不同原料對鲊廣椒品質的影響

馬佳佳，葛東穎，尚雪嬌，張振東，袁曉黎，郭 壯

（湖北文理學院 食品科學技術學院 鄂西北傳統發酵食品研究所，湖北 襄陽441053）

鲊廣椒的制作通常是以大米或玉米面為主要原料，輔以食鹽和鮮紅辣椒等配料，經微生物室溫發酵15～30 d而成，因其口感酸辣、香氣濃郁而受到廣大消費者的喜愛[1]。我國湖北省、湖南省、貴州省和重慶市大部分地區居民均有制作和食用鲊廣椒的習俗[2]。由于種植糧食作物的不同，不同地區制作鲊廣椒的原料亦不同，使用的原料不同，所制作的鲊廣椒品質亦可能存在不同[3-5]。

作為食品品質的重要組成部分，滋味和氣味特征在很大程度上決定了消費者對食品的喜好程度[6]。食品的滋味主要由能溶于水且多不易揮發的物質形成，其閾值比呈味物質高的多[7]，可采用電子舌（electronic tongue，E-tongue）系統對其進行快速的數字化評價。目前，E-tongue在蜂蜜[8]、葡萄酒[9]和橄欖油[10]等食品評價中應用廣泛。食品的風味主要由多種呈香物質綜合產生，近年來興起的電子鼻（electronic nose，E-nose）技術可對揮發性風味物質中的芳香類、烷烴類、有機硫化物和萜類等典型物質類型進行評價[11]，其結合氣相色譜-質譜（gaschromatographic-mass spectrometry，GC-MS）技術后更是可對揮發性風味物質中化合物的種類進行進一步解析[12]，目前兩者聯用技術在紅棗[13]、蘑菇[14]和咖啡豆[15]等食品風味品質評價中被廣泛應用。尹小慶等[16]采用頂空固相微萃取和GC-MS對2種鲊辣椒的香氣物質進行定性定量分析發現，添加二荊條辣椒發酵的鲊廣椒中獨有的特征香氣成分是β-紫羅蘭酮，而添加牛角椒的為2-甲基丁酸乙酯、β-月桂烯、（+）-檸檬烯和橙花叔醇。

本研究分別以大米和玉米為原料制備鲊廣椒，采用電子舌、電子鼻分別對鲊廣椒的滋味、風味品質進行評價，并結合GC-MS技術對鲊廣椒中揮發性風味物質種類和含量進行解析，進而探討不同原料對鲊廣椒品質的影響，以期為后續鲊廣椒的產業化推動提供一定依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

10個鲊廣椒樣品：湖北省襄陽市農戶家；大米、玉米和辣椒（二荊條）：市售；陰離子溶液、陽離子溶液、預處理溶液、參比溶液、內部溶液（均為分析純）：日本Insent公司；氯化鈉（分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

SA 402B電子舌：日本Insent公司；PEN3電子鼻：德國Airsense公司；GCMS-QP2020氣相色譜質譜聯用儀：日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 鲊廣椒樣品制備用菌體的收集

從湖北省襄陽市農戶家采集10個鲊廣椒樣品，分別稱取100g鲊廣椒樣品，加入500 mL去離子水，攪拌均勻，400r/min離心10 min，取上清。上清液經12 000 r/min離心10 min，收集菌體并加入20 mL生理鹽水振蕩均勻，備用。

1.3.2 鲊廣椒樣品的制備

稱取750 g磨碎的玉米粉和大米粉各10份、分別加入225 g切碎辣椒、3.15 g花椒、3.15 g白胡椒和75 g食鹽，將1.3.1菌懸液均分為2份并分別添加到玉米粉和大米粉中，攪拌均勻，密封，并在瓶口均勻噴灑3 mL白酒封口，于30 ℃發酵30 d[3]。

1.3.3 鲊廣椒樣品滋味品質的測定

樣品處理：稱取20 g鲊廣椒樣品與80 mL超純水攪拌均勻后靜置30 min，抽濾，濾液于常溫下經12 000 r/min離心10 min，取上清液待用。參照王玉榮等[17]的測定方法對鲊廣椒的酸味、苦味、澀味、鮮味、咸味、后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）和豐度（鮮的回味）進行測定。

