辣椒制品模糊辣度的表示与测定

杨代明马东兴，李忠海李晓燕

（1.湖南省食品质量监督检测所，湖南 长沙 410002；2.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；3.山东山孚实业有限公司，山东 青岛 266000）

辣椒制品模糊辣度的表示与测定

杨代明1马东兴1，2李忠海2李晓燕3

（1.湖南省食品质量监督检测所，湖南 长沙 410002；2.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；3.山东山孚实业有限公司，山东 青岛 266000）

以新鲜辣椒为原料，通过单因素试验可知辣椒制品中食盐、白糖、食用油、总酸含量是对感观辣度有减弱作用的影响因素，采用四元二次正交旋转组合设计研究这4个因素对剁辣椒制品感观辣度的影响，并获得了其减弱程度的线性关系：单因素含量越高，对感观辣度的减弱作用越大，并且有交互影响。据此，以斯科维尔（Scoville）指数为基础，根据传统辣度概念“不辣、微辣、轻辣、中辣、很辣、猛辣”相对应的“0度（表示为0°M）、1度（表示为1°M）、2度（表示为2°M）、3度（表示为3°M）、4度（表示为4°M）、5度（表示为5°M）”模糊辣度分级来表示辣椒制品的感观辣度，获得0～5°M的模糊辣度指数的计算公式，从而排除了感观辣度确定时人为因素的影响和消除了以辣椒素计算辣椒制品辣度的片面性。

辣椒制品；模糊辣度；斯科维尔（Scoville）指数；正交旋转组合设计

目前，关于辣椒制品辣度尚有研究，专门文献报道不多。辣椒辣度的测定方法主要有4种：斯科维尔（Scoville）感官评定法［1，2］、辣椒素测定计算法［3］、改良 Scoville感官评定法［4］和依据感官辣度和辣椒碱的含量进行的综合辣度分级［4］。辣椒素测定计算法具有高灵敏度、高分离度、高准确度等优点，适用于大批量样品的辣度测定，但是所得的辣度仅取决于辣椒素的多少，而没有考虑到人所感觉到的辣度还会受油脂、食盐、糖度等因素的影响。Scoville感官评定法虽然考虑了辣椒素之外的综合因素影响，所需仪器设备简单，但是每次都需要请一组经过特殊培训的品尝者（不少于5人），每品尝一次需间隔90min以上，因此，每次评定的品种有限，批量少的费用高，批量多时实施困难，且受品评人员的因素影响，准确度不如高效液相色谱法。综合辣度分级法虽然综合考虑其它味觉成分对辣度的影响，但使用的辣椒或辣椒制品中辣椒素含量的测定方法很不准确，其所测定的辣椒素含量出入太大，影响了对辣度的分级。李晓燕等［4］采用模糊聚类分析考察了食盐、白砂糖、植物油、总酸、氨基酸态氮等主要呈味物质对剁辣椒感观辣度的影响程度，并采用单因素试验获得了食盐、植物油对感观辣度分别在4%～8%和5%～15%的浓度范围内呈线性减弱作用，而白砂糖和总酸分别在2%～10%和1.34%～1.62%却呈二次曲线的减弱作用。

本试验采用多元多水平正交旋转组合设计来研究其影响的数量关系，从而利用以斯科维尔（Scoville）指数为基础的、获得与传统辣度概念“不辣、轻辣、微辣、中辣、很辣、猛辣”相一致的模糊辣度表示及其指数的数学计算公式。

1 材料与方法

1.1 试验原料

新鲜剁辣椒原料：湖南省辣之源食品有限公司。

1.2 四元二次正交旋转组合设计与试验［11］

通过单因素试验选取食盐、白糖、食用油和柠檬酸进行4因素5水平正交旋转组合设计［5］，见表1。

将塑料瓶洗净烘干后，每个塑料瓶称取500g剁碎的辣椒，根据表1来确定添加食盐、白砂糖、食用油、总酸（以柠檬酸计）的量。经充分搅拌后，放入室温环境下（3～4）d，以便使各种物质充分混合。选择新鲜的未添加任何调味剂的剁辣椒0℃冷藏作为对照品（CK），对CK、辣度降低约一半的剁辣椒（编号18）和辣度降低到最低的剁辣椒（编号32）进行辣椒素的测定，利用文献［2］计算真实辣度，并剔除添加了调味品的量对真实辣度的影响，获得处理前后感观辣度值分别为7.8、6.6、5.5，以验证以下统计结果。

