趙欠，唐毅，梁亞男，王艷，黃艷，張麗*

重慶火鍋調(diào)味品及菜品工程技術(shù)中心，重慶德莊農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有限公司（重慶 401336）

火鍋?zhàn)鳛橹袊?guó)獨(dú)創(chuàng)的飲食方式，因其獨(dú)特的口感和烹飪方式受到越來(lái)越多消費(fèi)者的青睞，其中以川渝地區(qū)的麻辣火鍋?zhàn)顬榇?。麻辣火鍋底料目前大多采用的是生姜、干辣椒、大蒜、花椒、豆瓣醬和豆豉，輔以香辛料和香精香料炒制而成。麻辣火鍋底料在工業(yè)化生產(chǎn)中，生姜、大蒜和干辣椒等只是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的清洗、粉碎、煮制、炒制等較粗略的工藝，原料中的有效物質(zhì)利用率待進(jìn)一步提高。目前關(guān)于麻辣火鍋底料的研究多是對(duì)炒制工藝[1-3]和熬煮過(guò)程質(zhì)量變化[4-5]的研究，而原料的深加工和原料有效物質(zhì)的高效利用也為麻辣火鍋的制作工藝提供良好的研究思路。王敏[6]的研究表明，將辣椒發(fā)酵后，添加到火鍋底料中炒制，其香氣物質(zhì)種類(lèi)比鮮辣椒和鹽漬辣椒火鍋底料中明顯增加。李芳[7]以硬脂魚(yú)油代替部分牛油，通過(guò)優(yōu)化工藝條件，可得到更好的口感和品質(zhì)。馬鈐等[8]優(yōu)化八角精油的工藝并與八角復(fù)配，研究對(duì)火底料風(fēng)味的影響。馬鈐[9]以花椒精油替代部分花椒與純花椒對(duì)比，研究對(duì)火鍋底料熬煮風(fēng)味的影響。文章以麻辣火鍋底料加工原料用量較大的生姜和辣椒為試驗(yàn)對(duì)象，采用單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)法探究酶解工藝對(duì)生姜有效物質(zhì)姜辣素含量[10]的影響，對(duì)辣椒的有效物質(zhì)辣椒素含量和色度的影響，尋求適合老姜和辣椒的最佳酶解工藝條件，為麻辣火鍋底料主要原料預(yù)處理提供技術(shù)基礎(chǔ)，為提升麻辣火鍋底料的風(fēng)味質(zhì)量提供優(yōu)質(zhì)原料。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及試劑

生姜、干辣椒（重慶，新世紀(jì)超市）；食用植物油（重慶，新世紀(jì)超市）。

香草醛標(biāo)準(zhǔn)品；分析純甲醇；無(wú)水乙醇；分析純四氫呋喃；色譜純甲醇；生物酶Y1、Y2、Y3。

1.2 試驗(yàn)主要儀器與設(shè)備

HC-1500惠爾普斯果蔬破壁料理機(jī)（中山市惠爾普斯電器有限公司）；FA2004A電子天平（上海精天電子儀器有限公司）；TU-1800紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限責(zé)任公司）；H7-LED臺(tái)秤（凱豐集團(tuán)有限公司）；DHG-9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海齊欣科學(xué)儀器有限公司）；PLV-200全自動(dòng)羅維朋比色計(jì)（佩克昂科技有限公司）；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇市富華儀器有限公司）；LC-20A高效液相色譜儀（島津儀器有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 酶解工藝對(duì)生姜酶解效果的因素研究

1.3.1.1 不同類(lèi)酶及添加量對(duì)生姜酶解效果的影響

取新鮮的生姜顆粒，用破壁機(jī)粉碎60 s后，稱(chēng)取10 g，按料液比1∶3 g/mL加入一定量的純凈水，在酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間60 min的條件下，料液中分別加入原料量3%的Y1酶、酶Y2、酶Y3，分別對(duì)其進(jìn)行酶解，并與空白組對(duì)照，考察酶的種類(lèi)對(duì)指標(biāo)物質(zhì)溶出的影響。在確定生物酶種類(lèi)的基礎(chǔ)上，在料液中分別加入原料量0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%和3.5%的生物酶對(duì)其進(jìn)行酶解，考察酶的添加量對(duì)指標(biāo)物質(zhì)姜辣素含量的影響。

