四川火鍋底料加工過程中風(fēng)味變化規(guī)律

王浩文，王傳明，王紅強，葉丹，吳曉霞

(四川天味食品集團(tuán)股份有限公司，成都 610200)

四川人民喜食麻辣，四川火鍋則是將辣椒和花椒風(fēng)味完美結(jié)合的食物，是四川最具代表性的美食之一。自清代道光年間起，四川火鍋發(fā)展至今已有約200年的歷史，以牛油或清油為基質(zhì)，炒制過程佐以豆瓣、辣椒、花椒、蔥、姜、蒜、香料等調(diào)味料，成品火鍋底料口感豐富，鮮香麻辣；其風(fēng)味的多樣化滿足不同地區(qū)食客的需求，受到各地人民的喜愛。目前，對火鍋底料的研究主要集中在配方、工藝優(yōu)化[1-3]、火鍋中危害物質(zhì)檢測[4-5]以及新口味火鍋底料開發(fā)[6]，而對傳統(tǒng)四川火鍋底料加工過程中風(fēng)味變化規(guī)律沒有相關(guān)研究報道。

固相微萃取(SPME)是常用的風(fēng)味萃取方法，因其操作簡便、靈敏度高而被廣泛運用于肉制品、酒類、調(diào)味料等樣品的預(yù)處理[7-8]，結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀萃取和分析揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)效果較好。

本文主要以四川火鍋底料傳統(tǒng)工藝為基礎(chǔ)，選擇其中5個關(guān)鍵加工工藝，通過固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(SPME-GC-MS)方法提取和檢測各加工階段火鍋底料的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，通過內(nèi)標(biāo)法對關(guān)鍵氣味物質(zhì)半定量，并結(jié)合氣味活度值(odor activity value，OAV)探究各個加工工藝關(guān)鍵氣味物質(zhì)，以及火鍋底料風(fēng)味形成規(guī)律，為四川火鍋加工變化規(guī)律提供了數(shù)據(jù)支撐，為進(jìn)一步優(yōu)化和改良火鍋底料風(fēng)味和品質(zhì)提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

牛油、辣椒、花椒、豆瓣、姜、蔥、蒜、豆豉、鹽、味精、菜籽油、冰糖、香辛料等：均由四川天味食品集團(tuán)股份有限公司提供。

1.2 儀器與設(shè)備

9000-5977B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、1260 Infinity II Prime液相色譜儀、SPME裝置(30 m×0.25 mm×0.25 μm，DVB/CAR/PDMS萃取頭) 美國安捷倫科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 火鍋底料工藝流程

牛油熬煮→蔥、姜、蒜炒制→辣椒、豆瓣炒制→添加香辛料熬煮→添加調(diào)味料熬煮→起鍋→冷卻→包裝→成品。

1.3.2 取樣信息

根據(jù)火鍋底料生產(chǎn)工藝流程，分別選取液態(tài)牛油，蔥、姜、蒜炒制，辣椒、豆瓣炒制，香辛料、花椒熬煮及成品5個關(guān)鍵工藝(見表1)，分析5個階段火鍋底料風(fēng)味的形成特點。

表1 火鍋底料的關(guān)鍵加工工藝

1.3.3 樣品預(yù)處理

將火鍋底料于燒杯中融化后，準(zhǔn)確稱取(1.5±0.001) g樣品置于20 mL頂空瓶內(nèi)，加入2 μL濃度為1.013 μg/μL的2,4,5-三甲基噻唑作為內(nèi)標(biāo)溶液。將樣品放入水浴鍋中50 ℃平衡20 min，SPME吸附30 min。

1.3.4 GC-MS條件

GC條件：一維色譜柱DB-WAX(30 m×0.25 mm×0.25 μm)、等效二維柱 DB-17MS(2.22 m×0.18 mm×0.18 μm)；載氣為氦氣，恒定流速為1 mL/min；進(jìn)樣口溫度為230 ℃，壓力為15.74 psi；分流比設(shè)置為不分流模式。梯度升溫程序：起始溫度40 ℃，保持3 min，然后以4 ℃/min的速度升溫到230 ℃，保持5 min。

MS條件：離子源溫度設(shè)置為230 ℃，傳輸線溫度設(shè)置為280 ℃，四極桿溫度設(shè)置為150 ℃，電子轟擊(EI)離子源，電子能量為70 eV，質(zhì)量掃描范圍(m/z)設(shè)置為40～500 amu，溶劑延遲設(shè)置為4 min。

1.3.5 定性定量分析

定性分析：通過以C6～C30的正構(gòu)烷烴作為標(biāo)準(zhǔn)計算測試樣品的實際保留指數(shù)(RI)，同時通過NIST數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)化合物作對比，并結(jié)合嗅聞的結(jié)果對所得揮發(fā)性化合物進(jìn)行定性分析。