表1 辣椒制品表观辣度的模糊评价试验水平设计因素与编码表†Table 1 The factors table of apparent pungency for chili products based on fuzzy clustering

1.3 感官评定与数据处理与统计

由感官评价员根据文献［2］、［6］对试验组合的辣度对比CK（真实辣度为7.8）进行直接品尝打分，得到的相对感观辣度y。品评员5人，对某一供评样品至少有3人品评结果一致即可确定品尝结果。计算样品真实辣度降低值（y′），即y′＝7.8－y。按文献［5］的方法进行数理统计，通过软件SPSS 13.0，One－Way ANOVA运行。

1.4 辣椒素类物质含量的测定

按 GB/T 21266——2007测定［3］。

2 结果与分析

2.1 剁辣椒真实辣度降低值的4因素5水平正交旋转组合设计分析

2.1.1 建立回归方程 根据检验结果和回归分析（见表2），获得了剁辣椒真实辣度降低值的回归方程：

表2 四因素二次回归正交旋转组合设计结构矩阵与结果计算†Table 2 The four factors of quadratic regression orthogonal rotation combination design structure matrix and calculation of results

续表2

2.1.2 对所得四元二次回归方程（1）进行显著性测验 由表3可知，回归方程达到极显著水平。说明本试验设计及分析效果都很好，各因素间显著与不显著也泾渭分明。因此，可直接将F＜1的X1X2，X2X3，X2X4，X2’，X3′不显著项去掉而得到真实辣度降低值y′与各因素间的回归方程：

将中心变换X′2j还原为得：

2.1.3 方程的失拟性检验

经查表得，FLf＝1.702 3＜F0.05（10，11）＝2.86，表明拟合很好。

2.1.4 回归方差的显著性检验

2.1.5 剁辣椒真实辣度降低值计算公式的表示 将：X1＝（x1－10）/5，X2＝ （x2－5）/2.5，X3＝ （x3－10）/5，X4＝（x4－0.8）/0.4代入式（3），化简得：

表3 四因素二次回归正交旋转组合设计试验结果方差分析表Table 3 The four factors of quadratic regression orthogonal rotation combination design test result analysis of variance table

将编号为18、32的剁辣椒的数据代入方程（式（4））验证，分别得到真实辣度降低值1.2个单位和3.6个单位，和经检测获得的辣椒素类物质计算所得的真实辣度与对照相比后真实辣度降低值分别为1.0和3.5基本吻合，所以，此剁辣椒真实辣度降低值计算公式（式（4））成立。

2.2 模糊辣度的表示与计算

按照文献［2］关于辣度表示，辣度可以多达50度。而剁辣椒、辣椒酱的辣椒素基本上在10mg/kg到420mg/kg范围，辣度为1～42度。一般消费者无法弄清楚10度辣还是不辣，加之添加了调味品之后对辣度的减弱作用，与传统辣椒制品“不辣、轻辣、微辣、中辣、很辣、猛辣”的辣度概念难以挂钩，因此，提出了与传统辣椒制品辣度概念相对应的模糊辣度的概念：以模糊数学和统计学的计算方法来表达传统辣椒制品“不辣、微辣、轻辣、中辣、很辣、猛辣”的6级感观辣度，并以模糊辣度指数进行分级。

