辣椒及辣椒制品辣度分析研究进展

董彩军，李锋，卢国峰，孙雪杰

(南通科技职业学院，江苏 南通 226007)

辣椒及辣椒制品辣度分析研究进展

董彩军，李锋，卢国峰，孙雪杰

(南通科技职业学院，江苏 南通 226007)

对辣椒及辣椒制品中辣味的物质基础和呈味机理、辣度的分类和影响因素、辣度评价方法和分级方法等方面进行了详细的阐述，并对该领域的发展前景进行了展望。

辣椒及辣椒制品；辣度评价；辣度分级

辣椒已成为全世界消费量最大的果蔬之一，全球辣椒和辣椒制品多达一千余种。目前，世界上有近四分之三的人食用辣椒或辣椒制品[1]。我国是世界上辣椒生产和消费大国，长期以来在西北、西南、东北和湖南、湖北、江西等地形成了独特的食辣习惯，食辣人群已超过40%[2]。

辣椒中含有多种营养成分，堪称“蔬菜之冠”，含有维持人体正常生理功能和增强人体抵抗力的多种化学物质,可以作为鲜食蔬菜，更是调味佳品、天然色素、制药原料等。辣椒粉、剁辣椒、辣椒油、辣椒酱等是我国传统加工产品，在国内、国际市场上享有一定声誉。辣椒的辛辣程度是评价辣椒品质的一个很重要的指标，辣度越高，辣椒素含量越高。辣度分级和辣椒素含量的高低已成为辣椒品种培育、产品评定、药效研究及出口等的重要指标之一[3]。

目前国内市场上的各种辣椒及辣椒制品没有标明具体辣椒碱含量及辣度分级标识，同一产品，生产企业和批次不同，产品的辣味会有差异，消费者不清楚哪一种产品更适合自己，影响了选购，对辣椒产业发展有制约作用。辣椒的辣度也是生产者关心的问题，所选用的加工方式、工艺流程、加工温度、调味料等不同，均会影响辣椒产品的辣味。

辣度分级已是国际通行的做法，我国也出台了相应的标准，但对于消费者而言仍然比较模糊，消费者难以准确识别和选择。本文参考了大量文献，对辣椒及其制品辣度的测定及分级做了详细的阐述，为测定辣椒及其制品的辣度提供了参考依据，对于辣椒的良种选育、原料加工、消费者选购等具有重要意义。

1 辣味的物质基础及呈味机理

辣椒中引起辛辣感和热感的主要成分统称为类辣椒素(Capsaicinoids)，又名辣椒碱、辣椒辣素，是一种香草基胺的酰胺衍生物。起初辣椒碱被认为是一种单一化合物，但Bennett等[4]分析发现辣椒碱是由14种以上的辣椒碱同系物组成，称为辣椒碱类物质(Capsaiciniods，C)，其结构见图1[5]。虽然辣椒碱类物质结构相似，但R基的不同，导致其辣度不尽相同，辣椒素含量越高辣度越大[6]。辣椒碱类物质主要有5 种，分别为辣椒素(Capsaicin，C)、二氢辣椒素(Dihydrocapsaicin，DC)、降二氢辣椒素(Nordihydrocapsaicin,NDC)、高辣椒素(Homocapsaicin，HC)和高二氢辣椒素(Homodihydrocapsaicin,HDC)，其中辣椒素和二氢辣椒素约占类辣椒素总量的90%，是主要的呈味物质，其结构式见图2和图3[7]。辣椒素和二氢辣椒素是生理效能很强的生物碱活性物质，具有较高的药用价值，被广泛应用于军事、食品工业、医药、农药等领域。

图1 辣椒碱类物质结构示意图Fig.1 Structure of capsaiciniods

图2 辣椒碱结构示意图Fig.2 Structure of capsaicin

图3 二氢辣椒碱结构示意图Fig.3 Structure of dihydrocapsaicin

人们感觉到的辣味主要是由辣椒素类物质刺激神经引起的痛觉。辣味物质通过作用于人的三叉神经产生化学感应。三叉神经在口腔内分布密度很大，众多三叉神经纤维围绕味蕾形成杯式结构，三叉神经与外部环境相通，传导痛、温、触等多种感觉。人体舌尖部位分布很多茸状乳头，其上有很多三叉神经纤维，因此舌尖对辣味十分敏感[8]。当食品中的辣味物质适中时，能带给人愉悦的感觉，但是当食品中的辣味物质含量过高时，大量摄入辣味食品就会对人体尤其是胃产生过重负担[9]。

