烫煮后麻辣火锅底料汤底及食材中 辣椒素类物质的迁移变化

杨 莉，贾洪锋，宋璐杉，黄 英，张 淼

（四川旅游学院食品学院，四川 成都 610100）

火锅风味独特，是一种老少皆宜的食物。火锅也由于其方便快捷、加工方式简单的特点被广大消费者喜爱，尤其是寒冷、干燥的地区[1-2]。用于火锅烫煮的食材很多，主要有肉类：牛肉（瘦肉、内脏、蹄筋等）、猪肉（瘦肉、内脏、熏肉等）、禽肉（鸡肉等）；水产类：海带、带鱼、虾等；蔬菜类：白菜、茼蒿、凤尾（或油麦菜）等；豆制品类：豆皮、腐竹等；根茎类：马铃薯、蒜苔（或葱）、豆芽、藕等；菌菇类；蛋类制品等[3]。

南派火锅习惯将辣椒等具有辣味的物质和其他香辛料一同放入汤底中熬煮，使“辣味”溢出后溶于汤或者汤中的油中，再涮煮食材[4]。食材从汤或油中吸附“辣味”，从而达到赋予味道的目的。不同食材由于其成分和结构不一样，吸附“辣味”的能力不一样[5]。即使是吸附相同的“辣味”物质，由于食材本身的特性，也会造成不同的“辣味”[6]。食品中能提供辣味的主要是辣椒中的辣椒素（capsaicinoid，Cap）和二氢辣椒素（dihydro-capsaicin，D-Cap），占据了辣椒素类物质（capsaicinoids，Cap-S）总量的90%[7-9]。

目前对“辣味”的研究主要在辣度分级和“辣味”溶出规律等方面[10-11]，还没有关于烫煮过程中不同食材对麻辣火锅底料汤底中Cap-S吸附情况的研究。汪冬冬等[12]研究表明，辣椒等在火锅底料中添加量越大，辣味等风味物质含量越高，说明辣椒是麻辣火锅呈味的基本物质；唐毅等[13]研究表明火锅底料中除了辣椒之外，花椒、草果、八角等也会增加汤底中的Cap-S，李颖玥等[14]研究表明辣椒的颗粒度和炒制温度会影响Cap-S的溶出，说明火锅底料中的辣度是多方面因素复合影响的结果。李德建等[15]研究了麻辣火锅底料辣度分级，将辣度划分成了微辣、低辣、中辣、高辣、特辣、暴辣6 个等级，贾洪锋等[16]根据川菜菜品中Cap-S的含量将辣度分为了5 个等级，这些研究为客观评价辣度提供了依据。研究火锅食材中吸附Cap-S的含量是必要的，因为Cap-S可以刺激交感肾上腺系统抑制能量摄入并改变营养素的摄入量，达到增强能量代谢、预防或治疗肥胖的目的[17-19]。另外，人们对“辣味”的耐受量不一样，过多的食用辣椒会刺激肠胃系统，引起胃糜烂[20]。因此，建立一种科学的方法，客观评价火锅食材对“辣味”的吸附、迁移和溶出情况，对指导人们健康合理的饮食有积极的作用。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

火锅底料（牛油特辣、清油特辣） 四川扬名食品有限公司；食材（荤菜：冷冻切片肥牛、毛肚、黄喉、鸭肠、海霸王牛肉丸、海霸王虾饺；素菜：茼蒿（带茎）、凤尾（带茎）、马铃薯、藕、冬瓜、金针菇、干豆皮、干粉丝、木耳、青花菜） 四川永辉超市。

Cap（纯度≥95%）、D-Cap（纯度≥90%） 美国Sigma公司；甲醇（色谱纯） 成都市科龙化工试剂厂。

1.2 仪器与设备

L 9 型高效液相色谱仪、紫外检测器 北京普析通用仪器有限责任公司；色谱柱DiamonsilC18（150 mm×4.6 mm，5 μm） 北京迪马科技有限公司； AT-330柱温箱 天津奥特赛恩斯仪器有限公司；微量进样针（50 μL）、AUW220D电子天平 日本岛津 公司；KQ-5200E超声波清洗仪 昆山市超声仪器有限公司；有机过滤膜（0.45 μm） 天津市腾达过滤器 件厂；WP-UP-UV-20纯水仪 四川沃特尔科技发展有限公司；抽滤机 天津津腾实验设备有限公司。

