果胶酶对炒制辣椒油辣度的影响

姜敏，吴建虎

(山西师范大学 食品科学学院，山西 临汾 041000)

辣椒油是指用食用油和辣椒在一定条件下炒制而成的复合调味品[1，2]。辣椒油除色泽红艳、香气扑鼻外，更重要的一个品质就是提供辣味[3]。辣椒油中引起辛辣感和灼烧感的物质统称为辣椒素类物质[4]，它是由14种以上同系物组成，主要有辣椒素(Capsaicin,C)、二氢辣椒素(Dihydrocapsacin,DC)、降二氢辣椒素(Nordihydrocapsaicin,NDC)、高二氢辣椒素(Homodihydrocapsaicin,HDC)和高辣椒素(Homocapsaicin,HC)，其中辣椒素和二氢辣椒素的含量占到90%以上[5]。然而，目前传统的辣椒油炒制方法主要依靠经验操作，在这种条件下，辣椒素类物质被以果胶等为主体的细胞壁包裹[6]，释放受到阻碍，导致辣椒素类物质在炒制过程中的提取效率较低，进而造成原料的浪费。而果胶酶可以把辣椒细胞壁上的果胶分解成低分子的糖类，破坏细胞壁的结构，减少细胞间的粘连性[7]，促进辣椒素类物质的释放。国内也有用酶处理辣椒的报道，如董新荣等[8]研究了用纤维素酶处理辣椒粉的酶解条件及对用乙醇提取辣椒素效率的影响，确定了酶解的最佳条件为：酶解液初始pH值为5.3，酶解温度为40 ℃，酶用量为10 mg/g，酶解时间为3 h，且在此条件下，酶解后的辣椒粉用乙醇提取时，辣椒素的提取率比乙醇直接提取时高出7%左右，但是，用酶处理辣椒后对炒制辣椒油辣度的影响却未见报道，本文研究果胶酶的添加量、酶处理温度和酶处理时间对辣椒油辣度的影响，并通过正交试验确定了最佳工艺，旨在为提高辣椒素类物质在炒制过程中的提取效率探索新的工艺路线。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

印度椒：市售；金龙鱼一级大豆油：京东商城；果胶酶：Sigma公司。

电磁炉 奔腾电器(上海)有限公司；高效液相色谱仪(LC-20AT) 日本岛津公司；分析天平(ALC-210) Acculab公司；水浴锅 北京东方精锐科技发展有限公司。

1.2 方法

1.2.1 单因素工艺优化

无酶处理的对照组处理如下：准确称取20 g干辣椒用开水浸泡使其含水量为60%，然后绞碎备用，锅中倒入80 g大豆油，当油温达到120 ℃时放入处理好的辣椒，温度达到130 ℃时停止炒制，晾凉后取样。

1.2.1.1 加酶量的优化

准确称取5份20 g干辣椒用开水浸泡使其含水量为60%，然后绞碎，分别加入2.36，4.72，7.08，9.44，11.8 U/g辣椒的果胶酶，在45 ℃的水浴锅中恒温水浴2 h。锅中分别倒入80 g大豆油，当油温达到120 ℃时放入处理好的辣椒，温度达到130 ℃时停止炒制，晾凉后取样。

1.2.1.2 酶处理温度的优化

准确称取5份20 g干辣椒用开水浸泡使其含水量为60%，绞碎后加入7.08 U/g辣椒的果胶酶，分别置于25，35，45，55，65 ℃的水浴锅中恒温水浴2 h。锅中分别放入80 g大豆油，当油温达到120 ℃时放入处理好的辣椒，温度达到130 ℃时停止炒制，晾凉后取样。

1.2.1.3 酶处理时间的优化

准确称取5份20 g干辣椒用开水浸泡使其含水量为60%，绞碎后加入7.08 U/g辣椒的果胶酶，分别置于45 ℃的水浴锅中恒温水浴1，2，3，4，5 h。锅中分别放入80 g大豆油，当油温达到120 ℃时放入处理好的辣椒，温度达到130 ℃时停止炒制，晾凉后取样。

1.2.2 正交试验

在单因素试验的基础上，选取效果较好的3个水平，按照正交表L9(34)安排试验[9，10]。

1.2.3 辣度的测定

称取辣椒油样品2.5～5.0 g(精确到0.001 g)于100 mL烧杯中，加入甲醇-四氢呋喃(1∶1)混合溶剂25 mL，用保鲜膜封口，用针扎几个小孔，然后在60 ℃水浴条件下，使用超声波震荡器提取30 min。用滤纸过滤，收集滤液，然后将滤渣连同滤纸重新加甲醇-四氢呋喃(1∶1)混合溶剂25 mL，使用超声波震荡器提取10 min，重复2次。将3次过滤收集的滤液合并，用旋转蒸发器在70 ℃下浓缩至10～20 mL，然后用甲醇-四氢呋喃(1∶1)混合溶剂定容至50 mL,经0.45 μm滤膜过滤后进行色谱分析。

