至80 ℃，感官評分則開始緩慢下降，這是由于當浸提溫度超過50 ℃后，溶于調味油的揮發性成分經熱加工逐漸流失[16]，使調味油的香氣變淡，鮮味不足，導致其感官評分下降。

圖2 浸提溫度對調味油感官評分的影響

2.1.3 浸提時間對調味油感官品質的影響

由圖3可知，調味油的感官評分隨著時間的增加總體呈先上升后下降的趨勢。當浸提時間從20 min增至40 min時，調味油浸提所得風味物質增多，其感官評分上升，直至浸提時間為40 min時達到最大值。而繼續增加浸提時間后，感官評分則開始迅速下降，這是由于長時間的浸提雖有助于油脂浸入小茴香的細胞組織，萃取更多風味化合物，但同時會使這些化合物在油脂表面持續散失，導致調味油的感官評分降低[17]。

圖3 浸提時間對調味油感官評分的影響Fig.3 The effect of extraction time on the sensory score of flavoring oil

2.1.4 蔥添加量對調味油感官品質的影響

由圖4可知，隨著蔥添加量由4 g增加至7 g，調味油的感官評分呈上升趨勢，這得益于蔥的特征風味能為調味油提供怡人的清香，使調味油的香氣更具層次感[18-19]。當蔥添加量達7 g時，調味油的感官評分取得最大值，但蔥添加量繼續增加后，濃重的蔥香逐漸掩蓋住小茴香的香氣，使得調味油的感官評分開始下降。

圖4 蔥添加量對調味油感官評分的影響Fig.4 The effect of onion additive amount on the sensory score of flavoring oil

2.1.5 姜添加量對調味油感官品質的影響

姜具有發汗解表和鎮痛消炎的生理功效[20]及抗油脂氧化的能力[21]，既可為調味油增加保健功能，又可延長其貨架期。由圖5可知，隨著姜添加量的增加，調味油的感官評分呈先增加后降低的趨勢。當姜添加量由4 g增加至7 g時，姜的風味不斷融入調味油中，使其感官評分逐漸上升，直到姜添加量為7 g時取得最大值，此時的調味油具有最佳的感官品質。繼續增加姜添加量，調味油中的顆粒物增多，導致其感官評分降低。

圖5 姜添加量對調味油感官評分的影響Fig.5 The effect of ginger additive amount on the sensory score of flavoring oil

續 表

2.1.6 蒜添加量對調味油感官品質的影響

由圖6可知，從4 g開始增加蒜添加量，調味油的蒜香增加，其感官評分也逐漸上升，直到蒜添加量達6 g時取得最大值，隨后感官評分開始下降。相比圖4與圖5中調味油感官評分達到最大值時對應的蔥、姜添加量，圖6中對應的蒜添加量有所減少，這可能是由于生蒜具有較為強烈的刺激性氣味，未經加熱脫除，會帶來較強的感官刺激，使調味油的感官評分下降[22]。

圖6 蒜添加量對調味油感官評分的影響Fig.6 The effect of garlic additive amount on the sensory score of flavoring oil

2.2 正交試驗

2.2.1 工藝條件正交試驗

由單因素試驗確定工藝條件的選值范圍，按照表1進行正交試驗，得到正交試驗結果，見表4。

表4 正交試驗結果表

由表4可知，極差分析得到3個因素的R值排序為A>B=C，R值代表所選因素影響感官評分的程度大小，即3個考察因素對調味油感官評分的影響程度由大到小為小茴香添加量>浸提溫度=浸提時間。結果顯示：小茴香作為主要風味原料，其添加量對調味油的感官品質影響最顯著。根據k值的大小，可以確定調味油的最優工藝條件為A1B2C1，即當小茴香添加量12 g，浸提溫度60 ℃，浸提時間30 min時，調味油感官品質最佳。

2.2.2 工藝條件驗證試驗

以表4確定的最優工藝條件(小茴香添加量12 g，浸提溫度60 ℃，浸提時間30 min)進行驗證試驗，得到調味油的感官評分為87分。對比表4可知，驗證試驗的感官評分最優，故優化工藝準確可靠。

2.2.3 輔料添加量正交試驗

在優化后的工藝條件基礎上，由單因素試驗確定輔料添加量的選值范圍，按照表2進行正交試驗，得到正交試驗結果，見表5。

表5 正交試驗結果表

由表5可知，3個因素的R值排序為F>E>D，即3個考察因素對調味油感官評分的影響程度由大到小為蒜添加量>姜添加量>蔥添加量。對比蔥添加量與姜添加量，蒜添加量對感官評分的影響更顯著。根據k值大小，可以確定調味油的最優輔料添加量為D2E1F2，即當蔥添加量6 g，姜添加量5 g，蒜添加量6 g時，調味油的感官品質最佳。

2.2.4 輔料添加量驗證試驗

以表4與表5確定的最優工藝條件及輔料添加量(小茴香添加量12 g，浸提溫度60 ℃，浸提時間30 min，蔥添加量6 g，姜添加量5 g，蒜添加量6 g)進行驗證試驗，得到的調味油感官評分為88分。對比表5可知，驗證試驗的感官評分最優，故優化工藝準確可靠。

2.3 小茴香調味油指標測定結果

由表6可知，最優工藝生產出的成品小茴香調味油的酸價和過氧化值分別為2.163 mg KOH/g和0.124 g/100 g，同時兩種微生物即細菌與大腸桿菌均未檢出。4項指標均符合《植物油》國家規定標準[23]與《食用調味油》團體標準。

表6 小茴香調味油理化指標和微生物指標Table 6 The physicochemical and microbial indexes of cumin flavoring oil

3 結論

小茴香調味油以葵花籽油為基礎油，小茴香為主要原料，蔥、姜和蒜為輔料，并使用浸提的方法生產。通過單因素試驗確定小茴香添加量、浸提溫度、浸提時間、蔥添加量、姜添加量和蒜添加量的范圍，進一步通過兩組正交試驗確定最優工藝為：小茴香添加量12 g，浸提溫度60 ℃，浸提時間30 min，蔥添加量6 g，姜添加量5 g，蒜添加量6 g；極差分析結果顯示，兩組考察因素影響其感官品質排序分別為：小茴香添加量>浸提溫度=浸提時間，蒜添加量>姜添加量>蔥添加量。由最優工藝生產出的小茴香調味油在色澤、氣味、滋味、顆粒分布上都有著良好的品質；其酸價、過氧化值與細菌總數、大腸桿菌數均符合國家標準。本文探索并優化了小茴香調味油的生產工藝，既拓展了香料調味油的市場，又為其他調味油的研發提供了思路。