定量分析：采用內(nèi)標(biāo)法；用質(zhì)量濃度為1.013 μg/μL的2,4,5-三甲基噻唑作為內(nèi)標(biāo)溶液來計算被測組分的相對含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用IBM SPSS Statistics 22和Origin 9軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 揮發(fā)性風(fēng)味化合物種類及含量變化

由圖1可知隨著工藝進(jìn)行化合物含量及種類的變化情況。結(jié)果表明，各加工階段檢測到的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分別為226，109，233，302，232種。隨著火鍋底料加工工藝的進(jìn)行，A～D階段各類化合物含量均呈逐漸增加的趨勢，且在C～D階段顯著增高，各類化合物含量均達(dá)到最大值。而隨著工藝進(jìn)一步進(jìn)行，由于高溫等影響部分化合物揮發(fā)損失，到E階段各化合物含量顯著降低。

圖1 加工階段各類化合物種類及含量變化

2.1.1 烴類化合物

烴類化合物閾值較低，多提供辛香、藥香和果香風(fēng)味。在炒制前期(A～C階段)，烴類化合物含量均較低；A～B階段主要是牛油的熬煮，隨著熬煮溫度不斷升高，牛油中的氣味物質(zhì)大量揮發(fā)，到B階段烴類化合物濃度最低。烴類化合物含量在香辛料熬煮結(jié)束后達(dá)到最大值68407.75 μg/kg；相較于C階段增加約23倍。其中檜烯、D-檸檬烯、β-水芹烯、異松油烯、γ-萜品烯、β-蒎烯、β-松油烯、對傘花烴、β-石竹烯被大量檢出。D-檸檬烯提供檸檬清新香氣，γ-萜品烯、β-蒎烯、異松油烯、β-松油烯具有松節(jié)油氣味、松木香味[9]；以上烴類化合物為月桂、小茴香、豆蔻等香辛料的主要風(fēng)味物質(zhì)，在進(jìn)一步低溫熬煮中存在部分損失，即火鍋底料成品中辛香、松木香主要由香辛料提供。

2.1.2 醛類化合物

醛類物質(zhì)主要來源于脂肪氧化，氣味閾值較低，對整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較大且揮發(fā)性強[10]。王麗金等[11]對所有老火鍋牛油樣品進(jìn)行風(fēng)味檢測，得到己醛、庚醛、壬醛、辛醛、(E)-2-壬烯醛含量均較高，是老火鍋牛油的關(guān)鍵氣味物質(zhì)；此外，黃玉坤等[12]對不同香型牛油揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)研究發(fā)現(xiàn)，戊醛、庚醛、辛醛和壬醛相對含量與牛油香氣強度呈正相關(guān)變化，壬醛、戊醛呈牛油脂香風(fēng)味，庚醛和辛醛分別呈腥味和蜂蜜香氣。隨著加工工藝進(jìn)行，庚醛、壬醛等化合物含量顯著降低，可能是由于在加工過程中牛油中脂肪酸進(jìn)一步氧化，且部分小分子醛類揮發(fā)損失。D階段檢測到高濃度的苯乙醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、桃金娘烯醛、5-甲基糠醛、糠醛，呈辛香、肉桂香和烤香。

2.1.3 酯類、醇類化合物

酯類和醇類化合物主要提供酯香、清香、果香和醇香風(fēng)味，其氣味閾值較高，對整體風(fēng)味貢獻(xiàn)較小[13]；芳樟醇和乙酸芳樟酯是花椒的關(guān)鍵氣味物質(zhì)[14]，在D～E階段同樣檢測到較高濃度的芳樟醇和乙酸芳樟酯，提供花香和甜香風(fēng)味；苯乙醇、α-松油醇和香葉醇在E階段濃度較高，可能是由于香葉等香辛料風(fēng)味在后期熬制過程中溶出。

2.1.4 酸類化合物

酸類化合物氣味閾值高，且在整個熬煮過程中含量均低于其他類化合物，即酸類化合物對火鍋底料風(fēng)味沒有顯著貢獻(xiàn)[15]。但酸類化合物一定程度上能反映油脂的氧化程度；乙酸和丙酸主要呈酸味，丁酸、己酸和辛酸有濃郁的汗臭味，癸酸表現(xiàn)為不愉快的酸臭味和脂肪氧化味；丁酸、癸酸和辛酸在加工后期含量較高。

2.1.5 其他類化合物

2-乙?；拎?、2-乙酰基噻唑、2-羥基吡啶、乙基吡嗪等吡嗪、吡啶、噻唑類化合物主要由美拉德反應(yīng)產(chǎn)生，在長期高溫熬煮過程中，通過羰氨反應(yīng)和Strecker降解，產(chǎn)生烤香、肉香風(fēng)味[16]。

