花椒与其精油的复配应用对火锅风味的影响

马钤，郭川川，熊伟，姚英政*

(1.四川天味食品集团股份有限公司，成都 610200；2.四川省农业科学院农产品加工研究所，成都 610066)

花椒(ZanthoxylumbungeanumMaxim.)是芸香科花椒属植物的果实[1]，因其特殊的麻触感[2]和香气[3]，被誉为中国传统“八大调味品”之一[4]。花椒主要含有酰胺类物质、生物碱、挥发性油等多种有效成分，不仅可以作为香辛调味品原料，也可以用于消炎镇痛、抑菌等领域[5]。花椒中的酰胺类物质是产生麻味的主要物质，又称麻味素、崖椒酰胺，其主要呈味基团是酰胺基团[6]。花椒中挥发性油是产生花椒香气的主要物质，主要包含萜类物质和芳香族化合物[7]。以往研究报道的花椒挥发性油和花椒精油有一定的区别。花椒精油主要通过有机溶剂萃取或超临界萃取花椒制取，包括烯烃类化合物、醇类化合物、酮类化合物和酯类化合物等物质[8]。国内外有大量针对花椒精油中挥发性风味成分的研究以及花椒精油抗氧化性[9]、抑菌性[10-11]、抗衰老[12]、药理学[13-14]的应用研究，但鲜有文献报道花椒精油与酰胺类物质(麻味素)的关系。

手工牛油火锅是目前市场上的主流火锅之一[15]。火锅底料的质量直接决定着火锅的风味和口感，而花椒是牛油老火锅底料中最重要的提香提味物质之一[16]。火锅中的花椒使用量较大，运输和储藏成本非常高，并且风味易受雨水天气的影响。花椒精油在食品中的应用不仅保留了花椒原有的香麻味，极大地减少了花椒在储藏、销售过程中有效成分的损失[17]。公敬欣等[18]研究了花椒经水煮及热油处理后其麻味素的含量变化，结果发现花椒在水中或者油中蒸煮，麻味素均需要较长的时间才能释放，并且在加热过程中麻味素有一定的损失。朱家淼[19]研究了不同加工温度和时间对花椒精油品质的影响，结果发现花椒精油受直接加热的影响，麻味物质会显著变化。但是，鲜有关于花椒精油在火锅煮沸过程中汤汁中花椒类风味和麻味素含量变化的研究报道。本文将研究花椒与花椒精油在火锅中复配使用，考察在煮沸过程中火锅汤汁中花椒类风味的变化，以期为从事火锅调味品加工的科技人员提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

牛油：四川森态源食品有限公司；汉源红花椒：汉源天鸿花椒种植专业合作社；二荆条干辣椒：成都盛原泰食品有限公司；川友牌郫县豆瓣酱：成都市亿城食品有限公司；花椒麻素(纯度≥98%)：成都麦德生中药对照品有限公司；化学试剂(均为色谱纯)：其余材料均为市购。

300 L超临界萃取仪 贵州航天乌江机电设备有限责任公司；300 L半自动电磁炒锅 诸城市安泰机械有限公司；SSD1000宽网带隧道速冻机 上虞市鑫兴制冷食品机械厂；SPX-150B智能型生化培养箱 上海琅轩实验设备有限公司；JD500-3电子天平 沈阳龙腾电子有限公司；Agilent 1260液相色谱仪、DAD检测器 美国安捷伦科技公司。

1.2 花椒精油的萃取

进料200 kg，设置萃取温度为40 ℃、压力为35 MPa、CO2流量为12 mL/min于超临界萃取仪中萃取2 h，然后于100 ℃下分子蒸馏除水得到高浓度的红花椒精油。

1.3 火锅底料基本配方和工艺

基本配方：老火锅牛油120 kg、汉源红花椒10 kg、干辣椒24 kg、郫县豆瓣64 kg、浓香鸡油8 kg、生姜16 kg、大葱1 kg、香葱1 kg、大蒜6 kg、洋葱1 kg、白砂糖13 kg、食盐20 kg、鸡粉17 kg、豆豉酱10 kg、醪糟汁1 kg、黄酒1 kg、复合香辛料2.3 kg(八角∶山奈∶桂皮∶小茴∶草果∶紫草∶香叶∶香草∶丁香为2∶1∶1∶1∶0.5∶0.5∶0.02∶0.2∶0.1)。

