吳昭慶，胡 萍*，王曉宇，鄭榮美，朱秋勁

（1 貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院 貴陽 550025 2 貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 貴陽 550025）

糍粑辣椒為貴州獨具一格的地方特色辣椒制品，一般選用色、香、辣俱佳的干紅辣椒，經(jīng)高溫煮制后瀝干，輔以生姜、鹽、大蒜等調(diào)料，研磨搗碎呈泥狀制成，是貴州特色辣子雞和油辣椒等家常菜肴的特色佐料，以工藝簡單，風(fēng)味獨特，營養(yǎng)豐富等特點而深受大眾喜愛[1]。在貴州，幾乎家家戶戶都要制作糍粑辣椒，隨著現(xiàn)代生活節(jié)奏的加快、生活水平的提高、經(jīng)濟發(fā)展的要求以及弘揚地方特色傳統(tǒng)食品的需要，糍粑辣椒從家庭制作逐漸走向工業(yè)化生產(chǎn)和市場化發(fā)展。然而，目前對糍粑辣椒的風(fēng)味特色和質(zhì)量控制的研究還很缺乏。

氣相－離子遷移譜（GC-IMS）是基于氣相中不同的氣相離子在電場中遷移速率的差異，來檢測痕量氣體和表征化學(xué)離子物質(zhì)的一種分析技術(shù)[2]，實現(xiàn)了離子遷移譜與氣相色譜技術(shù)的結(jié)合[3]，具有高靈敏度、簡單快速、信息豐富、幾乎無前處理等優(yōu)點[4-8]。在食品風(fēng)味分析和品質(zhì)檢測等多個領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[9-15]。

有關(guān)辣椒制品特征風(fēng)味與關(guān)鍵工藝參數(shù)之間的相關(guān)性以及與產(chǎn)品質(zhì)量控制等方面的研究很少，尤其是對糍粑辣椒特征風(fēng)味及其指紋圖譜構(gòu)建方面的研究未見報道。本研究利用GC-IMS 的技術(shù)，對關(guān)鍵工藝質(zhì)量控制下的糍粑辣椒產(chǎn)品進(jìn)行特征風(fēng)味指紋圖譜的構(gòu)建、品質(zhì)變化規(guī)律探索，旨在揭示糍粑辣椒特征風(fēng)味的形成與品質(zhì)、營養(yǎng)成分的變化規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

原輔料：干辣椒采用貴州花溪辣椒、貴州燈籠椒、貴州遵義朝天椒、辣椒籽、生姜、料酒、鹽、大蒜等由貴州省黔南山綠色食品有限公司提供。

甲醛、氫氧化鈉、無水乙醇、酚酞、鄰苯二甲酸氫鉀、草酸、氯化鉀、酒石酸、氯化銀、鹽酸、平板計數(shù)瓊脂培養(yǎng)基（PCA）等，試驗所用其它有機無機試劑均為分析純，分析用水均符合GB/T6682 規(guī)定的蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 儀器與設(shè)備

便攜式pH 計，深圳德圖儀表有限公司；水分測定儀，深圳冠亞水分儀科技有限公司；MM721NG1-PW 微波爐，格蘭仕微波電器有限公司；離心機，上海安亭（飛鴿）低速冷凍變頻大容量離心機DL-5200B；SA402B 味覺分析系統(tǒng)，日本Insent 公司；攪碎機，奧克斯集團有限公司；擂缽（市售）等。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設(shè)計 樣品制備工藝配方：具體參照吳昭慶等[1]的工藝方法，確定不同待測樣品的制備工藝如表1。

表1 不同加工工藝樣品制備Table 1 Sample preparation of different processing technology

1.3.2 電子舌味覺分析 參考沈馨等[16-17]的方法，準(zhǔn)確稱取10 g 糍粑辣椒加入90 mL 蒸餾水中于4 ℃浸泡過夜，3 000 r/min 離心10 min 后過濾取上清進(jìn)行味覺分析。嚴(yán)格按照味覺分析系統(tǒng)儀器操作執(zhí)行，在檢測前將電子舌檢測裝置進(jìn)行初始活化、清洗、校準(zhǔn)診斷等步驟，對不同樣品的酸、苦、澀、鮮、咸、豐富度的味感值進(jìn)行測定，電子舌測試用液配制：參比溶液：30 mmol/L KCl+0.3 mmol/L 酒石酸；負(fù)極清洗液：體積分?jǐn)?shù)30%乙醇+100 mmol/L HCl；正極清洗液：體積分?jǐn)?shù)30%乙醇+100 mmol/L KCl+10 mmol/L KOH。AgCl 作為參比電極，于室溫（25 ℃左右）進(jìn)行檢測，為確保所得數(shù)據(jù)的穩(wěn)定和可靠性，每杯樣品共檢測7 次，選取后3 次的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行最終分析。

