李 龍，李潔芝 *，李 恒，2，楊國華，游敬剛，鄧維琴

（1.四川省食品發(fā)酵工業(yè)研究設計院，四川 成都 611130；2.四川東坡中國泡菜產業(yè)技術研究院，四川 眉山 620030；3.成都市丹丹川菜調味品產業(yè)研究院有限公司，四川 成都 611730）

郫縣豆瓣醬俗稱郫縣豆瓣，距今已有300多年的發(fā)展歷史[1]，作為調味品的重要原料，其迷人的辣味和獨特風味深受廣大消費者的青睞[2]，尤其是以郫縣豆瓣為主要原料的復合調味醬急劇增多，如火鍋底料[3]、香辣醬[4]、豆瓣魚調味料、回鍋肉調味料等[5]，其生產工藝和保藏手段研究的都比較成熟。然而，以郫縣豆瓣為原料來制備固態(tài)調味料，仍缺少足夠的理論研究。

本研究以郫縣豆瓣為原料制備郫縣豆瓣顆粒，采用模糊數(shù)學感官評價法和響應面法相結合的方式，來提高郫縣豆瓣顆粒配方優(yōu)化的準確性[6]，通過氣相色譜-質譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS）儀分析，確定郫縣豆瓣顆粒中的揮發(fā)性物質種類和含量，實驗結果對郫縣豆瓣顆粒的工業(yè)化生產以及產品品質控制具有一定意義，以期為產業(yè)化研究和發(fā)展以郫縣豆瓣為基礎的固態(tài)復合調味料具有推動作用[7]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

郫縣豆瓣（主要成分為蠶豆、辣椒）：四川省某生產企業(yè)；食用鹽、味精、白砂糖、玉米淀粉、麥芽糊精、雞精：市售；食品用香精香料：四川省某生產企業(yè)。

1.2 儀器與設備

YH-C10002電子天平：東陽市英衡智能設備有限公司；TW-500/2SB依利達真空包裝機：佛山市禪城依利達包裝器材有限公司；DHG-9030A電熱鼓風干燥箱：上海恒一科學儀器有限公司；JZL-125型旋轉擠壓制粒機：常州市易能干燥設備有限公司；800Y粉碎機：永康市鉑歐五金制品有限公司；GC-MSQP2010氣相色譜質譜聯(lián)用儀：日本島津儀器公司；DB-WAX（60 m×0.25 mm，0.25 μm）色譜柱：美國安捷倫公司；（50/30 μm）固相微萃?。╯olid phase micro-extraction，SPME）裝置、15 mL頂空進樣瓶：美國Supelco公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 郫縣豆瓣顆粒制作工藝流程與操作要點

原料預處理：食用鹽、味精、白砂糖粉碎成細小粉末狀；稱取郫縣豆瓣于白色磁盤中，平鋪，于70 ℃熱風干燥箱中烘干7 h，中途翻動3次，使終含水量為（8±2）%。

混合：將食用鹽25.00%、味精34.50%、玉米淀粉10.00%、麥芽糊精1.00%、白砂糖5.50%、水6.50%、豆瓣干粉16.00%、食品用香精香料1.50%混合均勻。

制粒：將所有料混合均勻，達到“輕握成團、輕壓即散”的狀態(tài)[8-9]，放入JZL-125型旋轉擠壓制粒機，設置加料刀轉速50 r/min，制粒刀轉速50 r/min。

干燥：制粒后的郫縣豆瓣顆粒于60 ℃熱風干燥箱中干燥4 h，終水分含量≤5%，干燥后的郫縣豆瓣顆粒經過整粒后，成均一的顆粒[10-11]。

包裝：經整粒均勻的郫縣豆瓣顆粒，用蒸煮袋按40 g/袋規(guī)格進行真空包裝[12]，封口溫度為150 ℃，真空度為-0.1 MPa。

食用方法：作為一種固體調味料，其主要運用于炒菜、湯菜等菜肴的調味。使用時根據個人口味適量添加[13-14]。

1.3.2 郫縣豆瓣顆粒配方優(yōu)化單因素試驗

在預試驗的基礎上，分別考察配方中玉米淀粉添加量（8%、9%、10%、11%、12%）、含水量（5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%）、豆瓣干粉添加量（14%、15%、16%、17%、18%）對郫縣豆瓣顆粒感官評分的影響

1.3.3 郫縣豆瓣顆粒配方優(yōu)化響應面試驗

在單因素試驗的基礎上，以玉米淀粉添加量（A）、含水量（B）、豆瓣干粉添加量（C）為考察因素，郫縣豆瓣顆粒感官評分（Y）為考察指標，應用Design-Expert 8.0.6軟件的Box-Behnken模塊設計3因素3水平響應面試驗，試驗因素與水平見表1。

表1 郫縣豆瓣顆粒配方優(yōu)化響應面試驗因素與水平Table 1 Factors and levels of response surface tests for Pixian Douban granule formula optimization