基本工艺：将老火锅牛油加热融化至160 ℃，然后加入大葱、香葱控制温度在120 ℃左右油炸至呈金黄色(或油炸2 min)，捞出残渣。加入姜、蒜，搅拌1 min，加入糍粑辣椒，加入郫县豆瓣至水汽干、色红油亮时，加入豆豉酱和醪糟汁，加入用黄酒浸泡的香辛料，于100 ℃左右炒制1 min，随后加入食用盐、味精、白砂糖、鸡粉，搅拌均匀。花椒原为和香辛料一同加入，此处调整为单独加入。500 g灌装，冷却成型，于4 ℃贮藏备用。

1.4 花椒和花椒精油单独加入火锅的煮沸实验

将重量为500 g的牛油老火锅底料分别加入A，B两组，每组各1块。A组加入16 g花椒、5000 mL纯水，命名为花椒火锅，B组加入2.24 g花椒精油(由16 g花椒萃取为花椒精油得率计算的质量，花椒萃取为花椒精油得率为14%)、5000 mL纯水，命名为花椒精油火锅。花椒火锅和花椒精油火锅分别用220 ℃的电磁炉煮沸。每组、每样独立煮沸10，20，30，40，50，60，90，120，150 min。各组煮沸到指定时间后，停止加热，捞出残渣。冷却到50 ℃后，用50 ℃的纯水定容到5000 mL，搅拌混匀。取样测定火锅汤汁的麻味素、花椒麻味评分、花椒香味评分。

1.5 花椒和花椒精油复配加入火锅的煮沸实验

将重量为500 g的牛油老火锅底料分别加入A，B，C 3组，每组各1块。A组加入复配比为5∶5花椒和花椒精油(加入花椒精油的，是由同比例花椒萃取为花椒精油得率计算的质量)，B组加入复配比为4∶6花椒和花椒精油，C组加入复配比为3∶7花椒和花椒精油。每组火锅底料中分别加入5000 mL纯水，命名为5∶5、4∶6、3∶7火锅。每组、每样独立煮沸10，30，60，120 min(由于品鉴人员感官疲劳，减少了煮沸时间梯度)。各组煮沸到指定时间后，停止加热，捞出残渣。冷却到50 ℃后，用50 ℃的纯水定容到5000 mL，搅拌混匀。取样测定火锅汤汁的麻味素、花椒麻味评分、花椒香味评分。

1.6 麻味素含量的测定

取50 mL火锅汤汁于烧杯中，用均质机以1000 r/min均质5 min使汤汁充分混匀。取10 g混匀后的汤汁于三角瓶中，加入75 mL甲醇和25 mL乙醚，25 ℃超声萃取2 h。萃取液转移至分液漏斗中，残液重复萃取1次，一并转移至分液漏斗。上层液过无水硫酸钠，真空旋转浓缩，残液用氮气吹干,残渣用甲醇溶解至10 mL，0.45 μm过滤备用。流动相：甲醇-水溶液(70∶30)，流速1.0 mL/min，检测波长270 nm，柱温30 ℃，进样量10 μL。

1.7 花椒麻味和香味的感官评定

花椒麻味和花椒香气的感官评定小组由36个接受过专业训练的人员组成，每个感官评定工位均为独立隔间。为了避免感官疲劳，将感官评定人员分为A，B，C 3个小组，每组12人。A成员品评样品为：花椒火锅煮沸10，40，90 min的样品，花椒精油火锅煮沸30，60，150 min的样品、5∶5火锅煮沸10，30 min的样品，4∶6煮沸120 min的样品，3∶7火锅煮沸30 min的样品；B组成员品评样品为：花椒火锅煮沸20，50，120 min的样品，花椒精油火锅煮沸20，50，120 min的样品、4∶6火锅煮沸10 min的样品，5∶5火锅煮沸60 min的样品，4∶6火锅煮沸60 min的样品，3∶7火锅煮沸60 min的样品；C组成员品评样品为：花椒火锅煮沸30，60，150 min的样品，花椒精油火锅煮沸10，40，90 min的样品，3∶7火锅煮沸10 min的样品，5∶5火锅煮沸120 min的样品，4∶6火锅煮沸30 min的样品，3∶7火锅煮沸120 min的样品。每个成员品评的样品均为50 ℃重10 g的火锅汤汁，每个样品均独立编号。花椒麻味和香味的感官评分均为0～100分。

