特色川竹辣椒酱配方优化及其挥发性风味物质分析

周泽林，陈一萌*，张其圣，，李柠汶，柏红梅，汪冬冬，王波，周永潮，余英，费思涛

（1.四川省食品发酵工业研究设计院有限公司，四川 成都 611130；2.四川大学锦江学院，四川 眉山 620860；3.四川东坡中国泡菜产业技术研究院，四川 眉山 620010；4.兴文县林业和竹业发展服务中心，四川 宜宾 644499；5.宜宾林竹产业研究院，四川 宜宾 644002；6.宜宾有正农业开发有限公司，四川 宜宾 644009）

竹笋滋味鲜美，肉质脆嫩，清香爽口，自古被视为“蔬中佳珍”、“素食第一品”，曾被列为贡品。其营养丰富，含有蛋白质、氨基酸、维生素、胡萝卜素以及钙、磷、铁、镁等多种矿物元素[1]，脂肪、淀粉含量低，属于低脂、低热量食品。竹笋中还含有大量的膳食纤维，不仅可以润肠通便，还具有净化胃肠道、清除自由基、阻碍重金属吸收[2]、降低血脂的功能[3]。四川是盛产竹笋的省份，人们常将竹笋直接炒制食用或制成干笋，市场上缺少以竹笋为原料进行深加工的特色川味休闲食品。目前国内外对于竹笋的加工食品的研究主要集中在竹笋饮料[4]、清水笋罐头[5]、竹笋饼干[6]这一类的食品，而关于具备四川特色风味的竹笋深加工食品的研究鲜见报道。

辣椒是一种一年或多年生草本植物，市场上常见的辣椒大多为锥形，颜色呈青色或红色居多，辣椒的辣味刺激能极大地增进人们的食欲[7]，同时辣椒也含有大量的B族维生素、维生素C、钙、铁等多种营养成分[8]。辣椒酱是以辣椒为原料制作而成的酱料，是调味品中非常重要的一类。四川盆地，气候潮湿，冬天寒冷，容易得风湿疾病，吃辣椒可使人身体发热，还有祛湿的功效。将竹笋与辣椒酱相结合，以竹笋清爽的口感中和辣椒的辛辣，降低辣椒对味蕾的刺激，同时低脂高膳食纤维的竹笋符合消费者对低热量食品的追求。将四川当地特色辣椒与竹笋结合制作一款特色川竹辣椒酱，可大大提升竹笋和辣椒酱的附加值，又可以有效推广川竹这一特色食物，扩大川竹的影响力。

本研究以新鲜四川竹笋为原料，使用二荆条、小米辣、子弹头辣椒、八角粉、香叶粉、花椒粉、草果粉、小黄姜等配料进行特色川竹辣椒酱的制作，以感官评分和亚硝酸钠含量作为评价指标，采用单因素试验和正交试验设计优化出白砂糖、甜面酱、味精的最佳添加量。用筛选出来的最优配方制作川竹辣椒酱并利用气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技术分析特色川竹辣椒酱中挥发性风味物质成分。本研究既丰富了市场上辣椒酱的种类，又为四川竹笋精深加工产品的开发提供一定的参考价值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

四川雷竹笋、干二荆条、小米辣、子弹头辣椒、八角粉、香叶粉、花椒粉、草果粉、小黄姜、酵母膏、5′-肌苷酸钠和5′-鸟核酸钠（5'-IMP和 5'-GMP，I+G）（食用级）：市售；白砂糖：太古糖业（中国）有限公司；味精：四川国莎实业有限公司；红油豆瓣、甜面酱：四川省郫县豆瓣股份有限公司；菜籽油：上海嘉里食品工业有限公司。

亚铁氰化钾、四硼酸钠：成都化学试剂厂；冰乙酸、二水乙酸锌：成都科隆化学品有限公司；亚硝酸钠：天津市光复精细化工研究所；无水对氨基苯磺酸：同济大学应用技术研究院；N-1-萘乙二胺盐酸盐：天津市化学试剂研究所有限公司，以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

电子天平（YP50001）：上海越平科学仪器（苏州）制造有限公司；真空包装机（DZ500/2SBⅡ）：浙江葆春包装机械有限公司；紫外可见分光光度计（752G）：上海仪电分析仪器有限公司制造；气相色谱-质谱联用仪（GC/MS-TQ2040）：日本岛津仪器公司。

