小茴香调味油的研制与工艺优化

陈鑫沛，王东营，孟雨东，马宇翔，汪学德

(河南工业大学 粮油食品学院，郑州 450001)

小茴香，别名谷茴、怀香，是伞形科植物茴香(FoeniculumvulgareMill.)的成熟果实[1]。《本草纲目》记载，小茴香为温里药，可温肾散寒、理气止痛[2]；现代研究发现，小茴香所含茴香油具有较好的抗菌、抗炎功效，具有潜在的临床应用价值[3]。同时，因其具有丰富多样、芳香浓郁的气味[4-6]，小茴香也被用作特色香料，不仅能够直接用于美味佳肴的烹饪[7]，而且可用于制作各种复合香料[8]。

调味油是以食用植物油为原料，继而从食用植物或植物籽粒中提取的呈香呈味物质溶于原料油而得到的成品[9]。作为食用油的衍生产品，调味油保留了原料油的营养价值，而香料的添加则为其赋予香、鲜、甜、辣等气味或滋味[10]，从而能够满足大众对健康与调味的双重消费需求。至于调味油的生产，植物油浸提工艺因其提取过程操作简单，既省时省力，又无溶剂残留[11]，故成为最常用的工艺之一。现有报道显示，香料中提取的呈香呈味物质在浸入植物油后，在烹饪过程中容易与食物结合，从而能够获得具有特定气味与滋味的食品[12]。而在目前研究中有辣椒、芥末、葱、孜然等调味油[13]，小茴香调味油则少有开发。

作为我国第五大食用油，葵花籽油营养丰富，清淡透明。用于烹饪时，葵花籽油易保留食材的天然风味[14]，不易与香料风味发生冲突，故而适合调味油的生产。本文拟选择葵花籽油和小茴香作为原料生产小茴香调味油，通过感官评价对其分别打分，进而使用单因素试验法与正交试验法对其生产工艺进行设计优化，以期获得小茴香调味油的最佳生产工艺。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

葵花籽油：购于京东商城线上超市；葱、姜、蒜：购于河南郑州丹尼斯超市；小茴香：购于河南郑州张仲景大药房。

AL204电子天平 梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；SZCL-2型数显智能控温磁力搅拌器 巩义市予华仪器有限责任公司；LD5-10型低速离心机 北京京立离心机有限公司；UV-6000PC型紫外可见光分光光度计 上海元析仪器有限公司；KL-16B密封型摇摆式粉碎机 广州市旭朗机械设备有限公司；HS-250型恒温恒湿培养箱 北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.2 调味油的生产工艺

葵花籽油→加入小茴香粉→高温浸提→冷却后除去小茴香粉→评价调整→加入葱、姜、蒜→评价调整→包装→成品调味油。

1.2.1 生产工艺操作要点

1.2.1.1 原料处理

小茴香与葱、姜、蒜清洗干净后，晾干至表面没有水分。简单切断处理后，用粉碎机将小茴香、葱、姜、蒜粉碎，分别装入密封袋中，排尽空气冷藏保存。

1.2.1.2 调味

按照比例向300 g葵花籽油中加入小茴香粉，加热至设定温度并稳定后浸提一定时间，冷却至室温后，离心取上清液，经过真空抽滤得到纯净的调味油，最后向调味油中加入一定比例的葱、姜、蒜，做适当加热处理。

1.2.1.3 包装

生产出的调味油冷却至室温后，及时进行密封包装，置于阴凉干燥处保藏。

1.3 调味油的生产工艺优化

1.3.1 单因素试验

以300 g葵花籽油为基础油，探究3种工艺条件即小茴香添加量、浸提温度、浸提时间对调味油感官品质的影响；在此工艺条件优化基础上，探究3种辅料添加量，即葱、姜、蒜的添加量对调味油感官品质的影响。

1.3.1.1 小茴香添加量对调味油感官品质的影响

在浸提温度40 ℃、浸提时间20 min的工艺条件下，探究不同小茴香添加量(9，12，15，18，21 g)对调味油感官品质的影响。

1.3.1.2 浸提温度对调味油感官品质的影响

在小茴香添加量9 g、浸提时间20 min的工艺条件下，探究不同浸提温度(40，50，60，70，80 ℃)对调味油感官品质的影响。

1.3.1.3 浸提时间对调味油感官品质的影响

在小茴香添加量9 g、浸提温度40 ℃的工艺条件下，探究不同浸提时间(20，30，40，50，60 min)对调味油感官品质的影响。

1.3.1.4 葱添加量对调味油感官品质的影响

在小茴香添加量12 g、浸提温度60 ℃、浸提时间30 min、姜添加量4 g、蒜添加量4 g的工艺条件下，探究不同葱添加量(4，5，6，7，8 g)对调味油感官品质的影响。