2.2 加工過程氣味活度值變化

氣味活度值(OAV)指芳香化合物在樣品中濃度與其感覺閾值的比值，能評估某種香氣物質(zhì)在樣品感官特征方面的重要性[17]。各加工階段OAV>1的氣味化合物見表2，結(jié)果表明在加工過程中共檢測到42種對火鍋底料風(fēng)味貢獻(xiàn)較大的化合物。

表2 不同加工階段樣品化合物氣味活度值

A階段在牛油熬煮過程中，醛類化合物為主要風(fēng)味貢獻(xiàn)物質(zhì)，提供牛油的脂香和蘑菇香味，其中牛脂香味為主體風(fēng)味，同時庚醛等具有膻味的物質(zhì)和具有酸臭味的酸類化合物對整體風(fēng)味有一定的貢獻(xiàn)[21]。B階段中(E)-2-壬烯醛、癸醛等呈牛脂風(fēng)味的物質(zhì)OAV顯著提高，牛油的脂香風(fēng)味進(jìn)一步溶出，且在此階段蔥、姜的煉制，使庚醛等呈腥味的物質(zhì)OAV降低，D-檸檬烯、γ-辛內(nèi)酯等呈清新水果味的物質(zhì)OAV提高，起到去腥增香的效果。

根據(jù)馮偉玲[22]對郫縣豆瓣關(guān)鍵氣味物質(zhì)篩選結(jié)果得到，糠醇、1-辛烯-3-醇、苯乙醇、正己醇、2-甲基丁酸己酯、苯乙醛、(E)-2-壬烯醛為郫縣豆瓣的關(guān)鍵氣味物質(zhì)；檸檬烯、羅勒烯、1-辛烯-3-醇、芳樟醇和2-甲基丁醛等均是辣椒的香味成分[23]，表現(xiàn)出辣椒特殊的辛辣風(fēng)味；在B～C階段，呈豆瓣和辣椒風(fēng)味的化合物OAV顯著提升，而在持續(xù)高溫作用下，部分牛油脂香味損失。

續(xù) 表

D階段檢測到OAV>1的化合物種類最豐富，由于各種小料的添加[24]，月桂烯、D-檸檬烯、癸醛、(E,E)-2,4-癸二烯醛、芳樟醇、草蒿腦、茴香腦等烯烴類、醇類、醛類和酯類化合物的OAV較高，提供辛香、花香和果香風(fēng)味[25]；即在整個加工過程中D階段火鍋底料關(guān)鍵氣味物質(zhì)的OAV達(dá)到峰值。在加工末期由于高溫、冷卻、脫模和包裝等工藝的影響，導(dǎo)致E階段風(fēng)味物質(zhì)部分損失，僅月桂烯、D-檸檬烯、癸醛、(E)-2-壬烯醛、(E)-2-癸烯醛、芳樟醇、茴香腦的OAV>100，組成了火鍋底料成品的關(guān)鍵風(fēng)味。

3 結(jié)論

本文基于全二維SPME-GC-MS對四川火鍋各關(guān)鍵工藝揮發(fā)性風(fēng)味化合物進(jìn)行檢測，并結(jié)合特征風(fēng)味物質(zhì)的OAV，研究加工過程中揮發(fā)性風(fēng)味成分的差異。由結(jié)果得到在火鍋底料整個加工階段，共檢測到589種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。在加工初期，(E)-2-壬烯醛、庚醛、(E)-2-辛烯醛、1-辛烯-3-醇等呈牛油特征脂香、奶香風(fēng)味的化合物提供主要風(fēng)味。B～C階段牛油特征風(fēng)味大量散失，而呈豆瓣、辣椒風(fēng)味的苯乙醇、苯乙醛、(E)-2-壬烯醛、D-檸檬烯、1-辛烯-3-醇、芳樟醇等化合物大量溶出。在D階段由于各種小料的添加，關(guān)鍵氣味化合物濃度達(dá)到峰值，為整個加工過程中風(fēng)味最豐富階段。在加工末期因冷卻、脫模、包裝等工藝，部分風(fēng)味物質(zhì)損失，最終形成成品火鍋底料的特征風(fēng)味。而在整個加工過程中，因持續(xù)高溫作用發(fā)生美拉德反應(yīng)，不斷生成呈肉香、烤香和堅果香的吡嗪、吡啶、噻唑類化合物。

綜上所述，四川火鍋底料隨著炒制工藝的進(jìn)行，風(fēng)味不斷豐富，各階段風(fēng)味組成和特征風(fēng)味化合物均有顯著性差異。本研究結(jié)果為川式火鍋底料工業(yè)化生產(chǎn)及工藝優(yōu)化提供了數(shù)據(jù)支撐。