蒜香火鍋蘸醬加工工藝優化及揮發性風味物質分析

粟立丹,羅昕一,段麗麗,熊雙麗

(1.四川旅游學院 食品學院,成都 610100;2.四川旅游學院 教務處,成都 610100)

火鍋是我國獨創的一種傳統美食,其獨特的食用方式和麻辣鮮香的口感深受消費者的喜愛。火鍋主體風味成分來源于火鍋底料和火鍋蘸醬,火鍋蘸醬是一種調味醬,它以香油、芝麻醬、辣椒醬、蒜蓉醬、蠔油等調味料按照一定比例調制而成,具有美味可口、香氣獨特的特點,是火鍋的靈魂[1—3]。隨著火鍋行業的發展,火鍋底料已經實現工業化和規模化生產,市場上火鍋底料類產品品種日趨豐富,但與之匹配的蘸醬類產品在種類和數量上相對較少。就目前火鍋餐飲現狀而言,火鍋蘸醬一般由消費者自己調制,雖然滿足了消費者的個性化需求,但不能保證蘸醬的品質和風味,而且調制過程不夠方便快捷,無法滿足消費者對家庭式火鍋的需要。

大蒜(AlliumsativumL.)又稱胡蒜,為百合科蔥屬多年生草本植物,是一種營養和醫療價值較高的調味香辛料[4]。大蒜營養豐富,含有蛋白質、低聚糖、多糖、礦物質等,因其含有大量具有抑菌活性的大蒜素和硫胺素,被人們譽為“天然的抗生素”[5—6]。醫學研究表明,大蒜具有多種生物活性,對防治心血管疾病、抗腫瘤、抗病原微生物、抗衰老、提高人體免疫力等具有一定的作用[7]。蒜香味是烹調中廣泛使用的一種味型,近年來工業化的蒜香味產品層出不窮,如蒜香瓜子、蒜香花生、蒜香辣醬、蒜香燒烤醬等,但市場上尚未出現蒜香味火鍋蘸醬。

本研究旨在傳統火鍋蘸醬的基礎上,以大蒜和辣椒為主要原料,研制一款味辣鮮香、色香俱全、食用方便的蒜香味火鍋蘸醬,并對其風味特征進行分析,豐富大蒜精深加工產品和火鍋蘸醬的種類,為蒜香味火鍋蘸醬的工業化生產提供理論和數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮二荊條:四川省成都市青白江區;新鮮朝天椒:四川省內江市威遠縣;壓榨濃香菜籽油:益海嘉里食品營銷有限公司;大蒜:上海市嘉定白蒜;花生、生姜、白砂糖、食鹽、雞精、香油、藤椒油、白酒(均為食品級):市售。

1.2 儀器與設備

C2-WIH3301電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司;BSP-250恒溫培養箱 上海博迅醫療生物儀器股份有限公司;LC-LX-H165A臺式高速離心機 上海力辰儀器科技有限公司;HH-2數顯恒溫水浴鍋 常州市江南實驗儀器廠;GCMS-QP2010 Ultra氣相色譜-質譜聯用儀 日本島津公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 工藝流程

火鍋蘸醬制作工藝流程見圖1。

圖1 蒜香火鍋蘸醬制作工藝流程

1.3.2 基礎配方

經預實驗確定火鍋蘸醬的基礎配方:以辣椒質量200 g為基準,其他輔料按辣椒質量的百分比進行計算,香葉、八角、桂皮、小茴香、花椒的添加量均為1%,蔥10%、小黃姜10%、白砂糖6%、鹽1%、藤椒油3%、香油3%、花生碎10%、白酒1%、雞精1%。

1.3.3 操作要點

1.3.3.1 原料預處理

選擇果形完整、色澤紅亮、無蛀洞、肉厚質脆、成熟的新鮮二荊條和朝天椒,去除根莖,用0.6%的食鹽水浸泡30 min,用清水洗凈,晾干,放入攪拌機內攪碎備用。選擇外形圓潤、干凈無霉斑、顆粒飽滿的蒜瓣,去皮、洗凈、瀝干水分,用攪拌機攪碎,用保鮮膜密封保存備用。小黃姜、蔥等剁碎備用。