1.3.1.5 姜添加量对调味油感官品质的影响

在小茴香添加量12 g、浸提温度60 ℃、浸提时间30 min、葱添加量4 g、蒜添加量4 g的工艺条件下，探究不同姜添加量(4，5，6，7，8 g)对调味油感官品质的影响。

1.3.1.6 蒜添加量对调味油感官品质的影响

在小茴香添加量12 g、浸提温度60 ℃、浸提时间30 min、葱添加量4 g、姜添加量4 g的工艺条件下，探究不同蒜添加量(4，5，6，7，8 g)对调味油感官品质的影响。

1.3.2 正交试验

结合单因素试验结果设计两组正交试验[15]，探究工艺条件和辅料添加量对调味油感官品质的影响。

1.3.2.1 工艺条件正交试验

以小茴香添加量(A)、浸提温度(B)、浸提时间(C)作为对调味油感官评分的考察因素，选取3个水平进行正交试验，设计L9(33)正交表，见表1。

表1 正交试验因素水平表

1.3.2.2 工艺条件验证试验

以表1确定的最优工艺条件进行验证试验。

1.3.2.3 辅料添加量正交试验

在表1正交试验优化结果的基础上，进一步以葱添加量(D)、姜添加量(E)、蒜添加量(F)作为对调味油感官评分的考察因素，选取3个水平进行正交试验，设计L9(33)正交表，见表2。

表2 正交试验因素水平表

1.3.2.4 辅料添加量验证试验

以表2确定的最优辅料添加量进行验证试验。

1.4 调味油的感官评价

称取相同质量不同配比的调味油，保证其内部颜色均匀，由30个经过专业培训过的感官评价员按照表3的标准进行评分。评价分为4个项目：色泽(20分)、气味(30分)、滋味(30分)和固形物分布情况(20分)，每个项目都有不同程度的感官描述，各种程度均对应10分，评价总分为100分。

表3 小茴调味油感官评价标准Table 3 The sensory evaluation criteria of cumin flavoring oil

1.5 调味油质量指标测定

1.5.1 理化指标测定

按照食品安全国家标准GB 5009.229-2016与GB 5009.227-2016的方法，分别对成品小茴香调味油的酸价、过氧化值进行测定。

1.5.2 微生物指标测定

按照食品安全国家标准GB/T 4789.2-2016与GB 4789.3-2016的方法，分别对成品小茴香调味油的细菌总数、大肠杆菌进行测定。

1.6 数据处理

所得数据使用Excel 2010记录，进行误差计算并制作表格，最后使用GraphPad Prism 8绘图。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 小茴香添加量对调味油感官品质的影响

由图1可知，随着小茴香添加量的增加，调味油的感官评分呈先上升后下降的趋势。在小茴香添加量由9 g增至15 g的过程中，调味油中小茴香的香气逐渐增强，调味油的感官评分不断上升并最终达到最大值，此时的调味油气味、滋味达到最佳；而在小茴香添加量超过15 g后，可能是由于小茴香的气味和滋味超过了人们可接受的范围，调味油的感官评分开始降低。

图1 小茴香添加量对调味油感官评分的影响Fig.1 The effect of cumin additive amount on the sensory score of flavoring oil

2.1.2 浸提温度对调味油感官品质的影响

由图2可知，浸提温度从40 ℃增加到50 ℃时，小茴香调味油的感官评分上升至最大值。但随着浸提温度继续增加至80 ℃，感官评分则开始缓慢下降，这是由于当浸提温度超过50 ℃后，溶于调味油的挥发性成分经热加工逐渐流失[16]，使调味油的香气变淡，鲜味不足，导致其感官评分下降。

图2 浸提温度对调味油感官评分的影响

2.1.3 浸提时间对调味油感官品质的影响

由图3可知，调味油的感官评分随着时间的增加总体呈先上升后下降的趋势。当浸提时间从20 min增至40 min时，调味油浸提所得风味物质增多，其感官评分上升，直至浸提时间为40 min时达到最大值。而继续增加浸提时间后，感官评分则开始迅速下降，这是由于长时间的浸提虽有助于油脂浸入小茴香的细胞组织，萃取更多风味化合物，但同时会使这些化合物在油脂表面持续散失，导致调味油的感官评分降低[17]。

图3 浸提时间对调味油感官评分的影响Fig.3 The effect of extraction time on the sensory score of flavoring oil

2.1.4 葱添加量对调味油感官品质的影响

由图4可知，随着葱添加量由4 g增加至7 g，调味油的感官评分呈上升趋势，这得益于葱的特征风味能为调味油提供怡人的清香，使调味油的香气更具层次感[18-19]。当葱添加量达7 g时，调味油的感官评分取得最大值，但葱添加量继续增加后，浓重的葱香逐渐掩盖住小茴香的香气，使得调味油的感官评分开始下降。

图4 葱添加量对调味油感官评分的影响Fig.4 The effect of onion additive amount on the sensory score of flavoring oil