2 辣度的分类及影响因素

2.1 辣度的分类

辣度可以分为表观辣度和真实辣度[10]。表观辣度是辣椒及辣椒制品直接在人的感觉器官上表现出的辛辣程度，一般通过感官检验进行评价。真实辣度是通过测定辣椒及辣椒制品中辣椒素的含量，通过定量计算及辣度指数的转换得到的辣度，通常用精密仪器进行定量的测定。

2.2 辣度的影响因素

2.2.1 其他呈味物质的影响

大多数味道不是单纯的一种呈味物质，而是两种及以上味道的组合，不同呈味物质之间的相互作用对味觉有很大影响。鲜辣椒及干辣椒，由于没有其他调味物质的影响，其表观辣度和真实辣度比较接近。但是辣椒制品由于受到调味剂、添加剂和食用油等因素的影响，会导致呈味发生改变，使辣椒制品的表观辣度和真实辣度不一致。

王燕等以合成辣椒素香草酞胺为标准辣度系列，分别添加柠檬酸、谷氨酸钠、食盐、白砂糖和植物油，制备成添加剂含量不同的辣椒溶液，通过感官评价得出添加食用油和调味剂对辣椒制品的辣度均有降低作用，其中食用油影响最大，食盐和谷氨酸钠影响相对较小。李晓燕等采用模糊聚类分析考察食盐、白砂糖、植物油、总酸、氨基酸态氮等呈味物质对剁椒感官辣度的影响，得出食盐、植物油对感官辣度在一定范围内呈线性减弱趋势，白砂糖和总酸在相应浓度范围内呈二次曲线的减弱趋势。

2.2.2 辣度评价方法的影响

在进行辣度评价时所选用的评价方法直接影响辣度的测定结果。例如样品处理时所用溶剂、提取方法、提取时间等是否合适；选用感官评价时，试验环境和品评员是否严格按照标准要求操作；仪器分析法是否考虑了呈味物质的影响，是否结合了人的真实感受等。

3 辣度的评价方法

3.1 感官评定法

国际上最早衡量辣度的方法是Scoville方法，用斯科维尔指数(Scoville Heat Units，SHU)来衡量辣椒的辣度。基本原理是先把干辣椒样品制备成一定量的醇提取液，通过用10%蔗糖液不断稀释至尝不出辣味为止，稀释倍数即为判断辣椒辣味强弱的依据，称之为斯科维尔指数。用该法可以测出干辣椒的辣度，小到零个单位，大到几十万个单位, SHU 越高，表示辣椒越辣。1995年ISO颁布了辣椒斯科维尔指数的测定标准ISO 3513-1995[11]，由此在全球范围内逐步使用斯科维尔指数作为衡量辣味强弱的标准。

罗凤莲等[12]利用Scoville感官评定法测定辣椒辣度，并与高效液相色谱法相比较，得出Scoville感官评定法测定干辣椒的辣度结果可靠，具有相对稳定性。Scoville感官评价方法有其经典性、科学性和可操作性，设备简单，费用低，但是对人员及环境要求较高，结果重复性较差。此方法在低辣度范围内有较好的应用价值，在高辣度的等级划分上范围过大，过于笼统。

3.2 高效液相色谱法

1993年ISO颁布了高效液相色谱方法测定辣椒素总含量标准[13]，自此国内外学者纷纷采用此方法，并加以改进[14-16]。随后使用高效液相色谱法对多倍稀释的辣椒溶液进行分析测定，发现1 mg/L的辣椒碱溶液相当于15 SHU单位。仪器分析的结果与传统的辣度单位有了可靠的换算关系。据此，利用感官评价和仪器分析相结合的方法得出5种主要辣椒碱的斯科维尔指数(SHU单位)，其结果见表1。

高效液相色谱法灵敏度、准确度较高[17]，适用于大批量样品的辣度测定，但是所需标样及设备投资高，加大了生产成本。通过此法测得的辣度仅是辣椒素的含量，没有考虑到人对辣度的感官感受。可以应用于到干鲜辣椒辣度的测定，但是辣椒制品的辣度由于受油脂、食盐、糖度等因素的影响，不太适合用此方法。

