一种药膳火锅底料制备工艺及挥发性香气电子鼻分析

周州，刘平，车振明，许晓燕，李芳，贺黎铭，罗舒，罗霞*

(1.西华大学 食品与生物工程学院，成都 611700；2.四川省中医药科学院菌类药材研究所，菌类药材系统研究与开发实验室，中药材品质与创新中药研究四川省重点实验室，成都 610041)

火锅是我国饮食文化的具体体现，千百年来，深受大众喜爱。关于火锅的起源众说纷纭，业已无从考证。火锅以其独特的烹饪和简便的吃法，足迹遍布世界各地。通常人们认为，麻辣火锅起源于四川自贡地区[1]，火锅发源于四川。火锅主体是以辣椒与豆瓣为主要原料的红油火锅，后来增加了以鸡、鱼、骨头为基料熬制的清汤火锅和以食用菌熬制的菌汤火锅来满足不吃辣椒用户的需求，与北方地区的涮羊肉非常类似。食用红汤火锅时，人们感觉味道辣爽，但不敢多吃，连续吃几次即上火。同时，红汤锅多油，涮煮过后的汤汁不能饮用，丢掉非常浪费。根据吃法，为了降火、降燥、少辣，碗中调料之一的香油或清油亦多。含油量高，肠道刺激性强[2]，导致身体不适症状时有发生。菌汤锅和清汤锅的工艺和配料都非常简单，人们已没有新鲜感，关注度越来越弱，不能形成市场的主流。火锅的现状也难以适应现代人们对健康的诉求，更难以满足不同体质、不同口味的消费者同时进餐的需求。

药膳火锅是火锅种类的一种，长久以来一直给人以清汤养生的传统印象，在全民大健康时代，与传统火锅相比，药膳火锅底料特色鲜明且养生价值突显，逐渐受到市场关注。但是药膳火锅底料的制备手段陈旧，常见的产品以药材组合包为主，缺乏创新，导致市场乏力。本文基于已知的龙眼肉、枸杞、山药等药食同源中药材的养生保健效果[3-5]，以此为主要原料，在清油火锅工艺制备方法的基础上研究制备药膳火锅底料[6,7]，并采用感官评分法为指标[8-10]，对其工艺进行优化，以期丰富火锅产品种类和为药膳食品开发提供参考。

1 材料与方法

1.1 原辅料

龙眼肉、枸杞子、山药等中药材：购于厚朴中医馆。

鹃城郫县豆瓣、金龙鱼植物调和油、食盐、干辣椒、香辛粉等：购于京东超市。

1.2 试验设备

QE-200型高速粉碎机 浙江屹立工贸有限公司；RH2102型美的电炉、炒锅 广东美的生活电器制造公司；BSA4202S型电子天平 塞多利斯科学仪器(北京)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 药膳火锅底料工艺流程

选料→打粉→水煮→食用油炒制→加料调制→浓缩熬制→冷却包装。

配方比例：龙眼肉10%，枸杞子10%，肉桂3%，辣椒10%，豆瓣酱16%，食用油40%，盐2%，香辛粉3%，白糖2%，花椒2%，味精1%，酵母抽提物1%。

操作要点：选取药食同源中药材，打粉，称取一定量，置于不锈钢锅中，按要求添加约4～5倍水，煮制一定时间备用。另起一锅取食用油适量，加热至180～200 ℃，加辣椒25 g、郫县豆瓣等常用火锅调味料，待油红，取前锅制备的药膳粉及水液分批加入油锅中翻炒，炒制水液渐干，加入盐、味精、香辛粉等调味料，加水翻炒，并浓缩至水汽散失，最后冷却包装。