1.3.3 理化指標(biāo)的測定 pH 值的測定：參照GB/T 9724-2007[18]；水分含量的測定：參照 GB5009.3-2016[19]；總酸含量的測定：根據(jù) GB5009.235-2016[20]；VC 含量的測定：參照GB/T6195-1986[21]。

1.3.4 感官評定標(biāo)準(zhǔn) 參照吳昭慶等[1]的標(biāo)準(zhǔn)，稍做修改。如表2所示，由10 個經(jīng)過培訓(xùn)的食品專業(yè)從業(yè)人員組成，評定前不能吃有刺激和較大氣味食物，更換樣品時要用清水漱口，且品嘗每個樣品需間隔5 min，對糍粑辣椒從色澤、氣味、滋味、組織狀態(tài)4 個方面進(jìn)行評定，結(jié)果取10 人評判分?jǐn)?shù)的平均值。

表2 感官評分標(biāo)準(zhǔn)表Table 2 Sensory score standard table

1.3.5 HS-GC-IMS 分析條件 取2 g 糍粑辣椒樣品置于20 mL 頂空瓶中，封口，每個樣品均重復(fù)3 次。色譜柱類型：MXT-5（15 m×0.53 mm，1 μm），柱溫60 ℃，進(jìn)樣方式采用自動頂空進(jìn)樣，進(jìn)樣體積為100 μL，孵育溫度80 ℃、時間15 min，進(jìn)樣針溫度為85 ℃，孵化轉(zhuǎn)速500 r/min，載氣/漂移氣為高純N2（純度≥99.999%），IMS 溫度為45 ℃，分析時間為30 min。流速：初始是2 mL/min，保持2 min 后在10 min 內(nèi)線性增至10 mL/min，在20 min內(nèi)線性增至100 mL/min，然后在30 min 內(nèi)線性增至150 mL/min。

1.3.6 數(shù)據(jù)分析與處理 使用儀器配套的LAV（laboratory analytical viewer）、Reporter、Gallery、Dynamic PCA、GC×IMS Library Search 等分析軟件對樣品進(jìn)行離子遷移譜圖分析；運用Excle 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，SPSS 21.0 進(jìn)行顯著性分析，采用Origin 2017 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子舌雷達(dá)圖結(jié)果分析

利用電子舌檢測10 個樣品的味覺分析如圖1雷達(dá)圖所示。由圖1可知，電子舌的傳感器對不同加工工藝糍粑辣椒樣品的鮮味、咸味、酸味、豐富度、苦味、澀味均做出不同程度的響應(yīng)。其中，苦味、澀味、酸味信號響應(yīng)值均為負(fù)值，說明不同加工工藝的糍粑辣椒樣品中沒有苦味和澀味，而酸度分值過低可能是因為配制的參比、清洗溶液的酸度較高所致。咸味響應(yīng)信號值無明顯差異，而鮮味、豐富度傳感器響應(yīng)信號差異明顯，說明鮮味、豐富度傳感器的響應(yīng)值可較好的區(qū)分不同加工工藝的糍粑辣椒樣品。

圖1 不同加工工藝糍粑辣椒的雷達(dá)圖Fig.1 Radar chart of Ciba pepper with different processing technology

2.2 理化指標(biāo)與感官評分結(jié)果分析

從表3、表4所示的各樣品理化指標(biāo)檢測和感官評分結(jié)果可知，不同加工工藝對糍粑辣椒的品質(zhì)影響差異顯著。其中，Aw 值最高為E 樣品66.38%±0.79，最低為C 樣品52.91%±0.85（P＜0.05），煮制時間過短水分含量偏低，會導(dǎo)致組織狀態(tài)不均勻，呈大顆粒狀，不黏稠，無香味等問題，時間過長則水分含量高，質(zhì)地稀稠，易滋生細(xì)菌，不易貯藏；I 樣品氣味值最高為（23.70±0.68）分；辣椒籽富含多種營養(yǎng)物質(zhì)[22-23]，炒制金黃辣椒籽的添加使得H 樣品VC 含量增至最高為（27.02±0.46）mg/100 mL，色澤也更加誘人，色澤值達(dá)到最高為（23.30±0.47） 分；辣度值最高的為G 樣品（23.10±0.57）分，說明選用3 種辣椒搭配制作的糍粑辣椒辣度更為適宜，辣香味濃郁，回味良好；I樣品與J 樣品相比，I 樣品的色澤、氣味、組織狀態(tài)值均高于J 樣品，說明通過鐳砵研磨搗碎的操作，質(zhì)地更為黏稠，原料充分融合，香味溶出更多，香氣物質(zhì)也得到更好的釋放，品質(zhì)得到了顯著的提升。

