香辛料對牛油火鍋風味品質的影響

王浩文，張峰軼，王傳明，李般程，馬鈐，朱林

四川天味食品集團股份有限公司（成都 610200）

牛油火鍋是川渝地區的特色美食，也是川渝地區融合程度最高的產業之一。牛油火鍋以牛油為核心，添加豆瓣、花椒、姜蒜、香辛料等辛辣食材作為輔料，經過高溫翻炒、融合的火鍋底料成品麻辣醇香，脂香濃郁。香辛料的應用是火鍋的另一大特色，牛油火鍋中添加香辛料能有效抑制牛油的膻味，同時與其他食材搭配起到增香、提色、調味作用，提升火鍋熬煮過程中的風味層次感，同時提高火鍋的留香風味，使牛油火鍋底料的風味厚重而不油膩。

對于火鍋底料的研究集中在火鍋底料配方優化[1]、不同熬煮時間火鍋底料品質變化[2-3]、火鍋菜品及燙漂次數對品質的影響[4]及油脂種類對火鍋底料整體風味的影響[5-6]等，而香辛料作為火鍋底料的重要原料之一，對其在火鍋底料中風味貢獻仍缺少系統研究。

牛油火鍋風味由滋味前體化合物及風味化合物組成，基于感官快速描述剖面法[7]（flash profile，FP）及固相微萃取-氣相色譜-質譜（SPME-GC-MS）聯用技術[8]，以最優香辛料配方牛油火鍋及未添加香辛料牛油火鍋為研究對象，通過對試樣的感官、風味化合物及滋味指標分析，探究香辛料對牛油火鍋的風味貢獻程度，解析火鍋底料的關鍵風味化合物，為進一步選擇香辛料種類及香辛料添加量的優化提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛油（四川森態源食品有限公司）；郫縣豆瓣醬（成都市億城食品有限公司）；復合香辛料（四川森海香料科技有限公司）；花椒、辣椒、食鹽、蔥姜蒜、味精等（均購自成都白家農貿市場）。

1.2 試驗儀器與設備

9000-5977B氣相色譜-質譜聯用儀（美國安捷倫公司）；DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）色譜柱（美國安捷倫公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 火鍋底料生產工藝流程

復配香辛料：根據前期研究得到香辛料最優配比添加八角、小茴香、草果、白芷、肉豆蔻、丁香；混合香辛料在火鍋底料的添加量為2.2%[9]。香辛料通過粉碎機粉碎過2 mm篩網并稱取相應重量后，添加白酒浸潤并攪拌均勻備用；有添加香辛料熬煮工藝時添加香辛料，混勻后完成炒料。對照樣采用同樣工藝，僅未添加復配香辛料。

制樣完成后，對樣品進行編號：A樣為試驗樣（添加香辛料的火鍋底料樣品）；B樣為對照樣（未添加香辛料的火鍋底料樣品）。

1.3.2 辣度測定

按照GB/T 21266—2007《辣椒及辣椒制品中辣椒素類物質測定及辣度表示方法》的方法測定二氫辣椒素含量、辣椒素含量及辣椒素類物質總量。

1.3.3 酸度測定

按照GB 5009.239—2016《食品酸度的測定》的方法測定樣品酸度。

1.3.4 鹽分測定

按照GB 5009.44—2016《食品中氯化物的測定》的方法測定樣品鹽分。

1.3.5 游離氨基酸測定

按照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的測定》的方法測定樣品游離氨基酸組成及含量。

1.3.6 感官品評方法

參考葉穎君[10]對祁門紅茶香氣的FP方法基礎上，根據火鍋樣品特性做一定優化；由10名具有感官評價經驗的專家組成品評小組，根據嗅聞頻次建立感官描述詞庫，并在感官描述詞庫中篩選主要詞匯并通過討論得到各維度分值。

1.3.7 GC-MS測定

1.3.7.1 樣品預處理

稱取樣品共5 g于20 mL頂空瓶中，將樣品放入水浴鍋60 ℃水浴加熱平衡30 min，SPME吸附30 min后250 ℃脫附3 min。

1.3.7.2 GC-MS分析條件

GC條件[11]：色譜柱DB-WAX（30 m×0.25 mm× 0.2 μm）；載氣為氦氣，色譜柱流速1 mL/min；進樣口溫度250 ℃，壓力15.74 psi；分流比設置為不分流模式。梯度升溫程序：起始溫度35 ℃，保持3 min；以5 ℃/min的升溫速度升溫到250 ℃，保持9 min。

