青辣椒调味汁工艺优化研究

尹再强，逯家富，张丽红，赵 毅，宁 波，刘昱彤

（1.长春职业技术学院，吉林 长春 130033；2.吉林大学，吉林 长春 130000）

辣椒作为日常饮食中辛辣味的主要调味料，在食品加工、日常饮食中是必不可少的调味品[1]。目前，在我国辣椒调味品市场中，以红辣椒为原料的调味品最多，比较常见的辣椒调味品有辣椒粉、辣椒油、辣椒酱等[2]。辣椒类发酵产品也是较常见的辣椒调味品[3]。在调味品市场中，以青辣椒为主要原料的调味品极少见[4]。随着辣椒制品产业的发展，青辣椒制品必然会越来越多地涌现出来。试验以青辣椒为原料，通过辣椒汁制备、调配、均质等工艺，制备青辣椒汁，以感官评价得分为指标，进行了青辣椒调味汁最佳配方的优化研究。

1 材料与仪器

1.1 试验材料

食盐，购于吉林省盐业集团有限公司；青辣椒、大蒜、生姜和白砂糖，购于长春欧亚超市。

1.2 试验仪器

JYZ-E6型榨汁机，九阳股份有限公司产品；高效液相色谱仪，岛津（天津） 有限公司产品；FE-20型pH计、ME-T型电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海） 有限公司产品；HWS-250型恒温培养箱，上海比朗仪器有限公司产品；APV-1000型均质机，上海易研实验设备有限公司产品。

2 试验方法

2.1 青辣椒调味汁制备工艺流程

原料预处理→辣椒汁制备→辅料调配→均质→灭菌→冷却→灌装→成品。

2.2 操作要点

2.2.1 原料预处理

选取当季采摘、翠绿鲜艳的新鲜青辣椒，剔除颜色偏黄或已经变红的成熟度较高的辣椒[5]。

2.2.2 辣椒汁制备

将青辣椒去蒂和籽，清洗干净，切成大小均匀的长条，置于25℃左右无风处晾晒；将晾干后的青辣椒条放入榨汁机中，弃去青辣椒残渣，取榨出的青辣椒汁备用。

2.2.3 均质

按照配方在青辣椒汁中加入蒜汁、姜汁、食盐等辅料，先低速搅拌5 min，待辅料混合均匀后，均质处理[6]。

2.2.4 灭菌

采用巴氏灭菌法，对调配好的青辣椒汁调味品在90℃条件下灭菌处理15 s。

2.2.5 冷却与灌装

灭菌后，待青辣椒汁调味品冷却至室温，将其灌入避光包装袋中，热溶封口。

2.3 不同产地（四川、湖南、吉林） 的青辣椒中辣椒素含量的测定方法

2.3.1 对照品溶液的制备

准确称取辣椒素标准品0.1 g，置于100 mL容量瓶中，用无水甲醇定容至100 mL，制成质量浓度1 mg/mL的辣椒素溶液，作为对照品溶液。

2.3.2 供试品溶液的制备

分别取不同产地的3种青辣椒各1 g，粉碎后无水甲醇20 mL，超声处理20 min，过滤后将滤液放入蒸发皿中，水浴蒸干，加无水甲醇5 mL溶解，定容至100 mL。

2.3.3 溶剂空白对照溶液的制备

取无水甲醇溶液作为溶剂空白对照溶液。

2.3.4 色谱条件与含量测定

采用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂的C18柱作为色谱柱，检测波长281 nm，用乙腈∶水（50∶50）的混合溶液作为流动相，分别吸取对照品溶液及供试品溶液10μL注入高效液相色谱仪，用对照品色谱峰的保留时间定性，用外标法以色谱峰面积定量计算。

2.4 感官评价与试验设计

2.4.1 感官评价

依据NY/T 1070—2006确定青辣椒调味汁感官评价标准[7]。邀请8名长期从事食品调料工作、具有一定品评经验者（男女各4名） 组成感官评价小组，经过专业培训后，为各个试验结果给出评分，取平均分作为感官评价结果[8]。评价标准为色泽30分，气味30分，口味40分。