表3 不同加工工藝糍粑辣椒樣品理化指標(biāo)Table 3 Physical and chemical indexes of Ciba pepper samples with different processing technology

表4 不同加工工藝糍粑辣椒樣品感官評分Table 4 Sensory score of Ciba pepper samples with different processing technology

2.3 GC-IMS 譜圖分析

圖2為不同加工工藝糍粑辣椒樣品的GCIMS 二維（a）、三維譜圖（b），其中縱坐標(biāo)代表氣相色譜的保留時間（s），橫坐標(biāo)代表離子遷移時間，第三維坐標(biāo)則表示峰高。圖3是圖2降維處理后的俯視圖，可更直觀、鮮明的比較出各樣品間的差異性，RIP 峰兩側(cè)的每一個點表示一種揮發(fā)性有機物，一種化合物分裂成多個信號或點（是同一物質(zhì)的單體和二聚體）與它們的濃度和性質(zhì)有關(guān)[24-25]。顏色深淺變化反映物質(zhì)的濃度高低，顏色越深則說明該物質(zhì)的濃度越大。結(jié)合圖2和圖3可看出：不同加工工藝糍粑辣椒樣品間風(fēng)味物質(zhì)存在顯著差異。圖3為GC-IMS 俯視差異對比圖，以A 樣品為參比，其余譜圖消抵A 樣品中的信號峰后得到二者的差異譜圖，如圖中X 藍(lán)色區(qū)域說明該物質(zhì)在此樣品中比A 樣品低，Y 紅色區(qū)域說明該物質(zhì)在此樣品中比A 樣品多，顏色越深，則差異越大。

圖2 不同加工工藝糍粑辣椒和二維圖譜（a）和三維GC-IMS 圖譜（b）Fig.2 Two dimensional（a） and three-dimensional GC-IMS spectra（b） of Ciba pepper with different processing technologies

圖3 不同加工工藝糍粑辣椒的GC-IMS 俯視圖差異對比Fig.3 Comparison of GC-IMS top view of Ciba pepper with different processing technology

2.4 不同加工工藝糍粑辣椒中揮發(fā)性有機物變化分析圖

根據(jù)GC-IMS 技術(shù)共檢測出不同加工工藝糍粑辣椒樣品中揮發(fā)性有機物（Volatile organic主要是由于加工工藝條件的改變導(dǎo)致VOCs 的種類增多或減少、產(chǎn)生或消失、濃度增加或降低。compounds VOCs） 有80 種單體及部分物質(zhì)的二聚體，主要有醛類22 種、醇類15 種、酮類12 種、酯類10 種、萜烯類8 種、其它13 種。圖4是選取部分有明顯變化的62 種特征離子峰，其中，每一行代表一種糍粑辣椒樣品，均進(jìn)行3 次平行測定，每一列代表一種揮發(fā)性風(fēng)味有機物在不同樣品中的信號強度，亮度高低與物質(zhì)含量呈正相關(guān)。與圖4相對應(yīng)的揮發(fā)性化合物相對含量如表5所示。結(jié)合圖4和表5可以看出，糍粑辣椒樣品的指紋圖譜與VOCs 含量隨著加工工藝的不同而不同，