1.3 试验方法

1.3.1 特色川竹辣椒酱的制作工艺

图1 特色川竹辣椒酱制作工艺流程Fig.1 The technological process of characteristic Sichuan bamboo pepper sauce

1.3.2 操作要点

1.3.2.1 特色川竹辣椒酱的基础配方

经过前期预试验得到特色川竹辣椒酱的基础配方：以菜籽油（500 g）的质量为基准，其他辅料按菜籽油质量的百分比计算，竹笋20.0%、豆瓣酱30.0%、特制辣椒面（干二荆条∶子弹头∶小米辣=10∶2∶3，质量比）30.0%、小黄姜8.0%、八角粉0.4%、香叶粉0.6%、草果粉0.4%、花椒粉1.0%、I+G 0.04%、酵母膏0.4%。

1.3.2.2 特色川竹辣椒酱的制作工艺

挑选新鲜的竹笋清洗干净后将其切分成1 cm3左右，形状规则的颗粒状，在沸水里漂烫5 min后捞出过冷水浸泡，冷却后捞出、沥干备用；向锅中倒入500 g菜籽油，大火加热至180℃后关火降温至120℃左右时，将豆瓣酱、特制辣椒面、八角粉、香叶粉、草果粉、花椒粉、小黄姜按比例添加，进行混合，小火炒料20 min，然后按比例加入沥干的竹笋粒、甜面酱、白砂糖、味精、I+G、酵母膏等，继续炒制10 min，炒制过程中均使用中小火，不断翻炒，避免糊锅。冷却后进行真空密封，于100℃水浴灭菌20 min，冷却后即可食用。

1.3.3 试验设计

1.3.3.1 单因素试验设计

针对白砂糖添加量、甜面酱添加量、味精添加量开展单因素试验，试验设计：1）改变白砂糖添加量分别为 0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%，甜面酱添加量为3.0%，味精添加量为2.5%；2）改变甜面酱添加量分别为 2.0%、2.5%、3.0%、3.5%、4.0%，白砂糖添加量为0.6%，味精添加量为2.5%；3）改变味精添加量分别为1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%，白砂糖添加量为0.6%，甜面酱添加量为3.0%。以感官评分为指标，筛选适宜的调料配比。

1.3.3.2 正交试验设计

以白砂糖添加量、甜面酱添加量和味精添加量为3个主要因素，依据单因素试验结果确定正交试验的因素水平，采用L9（34）正交表，进行三因素三水平的正交试验，以感官评分和亚硝酸钠含量为评定指标，每组进行3次平行试验，筛选出最优的工艺配方。L9（34）因素水平如表1所示。

表1 特色川竹辣椒酱正交试验因素水平Table 1The factors and levels of L9（34）orthogonal test for characteristic Sichuan bamboo pepper sauce

1.3.3.3 特色川竹辣椒酱挥发性风味物质分析

以正交试验最终筛选出的最佳工艺配方制作出川竹辣椒酱，采用固相微萃取法（head space-solid phase microextraction，HS-SPME）结合GC-MS对川竹辣椒酱中挥发性风味成分进行分析。

1）样品处理

取川竹辣椒酱与超纯水按1∶1的质量比进行匀浆，取2.0g匀浆好的样品到15mL顶空瓶中，于45℃下水浴30 min；插入老化后的萃取头，45℃萃取30 min，手动进样检测。

2）GC-MS条件

GC-MS条件参照丁诗瑶等[9]的方法并稍作修改。GC条件：色谱柱载气为He，流速1 mL/min；进样口温度250℃；不分流进样；升温程序为起始温度50℃，以10℃/min升至85℃（保留1.5 min），再以5℃/min升至100℃（保留1 min），以2.5℃/min升至175℃（保持1.5 min），最后以10℃/min升至250℃。MS条件：EI电离源，电子能量70 eV；离子源温度230℃；接口温度250℃；质量扫描范围35 amu～350 amu。

1.3.4 指标测定

1.3.4.1 感官评分

由6位食品专业的工作人员组成评定小组对产品的色泽、香味、滋味和脆度进行感官评分[10]，感官评分标准见表2。

表2 特色川竹辣椒酱的感官评分标准Table 2 The sensory evaluation standard of characteristic Sichuan bamboo pepper sauce

1.3.4.2 亚硝酸钠含量的测定

参考GB 5009.33—2016《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》[11]中的分光光度法测定川竹辣椒酱中亚硝酸钠的含量。