1.2.4 数据分析

本试验中每种处理条件均进行至少3组平行，结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果分析

2.1.1 加酶量对辣椒油辣度的影响

加酶量是影响辣椒素类物质释放的重要因素，不同加酶量对辣椒油辣度的影响见图1。

图1 加酶量对辣椒油辣度的影响Fig.1 Effect of enzyme dosage on the pungency degree of chili oil

由图1可知，不添加果胶酶的对照组，其辣度仅为2951，而用酶处理过的辣椒炒制出的辣椒油，其辣度明显高于对照组。当加酶量从2.36 U/g辣椒增加到4.72 U/g辣椒时，辣椒油的辣度呈现缓慢的增长。而当加酶量增加到7.08 U/g辣椒时，辣椒油的辣度出现了骤增，而后随着加酶量的不断增加，辣椒油的辣度基本保持平稳的状态。这说明当加酶量达到7.08 U/g辣椒时，果胶酶的活性已达到相对最大值，此时果胶酶的添加量已不再是限制辣椒素类物质释放的主要因素，因此果胶酶的最佳添加量为7.08 U/g辣椒。

2.1.2 酶处理温度对辣椒油辣度的影响

温度会直接影响到酶的活性，进而影响辣椒素类物质的释放程度，不同的酶处理温度对辣椒油辣度的影响见图2。

图2 酶处理温度对辣椒油辣度的影响Fig.2 Effect of enzyme treatment temperature on the pungency degree of chili oil

由图2可知，用酶处理过的辣椒炒制出的辣椒油，其辣度明显高于对照组，这与图1的结果一致。随着酶处理温度的不断增大，辣椒油的辣度呈现先增大后减小的趋势，在45 ℃时辣度达到最大，而后开始逐渐减小，可能是由于高温使一部分果胶酶失去了活性，因此果胶酶发挥作用的最佳温度是45 ℃。

2.1.3 酶处理时间对辣椒油辣度的影响

酶处理时间也是影响辣椒素类物质释放的重要因素，不同的酶处理时间对辣椒油辣度的影响见图3。

图3 酶处理时间对辣椒油辣度的影响Fig.3 Effect of enzyme treatment time on the pungency degree of chili oil

由图3可知，用酶处理过的辣椒炒制出的辣椒油，其辣度明显高于对照组，这与图1和图2的结果一致。随着酶处理时间的不断延长，辣椒油的辣度呈现先增大然后趋于稳定的趋势。当处理时间为2 h时辣椒油的辣度骤增，而后缓慢增大，直到4 h后趋于稳定，说明作用4 h果胶酶的活性已达到最大效果，因此果胶酶作用的最佳时间是4 h。

2.2 正交试验

2.2.1 试验设计

在单因素试验的基础上，按照正交表L9(34)安排试验(见表1)，通过极差分析找出最优组合。

表1 影响辣椒油辣度的因素及水平Table 1 Factors and levels affecting the pungency degree of chili oil

2.2.2 结果分析

根据单因素的试验结果，设计三因素三水平的正交试验，正交试验的结果见表2。

表2 正交试验结果Table 2 Orthogonal experimental results

由表2可知，RC>RB>RA，3个因素对辣椒油辣度的影响大小依次为：酶处理时间(C)>酶处理温度(B)>加酶量(A)。

表3 方差分析Table 3 Analysis of variance

由表3可知，3个因素中，只有因素C具有显著性差异，因素A和B的差异无统计学意义，为降低果胶酶的消耗和辣椒素类物质尽量提取充分，综合评判最佳工艺为A1B2C2，即果胶酶添加量为4.72 U/g辣椒，在45 ℃水浴条件下恒温处理4 h。

2.2.3 验证试验

为了验证上述结果的准确性 ，按照A3B2C2和A1B2C22个条件分别进行3次平行，试验证明：A3B2C2条件下制得的辣椒油，其辣度值仅为3335，远小于A1B2C2条件下的辣度值，而A1B2C2条件稳定可靠，合理可行，具备重复性和可操作性，故最佳工艺为A1B2C2。

3 结论

目前辣椒油的制备过程都是依据传统的经验操作，使得辣椒素类物质在炒制过程中的提取效率偏低。本文采用果胶酶在炒制前对辣椒进行处理，首先通过单因素试验确定果胶酶的加酶量、酶处理温度和酶处理时间的最佳条件，分别是7.08 U/g辣椒、45 ℃、4 h，然后设计L9(34)的正交试验，确定了用果胶酶处理印度椒炒制辣椒油的最佳工艺，即向辣椒中添加4.72 U/g辣椒的果胶酶，在45 ℃条件下水浴恒温处理4 h，最后进行炒制，炒制的起始温度是120 ℃，终止温度是130 ℃，此条件下辣椒素类物质的炒制效率最大，相比不添加果胶酶的辣椒油，辣度从2951提高到5760，提高了95%。