1.3.1.2 酶解溫度和時(shí)間對(duì)生姜酶解效果的影響

取新鮮的生姜顆粒，用破壁機(jī)粉碎60 s后，稱(chēng)取10 g，按料液比1∶3 g/mL加入一定量的純凈水，在酶添加量3%時(shí)，選擇酶解溫度（40，45，50，55和60 ℃）和酶解時(shí)間（20，30，40，50，60，70和80 min）分別進(jìn)行單因素酶解試驗(yàn)，考察酶解溫度和時(shí)間對(duì)指標(biāo)物質(zhì)姜辣素含量的影響。

1.3.1.3 最佳酶解工藝的確定

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以特征物質(zhì)姜辣素含量為指標(biāo)，以影響酶解效果的溫度、時(shí)間、酶添加量為自變量，建立三因素三水平正交試驗(yàn)。最終以正交試驗(yàn)結(jié)果確定最佳酶解條件。試驗(yàn)設(shè)計(jì)其因素水平如表1所示。

表1 生姜酶解三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.3.2 酶解工藝對(duì)辣椒酶解效果的因素研究

1.3.2.1 不同類(lèi)酶及添加量對(duì)辣椒酶解效果的影響

取篩選后的干辣椒，用破壁機(jī)粉過(guò)0.850 mm篩，按料液比1∶3 g/mL加入一定量的純凈水，在酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間50 min的條件下，料液中分別加入原料量1.5%的酶Y1、酶Y2、酶Y3，分別對(duì)其進(jìn)行酶解，并與空白組對(duì)照，考察酶的種類(lèi)對(duì)指標(biāo)物質(zhì)溶出的影響。在確定生物酶種類(lèi)的基礎(chǔ)上，在料液中分別加入原料量0，0.5%，1.0%，1.5%和2.0%的生物酶對(duì)其進(jìn)行酶解，考察酶的添加量對(duì)指標(biāo)物質(zhì)溶出的影響。

1.3.2.2 酶解溫度和時(shí)間對(duì)辣椒酶解效果的影響

取粉碎后的干辣椒顆粒，過(guò)0.300 mm篩，按料液比1∶3 g/mL加入一定量的純凈水，在酶添加量1.5%時(shí)，酶解溫度依次設(shè)置為35，40，45，50和55 ℃，酶解時(shí)間依次設(shè)置為0，30，50，70和90 min，進(jìn)行酶解，考察酶解溫度和時(shí)間對(duì)指標(biāo)物質(zhì)溶出的影響。

1.3.2.3 最佳酶解工藝的確定

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，以特征物質(zhì)辣椒素含量和色度為指標(biāo)，以影響酶解效果的溫度、時(shí)間、酶解量為自變量，建立三因素三水平正交試驗(yàn)。最終以正交試驗(yàn)結(jié)果確定最佳酶解條件。試驗(yàn)設(shè)計(jì)其因素水平表如表2所示。

表2 辣椒酶解三因素三水平正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4 測(cè)定方法

1) 辣椒素含量的測(cè)定：紫外分光光度法[11]。

辣椒素檢測(cè)：參照T/CSIQ 77002—2020《含辣調(diào)味品辣椒素類(lèi)物質(zhì)含量的測(cè)定及辣度分級(jí)》。酶解后的辣椒樣品處理工藝：取一定量的植物油，在油溫135 ℃時(shí)倒入酶解后的辣椒物料，小火炒制3 min，取一定量炒制后的油脂樣品，檢測(cè)辣椒素含量和色度。

2) 色度檢測(cè)：參照羅維朋比色計(jì)法。取一定量的含辣椒色澤的油脂，放入玻璃比色杯中，用自動(dòng)羅維朋比色計(jì)檢測(cè)樣品色度。

1.5 數(shù)據(jù)分析

每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，試驗(yàn)結(jié)果以mean±SD表示，用Origin 8.6作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶解工藝對(duì)生姜酶解效果的因素研究