1.3.4 鲊廣椒樣品風味品質的測定

樣品處理：準確稱取20 g鲊廣椒樣品于電子鼻樣品瓶中，50 ℃保溫15 min后平衡10 min，插入電子鼻傳感器進行頂空測定。電子鼻參數設置[3]：樣品間隔時間90 s，自動清洗時間95 s，歸零時間5 s，插入時間5 s，測定時間90 s，吸氣流量230 mL/min，進樣流量230 mL/min。數據處理：選定69 s、70 s和71 s時傳感器的響應值求平均值，每個樣品重復測定5次。

1.3.5 鲊廣椒中揮發性風味物質的測定

樣品處理：準確稱取10 g鲊廣椒樣品后放入25 mL樣品瓶中，60 ℃預熱振蕩30 min，平衡5 min，進樣口解吸3 min后直接進入GC-MS分析。GC條件[18]：SH-Rtx-Wax色譜柱（30 m×2.25 mm×0.25 μm），進樣口溫度為250 ℃；分流進樣，分流比為15∶1；載氣為高純氦氣（He）（純度＞99.99%），流量為1.2 mL/min；升溫程序為起始溫度35 ℃，保持5 min，以5 ℃/min升至60 ℃，保持8 min，然后以10 ℃/min升溫至200 ℃，保持5 min。MS條件[18]：電子電離源（electron ionization，EI）離子源；離子源溫度為220 ℃；連接口溫度為250℃；電子轟擊能量為70eV；質量掃描范圍為33～450 aum；采集方式為Q3 Scan；采用保留時間和美國國家標準與技術研究院（national institute of standards and technology，NIST）14標準質譜庫定性，采用面積歸一化法進行定量。

1.3.6 統計學分析

采用多變量方差分析（multivariate analysis of variance，MANOVA）、配對t檢驗和典范對應分析（canonical correspondence analysis，CCA）對鲊廣椒滋味和風味品質的差異性進行分析；使用冗余分析（redundancy analysis，RDA）對導致大米和玉米制備鲊廣椒品質存在顯著差異的關鍵性指標進行甄別。除RDA使用Cannoco 4.5軟件分析外，其他分析均采用Past 3軟件，使用Origin 2017軟件繪制。

2 結果與分析

2.1 基于電子舌技術鲊廣椒滋味品質分析

使用電子舌技術對以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒滋味品質進行評價，結果見圖1。

圖1 以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒各滋味指標相對強度值的箱型圖Fig. 1 Box plot of relative intensity value of each taste indexes of Zhaguangjiao made by rice and corn as raw materials

由圖1可知，除后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）和豐度（鮮的回味）3個回味外，5個基本味在兩組鲊廣椒樣品上的相對強度值的極差值均＞1。由此可見，不同樣品在5個基本味上的差異通過感官鑒評的方法可以予以區分，而3個回味指標的差異則不能通過感官鑒評的方法予以區分[19]。由圖1亦可知，以大米為原料制備的鲊廣椒的酸味和澀味均顯著偏低（P＜0.05），咸味、鮮味和后味A則顯著高于玉米（P＜0.05）。

2.2 基于電子鼻和GC-MS技術鲊廣椒風味品質分析

采用電子鼻對以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒中的典型物質類型進行測定，并使用配對t檢驗對不同金屬傳感器之間響應值的差異性進行分析，結果見表1。

表1 以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒樣品典型物質類型的差異性分析Table 1 Difference analysis of typical substance types in Zhaguangjiao made by rice and corn as raw materials

由表1可知，雖然10個傳感器對不同原料制作的鲊廣椒響應值均存在一定的差異，但經配對t檢驗發現，差異均不顯著（P＞0.05）。進一步使用GC-MS技術對鲊廣椒樣品中的揮發性風味物質進行分析，結果見表2。

