糍粑辣椒关键工艺对其品质的影响

吴昭庆，胡 萍*，王晓宇，郑荣美，朱秋劲

（1 贵州大学酿酒与食品工程学院 贵阳 550025 2 贵州大学生命科学学院 贵阳 550025）

糍粑辣椒为贵州独具一格的地方特色辣椒制品，一般选用色、香、辣俱佳的干红辣椒，经高温煮制后沥干，辅以生姜、盐、大蒜等调料，研磨捣碎呈泥状制成，是贵州特色辣子鸡和油辣椒等家常菜肴的特色佐料，以工艺简单，风味独特，营养丰富等特点而深受大众喜爱[1]。在贵州，几乎家家户户都要制作糍粑辣椒，随着现代生活节奏的加快、生活水平的提高、经济发展的要求以及弘扬地方特色传统食品的需要，糍粑辣椒从家庭制作逐渐走向工业化生产和市场化发展。然而，目前对糍粑辣椒的风味特色和质量控制的研究还很缺乏。

气相－离子迁移谱（GC-IMS）是基于气相中不同的气相离子在电场中迁移速率的差异，来检测痕量气体和表征化学离子物质的一种分析技术[2]，实现了离子迁移谱与气相色谱技术的结合[3]，具有高灵敏度、简单快速、信息丰富、几乎无前处理等优点[4-8]。在食品风味分析和品质检测等多个领域被广泛应用[9-15]。

有关辣椒制品特征风味与关键工艺参数之间的相关性以及与产品质量控制等方面的研究很少，尤其是对糍粑辣椒特征风味及其指纹图谱构建方面的研究未见报道。本研究利用GC-IMS 的技术，对关键工艺质量控制下的糍粑辣椒产品进行特征风味指纹图谱的构建、品质变化规律探索，旨在揭示糍粑辣椒特征风味的形成与品质、营养成分的变化规律。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

原辅料：干辣椒采用贵州花溪辣椒、贵州灯笼椒、贵州遵义朝天椒、辣椒籽、生姜、料酒、盐、大蒜等由贵州省黔南山绿色食品有限公司提供。

甲醛、氢氧化钠、无水乙醇、酚酞、邻苯二甲酸氢钾、草酸、氯化钾、酒石酸、氯化银、盐酸、平板计数琼脂培养基（PCA）等，试验所用其它有机无机试剂均为分析纯，分析用水均符合GB/T6682 规定的蒸馏水标准。

1.2 仪器与设备

便携式pH 计，深圳德图仪表有限公司；水分测定仪，深圳冠亚水分仪科技有限公司；MM721NG1-PW 微波炉，格兰仕微波电器有限公司；离心机，上海安亭（飞鸽）低速冷冻变频大容量离心机DL-5200B；SA402B 味觉分析系统，日本Insent 公司；搅碎机，奥克斯集团有限公司；擂钵（市售）等。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 样品制备工艺配方：具体参照吴昭庆等[1]的工艺方法，确定不同待测样品的制备工艺如表1。

表1 不同加工工艺样品制备Table 1 Sample preparation of different processing technology

1.3.2 电子舌味觉分析 参考沈馨等[16-17]的方法，准确称取10 g 糍粑辣椒加入90 mL 蒸馏水中于4 ℃浸泡过夜，3 000 r/min 离心10 min 后过滤取上清进行味觉分析。严格按照味觉分析系统仪器操作执行，在检测前将电子舌检测装置进行初始活化、清洗、校准诊断等步骤，对不同样品的酸、苦、涩、鲜、咸、丰富度的味感值进行测定，电子舌测试用液配制：参比溶液：30 mmol/L KCl+0.3 mmol/L 酒石酸；负极清洗液：体积分数30%乙醇+100 mmol/L HCl；正极清洗液：体积分数30%乙醇+100 mmol/L KCl+10 mmol/L KOH。AgCl 作为参比电极，于室温（25 ℃左右）进行检测，为确保所得数据的稳定和可靠性，每杯样品共检测7 次，选取后3 次的数据结果进行最终分析。