MS條件：離子源溫度設置為230 ℃，傳輸線溫度設置為280 ℃，四極桿溫度設置為150 ℃，電子轟擊（EI）離子源，電子能量為70 eV，質量掃描范圍m/z設置為35~500 amu，溶劑延遲時間設置為4 min。

1.3.7.3 火鍋底料ROAV確定方法

參照郝旭東等[12]對花椒揮發性風味貢獻評價方法，以ROAV表征火鍋底料中揮發性風味化合物對其風味貢獻，進而確定火鍋底料的主體風味。結合化合物的氣味閾值，定義火鍋底料中對整體風味貢獻最大組分的ROAVmax為100，其他組分計算方式如式（1）所示。

式中：Ci為各化合物的相對含量，%；Ti為各化合物的感覺閾值，μg/kg；Cmax為風味貢獻最大組分的相對含量，%；Tmax為風味貢獻最大組分的感覺閾值，μg/kg。

1.3.8 數據處理

使用IBM SPSS Statistics 22進行顯著性分析，使用Origin 9作圖。

2 結果與分析

2.1 不同熬煮時間火鍋底料差異品評結果

由10名感官品評人員共篩選出表1中的20個描述詞，以及綜合喜好、整體香氣描述2個樣品，并通過討論得到描述詞的強度分數，最終得到圖1的感官結果雷達圖。其中，品評人員認為A樣（試樣）的綜合喜好度和整體香氣均高于B樣（對照樣）。

添加香辛料的試驗樣品辣味、鮮味、咸味和甜味強度均高于對照樣，此外，其酸味較對照樣更低。根據王建新等[13]在香辛料原理與應用中的描述，八角、小茴等香辛料具有回甘的特點，其非糖類甜味成分含量較高，因此綜合提升了試樣的甜味強度。

香辛料對試樣的感官香氣貢獻主要體現在賦予試樣辛香、焦甜香、油炸辣椒香氣和花椒香氣提升，火鍋底料的復合香氣，同時能有效調和牛油的脂肪感，賦予火鍋底料香氣層次感和香氣融合度，平衡火鍋底料的風味。

2.2 添加香辛料火鍋底料理化結果

2.2.1 辣度差異對比

根據圖2結果得到，A樣的辣椒素含量、二氫辣椒素含量及辣椒素類物質總量均顯著高于B樣（P＜ 0.05），即A樣的辣感顯著高于B樣，與感官結果一致。王建新等[13]將呈辣味的香辛料根據辣味特征分為熱辣味、辛辣味、刺激辣味3種辣感，而肉豆蔻、丁香等香辛料除有辛辣味以外，同時伴隨強烈的揮發性芳香。火鍋中辣椒的占比較高，因此香辛料與辣椒的復配能有效提升火鍋底料的辣味層次感和回味，同時協調火鍋底料的香氣。

2.2.2 酸度及咸度差異對比

根據圖3中A樣與B樣的鹽分和總酸對比，得到添加香辛料的火鍋底料鹽分和總酸均略高于對照樣，但均無顯著差異（P＞0.05）。結合感官結果，試樣的酸感降低而咸感增強，根據劉彤等[14]對“吃辣減鹽”機制的研究結果發現，試驗者食用低濃度鹽溶液中添加極低濃度的辣椒素（并不會產生明顯辛辣感）樣品，腦區代謝活性明顯強于食用同等濃度甚至更高濃度鹽溶液。因此牛油火鍋對照樣和試驗樣的鹽分含量差異不顯著（P＞0.05），但品評結果認為添加香辛料的試驗樣咸味較對照樣更強，可能是由于香辛料的辛辣味刺激作用導致。

圖3 樣品鹽分和總酸含量對比

2.2.3 游離氨基酸組成及含量對比

由表2中對試驗樣和對照樣的游離氨基酸對比，得到添加香辛料的試驗樣總游離氨基酸含量顯著高于對照樣；其中，除蛋氨酸、谷氨酸、脯氨酸含量無顯著差異（P＞0.05），試驗樣其他氨基酸含量均顯著高于對照組（P＜0.05）；主要體現在鮮味和甜味氨基酸的占比。其中鮮味氨基酸含量約為對照樣的1.41倍，甜味氨基酸的含量約為對照樣的1.70倍，即香辛料提升火鍋底料的鮮味和甜味氨基酸含量，提高樣品鮮味和甜味的強度，且結果與感官一致。