表1 各种辣椒素的相对辣度Table 1 The relative degree of various kinds of capsaicin SHU

3.3 紫外分光光度法

国标GB 10783-2008《食品添加剂辣椒红》[18 ]中采用紫外分光光度法测定辣椒红中辣椒素的含量，该方法操作简便、快速准确、成本低廉。曾岭岭等[19]采用紫外分光光度法测定辣味食品中辣椒素的含量，同时用感官评定法将辣度与辣椒素含量建立对应关系，将辣度分为4级：1级(微辣，辣椒素含量<0.30%)；2级(中辣，辣椒素含量为0.30%～0.50%)；3级(辣，辣椒素含量为0.50%～0.70%)；4级(很辣，辣椒素含量>0.80%)。

3.4 红外光谱法

近红外光谱(NIRS)分析已广泛应用于果蔬的品质评价及检测。近红外光谱测定法需要在前期采用HPLC等方法测定大量样品数据,然后计算机数据建模，建模数据越多，准确度越高。李沿飞等[20]采用HPLC法测定干辣椒样品中的辣椒碱和二氢辣椒碱含量，利用透反射模式采集干辣椒样品的近红外光谱，采用偏最小二乘法建立干辣椒样品的辣度评价的校正模型，并将模型用于预测。结果表明：筛选出建模光谱波段为9000～4000 cm-1；通过残余方差分析，确定最适主成分数为8；干辣椒的辣度偏最小二乘法评价模型的定标集和验证集的相关系数(RC，RV)分别为0.9871，0.9104，定标集和验证集的标准差(SEC，SEP)分别为2445，3976。结果表明：近红外光谱法作为一种快速而准确的定量分析手段，在干辣椒及其制品的辣度评价方面有广阔的应用前景。

3.5 辣椒素快速测定方法

李帅、阚建全等[21,22]研制出一种辣椒素快速检测方法，通过显色反应后颜色深浅的不同来进行快速半定量测定，主要包括标准比色管法和试纸法。标准比色管法的原理为：首先建立碳酸钠-磷钨酸-磷钼酸显色体系，通过和已知浓度辣椒素溶液的显色得到标准比色管或制作标准比色板；然后对待测辣椒制品前处理之后，将显色体系与待测辣椒制品显色；最后用得到的颜色与标准比色板对比，得出辣椒制品的辣椒素含量。快速检测试纸法也是利用碳酸钠-磷钨酸-磷钼酸显色体系，将显色试剂附着于试纸上，干燥试纸，再和经过前处理的辣椒制品进行显色，得出的颜色与标准比色板比较，得出辣椒制品中辣椒素的含量。该方法简便、快速，适合于检测度要求不高的生产中。

杨东顺等[23]建立酶联免疫法测定辣椒中辣椒素含量，并得出标准曲线线性方程，通过考察平均回收率、重复性及检出限得出此方法具有准确度和灵敏度高、操作简单、快速等优点，可适合批量、快速的样品测定。

据英国科学促进会报道，牛津大学开发出一种测定辣椒中辣椒素含量的新技术，原理是将辣椒素吸附到多壁碳纳米管电极上，当辣椒素通过电化学反应被氧化时，通过测定电流的变化，将读数转变为表示辣椒素含量的斯科维尔单位，可以准确测定辣椒素的含量，成本低，准确可靠，用于生产线上快速检测辣椒制品的辣度。

3.6 我国辣度测定标准

GB/T 21265-2007是在Scoville感官评定基础上的改良方法，测定的是辣椒及其制品的表观辣度。提取辣椒素的溶剂是95%乙醇，只能提取醇溶性物质，没有体现出辣椒制品中的食盐、糖、氨基酸等水溶性物质对辣度的影响。所以，GB/T 21265-2007测定的辣椒制品的表观辣度是不全面的[24]；GB/T 21266-2007是高效液相色谱技术和感官评定相结合，将辣椒素的含量转化为SHU指数，测定的是辣椒及其制品的真实辣度。

4 辣度的分级

4.1 SHU指数分级

目前国际通常采用美国的SHU作为辣度单位，通过辣度的大小将辣度分级。李沿飞等[25]采用HPLC测定干辣椒及其制品中的辣椒素含量，根据斯科维尔指数将辣椒及其制品的辣度分为5级，见表2。

表2 辣度级别(五级)与SHU单位换算表
Table 2 The pungency degree level (five degree)Cund SHU unit conversion table

辣度级别辣度一级0～5000二级5001～15000三级15001～30000四级30001～50000五级>50000

湖南省地方标准(DB43/T275-2006)，将辣度分为10个级别，具体分级见表3。

表3 辣度级别(十级)与SHU换算表Table 3 The pungency degree levell(ten degree)and SHU unit conversion table