1.3.3.2 配料

按照實驗配方準確稱取所需原輔料的用量,備用。

1.3.3.3 炒制

開啟電磁爐,功率調至1 200 W后加熱鍋底,倒入菜籽油,油溫上升到170 ℃時,功率調至500 W,加入洋蔥炸至表面金黃撈出,加入小黃姜、八角、香葉、桂皮、小茴香、花椒粒,小火炸至出香后過濾,去除香辛料渣。調節電磁爐功率至1 200 W,將油溫加熱到150 ℃后加入蒜末,炒至表面金黃出香后,加入一定配比的二荊條和朝天椒。保持1 000 W的功率,熬煮過程中不停翻拌,防止糊鍋,當醬由稀轉稠時,依次加入白砂糖、白酒、鹽后停止加熱。最后加入藤椒油、香油、雞精、花生碎,攪拌均勻。

1.3.3.4 均質

采用均質器均質1～3次,使醬體均勻細膩,具有一定的流動性。

1.3.3.5 灌裝、滅菌

將玻璃罐洗凈后放入無菌烘箱內除掉水分,再將均質完成的火鍋蘸醬進行灌裝,包裝規格為100 g/瓶。在溫度為(85±2) ℃下,采用巴氏滅菌30 min。

1.3.4 實驗設計

1.3.4.1 單因素實驗設計

保持其他輔料和加工工藝參數不變,以200 g辣椒為基準,以大蒜添加量、辣椒配比(二荊條與朝天椒的質量比)、菜籽油添加量、熬制時間、熬制功率作為單因素進行實驗,分析各因素對火鍋蘸醬感官品質的影響,確定各因素的最適添加量,實驗因素水平見表1。

表1 單因素實驗因素水平表

1.3.4.2 正交實驗設計

在上述單因素實驗結果的基礎上,選擇大蒜添加量、辣椒配比、熬制時間、熬制功率4個主要因素進行四因素三水平的正交實驗,以感官評分為指標,采用L9(34)正交實驗分析,確定火鍋蘸醬的最佳加工工藝,正交實驗因素水平見表2。

表2 正交實驗因素水平表

1.4 指標測定

1.4.1 感官評價

參照郝志闊[8]的方法并略作調整,選取12名(6男6女)經過專業感官評價訓練的評價員對火鍋蘸醬的色澤、風味、滋味以及組織狀態進行綜合評價,綜合評分后取平均分,評分標準見表3。

表3 感官評價標準表

1.4.2 揮發性風味物質檢測

在最佳加工工藝條件下制作蒜香火鍋蘸醬,參照何蓮等[9]的方法并略作調整,采用GC-MS對產品中的揮發性風味物質進行檢測。

萃取條件:均勻稱取樣品3.0 g于10 mL頂空萃取瓶中,在60 ℃下水浴平衡10 min,恒溫條件下將老化至無雜峰的萃取頭插入樣品瓶中萃取55 min,取出萃取頭并迅速插入GC-MS進樣口,解吸10 min。

GC條件:Elite-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)極性色譜柱;載氣為高純氦氣(99.999%),流速1 mL/min,分流模式:不分流。進樣口溫度:240 ℃,升溫程序:起始溫度45 ℃,保持3 min,以3 ℃/min升溫至180 ℃,保持3 min,最后以12 ℃/min升溫至220 ℃,保持3 min。

MS條件:電子電離源,離子源溫度200 ℃,電子能量70 eV,質量掃描范圍(m/z)35～400;全掃描模式。

1.5 數據處理

將標準質譜庫(NIST 17)與質譜檢測結果進行對照,將正反匹配度均大于800的鑒定結果予以確定[10]。其他數據采用Microsoft Excel 2011軟件和Origin 2019軟件進行處理。

2 結果分析

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 大蒜添加量對產品感官品質的影響

大蒜添加量對產品感官品質的影響見圖2。

大蒜具有濃郁的辛辣味和穿透性的刺激氣味,適量添加能起到去腥提香的作用,也是火鍋蘸醬的主體風味。由圖2可知,大蒜添加量對火鍋蘸醬的風味和滋味有明顯影響,當大蒜添加量低于50%時,隨著大蒜添加量的遞增,感官評分呈上升趨勢,此時火鍋蘸醬的蒜香味不足。當大蒜添加量在50%～75%范圍內,產品的感官評分均超過80分,大蒜添加量達到62.5%時,感官評分最大,為87.75分。大蒜添加量大于62.5%時,感官評分開始下降,原因是大蒜添加過多,產品蒜香味過濃,刺激性較大,不易被接受。因此,大蒜適宜的添加量為62.5%。

