红棕油火锅底料制备工艺优化

叶丹，陈诗晴，杨峻豪，王传明

(1.四川天味食品集团股份有限公司，成都 610200；2.马来西亚棕榈油总署大马棕榈油技术研发(上海)有限公司，上海 201108)

红棕油是通过对毛棕榈油进行分子蒸馏脱酸脱臭而精制的一款食用棕榈油。它在加工过程中保留了原毛棕榈油中80%左右的胡萝卜素、生育酚和生育三烯酚，其中胡萝卜素是维生素A的前体，可在体内转化为维生素A，而生育酚和生育三烯酚是维生素E的异构体，是有效的抗氧化剂，它们与其他成分赋予了红棕油更好的氧化稳定性[1-2]。通常红棕油中的胡萝卜素含量可达500 mg/L 以上，其中90%以α-和β-胡萝卜素的形式存在，维生素E含量可达700 mg/L，70%以生育三烯醇形式存在(主要为α-、β-和γ-生育三烯醇)，因胡萝卜素使棕榈油呈现典型的红色或深红色，故被称为红棕油[3-4]。红棕油与国内市场现有的棕榈油区别在于，现有棕榈油固态时色泽呈乳白色，液态时呈澄清透明淡黄色，而红棕油呈红色或深红色，且营养价值更高。因其营养价值更高，在一些热带地区被作为摄入维生素A的膳食方式之一的高档食用油使用，但目前在国内红棕油相关产品还很少[5]。

火锅作为中国的特色饮食，有其不可替代的地位，根据火锅底料的状态可分为半固态与固态。半固态火锅底料的油脂主要为菜籽油、大豆油等；固态火锅底料的油脂主要为牛油或牛油复配猪油、鸡油及棕榈硬脂等。而根据口味可分为白汤型和红汤型，白汤型火锅底料风味以鲜香为主，以三鲜火锅底料、菌汤火锅底料为代表，产品通常呈乳白色或浅黄色；而红汤型火锅底料风味以麻辣为主，由于辣椒的添加，产品通常呈橙红色，部分产品会通过添加辣椒红色素达到产品表面色泽明亮及汤色红亮的目的[6]。目前市面上主要以固态红汤型火锅底料为主，红棕油的色泽与红汤型火锅底料所呈现出来的油脂色泽接近，且含有丰富的胡萝卜素、维生素E等营养物质，如将其制备成一款红棕油火锅底料，不仅不需要通过添加辣椒红色素赋予火锅底料红亮的色泽，而且可以提高产品的氧化稳定性以及提高现有固态红汤型火锅底料的营养价值。由于传统火锅底料加工工艺的加工温度高达200 ℃以上，高温下红棕油中的胡萝卜素会发生分解[7]。因此，本研究以红棕油为唯一油脂制备火锅底料，同时对红棕油火锅底料制备工艺进行优化，并对成品进行理化分析研究，以期为红棕油火锅底料工业化生产及应用提供一定的理论参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料

100 kg食用级红棕硬脂(熔点45 ℃)：由马来西亚棕榈油总署大马棕榈油技术研发(上海)有限公司提供；小葱、大葱、大蒜、干制辣椒、香辛料粉、郫县豆瓣、花椒粉、豆豉、葱粉、排骨粉、冰糖、鲜香剂、食用盐、鸡精：均购于市场。

1.2 仪器与设备

电热恒温干燥箱 湖北省黄石市恒丰医疗器械有限公司；R-3型旋转蒸发仪 上海沃珑仪器有限公司；YP601型电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；酸度计 成都世纪方舟有限公司；UV-2450型紫外可见光分光光度计 上海三信仪表厂；DP-C3新型全自动测色色差仪 三恩驰科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 红棕油火锅底料工艺流程

1.3.1.1 工艺流程

红棕油火锅底料工艺流程:

1.3.1.2 操作要点

原料预处理：大葱、小葱切段，姜、蒜切末，干制辣椒切段煮沸沥干备用。

油炸：根据预实验结果显示，在200 ℃下，红棕油的胡萝卜素含量及特有色泽会受到很大程度的破坏。因此，结合实际情况，红棕油分段投入，热锅投入1/4红棕油，融化升温至200 ℃左右，放入大葱、小葱段炸至金黄色捞出，得到葱油。

炒制：待上述葱油温度降至180 ℃，将煮椒、豆瓣、豆豉、姜、蒜等水分含量较高的原辅料放入锅中炒制，然后降温至150 ℃，加入剩余3/4红棕油，融化。

熬制：熬制是火锅底料制备过程中的重要环节，炒制后降温至一定温度，并保持温度在±5 ℃左右浮动，在此温度下熬制一定时间，关火，立即倒入冰糖、盐、味精、香辛料等混合均匀。熬制温度及时间对火锅底料的风味影响较大。

灌装：熬制完成后的混料进行油料分离，定量灌装。

冷却包装：定量灌装后，待油料冷却至50 ℃(大于油脂熔点温度)，再进行低温冷却，油料冷却成型后进行脱模包装。

1.3.2 单因素实验设计

火锅底料制备过程中温度较高，胡萝卜素在高温下会发生分解，破坏红棕硬脂的色泽。因此，先利用单因素实验(见表1)研究不同温度、时间、冷却方式对红棕油色泽及胡萝卜素含量的影响，模拟红棕油火锅底料制备过程中的色泽及胡萝卜素含量变化趋势。

表1 单因素实验设计Table 1 Single factor experimental design

1.3.3 正交实验设计

根据红棕油单因素实验结果，结合火锅制备的工艺参数，以熬制时间、熬制温度、冷却时间为自变量，以火锅底料的感官评分及胡萝卜素含量为评价指标设计L9(34)正交实验，优化红棕油火锅底料加工工艺，其因素水平见表2。

表2 正交实验因素与水平表Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment

1.3.4 理化指标测定

理化指标测定方法见表3。

表3 理化指标测定方法Table 3 The determination methods of physical and chemical indexes

1.3.5 感官评价

由15人组成的专业品评小组，在感官评价实验室对样品分别进行产品组织形态和煮制后色泽、香味及滋味的评分，再根据各因素占据的不同权重由专人对结果进行计算、汇总，取其平均值。感官综合评分=0.2Y1+0.2Y2+0.3Y3+0.3Y4，红棕油火锅底料的感官综合评分标准见表4。

表4 红棕油火锅底料感官评分标准Table 4 The sensory scoring standard for red palm oil hotpot seasoning

1.3.6 数据处理

各组实验数据重复3次，所测数据均以平均值±标准差表示，单因素实验及正交实验采用SPSS 22.0统计软件进行方差分析，采用Origin 8.0软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 预实验结果

2.1.1 不同熬制温度对红棕油色泽及胡萝卜素含量的影响

由图1可知，熬制温度对红棕油的胡萝卜素含量影响较大，常温下(25 ℃)红棕油S1的胡萝卜素含量最高(400.02 mg/kg)，但随着温度的升高，胡萝卜素含量降低，且每组样品胡萝卜素含量差异显著(p<0.05)，当温度在220 ℃左右时胡萝卜素含量最低(仅为60.98 mg/kg)。

图1 不同熬制温度下红棕油的胡萝卜素含量Fig.1 The carotene content of RPO at different boiling temperatures

由图2可知，随着温度的增加，L*值呈上升趋势，a*值(红绿值)、b*值(黄蓝值)呈下降趋势。当温度在180～220 ℃时L*值变化不显著，当温度低于140 ℃时，b*值变化不显著。当温度在220 ℃时，红棕油的a*值为-0.14，颜色偏绿。这是因为红棕油中胡萝卜素在高温下易分解，当温度达到180 ℃以上时，胡萝卜素分解加快。胡萝卜素是红棕油呈色的主要物质，温度升高，胡萝卜素分解，导致红棕油色泽也相应变化，a*、b*值下降[11-12]。由此可见，温度是影响红棕油胡萝卜素含量及色泽的重要因素，加工温度越低，越能最大程度保持红棕油原有的色泽。