1.3.5 数据分析

根据GC-MS得到的总离子流图，在NIST11数据库中进行初步比对，将相似度>80的挥发性风味物质进行定性分析，鉴定出各挥发性风味物质成分，化合物相对含量采用峰面积归一化法进行分析。

1.4 数据处理

试验进行3次重复操作，试验数据通过SPSS 20.0进行处理与分析，采用Microsoft excel绘制图表。

2 结果与分析

2.1 特色川竹辣椒酱单因素试验结果

2.1.1 白砂糖添加量对川竹辣椒酱感官品质的影响

白砂糖添加量对川竹辣椒酱感官品质的影响见图2。

图2 白砂糖添加量对川竹辣椒酱感官品质的影响Fig.2 Effect of addition amount of white granulated sugar on sensory quality of Sichuan bamboo pepper sauce

白砂糖在日常烹饪菜肴中不仅可以减少咸味、辣味，还可以提升菜肴的鲜味[12]。由图2可知，随着白砂糖添加量不断增加，川竹辣椒酱的感官评分呈先升高后降低的趋势，当白砂糖添加量为0.6%时，感官评分最高，为83.5，白砂糖添加量持续增加至1.0%时，感官评分降低至74.5，原因可能是加糖过多，辣椒酱偏甜腻，影响了竹笋的清香和辣椒原本的味道。综合考虑，白砂糖添加量为0.6%左右为宜。

2.1.2 甜面酱添加量对川竹辣椒酱感官品质的影响

甜面酱添加量对川竹辣椒酱感官评分的影响见图3。

图3 甜面酱添加量对川竹辣椒酱感官评分的影响Fig.3 Effect of addition amount of sweet bean paste on sensory score of Sichuan bamboo pepper sauce

甜面酱中含有多种挥发性酯类物质[13]，会明显影响川竹辣椒酱的滋味、香味。由图3可知，随着甜面酱添加量的增加，感官评分呈先上升后下降的趋势，当添加量为3.0%时，感官评分最高，为85，添加量增加至4.0%时，感官评分明显降低，可能是由于甜面酱独特的风味破坏了辣椒酱口感的平衡感，引起不适的食用感，故甜面酱添加量应选择3.0%左右较为合适。

2.1.3 味精添加量对川竹辣椒酱感官品质的影响

不同的味精添加量对川竹辣椒酱感官评分的影响见图4。

图4 味精添加量对川竹辣椒酱感官评分的影响Fig.4 Effect of addition amount of monosodium glutamate on sensory score of Sichuan bamboo pepper sauce

味精会明显影响川竹辣椒酱的鲜味，由图4可知，味精添加量为2.0%时，感官评分最高，添加量持续增加时，感官评分迅速下降，味精添加过多，致使鲜味过于突出，口味不够自然，导致鲜味完全压过其他味道，使得滋味较差，感官评分降低，因此综合考虑，味精的添加量在2.0%左右为宜。

2.2 特色川竹辣椒酱正交试验优化结果

2.2.1 特色川竹辣椒酱正交试验结果与分析

根据单因素试验结果，将白砂糖添加量（A）、甜面酱添加量（B）、味精添加量（C）作为自变量，以感官评分和亚硝酸钠含量为评价指标，进行三因素三水平的正交试验。正交试验结果见表3。

由表3可知，影响川竹辣椒酱中亚硝酸钠含量的因素主次顺序为B＞C＞A，即甜面酱添加量对川竹辣椒酱亚硝酸钠含量影响最大，其次为味精添加量和白砂糖添加量；影响川竹辣椒酱感官评分的因素主次顺序为A＞B＞C，即白砂糖添加量对感官评分影响最大，其次为甜面酱添加量，味精添加量影响最小。

表3 正交试验结果Table 3 Orthogonal test results

在食品中，亚硝酸钠含量越少越好[14]，根据正交试验极差分析，筛选出以亚硝酸钠含量为评定指标的最优组合为A2B1C1；以感官评分为评价指标所筛选出的最优组合为A1B1C1。A2B1C1这个组合未包含在正交试验中，因此需要进行验证试验。