1.8 香精语言分析

从上述A，B，C 3组感官评分人员中，每组随机选择4人对花椒火锅、4∶6火锅、3∶7火锅煮沸10，30 min的汤汁进行香精语言评价。香精语言及描述见表1。

表1 香精语言及描述Table 1 The essence language and description

1.9 数据处理

所有数据采集均使用Microsoft Office Excel 2010统计。差异显著性分析采用DPS 7.5，P<0.05被认为差异显著。

2 结果与讨论

2.1 花椒和花椒精油对火锅中花椒风味的影响

研究了花椒与花椒精油分别在火锅中煮沸150 min过程中麻味素含量、花椒麻味和花椒香气的变化，见图1。

图1 花椒与花椒精油单独使用对火锅风味的影响Fig.1 Effect of Zanthoxylum bungeanum and its essential oil used alone on the flavor of hot pot

比较麻味素含量的变化(见图1中Ⅰ)，随着煮沸时间的增加，添加花椒和花椒精油的火锅中的麻味素含量都有先增加后稳定减少的趋势。煮沸10～60 min，花椒火锅中麻味素含量呈显著增加(P<0.05)。煮沸60～150 min，花椒火锅中的麻味素含量变化不显著(P>0.05)。煮沸90 min，花椒火锅中的麻味素含量有最大值(8.06±0.16) mg/kg。煮沸90～150 min，花椒火锅中的麻味素略有下降(P>0.05)。煮沸150 min，花椒火锅中的麻味素含量为(7.43±0.27) mg/kg。煮沸10～30 min，花椒精油火锅中麻味素含量略有上升，但不显著(P>0.05)。煮沸30 min，花椒精油火锅中的麻味素含量有最大值，为(8.51±0.28) mg/kg。煮沸30～150 min，花椒精油火锅中的麻味素含量持续降低，但在煮沸60 min后才有显著性(P<0.05)。煮沸150 min，花椒精油火锅中的麻味素含量为(6.94±0.17) mg/kg。

在煮沸过程中，花椒火锅中麻味素最高含量为(8.06±0.16) mg/kg，产生时间为90 min；花椒精油火锅中的麻味素最高含量为(8.51±0.28) mg/kg，产生时间为30 min。由此可以看出，花椒精油火锅比花椒火锅中产生的最大麻味素含量高6.25%，产生时间快60 min。花椒精油是花椒萃取物，将花椒精油加入火锅中，麻味素可以快速释放；而将花椒中的麻味素结合花椒种皮油体中，释放比较缓慢，这可能是花椒精油比花椒最大麻味素含量产生时间更快的原因。花椒火锅和花椒精油火锅中的麻味素，在产生最大值后，继续蒸煮过程中都有一定的降低。这可能是花椒中的麻味素主要是花椒酰胺、崖椒酰胺，在加热过程中容易分解。在蒸煮150 min时，花椒火锅中的麻味素含量为(7.43±0.27) mg/kg，而花椒精油火锅底料中的麻味素含量仅为(6.94±1.73) mg/kg。花椒精油比花椒火锅中的麻味素在后期蒸煮过程中分解更快，可能是花椒精油中的麻味素缺少油体保护。

比较花椒麻味的变化(见图1中Ⅱ)，随着煮沸时间的增加，添加花椒和花椒精油的火锅中的花椒麻味都有先增加后稳定减少的趋势。煮沸10～90 min，花椒火锅麻味评分呈显著增加(P<0.05)。煮沸90 min，花椒火锅中的麻味评分有最大值(93±3)分。煮沸90～150 min，花椒火锅中的麻味评分平缓降低(P>0.05)。煮沸150 min，花椒火锅中的花椒麻味评分为(89±2)分。煮沸10～30 min，花椒精油火锅的麻味评分略有提高(P>0.05)。煮沸30 min，花椒精油火锅的麻味评分达到最大值(92±2)分。煮沸30～150 min，花椒精油火锅的麻味评分持续降低，但在煮沸90 min后才有显著性(P<0.05)。煮沸150 min，花椒精油火锅中的花椒麻味评分为(78±3)分。