图2 不同熬制温度下红棕油的色度分析结果Fig.2 The color analysis results of RPO at different boiling temperatures

2.1.2 不同熬制时间对红棕油性质的影响

由图3可知，常温下(25 ℃)样品S1的胡萝卜素含量最高(400.02 mg/kg)，当熬制温度升高到140 ℃时，熬制5 min后胡萝卜素含量下降了25%。当设定温度为140 ℃时，红棕油中胡萝卜素含量随着加热时间的增加而降低，加热40 min时样品S9的胡萝卜素含量最低。

图3 不同加热时间下红棕油的胡萝卜素含量Fig.3 The carotene content of RPO at different heating time

由图4可知，随着加热时间的增加，L*值呈上升趋势，a*值(红绿值)、b*值(黄蓝值)呈下降趋势，颜色变化明显。这是因为红棕油中的胡萝卜素在高温下易分解，受热时间越长，胡萝卜素分解越多，也会导致红棕油色泽相应的变化，a*、b*值下降。综上可知，虽然与温度因素相比，加热时间对红棕油胡萝卜素含量及色泽的影响较小，但也存在一定的影响。因此，红棕油的加工过程中也需考虑加热时间，加工时间越短，越能最大程度保持红棕油特性。综上所述，为了使各种香料风味融入油中，提高风味，同时又尽量保留红棕油中的天然胡萝卜素，不改变油的颜色，将熬制温度控制在100～140 ℃区间内，由于熬制温度会低于140 ℃，为了让火锅底料充分熬制，因此熬制时间选在40 min左右通过正交实验进行优化。

图4 不同加热时间下对红棕油色泽的影响Fig.4 Effect of different heating time the color on RPO

2.1.3 不同冷却方式对红棕油状态的影响

冷却时间和冷却温度都会影响固态火锅底料的外观质地，而好的外观质地对于企业包装运输以及市场售卖非常重要。实验选取了目前工业生产中火锅底料冷却工艺中最常见的两种温度-10 ℃与-20 ℃，将火锅底料冷却加工后，模拟火锅底料生产运输实际情况，待火锅底料恢复至室温后再进行硬度的测定。由图5可知，不同的冷却方式对加热后再次凝固的红棕油的硬度有明显的影响，常温下冷却的红棕油的形态松软，硬度小。-10 ℃与-20 ℃温度下，红棕油凝固状态较好，硬度大，且两个温度下红棕油硬度差异不明显(p>0.05)，-20 ℃冷却至火锅底料完全定型比-10 ℃冷却需要更少的时间，因此确定冷却温度为-20 ℃。

图5 不同冷却温度对红棕油硬度的影响Fig.5 Effect of different cooling temperatures on the hardness of RPO

由表5可知，在-20 ℃条件下不同冷却时间的红棕油状态变化，冷却30 min后，表面凝固，但表面内部未完全凝固。随着冷却时间的增加，内部凝固，但开始出现斑驳及裂痕。这是因为常温下冷却速度较慢，油脂体系出现明显的弛豫期，只有当构象正确时，新的甘油三酯分子(TAGs)才会进入结晶层，进行自我诱导和组装，TAGs之间有充足的时间相互作用，生成少量的大晶体，在这种情况下TAGs的质量空间分布不均匀，油脂质地松软[13]。综上所述，60 min的冷却时间过长，但30 min的冷却时间不足以使火锅底料凝固，所以冷却时间确定在30～60 min之间进一步优化。

表5 不同冷却时间对红棕油外观的影响Table 5 Effect of different cooling time on the appearance of RPO