1.3 方法

1.3.1 食材处理

食材按照四川火锅加工方式进行前处理，毛肚切10 cm×10 cm片，黄喉切10 cm段，鸭肠切25 cm段，马铃薯切厚3 mm片，藕切厚3 mm片，冬瓜切厚3 mm片，干豆皮用水泡涨后切10 cm×10 cm片。

1.3.2 标准曲线的绘制

参照文献[21]，绘制标准曲线。

1.3.3 色谱条件

参照文献[22-24]。色谱柱：DiamonsilC18（150 mm×4.6 mm，5 μm），流动相：75%甲醇，流速1.0 mL/min，柱温30.0 ℃，检测波长280 nm，进样量20 μL。

1.3.4 火锅汤底中Cap-S的提取

将500 g火锅底料、2 000 g水加入锅中熬煮20 min后制成火锅汤底，趁热分别取水相和油相10 g，立刻加入20 mL甲醇，置于70 ℃超声波清洗仪中超声20 min。滤纸过滤、分离滤液和滤渣。滤渣加入20 mL甲醇，再置于70 ℃超声波清洗仪中超声20 min后，滤纸过滤。合并2 次滤液，定容至50 mL，0.45 μm滤膜过滤，待测[25-26]。

1.3.5 烫煮食材中Cap-S的提取

1.3.5.1 食材在水相和油相中烫煮后Cap-S的提取

待火锅汤底沸腾20 min后，分别将食材于水相和油相中烫煮至成熟，捞起并自然沥干10 s后，取10 g食材捣碎，加入20 mL甲醇，置于70 ℃超声波清洗仪中超声20 min。以下步骤同1.3.4节。

1.3.5.2 食材烫煮后整体Cap-S的提取

待火锅汤底沸腾20 min后，取食材于汤底中烫煮至成熟后，捞起并自然沥干10 s后，取10 g食材捣碎，以下步骤同1.3.5.1节。

1.3.5.3 食材烫煮后表面Cap-S的提取

待火锅汤底沸腾20 min后，取食材于汤底中烫煮至成熟，捞起并自然沥干10 s，取10 g食材用滤纸吸去表面的油和水。将滤纸剪碎并加入20 mL甲醇，于70 ℃超声20 min，滤纸过滤。滤渣按上述方法再提取一次，合并2 次滤液，定容至50 mL，0.45 μm滤膜过滤，待测。

食材内部Cap-S含量为食材整体与表面Cap-S含量之差。

1.3.6 感官评价方法

取烫煮成熟的食材，并选10 位感官评定人员品评，对食材的辣度进行评价。参照文献[15,27]，将食材辣度分为不辣、微辣、中辣、高辣、特辣、暴辣，并依次设定感官分数。

表 1 食材辣度分级的定义与分级Table 1 Definition and rating of pungency

1.3.7 Cap-S总量的计算

Cap-S总量的计算以Cap含量和D-Cap含量之和除以0.9计[28]。

式中：V为试样中Cap-S总量/（g/kg）；Va为试样中Cap含量/（g/kg）；Vb为试样中D-Cap含量/（g/kg）；0.9为Cap与D-Cap折算为Cap-S总量的系数。

1.3.8 食材辣度吸附系数

式中：O为食材在油相中Cap-S的吸附系数；OF为食材在油相中吸附的Cap-S含量/（g/kg）；OH为火锅汤底油相中的Cap-S含量/（g/kg）。

式中：W为食材在水相中Cap-S的吸附系数；WF为食材在水相中吸附的Cap-S含量/（g/kg）；WH为火锅汤底水相中的Cap-S含量/（g/kg）。

1.4 数据统计分析

采用Excel 2007和SPSS Statistics 17进行数据统计分析，采用Origin 8.0制图。

2 结果与分析

2.1 感官评价结果

表 2 感官评价结果Table 2 Sensory analysis of pungency of cooked foodstuffs in hot pot soups

由表2可知，6 种荤菜中，牛油火锅底料汤底烫煮的虾饺辣度得分最低，为0.43，微辣；清油火锅底料汤底烫煮的肉丸辣度得分最低，为0.13，不辣；牛油火锅底料汤底烫煮的黄喉辣度得分最高，为1.57，中辣；清油火锅底料汤底烫煮的毛肚得分最高，为1.75，中辣。

10 种素菜中，牛油火锅底料汤底烫煮的豆皮、马铃薯、藕的辣度得分最低，均为1.13，微辣；清油火锅底料汤底烫煮的木耳得分最低，为1.13，微辣；但无论是牛油还是清油火锅底料汤底烫煮，凤尾的辣度得分都最高，为3.75和3.38，特辣和高辣。