表2 以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒中揮發性風味物質分析Table 2 Analysis of volatile flavor substances in Zhaguangjiao made by rice and corn as raw materials

由表2可知，20個鲊廣椒樣品中共檢測出56種揮發性風味物質，其中酯類、烴類、酮類、酸類、醛類、醇類和其他類化合物分別有6種、20種、5種、3種、3種、11種和8種，其平均相對含量分別為31.96%、51.41%、1.36%、0.57%、1.01%、11.40%和2.29%。由此可知，酯類、醇類和烴類物質是鲊廣椒中主要揮發性風味物質。經配對t檢驗發現，以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒樣品在6類化合物含量上的差異均不顯著（P＞0.05）。鲊廣椒中主要揮發性風味物質共有7種，分別為苯甲酸芳樟酯、D-檸檬烯、檜烯、乙酸乙酯、香葉烯、γ-萜品烯和乙醇，其平均相對含量分別為24.43%、22.32%、8.61%、6.29%、5.36%、5.21%和3.96%，進一步對主要揮發性風味物質的相對含量進行比較分析，結果見圖2。

由圖2可知，經配對t檢驗發現，以不同原料為分組依據時，7種揮發性風味物質差異均不顯著（P＞0.05）。由此可見，不同原料制作的鲊廣椒其風味物質的構成不存在差異，究其原因可能在于玉米和大米自身揮發性風味物質較少，鲊廣椒中的揮發性風味物質主要來源于辣椒、花椒、白胡椒、添加的白酒以及乳酸菌等微生物自身代謝產生的物質，而原料自身對其影響較少。

圖2 以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒中主要揮發性風味物質箱型圖Fig. 2 Box plot of main volatile flavor substances in Zhaguangjiao made by rice and corn as raw materials

2.3 鲊廣椒產品品質評價

基于典范對應分析的鲊廣椒樣品空間排布見圖3，使用冗余分析對導致品質存在差異的關鍵性指標進行了甄別，結果見圖4。

由圖3可知，以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒在空間排布上呈現出明顯的分離趨勢，以大米為原料制備的鲊廣椒樣品分布在第一和第四象限，而以玉米為原料制備的鲊廣椒樣品則分布在第二和第三象限，且經MANOVA發現，兩組樣品之間存在顯著差異（P＜0.05）。由此可知，不同原料制作的鲊廣椒品質是存在明顯差異的。

圖3 基于典范對應分析以大米和玉米原料制備的鲊廣椒樣品空間排布圖Fig. 3 Spatial layout of Zhaguangjiao samples made by rice and corn as raw materials based on canonical correspondence analysis

圖4 基于冗余分析鲊廣椒品質差異關鍵指標分析Fig. 4 Analysis of key indexes caused Zhaguangjiao quality difference based on redundancy analysis

由圖4可知，通過對電子和和電子鼻共18個指標進行甄別發現，酸味、澀味、豐度、鮮味、咸味和后味A（澀的回味）6個滋味評價指標與RDA雙序圖約束軸上的樣品有良好的賦值相關，是代表兩組鲊廣椒總體品質差異的關鍵評價指標。由圖4亦可知，豐度、鮮味、咸味和后味A（澀的回味）位于大米一側，酸味和澀味則位于玉米一側，說明不同的指標對兩組鲊廣椒樣品的貢獻不同。結合圖1可知，正是由于鮮味、后味A（澀的回味）、酸味和澀味存在顯著差異，導致了以大米和玉米制備的鲊廣椒品質存在顯著差異。

3 結論

與玉米相比，以大米為原料制作的鲊廣椒咸味、鮮味和后味A（澀的回味）相對強度顯著較高（P＜0.05），而酸味和澀味顯著較低（P＜0.05）；兩種鲊廣椒的風味品質及揮發性風味物質的構成差異不顯著（P＞0.05）；經多元方差分析發現，以大米和玉米為原料制備的鲊廣椒品質存在顯著差異（P＜0.05），經冗余分析發現，這種差異主要是由豐度、鮮味、咸味、后味A（澀的回味）、酸味和澀味滋味指標導致的。