1.3.3 理化指标的测定 pH 值的测定：参照GB/T 9724-2007[18]；水分含量的测定：参照 GB5009.3-2016[19]；总酸含量的测定：根据 GB5009.235-2016[20]；VC 含量的测定：参照GB/T6195-1986[21]。

1.3.4 感官评定标准 参照吴昭庆等[1]的标准，稍做修改。如表2所示，由10 个经过培训的食品专业从业人员组成，评定前不能吃有刺激和较大气味食物，更换样品时要用清水漱口，且品尝每个样品需间隔5 min，对糍粑辣椒从色泽、气味、滋味、组织状态4 个方面进行评定，结果取10 人评判分数的平均值。

表2 感官评分标准表Table 2 Sensory score standard table

1.3.5 HS-GC-IMS 分析条件 取2 g 糍粑辣椒样品置于20 mL 顶空瓶中，封口，每个样品均重复3 次。色谱柱类型：MXT-5（15 m×0.53 mm，1 μm），柱温60 ℃，进样方式采用自动顶空进样，进样体积为100 μL，孵育温度80 ℃、时间15 min，进样针温度为85 ℃，孵化转速500 r/min，载气/漂移气为高纯N2（纯度≥99.999%），IMS 温度为45 ℃，分析时间为30 min。流速：初始是2 mL/min，保持2 min 后在10 min 内线性增至10 mL/min，在20 min内线性增至100 mL/min，然后在30 min 内线性增至150 mL/min。

1.3.6 数据分析与处理 使用仪器配套的LAV（laboratory analytical viewer）、Reporter、Gallery、Dynamic PCA、GC×IMS Library Search 等分析软件对样品进行离子迁移谱图分析；运用Excle 2010 进行数据统计，SPSS 21.0 进行显著性分析，采用Origin 2017 作图。

2 结果与分析

2.1 电子舌雷达图结果分析

利用电子舌检测10 个样品的味觉分析如图1雷达图所示。由图1可知，电子舌的传感器对不同加工工艺糍粑辣椒样品的鲜味、咸味、酸味、丰富度、苦味、涩味均做出不同程度的响应。其中，苦味、涩味、酸味信号响应值均为负值，说明不同加工工艺的糍粑辣椒样品中没有苦味和涩味，而酸度分值过低可能是因为配制的参比、清洗溶液的酸度较高所致。咸味响应信号值无明显差异，而鲜味、丰富度传感器响应信号差异明显，说明鲜味、丰富度传感器的响应值可较好的区分不同加工工艺的糍粑辣椒样品。

图1 不同加工工艺糍粑辣椒的雷达图Fig.1 Radar chart of Ciba pepper with different processing technology

2.2 理化指标与感官评分结果分析

从表3、表4所示的各样品理化指标检测和感官评分结果可知，不同加工工艺对糍粑辣椒的品质影响差异显著。其中，Aw 值最高为E 样品66.38%±0.79，最低为C 样品52.91%±0.85（P＜0.05），煮制时间过短水分含量偏低，会导致组织状态不均匀，呈大颗粒状，不黏稠，无香味等问题，时间过长则水分含量高，质地稀稠，易滋生细菌，不易贮藏；I 样品气味值最高为（23.70±0.68）分；辣椒籽富含多种营养物质[22-23]，炒制金黄辣椒籽的添加使得H 样品VC 含量增至最高为（27.02±0.46）mg/100 mL，色泽也更加诱人，色泽值达到最高为（23.30±0.47） 分；辣度值最高的为G 样品（23.10±0.57）分，说明选用3 种辣椒搭配制作的糍粑辣椒辣度更为适宜，辣香味浓郁，回味良好；I样品与J 样品相比，I 样品的色泽、气味、组织状态值均高于J 样品，说明通过镭砵研磨捣碎的操作，质地更为黏稠，原料充分融合，香味溶出更多，香气物质也得到更好的释放，品质得到了显著的提升。