2.1.2 辣椒配比對產品感官品質的影響

辣椒配比對產品感官品質的影響見圖3。

圖3 辣椒配比對產品感官品質的影響

研究表明,不同品種的辣椒其色澤、風味和辣味存在較大的差異,其中二荊條色澤鮮艷、辣味適中,但香氣濃郁,過油炒制后色澤紅亮,而朝天椒的特點是香辣突出,二者按照適量比例添加對火鍋蘸醬的色澤、風味和滋味具有較大影響[11—12]。由圖3可知,辣椒配比對產品的感官品質有較大影響,當二荊條占比下降、朝天椒占比上升時,產品色澤變暗,但辣味過重,滋味不協調,感官評分均較低。但當二荊條占比上升、朝天椒占比下降時,產品雖色澤紅亮,但滋味和香辣味不足。綜合考慮,最適的辣椒配比為二荊條與朝天椒的質量比為2∶1。

2.1.3 菜籽油添加量對產品感官品質的影響

菜籽油添加量對產品感官品質的影響見圖4。

圖4 菜籽油添加量對產品感官品質的影響

菜籽油添加量對火鍋蘸醬的色澤、風味和組織狀態均有影響。由圖4可知,當菜籽油添加量小于112.5%時,火鍋蘸醬的黏稠度較大,不流動,黏附性較差,色澤暗淡無光澤,香味不足。當菜籽油添加量大于112.5%時,隨著菜籽油添加量的增加,感官評分開始下降,此時火鍋蘸醬的黏稠度變小,流動性過大,醬體過于油膩,且分層現象較嚴重。綜合考慮,菜籽油的適宜添加量為112.5%。

2.1.4 熬制時間對產品感官品質的影響

熬制時間對產品感官品質的影響見圖5。

圖5 熬制時間對產品感官品質的影響

由圖5可知,熬制時間對火鍋蘸醬的感官評分有著明顯的影響,在熬制時間為17～19 min時,熬制時間較短,產品的水分含量較大,辛辣味和刺激味過重,未能激發出辣椒和大蒜中的色素和風味,醬體顏色不夠油亮,感官評分較低。而在19～21 min時,隨著熬制時間的增加,產品的水分含量逐漸減小,油脂、辣椒素、大蒜素在高溫下逐漸氧化分解,產品色澤逐漸變暗,蒜香味揮發較多,開始出現糊味等異味,感官評分也開始下降。因此,火鍋蘸醬的適宜熬制時間為19 min。

2.1.5 熬制功率對產品感官品質的影響

熬制功率對產品感官品質的影響見圖6。

圖6 熬制功率對產品感官品質的影響

由圖6可知,隨著熬制功率的增加,火鍋蘸醬的感官評分呈先上升后下降的趨勢。熬制功率為1 200 W時,產品色澤紅亮,風味協調,醬體均勻細膩,黏稠度適宜,感官評分最高,為83.6分。熬制功率低于1 200 W時,熬制溫度較低,產品的水分含量過高,大蒜中的刺激性物質揮發較少,辣椒中的美拉德反應程度低,風味和滋味不協調。熬制功率高于1 200 W時,熬制溫度過高,產品的水分迅速揮發,美拉德反應速率增大,產品色澤變暗,糊味增長明顯。因此,火鍋蘸醬的最適熬制功率為1 200 W。

2.2 正交實驗結果與分析

參照表2,采用L9(34)正交實驗對火鍋蘸醬的加工工藝進行優化,正交實驗結果見表4。

表4 正交實驗結果

由表4可知,在實驗設計范圍內,4個因素對火鍋蘸醬感官評分影響的主次順序為B>D>A>C,即辣椒配比對產品感官評分的影響最大,其次是熬制功率、大蒜添加量,影響最小的是熬制時間。進一步分析實驗數據可知,火鍋蘸醬的最優加工工藝組合為A2B2C3D1,即大蒜添加量62.5%、辣椒配比2∶1、熬制時間19 min、熬制功率1 200 W,以此加工工藝制作的火鍋蘸醬色澤紅亮,蒜香味濃郁,風味和滋味協調,醬體均勻細膩,黏稠適中,黏附性好。