由感官评分可知，素菜类食材的感官辣度评分高于荤菜类食材（素菜类1.13～3.75，荤菜类0.13～1.75），尤其是茼蒿、凤尾和花菜。在牛油及清油火锅底料汤底中烫煮后，部分菜品辣度等级相同、感官评分相近或相同，部分菜品辣度等级和感官评分具有较大差异。一方面可能是由于火锅底料的原料不同引起的，另一方面可能是对于具有刺激性的辣味而言，感官评分具有一定的主观性。

2.2 标准曲线和线性回归方程

根据课题组的前期研究[16]，以Y峰面积（mAU·s）为纵坐标，X物质质量浓度（mg/L）为横坐标绘制得出Cap的线性回归方程为Y=8 608.2X+3 246.1，R2=0.999 6；D-Cap的线性回归方程为Y=17 247X+3 808.8，R2=0.999 9。

2.3 食材和火锅底料汤底中Cap-S色谱检测

Cap和D-Cap标准品色谱图见图1。从图2和图3可以看出，无论是牛油火锅底料，还是清油火锅底料汤底中烫煮的样品，Cap和D-Cap的色谱图变化趋势一致，且Cap的含量明显高于D-Cap的含量。

图 1 Cap和D-Cap标准品色谱图Fig. 1 Chromatograms of capsaicin and dihydrocapsaicin standards

图 2 牛油火锅底料汤底中烫煮后食材中Cap和D-Cap色谱图Fig. 2 Chromatograms of capsaicin and dihydrocapsaicin in cooked foodstuffs in beef tallow hot pot soup

图 3 清油火锅底料汤底烫煮后食材中Cap和D-Cap色谱图Fig. 3 Chromatograms of capsaicin and dihydrocapsaicin in cooked foodstuffs in vegetable oil hot pot soup

2.4 食材和火锅底料汤底中Cap-S含量分布

由图4可知，火锅底料汤底油相比水相中的Cap-S含量高，这与大部分Cap-S的脂溶性有关；大部分食材烫煮后吸附的Cap-S含量都比相应火锅底料汤底油相或水相中的低，且其吸附能力与食材种类有关；在水相中烫煮后的茼蒿、凤尾、花菜，其吸附的Cap-S含量比相应的火锅底料汤底水相中明显增多，说明这些植物性原料在烫煮过程中对Cap-S具有一定的吸附和积累作用（可能与其表面吸附面积较大或具有一定厚度的茎有关），但其具体原因有待进一步研究。

图 4 烫煮后食材及牛油火锅底料汤底中Cap-S含量Fig. 4 Contents of capsaicinoids in cooked foodstuffs and beef tallow hot pot soup

图 5 烫煮后食材及清油火锅底料汤底中Cap-S含量Fig. 5 Contents of capsaicinoids in cooked foodstuffs and vegetable oil hot pot soup

由图5可知，总体而言，油相中的Cap-S比水相中的高；且在清油火锅底料汤底中烫煮后的食材，其吸附的Cap-S总量比相应的油相或水相中的低，虽然大部分食材符合上述规律，但在水相中烫煮后的茼蒿、凤尾，其吸附的Cap-S含量明显比相应的水相中的含量高，这可能是由于这些植物性原料在烫煮过程中对Cap-S具有一定的吸附和积累作用（可能与其表面吸附面积较大或具有一定厚度的茎有关），其具体原因有待进一步研究。

2.5 食材表面和内部Cap-S含量分布

表 3 牛油底料汤底烫煮食材的Cap-S含量分布（n=3）Table 3 Distribution of capsaicinoids in cooked foodstuffs in beef tallow hot pot soup (n= 3)g/kg

表 4 清油底料汤底烫煮食材的Cap-S含量分布（n=3）Table 4 Distribution of capsaicinoids in cookedfoodstuffs in vegetable oil hot pot soup (n= 3)g/kg

表3和表4表明Cap-S吸附在整个（表面和内部）食材中，食材对不同类型的Cap-S吸附能力（吸附量）不同，无论是牛油还是清油火锅底料汤底烫煮，食材对Cap的吸附能力（吸附量）都比D-Cap强，这主要是因为火锅底料汤底Cap-S构成中Cap的含量远高于D-Cap。对于植物性原料茼蒿和凤尾，由于其叶片表面积较大，具有更大的吸附表面，所以其吸附的Cap-S比肥牛更多；同时由于茼蒿和凤尾除具有叶片，还带有一定厚度的茎，在烫煮过程中Cap-S会向内部转移和积累，故茼蒿和凤尾内部也具有较高含量的Cap-S。