2.2.1 模糊辣度的表示与计算公式 根据模糊辣度的概念，即可获得辣椒制品的模糊辣度指数（MD值）的计算表达式：

考虑到剁辣椒真实辣度降低值公式是在剁碎了的鲜辣椒的辣椒素含量的基础上建立的，而在实际工作中则是测得添加了食盐、白砂糖、食用油、柠檬酸的情况下的辣椒素含量，则将辣椒制品的辣椒素含量除以剔除添加的食盐、白糖、油脂后的辣椒制品的质量，获得纯辣椒时的辣椒素含量，再去计算辣椒制品的真实辣度，即：

式中：

F——以辣椒及辣椒制品的辣椒素可能的最高含量计算出的Scoville指数再除以150，得最高真实辣度指数，再折算成6个模糊辣度指数的转换系数。新鲜辣椒及辣椒制品最高真实辣度指数为42度，F值取7；

MD值——模糊辣度指数值，取小数点后一位；

N——辣椒制品Scoville指数，SHU；

x1——辣椒制品中食盐含量，%；

x2——辣椒制品中白糖含量，%；

x3——辣椒制品中油脂含量，%；

x4——辣椒制品中总酸含量（以乳酸计），%。

当影响因素x1、x2、x3、x4的实测值分别高于20%、10%、20% 和1.6% 时，分别以20%、10%、20% 和1.6% 代入y′计算。

由此可见，当x1、x2、x3、x4为0时，即为新鲜辣椒时，MD值等于真实辣度除以转换系数F，即为鲜辣椒的模糊辣度。又当为干制辣椒或辣椒调味油时，干辣椒辣椒素含量远远高于新鲜辣椒，感观辣度分级会突破6个辣度等级。考虑干辣椒辣椒素超过500mg/kg，真实辣度指数超过50，可以设置9个辣度等级，F值取10，即真实辣度最高可达90。但作为辣椒油树脂，由于辣椒素含量超过0.1%，油脂含量占了80%以上，已没有人敢去直接品尝了，再采用模糊辣度已没有实际意义，建议以辣椒素含量百分比直接表示为宜。

2.2.2 模糊辣度指数公式的应用 将李晓燕等的数据［4］代入以上模糊辣度指数计算公式（式（5）），结果见表4。可知，辣椒制品中总酸、食盐、脂肪和总糖的含量，可以使真实辣度指数降低1.4到4.3个单位，降低百分比为10%到100%，特别是传统感观辣度等级处于不辣与微辣之间的辣椒制品，降低百分比超过80%。

表4 辣椒制品模糊辣度指数应用结果†Table 4 The results of fuzzy pungency index application for chilli product

续表4

2.3 辣椒制品模糊辣度的表达

由表4可知，模糊辣度指数（MD值）在0.01到4.3。很显然，当辣椒制品的真实辣度≤1度时，即总辣椒素含量≤0.010g/kg时，应为不辣级，而代入式（5）计算模糊辣度指数即MD值≤0.1，据此，29号、32号、34号剁辣椒应为不辣级，其真实辣度降低了80%以上。微辣级的MD值应为0.1＜MD≤1.0，辣椒素总量约在30～80mg/kg，除37号、42号、43号辣椒酱与传统感观辣度级别有明显的跳级外。轻辣的MD值为1.0＜MD≤2.0，辣椒素总量约在80～130mg/kg；中辣的MD值为2.0＜MD≤3.0，辣椒素总量约在130～170mg/kg。可见，轻辣级与中辣级在传统感观辣度等级中很难区分，统称为辣。很辣的MD值为3.0＜MD≤4.0，辣椒素总量约在170～230mg/kg。猛辣的MD值为4.0＜MD≤5.0，辣椒素总量约在300mg/kg以上。可见，传统感观辣度却难以在很辣与猛辣之间有明确的界限和区分，但大多数不太辣的辣椒制品的模糊辣度分级结果与李晓燕等［4］品尝得出的传统感观辣度的结果是一致的，同时可以看到，模糊辣度指数（MD值）则可以不受人为因素影响很好地予以区分，显示其优越性。

