4種調(diào)味品燃燒穩(wěn)定性和多指標(biāo)分析

蔣才云 朱茂華 周利兵

摘要 選擇廣西產(chǎn)八角、白蔻、白芷、蓽撥4種調(diào)味品作為研究對象，測定4種調(diào)味品燃燒熱、燃燒穩(wěn)定性以及脂肪、鈣、灰分、粗纖維含量。結(jié)果表明，4種調(diào)味品燃燒熱排序為八角＞白蔻＞白芷＞蓽撥；燃燒穩(wěn)定性排序為八角＞白芷＞蓽撥＞白蔻;脂肪含量排序為八角＞蓽撥＞白蔻＞白芷；鈣含量排序為白芷＞八角＞蓽撥＞白蔻；灰分含量排序為白蔻＞八角＞蓽撥＞白芷；粗纖維含量排序為八角＞白蔻＞蓽撥＞白芷；燃燒熱、燃燒穩(wěn)定性、脂肪含量、鈣含量、灰分含量、粗纖維含量多指標(biāo)綜合評價體系的綜合得分排序為八角＞白芷＞白蔻＞蓽撥。

關(guān)鍵詞 調(diào)味品；燃燒穩(wěn)定性；多指標(biāo)；熵值法

中圖分類號 TS 264? 文獻標(biāo)識碼 A

文章編號 0517-6611（2023）12-0167-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.038

Analysis on Combustion Stability and Multiple Index of Four Condiments

JIANG Cai-yun，ZHU Mao-hua，ZHOU Li-bing

（Guangxi Science & Technology Normal University，Laibin，Guangxi 546199）

Abstract Four condiments including star anise，cardamom，Angelica dahurica and Piper longum from Guangxi were selected as research objects. The combustion heat，combustion stability，fat，calcium，ash and crude fiber contents of the four condiments were determined.The results showed that the order of combustion heat of four condiments was star anise＞cardamom ＞Angelica dahurica＞Piper longum;the order of combustion stability was star anise＞Angelica dahurica＞Piper longum＞cardamom;the order of fat content was star anise＞Piper longum＞cardamom ＞Angelica dahurica;the order of calcium content was Angelica dahurica＞star anise＞Piper longum＞cardamom;the order of ash content was cardamom ＞star anise＞Piper longum＞Angelica dahurica;the order of crude fiber content was star anise＞cardamom＞Piper longum＞Angelica dahurica.The comprehensive score ranking of the multi index comprehensive evaluation system for combustion heat，combustion stability，fat content，calcium content，ash content and crude fiber content was star anise＞Angelica dahurica＞cardamom＞Piper longum.

Key words Condiments;Combustion stability;Multiple indicators;Entropy method

基金項目

廣西科技師范學(xué)院重點科研項目（GXKS2021ZD004）；廣西科技師范學(xué)院高等教育本科教學(xué)改革工程項目（2021GKSYGA04）；廣西科技師范學(xué)院高層次人才項目（GXKS2020GKY006）。

作者簡介 蔣才云（1973－），男，壯族，廣西象州人，教授，從事動物多樣性及食品藥品質(zhì)量評價方面研究。*通信作者， 教授，從事食品藥品質(zhì)量評價、計算機化學(xué)、計量學(xué)和統(tǒng)計學(xué)多學(xué)科交叉融合研究。

收稿日期 2022-07-25

目前調(diào)味品研究基本上是從色、香、味等感官評價或者是從調(diào)味品的微量元素測量、化學(xué)成分、部分有機成分等指標(biāo)進行調(diào)味品質(zhì)量評價或者判別分析等，如淳宇彤等［1］采用火焰原子吸收法（FAAS）測定肉桂、沙姜、月桂葉3種天然調(diào)味品中Fe、Mn、Cu微量元素含量，表明3種天然調(diào)味品中微量元素含量有明顯差異，可為進一步研究這3種天然調(diào)味品中微量元素含量提供參考；