2.3 2種產品揮發性風味差異

2.3.1 化合物種類占比對照

通過GC-MS分析，2個產品中共檢測到化合物153種，其中添加香辛料的樣品中醇類、其他類的占比和種類數均高于未添加香辛料的火鍋樣品，如圖4~圖5所示。

圖4 火鍋底料化合物占比對照

根據劉江等[16]、袁華偉等[17]對常用火鍋香辛料的特征風味解析，在八角、小茴香中檢測到的主要化合物包括反式茴香腦、草蒿腦、肉桂醛、β-蒎烯、桉葉油素等萜烯類、醚類化合物，是香辛料中辛香、果香、藥味和清涼感的重要來源。結合A樣和B樣中各類化合物的峰面積占比，得到在A樣中茴香腦、桉葉油素、草蒿腦、α-蒎烯、γ-萜品烯、月桂烯的占比較高，而在B樣中均未檢測到，即盡管A樣中僅添加2.2%香辛料，香辛料的風味在火鍋底料熬煮過程中能充分溶出，為火鍋底料提供其特殊的辛香、青香、果香氣味。

火鍋底料中的醛類、酮類化合物主要來源于牛油高溫作用下的氧化反應[18]，其中（E,E）-2, 4-癸二烯醛、（E）-2-癸烯醛、（E）-2-壬烯醛、癸醛等是牛油的主要風味來源，賦予火鍋底料濃郁的牛油脂香、青草味和清新風味。

火鍋底料中的醇類和酯類化合物，一般來源于辣椒、豆瓣、花椒等，為火鍋底料提供酯香、果香和醇香風味[20]。其中，芳樟醇、乙酸芳樟酯、α-蒎烯等是花椒的關鍵風味組成物質，提供花椒的柑橘香、花香味[21]，在2個樣品中檢測到的醇類、醛類化合物占比及種類差異均較小。

此外，在2個樣品中檢測到較高占比的二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚等硫醚類化合物，其主要由蔥、洋蔥、姜等原料在油炸過程中溶出的具有蔥香的刺激氣味[22]。因火鍋底料長時間高溫炒制，羰基化合物和氨基化合物在美拉德反應作用下生成2, 3-二甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2-乙酰基呋喃、2-羥基-5-甲基吡啶等化合物，賦予火鍋底料烤香、爆米花、烤土豆等香氣[23]。

2.3.2 相對氣味活度值對比

ROAV反映各風味組分對火鍋底料的風味貢獻情況，通常情況下0.1≤ROAV＜1，即該化合物對主體風味有較重要貢獻；ROAV≥1時該化合物為主體風味成分。通過計算得到表3中兩個樣品ROAV＞0.1的化合物匯總，其中2個火鍋底料樣品中共檢測到28個ROAV＞0.1的化合物。在2個樣品中，（E,E）-2, 4-癸二烯醛（脂肪、黃瓜）、芳樟醇（花香味、薰衣草味）、（E）-2-癸烯醛（牛脂味）、D-檸檬烯（柑橘味、薄荷味）、壬醛（脂肪味、柑橘味）的ROAV均＞10，即2個產品中牛油脂香風味，以及花椒、辣椒等的花香、果香風味組成火鍋底料的主體風味。

表3

表3 2種火鍋底料ROAV對比

此外，草蒿腦（甘草味、茴香味）、茴香腦（茴香味、藥味）、α-蒎烯（松節油味）、β-蒎烯（木頭味、松木味）僅在A樣品中檢測到且ROAV＞5，這些化合物均來源于香辛料，為火鍋底料提供辛香、木香和甜味；且對火鍋底料的風味貢獻較大。

3 結論

通過對添加香辛料和未添加香辛料的火鍋底料樣品感官、滋味前體物及揮發性風味化合物分析，得到添加量2.2%香辛料對火鍋底料的整體風味有較大的貢獻。結合感官及辣椒素含量、酸度、鹽分和游離脂肪酸含量測定結果，得到香辛料能提高消費者對牛油火鍋咸味、辣味、鮮味和甜味的感知強度，同時能有效平衡牛油火鍋的酸味，協調牛油火鍋的整體香氣，使牛油火鍋香氣更具層次感且更加協調。進一步通過對揮發性風味化合物的ROAV值計算，得到茴香腦、桉葉油素、草蒿腦、α-蒎烯、γ-萜品烯、月桂烯等ROAV＞0.1的化合物主要來源于香辛料，且賦予牛油火鍋特征辛香、木香和甜味等風味特征，使牛油火鍋的頭香更突出且整體風味更柔和。試驗結果為后續火鍋香氣的研究提供數據支撐，有助于對不同油料的火鍋中香辛料種類和含量的配比做更深入探究。