青芥辣生产工艺优化及品质评价

王屋梁

上海太太乐食品有限公司（上海 201812）

青芥辣因颜色偏绿，具有辛辣口感，特别是搭配海鲜类食物食用时，有去腥增香、提升食欲的作用而深受广大消费者喜爱。色泽和辛辣风味是决定青芥辣品质的重要指标，其中提供挥发性辛辣风味的主要成分是异硫氰酸烯酯（AITC）[1]，相关研究表明该物质具有抑菌、抗癌、抗氧化等功效[2-4]。阎娣等[5]研究温度、时间等因素对青芥辣中辣根水解度的影响。但基于色泽和辛辣风味（异硫氰酸烯丙酯）的青芥辣的相关研究报道很少，试验以辣根粉为原料制作青芥辣，探究均质速度、真空时间及pH等因素对青芥辣色泽及辛辣风味的影响，并采用正交试验优化得到青芥辣产品的最佳工艺条件，以期为青芥辣的实际生产提供理论依据与数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料与试剂

辣根粉、山梨糖醇、大豆油、食用盐、乳糖、芥末油、淀粉、蔗糖脂肪酸酯、黄原胶、柠檬酸、柠檬黄、亮蓝（均为食品级）；浓盐酸、哌啶、丙酮、溴甲酚绿、甲基红、乙醇（均为分析级）。

1.1.2 主要仪器与设备

MS204S电子天平（梅特勒）；NE2-14D恒温水浴锅（艾卡）；VEM-5L真空均质乳化机（江科）；WSC-S全自动测色色差计（仪电物光）；ZD-3A酸碱滴定仪（安亭电子）；FE20 pH计（梅特勒）。

1.2 试验方法

1.2.1 青芥辣生产配方

参照SB/T 10755—2012《芥末酱》，以辣根粉为主要原料，添加一定量的山梨糖醇、大豆油、食用盐、水、乳糖、异硫氰酸烯丙酯、淀粉、蔗糖脂肪酸酯、黄原胶、柠檬酸、柠檬黄、亮蓝配制青芥辣。

1.2.2 青芥辣制作工艺流程

增稠剂、乳化剂溶液↘ ↙色素溶液

辣根粉→调配→真空均质→灌装→产品

1.2.3 单因素试验

参照1.2.2小节的青芥辣制作工艺流程，分别研究不同均质速度（40，60，80，100和120 r/min）、真空时间（10，15，20，25和30 min）及pH（pH 4.0，4.5，5.0，5.5和6.0）对青芥辣色泽和风味的影响。

1.2.4 正交优化试验

在青芥辣单因素试验的基础上，以样品色泽a值和异硫氰酸烯丙酯含量为指标，采用三因素三水平正交试验对青芥辣的加工工艺进行优化，正交试验因素水平设计如表1所示。

表1 正交试验因素水平设计表

1.2.5 验证试验

通过Excel软件分析获得最佳加工工艺条件后，按照优化条件制作青芥辣样品，并测定色泽a值及异硫氰酸烯丙酯含量，验证预测值的准确性。

1.2.6 指标测定

1.2.6.1 色泽

参照丁绍东等[6]的方法，利用色差计测定样品色泽。

1.2.6.2 异硫氰酸烯丙酯

参照甘永祥等[7]的方法，采用直接滴定法中的哌啶滴定法测定样品中异硫氰酸烯丙酯含量。

1.2.7 数据处理

测试时每次试验选取3个平行样，每个平行样重复2次，测定结果取平均值，并使用Excel 2016软件进行正交试验结果分析。

2 结果与讨论

2.1 均质速度对青芥辣色泽和风味的影响

为使各物料充分混合，在青芥辣制作时需进行均质操作。均质速度对青芥辣色泽和风味的影响如表2所示。就色泽a值而言，均质速度60 r/min时，青芥辣的色泽a值最小，为-9.13，随着均质速度提高，a值也随之变大，这表明样品的绿色减弱，这可能与柠檬黄和亮蓝色素的热稳定性有关。就异硫氰酸烯丙酯而言，均质速度不高于80 r/min时，青芥辣的异硫氰酸烯丙酯的含量无明显变化，均质速度大于80 r/min时，异硫氰酸烯丙酯含量明显减少，当均质速度120 r/min时，青芥辣的异硫氰酸烯丙酯含量仅为0.21%，这可能是由于均质操作使物料温度升高，而在较高温度下，异硫氰酸烯丙酯可能会发生水解作用，从而使得其含量降低。李兆雯[8]也得到类似结论，其研究表明，含生鲜辣根的芥末酱在储藏过程中，随储藏温度升高，芥末酱中异硫氰酸烯丙酯含量降低。