1.3.4 測定方法

郫縣豆瓣顆粒的感官評價[15]：由10位具有產品品評經驗的人員組成感官評價小組，直接對郫縣豆瓣的色澤、形態(tài)個方面對郫縣豆瓣顆粒進行感官評分；同時將郫縣豆瓣顆粒用純凈水稀釋100倍后，從滋味、香氣兩方面對豆瓣顆粒進行感官評分，滿分100分，感官評價標準見表2。

揮發(fā)性風味物質的萃取與檢測[16-17]：

萃取條件：準確稱取2 g粉碎的樣品，放入15 mL萃取瓶中，加入0.5 μL 0.5 mg/mL的內標物，將萃取瓶放入60 ℃水浴中預熱2 min，然后將萃取針頭插入萃取瓶中，60 ℃恒溫頂空萃取50 min后，插入GC-MS進樣口解吸10 min。

GC條件：DB-WAX毛細管柱（60 m×0.25 mm，0.25 μm）；載氣為高純度氦氣（He），流速1 mL/min；進樣口溫度250 ℃；不分流進樣；升溫程序：起始溫度50 ℃（保留3 min），以10 ℃/min升至85 ℃（保留1.5 min），再以5 ℃/min升至100 ℃（保留1 min），以2.5 ℃/min 升至175 ℃（保持1.5 min），最后以8 ℃/min升至250 ℃。

MS條件：電子電離（electron ionization，EI）源，電子能量70 eV；離子源溫度230 ℃；接口250 ℃；質量掃描范圍35～350 amu；檢測器電壓0.1 kV；掃描模式scan。

分析：揮發(fā)性化合物的鑒定揮發(fā)性成分的鑒定結果由美國國家標準與技術研究院（national institute of standards and technology，NIST）05譜庫檢索結果與人工圖譜解析共同確定，保留指數(shù)的計算方法參考文獻進行，化合物相對含量確定采用面積歸一化法進行定量分析。

2 結果與分析

2.1 郫縣豆瓣顆粒單因素的研究結果和分析

2.1.1 玉米淀粉添加量對郫縣豆瓣顆粒的感官影響

由圖1可知，隨著玉米淀粉添加量的增加，郫縣豆瓣顆粒感官評分呈先升高后降低的趨勢，當玉米淀粉添加量為10%時，感官評分最高，為（87±0.25）分，該玉米淀粉添加量條件下，所制得的郫縣豆瓣顆粒咸鮮味比較協(xié)調，成粒較好。因此，選擇最適玉米淀粉添加量為10%。

2.1.2 含水量對郫縣豆瓣顆粒的感官影響

由圖2可知，隨著含水量的增加，郫縣豆瓣顆粒感官評分呈先緩慢升高再逐漸降低的趨勢，當含水量為6.5%時，感官評分最高，為（87.5±0.25）分，該含水量條件下，所制得的郫縣豆瓣顆粒成粒率較高，經過干燥箱烘干后無明顯的結塊現(xiàn)象。因此，選擇最適含水量為6.5%。

圖2 含水量對郫縣豆瓣顆粒感官評分的影響Fig.2 Effect of moisture contents on Pixian Douban granule sensory score

2.1.3 豆瓣干粉添加量對郫縣豆瓣顆粒的感官影響

由圖3可知，隨著豆瓣干粉添加量的增加，郫縣豆瓣顆粒感官評分呈先升高后降低的趨勢，當豆瓣干粉添加量為16%時，感官評分最高，為（89±0.35）分，該豆瓣干粉添加量條件下，所制得的郫縣豆瓣顆粒豆瓣風味明顯，色澤較好，和郫縣豆瓣色澤相似，按照100倍加水稀釋后，稀釋液仍具有郫縣豆瓣香氣。因此，選擇最適豆瓣干粉添加量為16%。

圖3 豆瓣干粉添加量對郫縣豆瓣顆粒感官評分的影響Fig.3 Effect of dry Douban powder addition on Pixian Douban granule sensory score

2.2 郫縣豆瓣顆粒配方優(yōu)化響應面試驗

郫縣豆瓣顆粒配方優(yōu)化Box-Behnken試驗設計及結果見表3，方差分析見表4。

表3 郫縣豆瓣顆粒配方優(yōu)化響應面試驗設計及結果Table 3 Design and results of response surface tests for Pixian Douban granule formula optimization

表4 響應面模型方差分析Table 4 Variance analysis of response surface model

對表3的設計內容進行多元回歸擬合，得到感官評分對玉米淀粉添加量、含水量、豆瓣干粉添加量的二次多元回歸模型方程：

由表4可知，該模型的P值=0.030 8＜0.05，表明該模型顯著；失擬項P值=0.310 0＞0.05，表明失擬項不顯著，該回歸方程擬和良好。在回歸模型中，二次項A2、B2對結果影響極顯著（P＜0.01），其他項對結果影響不顯著（P＞0.05）。信噪比=6.276（＞4），表明模型預測值和試驗值之間具有較好的擬合性，可以用該模型對郫縣豆瓣顆粒的模糊數(shù)學感官評分進行預測。各因素間相互作用對模糊數(shù)學感官評分的影響結果見圖4。