青辣椒汁的感官评分标准见表1。

2.4.2 青辣椒调味汁配方的单因素试验设计

量取处理好的青辣椒汁100 mL置于250 mL烧杯中，依次添加蒜汁（2%，4%，6%，8%，10%），姜汁3%，食盐7%，白砂糖3%，混合均匀，由8位感官评价小组成员进行感官评分；量取处理好的青辣椒汁100 mL置于250 mL烧杯中，依次添加蒜汁8%，姜汁（1%，2%，3%，4%，5%），食盐7%，白砂糖3%，混合均匀，由8位感官评价小组成员进行感官评分[9]；量取处理好的青辣椒汁100 mL置于250 mL烧杯中，依次添加蒜汁8%，姜汁3%，食盐（1%，3%，5%，7%，9%），白砂糖3%，混合均匀，由8位感官评价小组成员进行感官评分；量取处理好的青辣椒汁100 mL置于250 mL烧杯中，依次添加蒜汁8%，姜汁3%，食盐7%，白砂糖（1%，2%，3%，4%，5%），混合均匀，由8位感官评价小组成员进行感官评分[10]。

表1 青辣椒汁的感官评分标准

2.4.3 青辣椒调味汁配方的响应面法优化试验设计

在青辣椒调味汁配方的单因素试验的基础上，以蒜汁添加量、姜汁添加量、食盐添加量、白砂糖添加量为自变量，以感官评分结果为响应值，设计四因素三水平的响应面法进行优化试验，每一组试验重复3次[11]。

响应面试验因素与水平设计见表2。

表2 响应面试验因素与水平设计/%

2.4.4 青辣椒调味汁理化指标与微生物指标标准

依据NY/T 1070—2006和GB 4789.3—2016确定青辣椒调味汁理化指标与微生物指标标准[12]。

青辣椒调味汁理化及微生物指标标准见表3。

表3 青辣椒调味汁理化及微生物指标标准

2.4.5 青辣椒调味汁理化指标与微生物检测方法设计

食盐含量依据GB/T 5009.54标准检测，总酸含量依据GB/T 12456—2008标准检测，大肠菌群依据GB/T 4789.3标准检测。

3 结果与分析

3.1 不同产地（四川、湖南、吉林） 的青辣椒中辣椒素含量的测定结果

溶剂空白对照见图1，辣椒素对照品见图2，供试品溶液见图3。

图1 溶剂空白对照

图2 辣椒素对照品

图3 供试品溶液

由图1～图3可知，含量测定中所用溶剂无水甲醇在高效液相色谱仪中无杂质峰响应，辣椒素标准品与供试品的出峰时间一致，都在15 min处。

辣椒素对照品及供试品的峰面积见表4。

表4 辣椒素对照品及供试品的峰面积

结合表4辣椒素对照品及供试品的峰面积，通过外标法计算出不同产地青辣椒中辣椒素的含量。

不同产地青辣椒中辣椒素含量见表5。

表5 不同产地青辣椒中辣椒素含量

青辣椒中的辣椒素含量直接影响青辣椒调味品的辣度高低，由表5可以看出不同产地青辣椒中辣椒素的含量有所差异，试验选取吉林地区辣椒作为原料，因此其他产地的青辣椒作为原料时需要依照表5的辣椒素含量对配方进行调整。

3.2 单因素试验结果

3.2.1 蒜汁添加量对青辣椒调味汁的影响

蒜汁添加量对青辣椒汁调味品的影响见图4。

图4 蒜汁添加量对青辣椒汁调味品的影响

由图4可知，青辣椒调味汁的感官评分随着蒜汁添加量的增加而升高，在蒜汁添加量为8%时达到最大值；但是，当蒜汁添加量大于8%之后，青辣椒调味汁的感官评分随着蒜汁添加量的增加而降低。因此，蒜汁最佳添加量为8%。

3.2.2 姜汁添加量对青辣椒调味汁的影响

姜汁添加量对青辣椒调味汁的影响见图5。

图5 姜汁添加量对青辣椒调味汁的影响

由图5可知，青辣椒调味汁的感官评分随着姜汁添加量的增加而升高，在姜汁添加量为3%时达到最大值；但是，当姜汁添加量大于3%之后，青辣椒调味汁的感官评分随着姜汁添加量的增加而降低。因此，姜汁最佳添加量为3%。

3.2.3 食盐添加量对青辣椒调味汁的影响

食盐添加量对青辣椒调味汁的影响见图6。

图6 食盐添加量对青辣椒调味汁的影响

由图6可知，青辣椒调味汁的感官评分随着食盐添加量的增加而升高，在食盐添加量为7%时达到最大值；但是，当食盐添加量大于7%以后，青辣椒调味汁的感官评分随着食盐添加量的增加而降低，因此食盐最佳添加量为7%。