1.3.2 药膳火锅底料条件工艺优化

1.3.2.1 单因素变量试验

根据工艺流程，保持郫县豆瓣16%、盐2%、香辛粉3%、白糖2%、花椒2%、味精1%、酵母抽提物1%用量不变的情况下，选择龙眼肉、枸杞、肉桂、辣椒、食用油添加量、水煮时间为单因素试验变量进行试验。

a.龙眼肉添加量对火锅底料感官质量的影响

根据工艺流程，固定枸杞、肉桂、辣椒、食用油用量，分别添加龙眼肉5%、10%、15%、20%、25%，制备药膳火锅底料，通过感官评分确定最佳龙眼肉添加量。

b.枸杞添加量对火锅底料感官质量的影响

根据工艺流程，固定龙眼肉、肉桂、辣椒、食用油用量，分别添加枸杞5%、10%、15%、20%、25%，制备药膳火锅底料，通过感官评分确定最佳枸杞添加量。

c.肉桂添加量对火锅底料感官质量的影响

根据工艺流程，固定龙眼肉、枸杞、辣椒、食用油用量，分别添加肉桂3%、6%、9%、12%、15%，制备药膳火锅底料，通过感官评分确定最佳肉桂添加量。

d.龙眼肉、枸杞、肉桂药材混合后的组合药材添加量对火锅底料感官质量的影响

为简化工序同时兼顾感官风味，将龙眼肉、枸杞、肉桂按10%、10%、5%用量混合制粉，设计组合药粉添加倍数分别为原粉的0.5，1，1.5，2，2.5倍，按工艺流程制备药膳火锅底料，通过感官评分确定最佳混合药粉添加量。

e.辣椒添加量对火锅底料感官质量的影响

根据工艺流程，固定龙眼肉、枸杞、肉桂、食用油用量，分别添加5%、10%、15%、20%、25%辣椒，制备药膳火锅底料，通过感官评分确定配制火锅底料时辣椒的最佳添加量。

f.食用油添加量对火锅底料感官质量的影响

根据工艺流程，固定龙眼肉、枸杞、肉桂、辣椒用量，分别添加20%、30%、40%、50%、60%食用油，制备药膳火锅底料，通过感官评分确定最佳食用油用量。

g.药材水煮时间对火锅底料感官质量的影响

根据工艺流程，固定龙眼肉、枸杞、肉桂、食用油、辣椒用量，分别设置药材水煮时间为10，20，30，40，50 min，制备药膳火锅底料，通过感官评分确定最佳水煮时间。

1.3.2.2 正交试验

根据单因素试验结果，分析各因素的适宜水平，设计三因素三水平正交试验，因素和水平选取见表1。

表1 因素与水平表Table 1 Factors and levels table

1.3.3 感官评价

感官评定方法：采用综合评定的方法评定药膳火锅底料，对产品的外观形态、色泽、香味、口感进行感官评定。药膳火锅底料的感官评价标准见表2。

表2 药膳火锅底料感官评价标准Table 2 Standard for sensory evaluation of medicinal hotpot seasoning

1.3.4 电子鼻分析试验条件

采样时间间隔为1 s/组，传感器自动清洗时间为80 s，预采样时间为5 s，传感器归零时间为5 s，进样流量为600 mL/min，信号检测时间为120 s。

1.3.5 数据分析软件

采用Excel 2016和Winmuster软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果和分析

2.1.1 龙眼肉添加量对火锅底料感官质量的影响

图1 龙眼肉添加量对药膳火锅底料的影响Fig.1 The effect of longan meat additive amount on medicinal hotpot seasoning

由图1可知，当龙眼肉添加量为10%时，综合评价最好，感官评分最高。龙眼肉添加量较少，口感偏苦；龙眼肉添加量过多，有怪味且火锅底料色泽不鲜亮，评分随之降低。

2.1.2 枸杞添加量对火锅底料感官质量的影响

图2 枸杞添加量对药膳火锅底料的影响Fig.2 The effect of wolfberry additive amount on medicinal hotpot seasoning

由图2可知，当枸杞添加量为10%时，综合评价最好，感官评分最高。枸杞添加量较少，口感偏苦；枸杞添加量过多，有怪味且火锅底料色泽不鲜亮，评分随之降低。

2.1.3 肉桂添加量对火锅底料感官质量的影响

图3 肉桂添加量对药膳火锅底料的影响Fig.3 The effect of cinnamon additive amount on medicinal hotpot seasoning