表3 不同加工工艺糍粑辣椒样品理化指标Table 3 Physical and chemical indexes of Ciba pepper samples with different processing technology

表4 不同加工工艺糍粑辣椒样品感官评分Table 4 Sensory score of Ciba pepper samples with different processing technology

2.3 GC-IMS 谱图分析

图2为不同加工工艺糍粑辣椒样品的GCIMS 二维（a）、三维谱图（b），其中纵坐标代表气相色谱的保留时间（s），横坐标代表离子迁移时间，第三维坐标则表示峰高。图3是图2降维处理后的俯视图，可更直观、鲜明的比较出各样品间的差异性，RIP 峰两侧的每一个点表示一种挥发性有机物，一种化合物分裂成多个信号或点（是同一物质的单体和二聚体）与它们的浓度和性质有关[24-25]。颜色深浅变化反映物质的浓度高低，颜色越深则说明该物质的浓度越大。结合图2和图3可看出：不同加工工艺糍粑辣椒样品间风味物质存在显著差异。图3为GC-IMS 俯视差异对比图，以A 样品为参比，其余谱图消抵A 样品中的信号峰后得到二者的差异谱图，如图中X 蓝色区域说明该物质在此样品中比A 样品低，Y 红色区域说明该物质在此样品中比A 样品多，颜色越深，则差异越大。

图2 不同加工工艺糍粑辣椒和二维图谱（a）和三维GC-IMS 图谱（b）Fig.2 Two dimensional（a） and three-dimensional GC-IMS spectra（b） of Ciba pepper with different processing technologies

图3 不同加工工艺糍粑辣椒的GC-IMS 俯视图差异对比Fig.3 Comparison of GC-IMS top view of Ciba pepper with different processing technology

2.4 不同加工工艺糍粑辣椒中挥发性有机物变化分析图

根据GC-IMS 技术共检测出不同加工工艺糍粑辣椒样品中挥发性有机物（Volatile organic主要是由于加工工艺条件的改变导致VOCs 的种类增多或减少、产生或消失、浓度增加或降低。compounds VOCs） 有80 种单体及部分物质的二聚体，主要有醛类22 种、醇类15 种、酮类12 种、酯类10 种、萜烯类8 种、其它13 种。图4是选取部分有明显变化的62 种特征离子峰，其中，每一行代表一种糍粑辣椒样品，均进行3 次平行测定，每一列代表一种挥发性风味有机物在不同样品中的信号强度，亮度高低与物质含量呈正相关。与图4相对应的挥发性化合物相对含量如表5所示。结合图4和表5可以看出，糍粑辣椒样品的指纹图谱与VOCs 含量随着加工工艺的不同而不同，