2.3 揮發性風味物質結果分析

在最佳加工工藝條件下制作蒜香火鍋蘸醬,采用GC-MS對產品中的揮發性風味物質進行檢測,揮發性風味物質的種類及相對含量見表5。

表5 火鍋蘸醬中揮發性風味物質的GC-MS鑒定結果

由表5可知,在蒜香火鍋蘸醬中總共檢測出69種揮發性風味物質,包括烴類13種(7.18%)、醛類15種(32.03%)、醇類10種(5.37%)、酚類2種(0.21%)、酮類3種(0.32%)、醚類1種(1.27%)、酸類7種(8.51%)、酯類6種(2.11%)、含硫化合物8種(36.61%)、雜環類4種(1.35%),占總揮發性物質的94.96%。蒜香火鍋蘸醬中含硫化合物的相對百分含量最高,其次是醛類、酸類、烴類、醇類,是蒜香火鍋蘸醬的主要揮發性風味物質,其余幾類物質的種類和相對百分含量較低,對蒜香火鍋蘸醬的風味貢獻較小。

蒜香火鍋蘸醬中共檢測出醛類物質15種,占總揮發性物質的32.03%,醛類物質的種類和含量最豐富,對樣品的風味有重要貢獻。醛類物質香氣閾值低,賦予香氣能力強,香氣濃烈持久且性質穩定,多為花香、果香及肉香味[13-14]。醛類物質中相對含量最高的是檸檬醛(12.53%),其次是橙花醛(6.09%),賦予產品濃郁的檸檬香味。苯甲醛(0.84%)、苯乙醛(1.87%)、2-十一烯醛(1.40%)可以賦予產品清新的水果香氣及植物青香,而(E)-2-庚烯醛(0.61%)、(E)-2-辛烯醛(0.31%)、(E)-2-癸烯醛(2.54%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(2.52%)則賦予產品肉類香氣,其中(E,E)-2,4-癸二烯醛與辛醛(0.15%)、壬醛(1.06%)能協同增強樣品厚重的脂肪香氣,肉桂醛(1.59%)具有特殊的肉桂香氣,其來源于香辛料。

蒜香火鍋蘸醬中共檢測出烴類物質13種,占總揮發性物質的7.18%,其中飽和烴4種,相對百分含量為1.07%,不飽和烴9種,相對百分含量為6.11%。飽和烴普遍具有較大的分子量且嗅覺閾值高,香味不突出,對產品的風味貢獻不大[15],但飽和烴主要產生于脂肪酸烷氧基的裂解,是合成雜環類化合物的重要中間體[16]。不飽和烴以萜烯為主,主要來自辣椒、花椒、八角等香辛料,閾值較低且氣味強烈,賦予產品特有的清香、辛香和木質香[17]。烴類物質中檜烯(2.24%)、D-檸檬烯(0.40%)、石竹烯(0.19%)以及莰烯(0.34%)可賦予產品樟腦香味及溫和的丁香味,其中D-檸檬烯不僅具有強烈的檸檬香,還具有消炎、殺菌、抗腫瘤等藥理活性[18],β-月桂烯(0.55%)可賦予樣品辛香和胡椒香。

蒜香火鍋蘸醬中含硫化合物的相對百分含量最高,為36.61%,在檢出的8種含硫化合物中相對百分含量較高的二烯丙基二硫醚(9.61%)有韭菜味和蒜香味,烯丙基丙烯基二硫醚(8.49%)、3-乙烯基-3,6-二氫-1,2-二噻吩(8.21%)、二烯丙基三硫醚(5.66%)、甲基丙烯基三硫醚(1.96%)具有生蒜味和辛辣味,并且1,2-二硫雜-3-環戊烯(2.23%)具有烤蒜香味[19]。二烯丙基二硫醚(9.61%)和二烯丙基三硫醚(5.66%)是有效的生理活性物質,具有消炎、殺菌、解毒的作用[20],它們主要由大蒜素經高溫油炸降解產生,減弱了生蒜的刺激性和辛辣味,是產品蒜香風味形成的關鍵物質,賦予蒜香火鍋蘸醬主體香氣。