丁奇等［2］利用電位滴定法測定醬油、食醋、蠔油中氨基酸態(tài)氮及總酸，并對其含量進行了分析。

從調(diào)味品的脂肪含量、鈣含量、灰分含量、粗纖維含量、能量等食品營養(yǎng)綜合評價相關(guān)文獻比較少，而用熱重方法研究調(diào)味品穩(wěn)定性鮮見相關(guān)報道。該研究選擇廣西產(chǎn)八角、白蔻、白芷、蓽撥4種調(diào)味品作為研究對象，把調(diào)味品燃燒熱、熱重分析、脂肪含量、鈣含量、灰分含量、粗纖維含量等指標(biāo)通過熵值法、灰色模式識別構(gòu)建4種調(diào)味品的多指標(biāo)綜合評價體系［3］，為大規(guī)模開發(fā)調(diào)味品資源以及調(diào)味品分類研究提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試材。選擇廣西產(chǎn)八角（采樣廣西來賓，2020年7月生產(chǎn)）、白蔻（采樣廣西金秀，2020年6月生產(chǎn)）、白芷（采樣廣西象州，2020年8月生產(chǎn)）、蓽撥（采樣廣西武宣，2020年7月生產(chǎn)）4種調(diào)味品作為分析樣本，樣品均用研缽研細(xì)并過40目藥典篩。

1.1.2 儀器。HR-15BH系列燃燒熱測定實驗裝置、點火絲（鎳鉻絲）、壓片機，湖南長沙長興高教儀器設(shè)備開發(fā)有限公司;粉碎機，F(xiàn)W135型，天津市泰斯特儀器有限公司;FA200電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;NETZSCH STA 2500熱重分析儀、坩堝，德國NETZSCH公司;SE206脂肪測定儀、F1600全自動纖維測定儀，濟南阿爾瓦儀器有限公司;AUY120萬分之一電子分析天平，島津公司;GZX-GF101-3-S干燥箱，上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司；SX-4-10P馬弗爐，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.1.3 試劑。苯甲酸（分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）;石油醚（沸程30～60 ℃）、石油醚（沸程60～90 ℃）、氫氧化鈉、三乙醇胺、鈣紅指示劑、鹽酸羥胺、孔雀石綠指示劑、乙二胺四乙酸二鈉均為國產(chǎn)分析純。

1.2 各指標(biāo)測定方法 調(diào)味品燃燒熱的測定、熱重的測定參閱文獻［4-5］；脂肪含量的測定參閱文獻［6-7］；鈣含量的測定參閱文獻［8-9］；灰分含量的測定參閱文獻［10-11］；粗纖維含量的測定參閱文獻［12］。每個樣品重復(fù)3次試驗。

1.3 多指標(biāo)綜合評價方法

構(gòu)建廣西產(chǎn)4種調(diào)味品燃燒熱、燃燒穩(wěn)定性、脂肪含量、鈣含量、灰分含量、粗纖維含量的熵值法、灰色模式識別多指標(biāo)的綜合評價體系。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)味品燃燒熱的測定 繪制八角雷諾溫度曲線圖（圖1）。八角質(zhì)量m八角=0.145 3 g，點火絲質(zhì)量m點火絲=0.015 4 g，膠囊質(zhì)量m膠囊=0.097 0 g，雷諾溫度△T=0.407 ℃，點火絲燃燒熱Q點火絲=1 400.8 J/g，膠囊燃燒熱Q膠囊=45 473.199 5 J/g，水當(dāng)量W卡=29 901.620 6 J/℃，根據(jù)公式m八角Q八角=W卡△T-Q點火絲m點火絲-Q膠囊m膠囊，得Q八角=53 251.802 6 J/g。同理，測定白蔻、白芷、蓽撥燃燒熱。

經(jīng)分析，廣西產(chǎn)4種調(diào)味品測試樣燃燒熱為45 834.067 6～53 251.802 6 J/g，變異系數(shù)（CV）＜3%，八角、白蔻、白芷、蓽撥4種調(diào)味品燃燒熱從大到小依次為八角（53 251.802 6 J/g）＞白蔻（48 542.645 1 J/g）＞白芷（46 596.984 6 J/g）＞蓽撥（45 834.067 6 J/g）。其中八角燃燒熱最大，能量最高，白芷、蓽撥的燃燒熱較小，能量相對較小。把燃燒熱作為衡量調(diào)味品質(zhì)量的一個重要物理數(shù)據(jù)，可為調(diào)味品的分類學(xué)研究提供技術(shù)支撐。