2.2 正交实验设计及结果

由表6中的R与R*值可知，各因素对红棕油感官评分的影响程度依次是A>C>B，即熬制温度的影响最大，次之为冷却时间，再次为熬制时间，而对红棕油火锅中胡萝卜素含量的影响程度依次为A>B>C，即熬制温度>熬制时间>冷却时间。

表6 L9(34)正交实验结果Table 6 L9 (34) orthogonal experimental results

由表7和表8的方差分析结果可知，熬制温度对红棕油火锅底料感官评分的影响显著(p<0.05)，对其胡萝卜素含量的影响极显著(p<0.01)。而熬制时间对感官评分的影响不显著，但对胡萝卜素含量的影响显著(p<0.05)，冷却时间对感官评分及胡萝卜素含量的影响均不显著(p>0.05)，这一结果与极差分析结果一致。综合各因素对感官评分及胡萝卜素含量的影响结果分析，确定最优方案为A1B2C2，即熬制温度110 ℃、熬制时间40 min、冷却时间45 min。在此条件下红棕油火锅底料的感官评分为90.4分(优)，胡萝卜素含量为213.58 mg/kg。

表7 正交实验方差分析结果(感官评分)Table 7 The results of analysis of variance for orthogonal experiment (sensory score)

表8 正交实验方差分析结果(胡萝卜含量)Table 8 The results of analysis of variance for orthogonal experiment (carotene content)

2.3 验证实验

根据上述实验结果，按照熬制温度110 ℃、熬制时间40 min、冷却时间45 min进行验证实验。结果显示：红棕油火锅底料感官综合评分为 90.5分，市售牛油火锅底料感官评分为94.5分，具体形态见图6(左为市售火锅底料，右为红棕油火锅底料)。市售牛油火锅底料的感官评分较高，这是因为牛油固有的油脂香味比红棕油香味更受大众喜爱，但红棕油火锅底料的感官评分大于90分，能达到大众喜爱的标准。因此，可证明采用正交实验所得的最优工艺参数准确，具有可靠的实用价值。

图6 市售火锅底料与红棕油火锅底料对比图Fig.6 Comparison of hotpot seasoning and RPO hotpot seasoning from market

由表9可知，本工艺下制备的红棕油火锅底料的酸价及过氧化值均符合标准。此外，红棕油火锅底料的L*值和a*值与市售火锅底料接近，b*值较大，这是因为红棕油本身赋予产品的色泽与火锅底料接近，胡萝卜素的颜色偏红黄，因此本产品的b*值要高于市售火锅底料产品。

表9 红棕油火锅底料理化指标分析结果Table 9 Analysis results of physicochemical indexes of RPO hotpot seasoning

3 结论

本研究首次将红棕油作为主要油脂制备火锅底料。首先，研究了不同加热温度、加热时间、冷却温度、冷却时间4个因素对红棕油的影响，模拟火锅加工过程中红棕油的色泽及胡萝卜素含量的变化趋势。结果显示：温度及加热时间对红棕油的色泽及胡萝卜素含量有不同程度的影响，随着加热时间及温度的增加，红棕油的色泽变淡，a*值及胡萝卜素含量降低，当温度高于200 ℃时，胡萝卜素分解明显。根据红棕油在不同条件下的变化结果，以火锅底料工艺中的熬制温度、熬制时间、冷却时间为变量因素，通过正交实验优化得出红棕油火锅底料制备的最佳工艺参数为：熬制温度110 ℃、熬制时间40 min、冷却时间45 min。此工艺条件下制备的火锅底料的感官评分为90.4分，胡萝卜素含量为213.58 mg/kg，与市面上所售牛油火锅底料相比，红棕油火锅底料的感官评分接近，且色泽与添加了辣椒红色素的产品无差别。本研究制备的红棕油火锅底料不仅在感官上达到大众喜爱的标准，而且赋予火锅底料丰富的营养价值，这对红棕油在火锅底料或其他复合调味品工业生产中的应用具有一定的参考意义。