醇類化合物中大部分醇類物質來自脂肪氧化分解或羰基化合物還原,常具有草本植物香味和芳香味[21]。蒜香火鍋蘸醬中共檢測出醇類物質10種,占總揮發性物質的5.37%,其中2-丙烯-1-醇(1.46%)可以賦予產品刺激性的芥末味[19],芳樟醇(1.34%)具有新鮮鈴蘭花香[22],可以賦予產品木香、花香等氣味,香葉醇(0.98%)則賦予產品溫和、甜的玫瑰花氣息[23],其可能來源于香辛料。香茅醇(0.79%)具有強烈的似朗姆酒香氣[24],可賦予產品令人愉快的酒香味,可能來自炒制火鍋蘸醬時添加的白酒。

酮類物質主要來源于不飽和脂肪酸的氧化降解,有些酮類物質甚至是形成雜環化合物的重要中間體[25]。蒜香火鍋蘸醬中共檢測出3種酮類物質,占總揮發性風味物質的0.32%,其種類及相對含量均較低,可以賦予產品清香味、奶油味或者果香氣味。酮類的閾值較高,對蒜香火鍋蘸醬產品的香味貢獻可能較小。

大多數脂肪酸類化合物是形成酯類物質的前體,蒜香火鍋蘸醬中檢測到酸類物質7種,占總揮發性風味物質的8.51%,其中乙酸(5.47%)和苯甲酸(2.28%)可賦予產品強烈的酸辣刺激性氣味,其來源于食醋。辛酸(0.07%)通常呈油性霉味和腐臭味,但當辛酸濃度較低時,具有令人愉悅的奶酪香和水果香[26],壬酸(0.12%)呈現出淡淡的脂肪香氣,同時賦予產品獨特的椰子香氣,對改善發酵制品的風味有一定貢獻[27]。

蒜香火鍋蘸醬中共檢測出酯類物質6種,占總揮發性風味物質的2.11%,這些酯類物質主要有兩個來源,一是酸類和醇類物質發生酯化反應生成,二是氨基酸在加熱過程中降解產生[28]。雖然酯類物質的種類和相對含量較低,但酯類物質的香氣閾值低,對產品的整體風味起著平衡和調節作用,其中甲酸辛酯(0.17%)、乙酸香葉酯(0.23%)和乙酸芳樟酯(0.19%)等酯類物質具有清甜的水果香氣,可以掩蓋產品中脂肪酸及胺類物質等帶來的不愉快氣味,使產品的風味更加柔和飽滿。

蒜香火鍋蘸醬中酚類、醚類和雜環類化合物的種類及相對含量較少,酚類物質共2種,占總揮發性風味物質的0.21%,主要為麥芽酚(0.04%)和4-乙烯基愈創木酚(0.17%),為產品提供焦糖香氣和發酵香氣,可能來源于郫縣豆瓣。醚類物質只有1種,為草蒿腦(1.27%),具有茴香氣味,來自小茴香。雜環類化合物共4種,占總揮發性風味物質的1.35%,其中2-戊基呋喃(0.06%)、2,5-二甲基吡嗪(0.67%)、2-乙酰基吡咯(0.26%)具有強烈的焙烤香味和奶油香味,對蒜香火鍋蘸醬的風味有著不可或缺的調節作用。

3 結論

以二荊條、朝天椒和大蒜為主要原料,通過單因素實驗和正交實驗,結合感官評分得到蒜香火鍋蘸醬的最優工藝條件為大蒜添加量62.5%、辣椒配比2∶1、熬制時間19 min、熬制功率1 200 W。經GC-MS分析,蒜香火鍋蘸醬共檢測出69種揮發性風味物質,占總揮發性成分的94.96%,包括烴類13種、醛類15種、醇類10種、酚類2種、酮類3種、醚類1種、酸類7種、酯類6種、含硫化合物8種、雜環類4種。其中含硫化合物和醛類為主要的揮發性成分,二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚和3-乙烯基-3,6-二氫-1,2-二噻吩提供了蒜香味,烴類、醇類、酸類化合物增強了特征風味,酯類和雜環類對產品整體風味具有一定的調和作用,賦予產品更加柔和飽滿的風味特征。研究結果對蒜香火鍋蘸醬的工業化生產和風味特征提供了數據借鑒和參考。