表5 揮發(fā)性組分已定性化合物列表Table 5 List of qualitative compounds of volatile components

（續(xù)表5）

如圖4所示，其中，A 區(qū)域和B 區(qū)域相比，A、B 樣品的指紋圖譜亮度低于C 樣品，C 樣品中反式-2-辛烯醛（單體、二聚體）、戊醛（二聚體）、丙酸乙酯、2-庚基呋喃、反式-2-戊烯醛（單體、二聚體）、己醛（單體、二聚體）、戊醛（單體）、2-丙醇等VOCs 含量和濃度均高于A、B 樣品，說明不同的加工溫度對糍粑辣椒的VOCs 種類和濃度有顯著影響，而高溫煮制有利于干辣椒中VOCs 的溶出；B 區(qū)域圖譜信息表明，E 樣品中己醛（二聚體）、2,3-丁二酮、苯甲醛、1-丙醇、1-戊醇、3-戊酮、1-己醇（單體、二聚體）、反式-2-己烯醛（單體、二聚體）、異戊醇（單體、二聚體）、異己醇（單體、二聚體）、乙偶姻、2-甲基丙醇（單體、二聚體）、香檜烯、5-甲基-2-甲?；绶裕ǘ垠w）、丁醛、2-丁酮（二聚體）等VOCs 含量均高于D、F 樣品，說明高溫煮制時間過短，風(fēng)味物質(zhì)還未得到釋放，香味物質(zhì)溶出較少，煮制時間過長，風(fēng)味物質(zhì)釋放過多，風(fēng)味物質(zhì)溶出也就更多，但損失也更大。C 區(qū)域圖譜信息表明，選用3 種辣椒搭配制作的G 樣品中反式-2-戊烯醛（二聚體）、二烯丙基硫醚、苯甲醛、2-丙醇、1-戊醇、3-戊酮、異己醇（單體、二聚體）、2-壬酮、壬酸乙酯、香檜烯的VOCs 含量要高于1種、2 種辣椒搭配制作的糍粑辣椒；如D 區(qū)域所示，H 樣品中己醛（二聚體）、戊醛（單體）、庚醛（單體、二聚體）、1-丙醇、2-甲基丁醛（單體、二聚體）、二甲基二硫醚、糠醛（單體）、3-戊酮、1-己醇（單體、二聚體）、異己醇（單體）、2-甲基丙醇（單體、二聚體）、2,3-戊二酮、異戊酸甲酯（單體、二聚體）、丁醛、2-丁酮（二聚體）、糠醛（二聚體）VOCs 含量顯著增多，說明增加辣椒籽的糍粑辣椒風(fēng)味物質(zhì)更加豐富。辣椒籽在烹調(diào)中的作用也很顯著，加熱后會釋放出濃郁的香辣氣味，所以在香辣味型的黔菜、湘菜和川菜等菜肴中，辣椒籽是不可或缺的調(diào)味佳品；如E 區(qū)域所示，料酒的添加使得I 樣品中異己醇、1-己醇、1-戊醇、異戊醇、2-甲基丙醇、1-丙醇、丙酮、3-戊酮、2-丁酮、糠醛、2，3-戊二酮、二甲基二硫醚、異戊酸甲酯、乙酸丁酯、庚醛、2-甲基丁醛、3-甲基丁醛、丁醛等VOCs 的含量顯著增加，但是乙酸乙酯（單體）、壬醛、辛醛、己醛（單體）、3-甲基丁醛（單體）等VOCs 的濃度與含量卻顯著降低，可能是因為料酒的香氣物質(zhì)較強烈以致于掩蓋了其它物質(zhì)的揮發(fā)，對別的香味物質(zhì)形成了減弱或抑制，亦或是香氣物質(zhì)之間產(chǎn)生了拮抗作用的關(guān)系；如F 區(qū)域所示，I 樣品和J 樣品相比，機打破碎方式制作的糍粑辣椒月

圖4 不同加工工藝糍粑辣椒樣品的指紋圖譜Fig.4 Fingerprint of Ciba pepper samples with different processing technology

3 結(jié)論

通過控制糍粑辣椒關(guān)鍵加工環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)，對其理化指標(biāo)、電子舌滋味、感官評定以及GC-IMS 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，與傳統(tǒng)單一辣椒原料制作出來的糍粑辣椒樣品相比，采用標(biāo)準(zhǔn)化加工工藝制作出來的糍粑辣椒電子舌滋味鮮度、豐富度指標(biāo)增強，感官評分顯著提高，其中，選用3 種辣椒搭配，高溫煮制6 min，添加了炒制金黃辣椒籽，鐳砵搗碎制作的糍粑辣椒揮發(fā)性風(fēng)味化合物的種類和濃度最為豐富，特征風(fēng)味物質(zhì)有異戊酸甲酯（單體）、2-丁酮（二聚體）、2,3-戊二酮、3-戊酮、糠醛（單體、二聚體）、3-甲基丁醛（二聚體）、2-甲基丁醛（單體、二聚體）、二甲基二硫、正戊醇、1-丙醇、1-己醇（單體）、2-甲基丙醇（單體、二聚體），VC 含量增至（27.02±0.46）mg/100 g，具有較高的產(chǎn)品質(zhì)量與品質(zhì)特色。因此，控制糍粑辣椒關(guān)鍵工藝，構(gòu)建糍粑辣椒的風(fēng)味指紋圖譜信息，可快速判別出不同加工工藝糍粑辣椒的特征峰區(qū)域，為糍粑辣椒規(guī)?；庸さ馁|(zhì)量控制和品質(zhì)提升提供理論依據(jù)。