2.1.1 不同類(lèi)酶及添加量對(duì)生姜酶解效果的影響

用生物酶Y1、Y2、Y3分別酶解生姜，并與無(wú)酶對(duì)照組對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。三種酶酶解后的姜辣素含量均高于對(duì)照組，且酶Y1的酶解效果最佳，選擇酶Y1為生姜酶解的生物酶。在確定酶Y1的基礎(chǔ)上，隨生物酶Y1量增加，姜辣素含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，如圖2所示。姜辣素含量在生物酶量3%時(shí)最高，與生物酶量2.5%時(shí)差異不顯著，綜合考慮，將生物酶量2.5%確定為最佳酶解酶劑量。

圖1 不同酶對(duì)生姜酶解效果的影響

圖2 不同酶添加量對(duì)生姜酶解效果的影響

2.1.2 酶解溫度和時(shí)間對(duì)生姜酶解效果的影響

酶解溫度和時(shí)間對(duì)生姜酶解效果的試驗(yàn)結(jié)果如圖3和圖4所示。隨酶解溫度升高，姜辣素含量呈現(xiàn)先增后降趨勢(shì)，姜辣素含量在酶解溫度為50 ℃時(shí)最高，且與其他溫度下的姜辣素含量差異顯著，故確定50 ℃為最佳酶解溫度。隨酶解時(shí)間增加，姜辣素含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，姜辣素含量在酶解時(shí)間為70 min時(shí)最高，其次為酶解60 min，兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的姜辣素含量差異不顯著，綜合考慮，選擇60 min為最佳酶解時(shí)間。

圖3 不同酶解溫度對(duì)生姜酶解效果的影響

圖4 不同酶解時(shí)間對(duì)生姜酶解效果的影響

2.1.3 生姜酶解正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)，結(jié)合各種因素的相互作用對(duì)姜辣素含量的影響，采用三因素三水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3中，通過(guò)極差分析，由極差R大小可以看出，生物酶添加量、酶解溫度和酶解時(shí)間對(duì)辣椒酶解后姜辣素含量影響的主次順序?yàn)槊附鉁囟龋久附鈺r(shí)間＞酶添加量，可見(jiàn)酶解溫度是影響酶解效果的關(guān)鍵性因素，其因素水平關(guān)系為B3＞B2＞B1，酶解時(shí)間和生物酶添加量為次要影響因素，其因素水平關(guān)系為C2＞C1＞C3，A1＞A3＞A2。最優(yōu)組合為A1B3C2，即生物酶Y1添加量2.0%，酶解溫度55 ℃，酶解時(shí)間60 min。

表3 生姜酶解工藝的正交試驗(yàn)結(jié)果直觀分析表

2.2 酶解工藝對(duì)辣椒酶解效果的因素研究

2.2.1 不同類(lèi)酶及添加量對(duì)辣椒酶解效果的影響

用生物酶Y1、Y2、Y3分別酶解辣椒，并與無(wú)酶對(duì)照組對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。酶Y2的辣椒素含量和色度均最高，且與其他組的差異顯著，選擇酶Y2為辣椒酶解工藝的生物酶。在確定生物酶Y2基礎(chǔ)上，酶添加量試驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。隨生物酶量增加，辣椒素含量呈增加趨勢(shì)，且辣椒素含量在生物酶量2.0%時(shí)最高，但與酶含量1.5%時(shí)的差異不顯著。隨著生物酶量增加，色度呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，且在酶量達(dá)到1%，色度最高。綜合考慮酶添加量對(duì)辣椒素含量和色度的影響，選擇1.5%為最佳酶解劑量。

圖5 不同酶對(duì)辣椒酶解效果的影響

圖6 不同酶添加量對(duì)辣椒酶解效果的影響

2.2.2 酶解溫度和時(shí)間對(duì)辣椒酶解效果的影響

酶解溫度和時(shí)間對(duì)辣椒酶解效果的試驗(yàn)結(jié)果如圖7和圖8所示。隨酶解溫度增加，辣椒素含量呈現(xiàn)先增后降趨勢(shì)，辣椒素含量在酶解溫度45 ℃時(shí)最高，色度在酶解溫度50 ℃時(shí)最高，且與其他溫度下差異顯著。結(jié)合酶解溫度過(guò)程中的能耗和酶解效果，將45 ℃設(shè)為最佳酶解溫度。隨酶解時(shí)間增加，辣椒素含量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，且辣椒素含量和色度值在酶解50 min時(shí)與酶解70 min和90 min時(shí)差異不顯著，故選擇50 min為最佳酶解時(shí)間。