3.2.4 白砂糖添加量对青辣椒调味汁的影响

白砂糖添加量对青辣椒调味汁的影响见图7。

图8 白砂糖添加量对青辣椒调味汁的影响

由图7可知，青辣椒调味汁的感官评分随着白砂糖添加量的增加而升高，在白砂糖添加量为2%时达到最大值；但是，当白砂糖添加量大于2%时，青辣椒调味汁的感官评分随白砂糖添加量的增加而降低，因此白砂糖最佳添加量为2%。

3.3 响应面法优化试验结果

响应面试验设计方案及结果见表6。

3.3.1 辅料配比的响应面法优化试验结果

根据单因素试验结果，选取蒜汁添加量、姜汁添加量、食盐添加量、白砂糖添加量4个因素为试验因素，以单因素试验的最优值为中心，采用 Box-Behnken试验设计四因素三水平的响应面法进行优化试验，以感官得分为响应值，对配方进行优化[13]。

3.3.2 回归模型的建立与显著性分析

用Design Expert 8.0.6对表6试验数据进行多元回归拟合，得到因变量感官评价（Y） 与蒜汁添加量（X1）、 姜汁添加量 （X2）、 食盐添加量 （X3）、 白砂糖添加量（X4）的多元回归方程：

表6 响应面试验设计方案及结果

该模型的显著性检验由方差分析展示[14]。

回归方程的方差分析见表7。

由表7可知，该模型p＜0.01，表明该模型极显著，而拟失项不显著（p＞0.05），并且方程模拟的相关系数R2=0.919 2，表明此方程可解释该试验91.92%的数据。调整确定系数R2Adj=0.838 4，说明回归方程与试验值具有较高的拟合性，回归方程能较好地描述各因素之间的关系，该试验方法比较可靠[15]。

由回归方程系数显著性检验可知，模型一次项X3、 X4影响极显著 （ p＜0.01） ， X2影响显著 （ p＜0.05） ；二次项 X12、 X22、 X32、 X42影响极显著 （ p＜0.01） ； 交互项 X2X4影响极显著 （p＜0.01），X3X4影响显著（ p＜0.05） ， X1X2、 X1X3、 X1X4、 X2X3影响不显著[16]。由此可知，各试验因素对响应值的影响不是简单的线性关系。另外，通过F值大小可以推断出在所选取的因素水平范围内各因素对试验结果的重要性，F值越大，重要性越大[17]。各因素对青辣椒调味汁的影响排序为 X3＞X4＞X2＞X1，即食盐添加量 ＞ 白砂糖添加量＞姜汁添加量＞蒜汁添加量。

模型的置信度通过变异系数（Coefficient of Variation，CV） 反映出来，CV值越低，表明所拟合模型的置信度越高[18]。试验的CV值为1.28%，说明其置信度较高，模型方程能够较好地反映真实的试验值，可通过此拟合模型分析响应值的变化。

表7 回归方程的方差分析

利用Design Expert 8.0.6绘制三维的响应曲面图及二维平面等高线图。

蒜汁添加量、姜汁添加量、食盐添加量、白砂糖添加量的交互作用对青辣椒调味汁感官评分的影响见图9。

由图9可知，交互项姜汁与白砂糖之间的交互作用极显著，食盐与白砂糖之间交互作用显著。

利用Design Expert 8.0.6软件优化，得到青辣椒调味汁的辅料配比为蒜汁添加量7.89%，姜汁添加量2.65%，食盐添加量7.48%，白砂糖添加量2.45%，感官评分的理论得分为92.686 8分。为方便操作调整后的配方为蒜汁添加量8.0%，姜汁添加量2.5%，食盐添加量7.5%，白砂糖添加量2.5%，感官评分为92分。

3.3.3 理化指标检测结果

通过检测，得出青辣椒调味汁的理化指标及微生物指标。

青辣椒调味汁理化指标及微生物指标检测结果见表8。

将检测结果与表3中的青辣椒调味汁理化指标与微生物指标标准对照可知，试验开发的青辣椒调味汁符合国家相关标准。

图9 蒜汁添加量、姜汁添加量、食盐添加量、白砂糖添加量的交互作用对青辣椒调味汁感官评分的影响

表8 青辣椒调味汁理化指标及微生物指标检测结果

4 结论

通过单因素试验和响应面法优化试验，确定青辣椒调味汁配方最佳配方为蒜汁添加量8.0%，姜汁添加量2.5%，食盐添加量7.5%，白砂糖添加量2.5%为最佳配方。按照试验确定配方制备的青辣椒调味汁，具有天然青辣椒的翠绿色泽及清香辛辣原味，可作为日常生活的调味蘸料，也可作为火锅蘸料的一种调味品。