圖4 各因素交互作用對郫縣豆瓣顆粒感官評分影響的響應曲面及等高線Fig.4 Response surface plots and contour lines of effect of interaction between various factors on sensory score of Pixian Douban granule

由圖4可知，響應面3D曲面圖均呈凸面，說明響應值均存在極大值；等高線均趨于圓形，說明交互作用對結果影響不顯著，與方差分析結果一致。

通過分析得出，郫縣豆瓣顆粒最優(yōu)配方為玉米淀粉添加量9.95%，水添加量6.4%，豆瓣干粉添加量15.69%，模糊數(shù)學感官評分預測值為89.97分?？紤]到生產實際，將最優(yōu)配方修訂為玉米淀粉添加量10%，含水量6.5%，豆瓣干粉添加量15.5%。為驗證回歸模型的有效性，采用優(yōu)化后的配方進行3次驗證試驗，制成的郫縣豆瓣顆粒調味品的模糊數(shù)學感官評分實際值為（90.11±0.22）分，與預測相近，其相對誤差為0.15%，說明該模型合理有效，具有一定的實際指導意義。

2.3 GC-MS分析結果

對郫縣豆瓣醬與郫縣豆瓣顆粒進行分析，檢測到主要揮發(fā)性物質對比見表5。

表5 郫縣豆瓣醬與郫縣豆瓣顆粒揮發(fā)性物質含量對比Table 5 Comparison of volatile compounds between Pixian Douban paste and Pixian Douban granule

續(xù)表

續(xù)表

由表5可知，郫縣豆瓣醬與郫縣豆瓣顆粒檢測出的眾多揮發(fā)性風味物質，主要包括醇類、醛類、酸類、酯類、酚類、酮類與醚類。郫縣豆瓣醬共檢測出42種揮發(fā)性風味物質、郫縣豆瓣顆粒共檢測出82種揮發(fā)性風味物質。

其中郫縣豆瓣檢測出醇類12種、酯類10種、酸類8種、醛類4種、酚類4種、酮類4種與醚類1種。一些研究人員利用GC-MS技術對傳統(tǒng)郫縣豆瓣醬得風味物質進行檢測，發(fā)現(xiàn)其中的主要風味物質成分是醇類和酯類[18]，和本試驗結果基本一致。

郫縣豆瓣顆粒共檢測出醇類23種、酯類9種、酸類10種、醛類24種、酚類6種、酮類7種與醚類3種。其中包括郫縣豆瓣醬中主要的特征風味物質：苯乙醛、苯乙醇、芳樟醇、4-乙基愈創(chuàng)木酚。其中4-乙基愈創(chuàng)木酚是提高醬油香氣的關鍵，為醬油帶來類似丁香和煙熏的香味[19-20]，醬油中醛、酮類物質一般具有令人愉悅的香味，如甜香、草香、果香、焦香等，所以它們具有相對較高的氣味活度值。因此4-乙基愈創(chuàng)木酚對于郫縣豆瓣濃郁的醬香味等風格特征具有決定性的作用[21-23]。除郫縣豆瓣醬中本身具有的一系列具有香氣的揮發(fā)性風味物質外郫縣豆瓣顆粒還含有豐富的特征香味成分：包括具有花香味的松油醇、2-呋喃甲醇、苯甲醛；具有水果、洋蔥香的2,3-丁二醇、壬醛；具有松香、油脂香的α-蒎烯以及具有檸檬香氣、柑橘香氣的檸檬烯和具有焦香、辛香的糠醛等。表5的揮發(fā)性風味物質對比可以看出配方中所添加的輔料含有很多郫縣豆瓣醬中沒有的風味物質，使郫縣豆瓣顆粒具有更豐富、更飽滿的滋味，在各種菜肴中添加使用，能增加鮮辣味且口感醇厚[24-25]。

3 結論

本研究將烘干郫縣豆瓣醬作為原料，通過造粒開發(fā)出郫縣豆瓣顆粒。經過模糊數(shù)學以及響應面法優(yōu)化配方，得到郫縣豆瓣顆粒的最佳配方：玉米淀粉添加量10.0%、含水量6.5%、豆瓣干粉添加量15.5%、食用鹽25.0%、味精34.5%、麥芽糊精1.0%、白砂糖5.5%、食品用香精香料1.5%。在此優(yōu)化條件，郫縣豆瓣顆粒感官評分為90分。并通過GC-MS分析共檢測出82種揮發(fā)性風味物質，郫縣豆瓣顆粒不僅具有郫縣豆瓣醬特征風味，還含有豐富的果香、花香、油脂香、焦香以及醬香等特征香氣成分，結果表明以郫縣豆瓣醬為原料開發(fā)的固體調味料保留有郫縣豆瓣原有的醬香與汁香，增加了固體調味料原有的風味物質。不僅改變了郫縣豆瓣的傳統(tǒng)用法，還為固體調味料的研發(fā)開辟了新的道路。