圖7 不同酶解溫度對(duì)辣椒酶解效果的影響

圖8 不同酶解時(shí)間對(duì)辣椒酶解效果的影響

2.2.3 辣椒酶解正交試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)，結(jié)合各種因素的相互作用對(duì)辣椒素含量和色度的影響，采用三因素三水平進(jìn)行正交試驗(yàn)，通過(guò)SPSS極差分析，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4中，通過(guò)極差分析，由極差R大小可以看出，生物酶添加量、酶解溫度和酶解時(shí)間對(duì)辣椒酶解后辣椒素含量影響的主次順序?yàn)槊附鉁囟龋久柑砑恿浚久附鈺r(shí)間，可見(jiàn)酶解溫度是影響酶解后辣椒素含量的關(guān)鍵性因素，其因素水平關(guān)系為B2＞B3＞B1，生物酶添加量和酶解時(shí)間為次要影響因素，其因素水平關(guān)系為A3＞A2＞A1，C2＞C1＞C3。最優(yōu)組合為A3B2C2，即生物酶Y2添加量2.0%，酶解溫度45 ℃，酶解時(shí)間50 min。生物酶添加量、酶解溫度和酶解時(shí)間對(duì)辣椒酶解后色度影響的主次順序?yàn)槊附鉁囟龋久附鈺r(shí)間＞酶添加量，酶解溫度是影響酶解效果色度的關(guān)鍵性因素，其因素水平關(guān)系為B2＞B3＞B1，酶解時(shí)間為次要影響因素，其因素水平關(guān)系為C3＞C2＞C1，生物酶量的影響作用最小，其中因素水平關(guān)系為A2＞A3=A1。最優(yōu)組合為A2B2C3，即生物酶量1.5%，酶解溫度45℃，酶解時(shí)間60 min。綜合生物酶量、酶解溫度和酶解時(shí)間對(duì)辣椒酶解后的辣椒素含量和色度影響的正交試驗(yàn)結(jié)果，從節(jié)約資源方面考慮，選擇生物酶量1.5%、酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間50 min作為辣椒酶解最佳工藝。

表4 不同因素對(duì)辣椒素含量和色度影響直觀分析表

3 討論與結(jié)論

試驗(yàn)以麻辣火鍋底料中的主要原料生姜和辣椒為試驗(yàn)材料，對(duì)影響生姜和辣椒酶解質(zhì)量的各因素進(jìn)行優(yōu)化，并在單因素的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化，得到生姜酶解最佳工藝：生物酶Y1添加量2.50%、酶解溫度55 ℃、酶解時(shí)間60 min。各因素對(duì)酶解質(zhì)量影響的主次順序?yàn)闇囟龋緯r(shí)間＞酶添加量。辣椒酶解工藝對(duì)辣椒素含量影響的最佳因素組合為生物酶Y2添加量2.0%、溫度45 ℃、時(shí)間50 min。各因素對(duì)辣椒素含量影響的主次順序?yàn)槊附鉁囟龋久柑砑恿浚久附鈺r(shí)間。辣椒酶解工藝對(duì)色度影響的最佳因素組合為生物酶Y2添加量1.5%、溫度45 ℃、時(shí)間60 min。各因素對(duì)辣椒酶解后對(duì)色度影響的主次順序?yàn)槊附鉁囟龋久附鈺r(shí)間＞酶添加量。結(jié)合正交試驗(yàn)分析結(jié)果和資源充分利用，辣椒酶解最佳工藝為生物酶Y2添加量1.5%、酶解溫度45 ℃、酶解時(shí)間50 min。研究為下一步火鍋底料原料的預(yù)處理方式對(duì)增強(qiáng)火鍋風(fēng)味的研究奠定了良好的基礎(chǔ)，為研究高質(zhì)量的麻辣火鍋工藝提供依據(jù)。