在煮沸过程中，花椒火锅麻味评分最高为(93±3)分，产生时间为90 min；花椒精油火锅麻味评分最高为(92±2)分，产生时间为20 min。由此可以看出，花椒精油火锅与花椒火锅麻味最高评分没有显著差异(P>0.05)，但产生时间快70 min。麻味达到最高后，花椒和花椒精油火锅在继续煮沸过程中，麻味均有所降低。但煮沸150 min，花椒火锅的花椒麻味评分为(89±2)分，而花椒精油火锅的花椒麻味评分仅为(78±3)分。这说明在后期煮沸过程中，花椒火锅比花椒精油火锅的麻味更稳定，且高分麻味持续时间更长。花椒中的麻味主要来源于麻味素，麻味评分的高低与火锅汤料中麻味素含量有一定的相关性。花椒精油麻味释放比花椒麻味释放快，但持续时间较短，可能是花椒精油中的麻味素是萃取物，在加热过程中能更快地溶解到汤汁中，麻味更快地体现出来；而评分下降更快的原因同样可能是花椒精油中的麻味素缺少花椒细胞壁以及油体保护，从而分解更快。

比较花椒香气的变化(见图1中Ⅲ)，随着煮沸时间的增加，添加花椒和花椒精油的火锅中的花椒香气都有先增加后稳定减少的趋势。煮沸10～60 min，花椒火锅香气评分持续上升，10～40 min显著(P<0.05)，40～60 min不显著(P>0.05)，花椒火锅香气评分继续增加(P>0.05)。煮沸60 min，花椒火锅的香气评分有最大值(90±2)分。煮沸90～150 min，花椒火锅的花椒香气评分显著降低(P<0.05)。煮沸150 min，花椒火锅的花椒香气评分为(40±2)分。煮沸10～30 min，花椒精油火锅的花椒香气评分略有提高(P>0.05)。煮沸30 min，花椒精油火锅的花椒香气评分达到最大值(90±4)分。煮沸30 min后，花椒精油火锅的花椒香气评分持续降低，显著性降低(P<0.05)。煮沸150 min，花椒精油火锅的花椒香气评分为(21±2)分。

从花椒香气最高评分来看，花椒火锅(90±2)分与花椒精油火锅(90±4)分没有显著差异。从产生花椒香气最高评分的时间来看，花椒精油火锅(60 min)比花椒火锅(30 min)快30 min。观察煮沸150 min时的花椒香气，花椒火锅(40±2)分比花椒精油火锅(21±2)分高20分左右。由以上现象可知，花椒精油比花椒在火锅煮沸过程中香气释放更快，但高分保持时间较短。这是因为花椒香气成分(具体成分)主要存在于花椒精油中，在煮沸过程中花椒精油的香味物质可以直接释放，同样也因为释放过快而导致高分保持时间较短。

结合麻味素、花椒麻味评分、花椒香气评分最大值和最大值到达时间，同时结合麻味素、花椒麻味评分、花椒香气评分的稳定性和高分保持时间，可以得出花椒精油火锅比花椒火锅的麻味和香气释放更快，但保持时间较短。这使花椒与花椒精油在火锅中复配使用，来兼顾最高分为评分和保持时间有一定的意义。

2.2 花椒与精油复配对火锅中花椒风味的影响

花椒与花椒精油复配(5∶5、4∶6、3∶7)后，火锅煮沸在10，30，60，120 min后，麻味素含量、花椒麻味和花椒香味的变化见图2。

图2 花椒与花椒精油复配使用对火锅风味的影响Fig.2 Effect of Zanthoxylum bungeanum and its essential oil compound used on the flavor of hot pot