此方法在低辣度范围内有较好的分级应用价值，但是高辣度的等级划分范围过大，过于笼统。

4.2 辣椒素含量分级

国内分级方法通常是将辣椒素的含量同感官辣度相结合进行分级。曾岭岭等对贵阳地区辣味食品进行定量分析，测定辣椒碱含量，依据感官辣度和辣椒碱的含量，对辣味食品进行分级，将辣度分为4级：1级微辣、2级中辣、3级辣、4级很辣，相对应辣椒素含量分别为<0.30%，0.30%～0.50%，0.50%～0.70%，>0.80%。

贾洪锋等[26]采用HPLC法测定部分川菜菜品中辣椒素的含量，测定结果结合感官评价，将辣味强弱分为5个等级：5级(特辣，辣椒素含量≥0.2918 g/kg)；4级(辣，辣椒素含量为0.0924～0.2918 g/kg)，3级(中辣，辣椒素含量为0.0195～0.0924 g/kg)；2级(微辣，辣椒素含量为0.00195～0.0195 g/kg)；1级(不辣，辣椒素含量<0.00195 g/kg)。得出川菜菜品辣味的强弱不仅与辣椒种类和用量有关，还与加工方式、加工温度、调味料等有关。辣度与菜品辣椒碱含量并不对等，各因素的影响程度需要在菜品的复杂体系中进行深入研究。

王荣等[27]将辣度分为轻辣(辣椒素含量<0.099 mg/mL，斯科维尔指数<1.53×103SHU)、微辣(辣椒素含量为0.099～0.398 mg/mL，斯科维尔指数为1.53×103～6.14×103SHU)、中辣(辣椒素含量为0.398～1.592 mg/mL，斯科维尔指数为6.14×103～2.45×104SHU)、特辣(辣椒素含量>1.592 mg/mL，斯科维尔指数>2.45×104SHU)4个等级。

4.3 模糊聚类分析

聚类分析方法是一种多元、客观的分类方法，其原理是依照样品的属性或特征定量确定亲疏关系，再按亲疏分型归类，得出反映个体间亲密关系的分类系统，每一小类所有个体之间具有相似性，而各小类之间则存在明显差异。事物分类的本身就具有模糊性的特点，从而产生了模糊聚类分析。李晓燕等[28]借助模糊聚类分析法，选取辣椒制品中总酸、氨基酸态氮、食盐、总糖、脂肪、辣椒素6项分类指标，对辣椒制品进行聚类，通过模糊聚类分析得到6个子类，与感官分类结果基本一致。结合聚类数据处理方法和分配权重系数建立了表观辣度指数计算公式，初步确定各辣度级别的表观辣度指数的范围，证明模糊聚类分析法对辣椒制品表观辣度进行等级分类计算的可行性。

杨代明、马东兴等[29,30]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”的六级感官辣度，并相对应地用“0～5度”进行模糊辣度分级。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；构建了辣椒制品模糊辣度指数的计算公式，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之间的对应关系，并对辣椒制品中影响辣度的SHU指数换算公式进行了修订。从而排除确定感官辣度时人为因素的影响，并消除了以辣椒素计算辣椒制品辣度的片面性。

5 展望

辣椒制品种类繁多，其加工方式、调味料种类数量等不尽相同，构成体系比较复杂，导致辣椒制品的辣度影响因素较多，对辣椒制品的辣度评价及分级需要在辣椒制品的复杂体系中进行深入研究。模糊聚类分析在辣椒及其制品的辣度评价及分级中应用显现出明显的优势，但是此方法使用起来比较复杂。根据我国辣椒行业的具体情况，研究制定出一套快速、行之有效而又实用范围较广的辣度评价及分级方法是目前亟待解决的问题。

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Research Progress on the Pungency Degree Analysis of Pepper and Pepper Products

DONG Cai-jun, LI Feng, LU Guo-feng, SUN Xue-jie

(Nantong Vocational Collage of Science & Technology,Nantong 226007,China)

The material basis and formation mechanism of pungency in pepper and pepper products are introduced. The classification and influence factors of pungency degree are described in detail. The evaluation and classification methods of pungency degree are elaborated. The development of this field is prospected.

pepper and pepper products; evaluation of pungency degree; classification of pungency degree

2016-07-31

江苏省大学生创新创业训练计划项目(201512684030H)；南通市科技项目(MS22015021)

李锋(1979-)，男，硕士，主要从事食品发酵及食品检测技术方面的研究。

TS255.5

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2016.12.033

1000-9973(2016)12-0142-05