表5 挥发性组分已定性化合物列表Table 5 List of qualitative compounds of volatile components

（续表5）

如图4所示，其中，A 区域和B 区域相比，A、B 样品的指纹图谱亮度低于C 样品，C 样品中反式-2-辛烯醛（单体、二聚体）、戊醛（二聚体）、丙酸乙酯、2-庚基呋喃、反式-2-戊烯醛（单体、二聚体）、己醛（单体、二聚体）、戊醛（单体）、2-丙醇等VOCs 含量和浓度均高于A、B 样品，说明不同的加工温度对糍粑辣椒的VOCs 种类和浓度有显著影响，而高温煮制有利于干辣椒中VOCs 的溶出；B 区域图谱信息表明，E 样品中己醛（二聚体）、2,3-丁二酮、苯甲醛、1-丙醇、1-戊醇、3-戊酮、1-己醇（单体、二聚体）、反式-2-己烯醛（单体、二聚体）、异戊醇（单体、二聚体）、异己醇（单体、二聚体）、乙偶姻、2-甲基丙醇（单体、二聚体）、香桧烯、5-甲基-2-甲酰基噻吩（二聚体）、丁醛、2-丁酮（二聚体）等VOCs 含量均高于D、F 样品，说明高温煮制时间过短，风味物质还未得到释放，香味物质溶出较少，煮制时间过长，风味物质释放过多，风味物质溶出也就更多，但损失也更大。C 区域图谱信息表明，选用3 种辣椒搭配制作的G 样品中反式-2-戊烯醛（二聚体）、二烯丙基硫醚、苯甲醛、2-丙醇、1-戊醇、3-戊酮、异己醇（单体、二聚体）、2-壬酮、壬酸乙酯、香桧烯的VOCs 含量要高于1种、2 种辣椒搭配制作的糍粑辣椒；如D 区域所示，H 样品中己醛（二聚体）、戊醛（单体）、庚醛（单体、二聚体）、1-丙醇、2-甲基丁醛（单体、二聚体）、二甲基二硫醚、糠醛（单体）、3-戊酮、1-己醇（单体、二聚体）、异己醇（单体）、2-甲基丙醇（单体、二聚体）、2,3-戊二酮、异戊酸甲酯（单体、二聚体）、丁醛、2-丁酮（二聚体）、糠醛（二聚体）VOCs 含量显著增多，说明增加辣椒籽的糍粑辣椒风味物质更加丰富。辣椒籽在烹调中的作用也很显著，加热后会释放出浓郁的香辣气味，所以在香辣味型的黔菜、湘菜和川菜等菜肴中，辣椒籽是不可或缺的调味佳品；如E 区域所示，料酒的添加使得I 样品中异己醇、1-己醇、1-戊醇、异戊醇、2-甲基丙醇、1-丙醇、丙酮、3-戊酮、2-丁酮、糠醛、2，3-戊二酮、二甲基二硫醚、异戊酸甲酯、乙酸丁酯、庚醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、丁醛等VOCs 的含量显著增加，但是乙酸乙酯（单体）、壬醛、辛醛、己醛（单体）、3-甲基丁醛（单体）等VOCs 的浓度与含量却显著降低，可能是因为料酒的香气物质较强烈以致于掩盖了其它物质的挥发，对别的香味物质形成了减弱或抑制，亦或是香气物质之间产生了拮抗作用的关系；如F 区域所示，I 样品和J 样品相比，机打破碎方式制作的糍粑辣椒月

图4 不同加工工艺糍粑辣椒样品的指纹图谱Fig.4 Fingerprint of Ciba pepper samples with different processing technology

3 结论

通过控制糍粑辣椒关键加工环节的工艺参数，对其理化指标、电子舌滋味、感官评定以及GC-IMS 挥发性风味物质差异进行了分析。结果表明，与传统单一辣椒原料制作出来的糍粑辣椒样品相比，采用标准化加工工艺制作出来的糍粑辣椒电子舌滋味鲜度、丰富度指标增强，感官评分显著提高，其中，选用3 种辣椒搭配，高温煮制6 min，添加了炒制金黄辣椒籽，镭砵捣碎制作的糍粑辣椒挥发性风味化合物的种类和浓度最为丰富，特征风味物质有异戊酸甲酯（单体）、2-丁酮（二聚体）、2,3-戊二酮、3-戊酮、糠醛（单体、二聚体）、3-甲基丁醛（二聚体）、2-甲基丁醛（单体、二聚体）、二甲基二硫、正戊醇、1-丙醇、1-己醇（单体）、2-甲基丙醇（单体、二聚体），VC 含量增至（27.02±0.46）mg/100 g，具有较高的产品质量与品质特色。因此，控制糍粑辣椒关键工艺，构建糍粑辣椒的风味指纹图谱信息，可快速判别出不同加工工艺糍粑辣椒的特征峰区域，为糍粑辣椒规模化加工的质量控制和品质提升提供理论依据。