2.2 熱重分析

2.2.1 八角熱重分析。

從圖2～3和表1可以看出，八角在31.5 ℃時開始分解，這可能是由于試樣中殘余的小分子物質(zhì)發(fā)生熱解吸，使試樣有少量的質(zhì)量損失，損失率為10.12%；在經(jīng)過一段時間的升溫，溫度達(dá)到161.7 ℃，進入分解的第二階段，試樣開始出現(xiàn)大量的質(zhì)量損失，直至425.3 ℃，損失率為46.15%；然后，隨著溫度的繼續(xù)升高，試樣在進一步分解，剩余樣品質(zhì)量為34.69%。

隨著溫度的升高，DTG曲線呈現(xiàn)出2個峰形，峰形的拐點分別為94.4、323.2 ℃。八角的DTA曲線有一個較寬的放熱峰，峰值為101.9 ℃，溫度為61.4～173.4 ℃。

2.2.2 白蔻熱重分析。

從圖4～5和表2可以看出，白蔻在36.8 ℃時開始分解，這可能是由于試樣中殘余的小分子物質(zhì)發(fā)生熱解吸，使試樣有少量的質(zhì)量損失，損失率為9.67%；在經(jīng)過一段時間的升溫，溫度達(dá)到166.3 ℃，進入分解的第二階段，試樣開始出現(xiàn)大量的質(zhì)量損失，直至414.3 ℃，損失率為46.88%；然后，隨著溫度的繼續(xù)升高，試樣在進一步分解，剩余樣品質(zhì)量為33.90%。

隨著溫度的升高，DTG曲線呈現(xiàn)出2個峰形，峰形的拐點分別為83.9、324.4 ℃。白蔻的DTA曲線有一個較寬的放熱峰，峰值為93.1 ℃，溫度為51.7～152.0 ℃。

2.2.3 白芷熱重分析。

從圖6～7和表3可以看出，白芷在49.5 ℃時開始分解，這可能是由于試樣中殘余的小分子物質(zhì)發(fā)生熱解吸，使試樣有少量的質(zhì)量損失，損失率為9.11%；在經(jīng)過一段時間的升溫，溫度達(dá)到了148.8 ℃，進入分解的第二階段，試樣開始出現(xiàn)大量的質(zhì)量損失，直至397.5 ℃，損失率為58.70%；然后，隨著溫度的繼續(xù)升高，試樣在進一步分解，剩余樣品質(zhì)量為20.16%。

隨著溫度的升高，DTG曲線呈現(xiàn)出2個峰形，峰形的拐點分別為88.8、312.5 ℃。白芷的DTA曲線有一個較寬的放熱峰，峰值為99.9 ℃，溫度為55.0～165.9 ℃。

2.2.4 蓽撥熱重分析。

從圖8～9和表4可以看出，蓽撥在49.6 ℃時開始分解，這可能是由于試樣中殘余的小分子物質(zhì)發(fā)生熱解吸，使試樣有少量的質(zhì)量損失，損失率為10.17%；在經(jīng)過一段時間的升溫，溫度達(dá)到178.0 ℃，進入分解的第二階段，試樣開始出現(xiàn)大量的質(zhì)量損失，直至410.6 ℃，損失率為53.95%；然后，隨著溫度的繼續(xù)升高，試樣在進一步分解，剩余樣品質(zhì)量為26.46%。

隨著溫度的升高，DTG曲線呈現(xiàn)出2個峰形，峰形的拐點分別為94.3、308.5 ℃。蓽撥的DTA曲線有2個較寬的放熱峰，峰值分別為107.1、284.0 ℃，溫度分別為75.2～160.5、267.4～295.5 ℃。