对于肥牛而言，烫煮后内部和表面的Cap-S分布较为一致，由于其较薄，故肥牛对Cap-S的吸附和积累不如茼蒿和凤尾。

2.6 Cap-S的吸附系数

为了直观地反映食材对火锅底料汤底中Cap-S的吸附情况，分别采用食材在油相和水相Cap-S的吸附系数，表示不同食材对Cap-S的吸附能力。从表5可以看出，不同食材在牛油和清油火锅底料汤底中烫煮后，对Cap-S的吸附能力不同；食材在水相中烫煮后，对Cap-S的吸附能力增加，总体高于在油相中烫煮后的吸附情况，其原因可能是：1）Cap-S具有脂溶性，在油相中具有较高的含量，但是食材含有大量的水（除含有部分脂肪，肥牛主要是由瘦肉构成，其中含有大量水），可以将食材看做“水相”，当食材在火锅底料汤底水相和油相中烫煮时，“水相”的食材和火锅底料汤底的油相之间存在一定的界面，可能会影响Cap-S的转移；2）由研究可以看出火锅底料汤底油相中Cap-S含量明显高于水相，因此使用公式计算吸附系数时有可能会使其减小。

表 5 食材在不同火锅底料汤底烫煮 Cap-S的吸附系数Table 5 Coefficients of capsaicinoids absorption by cooked foodstuffs in the water and oil phases

对于荤菜类而言，在牛油火锅底料汤底油相和水相中烫煮后Cap-S吸附系数分别为0.054～0.202、0.155～0.750；在清油火锅底料汤底油相和水相中烫煮后Cap-S吸附系数分别为0.024～0.202、0.201～0.857；总体而言，牛油和清油火锅底料汤底中荤菜类Cap-S吸附系数较为接近。肉丸和虾饺具有一定体积，与其他几种荤菜相比，其表面积较小，故其对Cap-S的吸附能力较弱。其他几种荤菜都比较薄，具有相对较大的表面积，因此对Cap-S的吸附较多，吸附系数较大。

对于素菜类而言，在牛油火锅底料汤底油相和水相中烫煮后Cap-S吸附系数分别为0.077～0.846、0.441～4.506；在清油火锅底料汤底油相和水相中烫煮后Cap-S吸附系数分别为0.033～0.527、0.260～6.309；总体而言，茼蒿、凤尾、粉丝对Cap-S的吸附系数（水相）均大于1，吸附能力较强，其原因可能是由于这些食材具有较大的表面积。花菜、豆皮和藕在牛油和清油火锅底料汤底中所表现出来的辣味吸附系数差异较大，其具有原因有待进一步研究。

从以上研究可以看出，总体而言，素菜类食材中的叶菜类对Cap-S的吸附较高，荤菜类食材对Cap-S的吸附较低，食材对Cap-S的吸附与表面积有一定关系。

3 结 论

食材表现出来的辣味程度与食材的种类和吸附的Cap、D-Cap含量有关。荤菜类食材对Cap-S的吸附能力低于素菜类食材，且表现出的感官辣度在微辣～中辣范围，大部分素菜类食材表现出来的感官辣度在中辣～高辣范围。另外，叶菜类食材的辣味程度普遍高于其他类食材，且叶菜类食材对Cap-S的吸附能力更强，这可能是叶菜类食材对Cap-S的吸附不是单纯依靠浓度差，而是具有一定的积累作用，但其原因有待进一步研究。

食材吸附Cap-S的含量与底料中Cap-S的含量、种类、底料用油的类型有关。无论是牛油火锅底料还是清油火锅底料，其中的Cap含量都比D-Cap含量高，食材经烫煮后，吸附的Cap含量也比D-Cap含量高。而从吸附系数看，食材在水相中烫煮后的吸附系数明显高于在油相中烫煮后的吸附系数，说明在水相中，食材吸附Cap-S的能力更强，这可能与Cap-S是一类亲油疏水性物质有关[29-30]。

牛油底料汤底中的Cap-S在叶菜类中渗透的速率可能比荤菜更快；而清油底料汤底中，荤菜类的渗透速率较快一些。

影响食材辣味的程度是复合因素作用的结果，除了与本研究的食材类型、火锅底料类型、烫煮的方式有关外，可能还与食材烫煮前的形状和厚度、食材的新鲜度、火锅底料熬煮的时间、香辛料的颗粒度等有关[31-32]。研究Cap-S的迁移变化规律，将对辣味物质的分级提供帮助，科学的指导人们健康的饮食。