表2 均质速度对青芥辣色泽和风味的影响

2.2 真空时间对青芥辣色泽和风味的影响

为方便青芥辣产品后续灌装操作，往往在物料均质完成后，需进行真空脱气处理，而该处理将会对产品的色泽和风味造成影响。真空时间对青芥辣色泽和风味的影响如表3所示。随着真空时间增加，青芥辣色泽a值随之减小，即样品绿色程度越来越深，这可能是因为真空操作使得样品被过度压缩，导致色素单位浓度增加，从而使得其颜色加深。而异硫氰酸烯丙酯含量随真空时间增加先增加后减少，真空时间20 min时，其含量最高，为0.45%，这可能是因为辣根中存在的硫代葡萄糖苷在水解酶的作用下，发生酶促水解产生异硫氰酸烯丙酯[9]，从而使其含量增加，而异硫氰酸烯丙酯具有挥发性[10]，随着真空时间延长，青芥辣中异硫氰酸烯丙酯含量减少。

表3 真空时间对青芥辣色泽和风味的影响

2.3 pH对青芥辣色泽和风味的影响

pH对青芥辣的护色及保持产品组织稳定具有重要作用，pH对青芥辣色泽和风味的影响如表4所示。在试验选取的pH范围内，色泽a值无明显变化，pH 4.5时，a值最小，为-8.78。而异硫氰酸烯丙酯含量随pH升高而减少，pH 4.0时，异硫氰酸烯丙酯含量最高，为0.54%，卢云浩等[11]也得到类似结论，这可能是因为较低的pH可以提高异硫氰酸烯丙酯的稳定性。

表4 pH对青芥辣色泽和风味的影响

2.4 正交优化试验

青芥辣的正交试验结果见表5。各因素对色泽的影响程度大小为pH＞均质速度＞真空时间。对异硫氰酸烯丙酯含量的影响程度大小为pH＞真空时间=均质速度。就色泽a值而言，青芥辣制作的最优工艺参数为A1B3C3，即均质速度40 r/min，真空时间20 min，pH 5.0，此时色泽a值为-8.63。就异硫氰酸烯丙酯含量而言，青芥辣制作的最佳工艺参数为A1B1C1，即均质速度40 r/min，真空时间10 min，pH 4.0，此时异硫氰酸烯丙酯含量为0.93%。由表5的分析结果可知：真空时间对产品色泽和风味的影响均较小，从生产成本的角度考虑，真空时间可选择较低的水平，即B1（10 min）；pH对产品色泽和风味的影响均较大，而风味在青芥辣产品品质中的权重更大。综上，青芥辣制作的最优工艺参数为A1B1C1，即均质速度40 r/min，真空时间10 min，pH 4.0，此工艺条件下制作的青芥辣色泽a值为-7.68，异硫氰酸烯丙酯含量为0.93%。

表5 青芥辣的正交试验结果

2.5 最优加工工艺验证

为检验试验结果是否与真实情况相一致，根据试验结果进行验证试验，即工艺条件为均质速度40 r/min、真空时间10 min、pH 4.0。在此条件下进行3次验证试验，测得青芥辣样品的色泽a值为-7.65，异硫氰酸烯丙酯含量为0.90%，与预测试验结果基本相符，且重复性良好。

3 结论

均质速度、真空时间、pH均会影响青芥辣的色泽和异硫氰酸烯丙酯含量。正交优化试验结果表明，各因素对色泽的影响程度大小为pH＞均质速度＞真空时间，对异硫氰酸烯丙酯含量的影响程度大小为pH＞真空时间=均质速度。青芥辣制作的最优工艺参数为A1B1C1，即均质速度40 r/min，真空时间10 min，pH 4.0，此工艺下制作的青芥辣所测得的色泽a值为-7.65，异硫氰酸烯丙酯含量为0.90%。试验仅研究3个因素（均质速度、真空时间、pH）对青芥辣色泽和异硫氰酸烯丙酯含量的影响，后续可研究真空度对青芥辣色泽和异硫氰酸烯丙酯含量的影响，以进一步优化青芥辣的生产工艺。