由图3可知，当肉桂添加量为3%时，综合评价最好，感官评分最高。随着肉桂添加量的增加，火锅底料气味增强，且怪味突出，口感变苦，评分随之降低。

2.1.4 龙眼肉、枸杞、肉桂药材混合后的组合药材添加量对火锅底料感官质量的影响

图4 中药材添加量对药膳火锅底料品质的影响Fig.4 The effect of Chinese medicinal materials additive amount on the quality of medicinal hotpot seasoning

由图4可知，中药材添加量对药膳火锅底料品质有很大影响，当中药材添加量为0.5～1倍时，随着中药材添加量的增加，药膳火锅底料的感官评分随之增高。当中药材添加量为1倍时，感官评分最高，药膳火锅底料的品质最好。当中药材添加量继续增加，大于1倍之后，感官评分呈下降趋势，品质随之降低，由此可知中药材添加量为1倍时最佳。

2.1.5 辣椒添加量对火锅底料感官质量的影响

图5 辣椒添加量对药膳火锅底料品质的影响Fig.5 The effect of chili additive amount on the quality of medicinal hotpot seasoning

由图5可知，辣椒添加量对药膳火锅底料品质有很大影响，当辣椒添加量为5%～10%时，随着辣椒添加量的增加，药膳火锅底料的感官评分随之增高。当辣椒添加量为10%时，感官评分最高，品质最好。当辣椒添加量继续增加，大于10%之后，感官评分呈下降趋势，品质随之降低，可能是由于辣椒添加过多导致火锅底料太辣而影响口感，由此可知辣椒添加量为10%时最佳。

2.1.6 食用油添加量对火锅底料感官质量的影响

由图6可知，食用油添加量对药膳火锅底料品质影响不大，当食用油添加量为20%～30%时，随着食用油用量的增加，药膳火锅底料的感官评分略有增高。当食用油添加量继续增加时，感官评分又有所回落，总体对该药膳火锅的品质影响较小，本文选择食用油添加量35%为制备用量。

图6 食用油添加量对药膳火锅底料品质的影响Fig.6 The effect of edible oil additive amount on medicinal hotpot seasoning

2.1.7 药材水煮时间对火锅底料感官质量的影响

图7 水煮时间对药膳火锅底料品质的影响Fig.7 The effect of boiling time on the quality of medicinal hotpot seasoning

由图7可知，水煮时间对药膳火锅底料品质有很大影响，当水煮时间为20～40 min时，随着水煮时间的增加，药膳火锅底料的感官评分随之增高。当水煮时间为40 min时感官评分最高，品质最好。当水煮时间继续增加，大于40 min后，感官评分呈下降趋势，由此可知水煮时间为40 min最佳。

2.2 正交试验结果及分析

表3 药膳火锅底料不同条件下的感官评分结果Table 3 The sensory evaluation scores of medicinal hotpot seasoning under different conditions

续 表

由表3中药膳火锅底料评分极差分析可知，极差越大说明该因素对指标影响越大，为主要因素；极差越小说明该因素对指标影响越小，为次要因素，因此影响药膳火锅底料品质各因素的主次顺序为A>B>C，即水煮时间>中药材添加量>辣椒添加量。试验最佳组合为A3B2C3，与正交试验结果中感官评分最高得分84.375的第7组结果一致，符合预期优化条件。因此，最佳试验参数为水煮时间60 min、中药材添加量1倍、辣椒添加量15%。

2.3 基于电子鼻的该药膳火锅挥发性气味特点分析

药膳火锅底料因为添加了多种药食同源的药材，因此可以预见其可能具有很多挥发性风味物质，所以在药膳火锅底料评价过程中，气味是一个很重要的评价指标。根据正交优化的结果，采用德国AIRSENSE公司PEN3型电子鼻传感器对最佳工艺制备的产品进行电子鼻测定分析。本次试验采用10种传感器反馈气味信号值，对应传感器性能的描述见表4。