花椒与花椒精油复配后，随着煮沸时间的增加，火锅中的麻味素含量整体有先增加后降低的趋势(见图2中Ⅰ)。分析相同配方比，不同煮沸时间的差异，5∶5、4∶6、3∶7复配火锅中麻味素均有先增加后下降的趋势。5∶5、4∶6复配火锅在煮沸10～30 min时，麻味素显著上升(P<0.05)；煮沸30～120 min，麻味素没有明显变化。3∶7复配火锅在蒸煮10～60 min时，麻味素含量没有显著性变化；继续煮沸60～120 min，麻味素含量显著降低(P<0.05)。分析相同蒸煮时间，不同配方比的差异，在煮沸10 min时，3∶7复配火锅中的麻味素含量显著大于(P<0.05)4∶6和5∶5；4∶6复配火锅的麻味素含量高于5∶5，但是不显著。5∶5、4∶6、3∶7复配火锅，分别在煮沸30，60，120 min时，麻味素含量均无显著性差异。

花椒与花椒精油复配的火锅，在煮沸过程中，麻味素含量均有先增加后降低的趋势，这表明火锅中的麻味素有动态溶解和动态分解的过程。麻味素含量的增加可能是花椒中的麻味素溶解到了火锅汤料中；麻味素含量的降低很可能是因为高温蒸煮使麻味素变性或分解。在复配火锅中，随着花椒精油比例的增加，麻味素含量达到最高含量的时间较快，但在继续煮沸过程中麻味素分解也相对较快。精油比例较高时，麻味素可以更直接地溶解到火锅中，同样也会因为缺少花椒种皮的保护而分解较快。

比较花椒麻味的变化，花椒与花椒精油复配后，随着煮沸时间的增加，火锅中的麻味评分整体有先增加后趋于平缓下降的趋势(见图2中Ⅱ)。观察相同配方比，不同煮沸时间的差异，5∶5、4∶6复配火锅在煮沸10～30 min，麻味评分显著增加(P<0.05)，继续煮沸30～120 min，麻味评分没有明显变化。3∶7复配火锅煮沸10～60 min，麻味评分略有先上升后下降的趋势，但差异不显著，煮沸120 min时的麻味评分显著低于煮沸60 min时的麻味评分。分析相同煮沸时间，不同配方比的差异，煮沸10 min，3∶7复配火锅中的麻味评分显著高于(P<0.05)5∶5；4∶6复配火锅的麻味评分高于5∶5并低于3∶7，但是不显著。5∶5、4∶6、3∶7复配火锅，分别在煮沸30，60，120 min时，麻味评分均无显著性差异。

由此可以看出，在煮沸过程中，随着复配方案中花椒精油比例的增加，火锅麻味评分能够更快达到最大值，且5∶5、4∶6、3∶7复配火锅在煮沸30～120 min时麻味评分相对稳定。从麻味最大值的产生时间和麻味稳定时间来看，3∶7复配方案有助于火锅麻味快速最大化，且相对稳定。

比较花椒香气评分的变化，花椒与花椒精油复配后，随着煮沸时间的增加，火锅中的花椒香气评分整体有先增加后降低的趋势(见图2中Ⅲ)。比较相同配方比的火锅，在不同煮沸时间中花椒香气的变化。煮沸10～30 min，5∶5、4∶6复配火锅的花椒香气评分显著增加(P<0.05)，3∶7复配火锅的花椒香气评分有一定的增加但不显著。煮沸30～60 min，5∶5复配火锅的花椒香气评分略有降低(P>0.05)，4∶6、3∶7复配火锅的花椒香气评分显著降低(P<0.05)。继续煮沸60～120 min，5∶5、4∶6、3∶7复配火锅的花椒香气评分均显著降低(P<0.05)。分析相同煮沸时间，不同配方比复配火锅中花椒香气评分的差异。煮沸10 min，3∶7复配火锅的花椒香气评分和5∶5高于4∶6，但差异均不显著。煮沸30，60，120 min，5∶5、4∶6、3∶7复配火锅的花椒香气评分无显著性差异。

在煮沸过程中，随着复配方案中花椒精油比例的增加，火锅香气评分能够更快达到最大值。这说明花椒精油比例的增加，能使火锅中的花椒香味物质快速释放，但随着花椒精油使用量的进一步增加，火锅中的花椒香味物质又释放或分解太快。在选择花椒与精油制作火锅底料时，花椒精油的占比既不能太高，也不能太低。