2.2.2 验证试验结果与分析

验证试验结果见表4。

表4 验证试验结果Table 4 Verification test results

A1B1C1和A2B1C1组的甜面酱、味精添加量均相同，白砂糖的添加量分别为0.6%和0.8%。由验证试验表4可知，A1B1C1组合的亚硝酸钠含量为0.471 mg/kg，感官评分为85.0；A2B1C1的亚硝酸钠含量为0.487 mg/kg，感官评分为86.7。A2B1C1比A1B1C1的亚硝酸钠含量略高一点，感官评分明显更高。综合考虑，选择最优的川竹辣椒酱的配方组合为A2B1C1，即白砂糖添加量为0.8%、甜面酱添加量为2.5%、味精添加量为1.5%。以此配方制作的川竹辣椒酱颜色鲜红有光泽，辣椒香味浓郁，竹笋原有的清新感和脆度得以保留，具有较好风味和口感，品质较好。

2.3 特色川竹辣椒酱中挥发性风味物质成分分析

特色川竹辣椒酱中挥发性风味物质总离子流图见图5，挥发性风味物质检测结果见表5。

图5 特色川竹辣椒酱挥发性风味成分总离子流图Fig.5 Total ion current curve of volatile flavor components of Sichuan bamboo pepper sauce

表5 特色川竹辣椒酱中挥发性风味物质的GC-MS分析结果Table 5 GC-MS analysis results of volatile flavor compounds in Sichuan bamboo pepper sauce

由表5可知，通过GC-MS检测出川竹辣椒酱中共有53种挥发性风味物质，其中烯烃类15种（46.40%）、醛类11种（29.90%）、醇类9种（7.34%）、酯类3种（1.76%）、酮类3种（1.16%）、酸类2种（4.56%）、烷烃类3种（1.00%）、芳香类2种（1.23%）、其他类5种（6.12%），主要为 β-水芹烯（24.11%）、d-柠檬烯（8.78%）、香叶醛（6.81%）、（E）-2-癸烯醛（4.79%）、橙花醛（4.54%）、糠醛（3.42%）、壬醛（3.35%）、乙酸（2.97%）、α-姜烯（2.94%）、龙脑（2.83%）、芳樟醇（2.26%）等。

烯烃类化合物含量最高，但其风味阈值较高，主要来源于脂肪氧化或氨基酸氧化[15]，对风味贡献较小[16]，其中β-水芹烯具有令人愉悦的清凉香味[17]，主要可能来源于小黄姜的挥发性风味成分[18]、d-柠檬烯存在于柑橘、柠檬、葡萄、橙等水果和蔬菜中，具有新鲜柠檬香气[19]，具有预防和治疗癌症的功效[20]。醛类物质的风味阈值低[21]，对风味贡献大[22]，其中含量较高的壬醛具有柑橘香和青草香，可能是竹笋本身的挥发性风味成分[23]；香叶醛和橙花醛为顺反异构体，差别在于柠檬香气的强弱[24]。醇类物质风味阈值较低，对风味有一定贡献，主要来源于脂肪氧化分解[25]，其中含量最多的就是芳樟醇，具有柑橘香气[26]，主要来自于豆瓣酱特征香气的保留[27]。酯类化合物具有气味叠加效应[28]，检测出的酯类物质为乙酸龙脑酯、苯甲酸甲酯和安息香酸乙酯，含量较低。酮类和酸类物质有较高的阈值，对风味贡献较少。

3 结论

特色川竹辣椒酱的基础配方：以菜籽油（500 g）的质量为基准，其他辅料按菜籽油质量的百分比计算，竹笋20.0%、豆瓣酱30.0%、特制辣椒面（干二荆条∶子弹头∶小米辣=10∶2∶3，质量比）30.0%、小黄姜 8.0%、八角粉0.4%、香叶粉0.6%、草果粉0.4%、花椒粉1.0%、I+G 0.04%、酵母膏0.4%。通过单因素试验和L9（34）正交试验筛选川竹辣椒酱的最佳调料配方为白砂糖0.8%、甜面酱2.5%、味精1.5%。以此配方制作川竹辣椒酱的感官评分为86.7，亚硝酸钠含量为0.487 mg/kg，明显低于NY/T 1070—2006《辣椒酱》标准中规定的限量（≤4.0 mg/kg）。该产品颜色鲜红有光泽，辣椒香味浓郁，竹笋原有的清新感和脆度得以保留，品质最好。将此配方制作的川竹辣椒酱经过挥发性风味物质检测后，共检测出53种挥发性风味物质，其中烯类15种、芳香类2种、醇类9种、烷烃3种、酮类3种、醛类11种、酸类2种、酯类3种、其他类5种。