表4 德国AIRSENSE公司PEN3型电子鼻传感器对物质响应类型Table 4 German AIRSENSE Company PEN3 electronic nose sensor's response to substances' types

针对药膳火锅底料样品的测定，经Winmuster软件分析，获得雷达图和柱状图，见图8和图9。

由图8和图9可知，2号传感器W5S响应值最高，随后信号响应值由高到低依次是7号、6号、8号、1号、9号、10号、3号、5号、4号，说明药膳火锅底料挥发性气味物质中氮氧化合物类含量最高，无机硫化物类物质含量次之，甲基类物质含量相对变少，其他诸如芳香成分苯类、氨类、氢化物、醇类、芳香有机硫化物、长链烷烃类等物质含量较低。

图8 药膳火锅底料测定结果雷达图Fig.8 The radar chart of the determination results of medicinal hotpot seasoning

图9 药膳火锅底料测定结果柱状图Fig.9 The histogram of the determination results of medicinal hotpot seasoning

在测定药膳火锅底料样品的同时，我们对制备过程中间产物药汤和药渣分别进行了电子鼻测定。针对药汤样品，经Winmuster软件分析，获得药汤雷达图，见图10和图11。

图10 药汤雷达图Fig.10 The radar chart of medicine soup

图11 药汤柱状图Fig.11 The histogram of medicine soup

由图10和图11可知，2号传感器W5S响应值最高，7号与2号响应值差异较小，随后信号响应值由高到低依次是6号、8号、1号、10号、9号、5号、3号、4号，说明药膳汤挥发性气味物质中氮氧化合物类含量最高，无机硫化物类含量同样高，甲基类物质含量相对变少，其他诸如芳香成分苯类、氨类、氢化物、醇类、芳香有机硫化物、长链烷烃等的含量较低。

针对药渣样品，经Winmuster软件分析，其雷达图和柱状图见图12和图13。

图12 药汤雷达图Fig.12 The radar map of medicinal soup

图13 药渣柱状图Fig.13 The histogram of medicine dregs

由图12和图13可知，药渣挥发性气味物质以2号和7号感应器为主，随后信号响应值由高到低依次是6号、8号、10号、1号、9号、5号、3号、4号，说明药膳汤挥发性气味物质中氮氧化合物类含量最高，无机硫化物类含量同样高，其他如甲基类、苯类、氨类等挥发性气味物质含量可能与药汤样品和药膳火锅底料样品的情况一致。

由此可知，药膳火锅底料的挥发性气味物质的主体构成大致是氮氧化合物、无机硫化物、甲基类等，对在同一条件下测得的药膳火锅底料、制备中间体药汤、制备中间体药渣，其电子鼻传感器阵列响应的趋势大致相同，说明药膳火锅底料的挥发性气味物质的来源可能主要是所配的药食同源中药材。以2号传感器响应值为基准，对比药膳火锅底料、药汤、药渣3个样品的柱状图可知，药渣样品与药膳火锅底料样品的2号传感器响应值差距较小，药汤样品与药膳火锅底料样品的2号传感器响应值差距则显著较大，由此可推测药膳火锅底料的挥发性气味物质可能主要是由制备工艺中的药渣贡献。

3 结论

综合考察水煮时间、中药材添加量、辣椒用量等因素对该药膳火锅底料感官评分的影响，通过单因素试验和正交试验可知，在郫县豆瓣16%、盐2%、香辛粉3%、白糖2%、花椒2%、味精1%、酵母抽提物1%、食用油用量40%的基础上，适宜的条件为中药材添加量1倍(即龙眼肉10%、枸杞10%、肉桂3%组合)，药材水煮时间60 min，辣椒用量10%。进一步通过电子鼻对该药膳火锅底料的挥发性香气进行分析，发现成品药膳火锅底料的香气主要由药材提供，主要表现为电子鼻传感器阵列2号感应器响应值最高，推测其挥发性香气物质中氮氧化合物含量较高。