2.2.5 4種調(diào)味品燃燒穩(wěn)定性分析。

根據(jù)4種調(diào)味品燃燒性參數(shù)數(shù)據(jù)構(gòu)建燃燒熱多指標(biāo)評價體系。熱重則是通過熱重分析儀研究調(diào)味品顆粒在不同升溫速率中的燃燒特性指數(shù)，判斷食品的燃燒穩(wěn)定性［13］。該研究根據(jù)灰色模式識別的方法，求各個方案與由最佳指標(biāo)組成的理想方案的關(guān)聯(lián)系數(shù)，由關(guān)聯(lián)系數(shù)得到關(guān)聯(lián)度，再按關(guān)聯(lián)度的大小進行排序、分析［14］。關(guān)聯(lián)度越大，樣本效果越好。經(jīng)計算，廣西產(chǎn)八角、白蔻、白芷、蓽撥4種調(diào)味品的關(guān)聯(lián)度分別為0.838 3、0.677 7、0.757 7、0.686 5。 從熱重分析結(jié)果、調(diào)味品燃燒性方面分析，4種調(diào)味品燃燒穩(wěn)定性排序為八角＞白芷＞蓽撥＞白蔻。

2.3 脂肪、鈣、灰分、粗纖維含量

由表5可知，廣西產(chǎn)八角、白蔻、白芷、蓽撥4種調(diào)味品脂肪含量排序為八角＞蓽撥＞白蔻＞白芷，鈣含量排序為白芷＞八角＞蓽撥＞白蔻，灰分含量排序為白蔻＞八角＞蓽撥＞白芷，粗纖維含量排序為八角＞白蔻＞蓽撥＞白芷。

2.4 熵值法構(gòu)建調(diào)味品多指標(biāo)綜合評價體系

根據(jù)廣西產(chǎn)八角、白蔻、白芷、蓽撥4種調(diào)味品燃燒熱、熱重分析參數(shù)，脂肪、鈣、灰分、粗纖維含量數(shù)據(jù)構(gòu)建多指標(biāo)評價體系。運用熵值法［15］，對4種調(diào)味品進行賦權(quán)，從而計算綜合得分［16-17］。綜合得分越大，樣本效果越好。經(jīng)計算，廣西產(chǎn)八角、白蔻、白芷、蓽撥4種調(diào)味品的綜合得分分別為0.663 6、0.364 4、0.410 8、0.272 0。由多指標(biāo)綜合評價結(jié)果可知，多指標(biāo)綜合評價體系綜合得分排序為八角＞白芷＞白蔻＞蓽撥。

3 結(jié)論與討論

該研究選擇廣西產(chǎn)八角、白蔻、白芷、蓽撥4種調(diào)味品作為研究對象，測定4種調(diào)味品燃燒熱、燃燒穩(wěn)定性以及脂肪、鈣、灰分、粗纖維含量，將調(diào)味品燃燒熱、熱重分析、脂肪含量、鈣含量、灰分含量、粗纖維含量等指標(biāo)通過熵值法、灰色模式識別構(gòu)建4種調(diào)味品的多指標(biāo)綜合評價體系。結(jié)果表明，4種調(diào)味品燃燒熱排序為八角＞白蔻＞白芷＞蓽撥，燃燒穩(wěn)定性排序為八角＞白芷＞蓽撥＞白蔻，脂肪含量排序為八角＞蓽撥＞白蔻＞白芷，鈣含量排序為白芷＞八角＞蓽撥＞白蔻，灰分含量排序為白蔻＞八角＞蓽撥＞白芷，粗纖維含量排序為八角＞白蔻＞蓽撥＞白芷；多指標(biāo)綜合評價體系的綜合得分排序為八角＞白芷＞白蔻＞蓽撥。

熱重參數(shù)通過灰色模式識別應(yīng)用于調(diào)味品燃燒穩(wěn)定性評價，為熱重分析方法研究食品燃燒穩(wěn)定性評價提供科學(xué)依據(jù)。該研究建立的多指標(biāo)綜合評價體系為調(diào)味品品質(zhì)評價提供一種新思路，也為大規(guī)模開發(fā)調(diào)味品資源以及分類研究提供科學(xué)依據(jù)。

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