2.3 花椒与精油复配对火锅中香精风味的影响

运用香精语言分析花椒与其精油复配比为4∶6、3∶7的火锅在煮沸10，30 min时整体风味和滋味的变化，见图3。

图3 花椒与花椒精油复配应用对火锅香精语言的影响Fig.3 Effect of Zanthoxylum bungeanum and its essential oil compound used on the essence language of hot pot

煮沸10 min，花椒与其精油复配比4∶6、3∶7的火锅与花椒火锅相比较整体滋味变化不显著，但整体风味有一定的变化(见图3中Ⅰ)。由此可知，使用花椒精油的火锅中的花椒特征香味(花椒香、木香、花香)和花椒特征滋味(麻味)显著增加，但火锅中的油香(牛脂香、肉香、植物油香)受到一定的限制，且4∶6、3∶7的火锅与花椒火锅相比较，油香受到的抑制更大。煮沸30 min时(见图3中Ⅱ)，4∶6、3∶7复配火锅与花椒火锅相比较，花椒的香味和麻味得到明显改善，但3∶7复配火锅中的油香受到严重抑制，且油脂口感有一定的下降。这说明花椒与花椒精油复配使用，能使火锅的花椒香气和花椒麻味在煮沸10 min和30 min时得到显著提升，但随着花椒精油比例的进一步增加，会抑制火锅中的油香和油感。

3 结论

研究了花椒与花椒精油在火锅煮沸过程中麻味素含量、花椒麻味、花椒香气的变化，比较麻味素含量的变化。在煮沸过程中，花椒火锅在90 min时麻味素含量达到最高值(8.06±0.16)mg/kg；花椒精油火锅在30 min时麻味素含量达到最高值(8.51±0.28)mg/kg。花椒火锅和花椒精油火锅分别在90，20 min达到麻味最高评分(93±3)分、(92±2)分。从花椒香气评分来看，花椒火锅和花椒精油火锅分别在60，30 min达到最高评分(90±2)分、(90±4)分。由此可以看出，单独使用花椒精油的火锅比单独使用花椒火锅麻味和香气物质释放更快，但保持时间较短。这使花椒与花椒精油在火锅的复配使用，来兼顾最高分为评分和保持时间有一定的意义。

研究了花椒与花椒精油在火锅中复配(5∶5、4∶6、3∶7)使用，在煮沸过程中麻味素含量、花椒麻味和花椒香味的变化。从麻味素含量变化情况来看，5∶5、4∶6、3∶7复配火锅均有先增加后下降的趋势，但仅在煮沸10～30 min时显著上升，且仅在煮沸10 min时，3∶7复配火锅显著高于5∶5、4∶6。从麻味评分来看，随着复配方案中花椒精油比例的增加，火锅麻味评分能够更快达到最大值。从花椒香气评分来看，煮沸10 min，3∶7复配火锅的花椒香气评分高于5∶5和4∶6，但差异均不显著。煮沸30，60，120 min，5∶5、4∶6、3∶7复配火锅的花椒香气评分无显著性差异。由此可以说明随着花椒精油比例的增加，能使火锅中的花椒香味物质快速释放，但随着花椒精油使用量的进一步增加，火锅中的花椒香味物质又释放或分解太快。在选择花椒与精油制作火锅底料时，花椒精油的占比不能太高，也不能太低。

运用香精语言分析花椒与其精油复配比为4∶6、3∶7的火锅，分别在煮沸10，30 min时整体风味和滋味的变化。煮沸10 min时，使用花椒精油的火锅中的花椒特征香味(花椒香、木香、花香)和花椒特征滋味(麻味)显著增加，但火锅中的油香(牛脂香、肉香、植物油香)受到一定的限制，且4∶6、3∶7的火锅与花椒火锅相比较，油香受到的抑制更大。煮沸30 min时，4∶6、3∶7复配火锅与花椒火锅相比较，花椒香味和花椒麻味明显改善，但3∶7复配火锅中的油香受到严重抑制，且油脂口感有一定的下降。这说明花椒与花椒精油复配使用，能使火锅的花椒香气和花椒麻味在煮沸10 min和30 min时得到显著提升，但随着花椒精油比例的进一步增加，会抑制火锅中的油香和油感。