因此，辣椒制品的模糊辣度的表达见表5。由表5可知，37号、42号、43号辣椒酱的模糊辣度指数分级与传统感观辣度级别有明显的跳级，经检查其标签配料表发现，这些样品中含有花椒、胡椒等香辛料，本试验没有考虑这些香辛料中花椒、胡椒带来的辣味而只考虑辣椒制品中的辣椒素的缘故。所以此模糊辣度指数计算公式还有待进一步改进，将花椒、胡椒带来的辣味考虑进来。

表5 辣椒制品模糊辣度分级与模糊辣度指数（MD值）的关系†Table 5 The relationship between fuzzy pungency grading and fuzzy pungency index for chilli products

3 结论

本试验提出了与传统辣椒制品（可以扩展到含辣制品）辣度概念相对应的模糊辣度的概念：以模糊数学和统计学的计算方法来表达传统辣椒制品“不辣、微辣、轻辣、中辣、很辣、猛辣”的6级感观辣度。通过试验与分析，获得了总酸、食盐、总糖和油脂对辣椒制品真实辣度降低值的四元二次回归方程；在此基础上构建了辣椒制品的模糊辣度指数（MD值）的计算公式，经与传统辣度进行对比分析，获得了符合传统辣度表述的模糊辣度表述方式和与模糊辣度指数（MD值）之间的对应关系及标注形式，并通过检验4个影响因素的含量来计算辣椒制品的模糊辣度，从而解决了通过极易受人为因素影响的感观评定方法获得不太稳定的感观辣度问题，也解决了中国国家标准方法所测定的真实辣度偏离辣椒制品实际感觉到的感观辣度问题。

1 Paprika Oleoresin.Specification for identify and purity of certain food additives［J］.FAO Food and Nutrition Paper，1990，49（8）：52～56.

2 湖南省质量技术监督局.GB/T 21265——2007辣椒及辣椒制品的辣度感官评价方法［S］.北京：中国标准出版社，2007.

3 湖南省质量技术监督局.GB/T21266——2007辣椒及辣椒制品中辣椒素类物质测定及辣度表示方法［S］.北京：中国标准出版社，2007.

4 李晓燕，杨代明，李忠海.辣椒制品表观辣度的模糊评价方法的研究［J］.食品与机械，2009，25（2）：42～47.

5 王钦德，杨坚.食品实验设计与统计分析［M］.北京：中国农业大学出版社，2002：385～434.

6 王燕.辣椒素类物质分析及其感官特性研究［D］.长沙：湖南农业大学，2007.

Representation and determination on fuzzy pungency for chili product

YANG Dai－ming1MA Dong－xing1，2LI Zhong－hai2LI Xiao－yan3

（1.The institute of Food Quality Supervision and Test of Hunan Province，Changsha，Hunan410002，China；2.College of Food Science and Technology，Central South University of Forestry and Technology，Changsha，Hunan410004，China；3.Shandong Shanfu Industry Limited Company，Qingdao，Shandong266000，China）

The main factors influencing the sensory evaluation were studied，on salt，sugar，oil and total acid in the chili product.Quadratic orthogonal rotating combination method has been designed in order to study the effects of these four factors，and chopped fresh chili is used as raw material.Linear relationship about weakening apparent pungency has been obtained，and it is concluded that the more amount of the each single factor has，the more profound effects it has on the weakening apparent pungency.Hence，based on scoville index，the sensory evaluation of chili product can be demonstrated as no spicy（0°M），light spicy（1°M）mild spicy（2°M），much spicy（3°M），more spicy（4°M），most spicy（5°M），and the calculation formula about fuzzy pungency index is also obtained to exclude the effects of human error and eliminate the one－side effects caused by calculation of apparent pungency merely according to capsaicin.

chili product；fuzzy pungency；Scoville index；quadratic orthogonal rotating combination method

10.3969 /j.issn.1003－5788.2011.06.007

杨代明（1963－），男，湖南省食品质量监督检测所研究员级高级工程师，硕士研究生导师。E－mail：yangdaiming2005＠21cn.com

马东兴

2011－08－01