2.1.5 姜添加量对调味油感官品质的影响

姜具有发汗解表和镇痛消炎的生理功效[20]及抗油脂氧化的能力[21]，既可为调味油增加保健功能，又可延长其货架期。由图5可知，随着姜添加量的增加，调味油的感官评分呈先增加后降低的趋势。当姜添加量由4 g增加至7 g时，姜的风味不断融入调味油中，使其感官评分逐渐上升，直到姜添加量为7 g时取得最大值，此时的调味油具有最佳的感官品质。继续增加姜添加量，调味油中的颗粒物增多，导致其感官评分降低。

图5 姜添加量对调味油感官评分的影响Fig.5 The effect of ginger additive amount on the sensory score of flavoring oil

续 表

2.1.6 蒜添加量对调味油感官品质的影响

由图6可知，从4 g开始增加蒜添加量，调味油的蒜香增加，其感官评分也逐渐上升，直到蒜添加量达6 g时取得最大值，随后感官评分开始下降。相比图4与图5中调味油感官评分达到最大值时对应的葱、姜添加量，图6中对应的蒜添加量有所减少，这可能是由于生蒜具有较为强烈的刺激性气味，未经加热脱除，会带来较强的感官刺激，使调味油的感官评分下降[22]。

图6 蒜添加量对调味油感官评分的影响Fig.6 The effect of garlic additive amount on the sensory score of flavoring oil

2.2 正交试验

2.2.1 工艺条件正交试验

由单因素试验确定工艺条件的选值范围，按照表1进行正交试验，得到正交试验结果，见表4。

表4 正交试验结果表

由表4可知，极差分析得到3个因素的R值排序为A>B=C，R值代表所选因素影响感官评分的程度大小，即3个考察因素对调味油感官评分的影响程度由大到小为小茴香添加量>浸提温度=浸提时间。结果显示：小茴香作为主要风味原料，其添加量对调味油的感官品质影响最显著。根据k值的大小，可以确定调味油的最优工艺条件为A1B2C1，即当小茴香添加量12 g，浸提温度60 ℃，浸提时间30 min时，调味油感官品质最佳。

2.2.2 工艺条件验证试验

以表4确定的最优工艺条件(小茴香添加量12 g，浸提温度60 ℃，浸提时间30 min)进行验证试验，得到调味油的感官评分为87分。对比表4可知，验证试验的感官评分最优，故优化工艺准确可靠。

2.2.3 辅料添加量正交试验

在优化后的工艺条件基础上，由单因素试验确定辅料添加量的选值范围，按照表2进行正交试验，得到正交试验结果，见表5。

表5 正交试验结果表

由表5可知，3个因素的R值排序为F>E>D，即3个考察因素对调味油感官评分的影响程度由大到小为蒜添加量>姜添加量>葱添加量。对比葱添加量与姜添加量，蒜添加量对感官评分的影响更显著。根据k值大小，可以确定调味油的最优辅料添加量为D2E1F2，即当葱添加量6 g，姜添加量5 g，蒜添加量6 g时，调味油的感官品质最佳。

2.2.4 辅料添加量验证试验

以表4与表5确定的最优工艺条件及辅料添加量(小茴香添加量12 g，浸提温度60 ℃，浸提时间30 min，葱添加量6 g，姜添加量5 g，蒜添加量6 g)进行验证试验，得到的调味油感官评分为88分。对比表5可知，验证试验的感官评分最优，故优化工艺准确可靠。

2.3 小茴香调味油指标测定结果

由表6可知，最优工艺生产出的成品小茴香调味油的酸价和过氧化值分别为2.163 mg KOH/g和0.124 g/100 g，同时两种微生物即细菌与大肠杆菌均未检出。4项指标均符合《植物油》国家规定标准[23]与《食用调味油》团体标准。

表6 小茴香调味油理化指标和微生物指标Table 6 The physicochemical and microbial indexes of cumin flavoring oil

3 结论

小茴香调味油以葵花籽油为基础油，小茴香为主要原料，葱、姜和蒜为辅料，并使用浸提的方法生产。通过单因素试验确定小茴香添加量、浸提温度、浸提时间、葱添加量、姜添加量和蒜添加量的范围，进一步通过两组正交试验确定最优工艺为：小茴香添加量12 g，浸提温度60 ℃，浸提时间30 min，葱添加量6 g，姜添加量5 g，蒜添加量6 g；极差分析结果显示，两组考察因素影响其感官品质排序分别为：小茴香添加量>浸提温度=浸提时间，蒜添加量>姜添加量>葱添加量。由最优工艺生产出的小茴香调味油在色泽、气味、滋味、颗粒分布上都有着良好的品质；其酸价、过氧化值与细菌总数、大肠杆菌数均符合国家标准。本文探索并优化了小茴香调味油的生产工艺，既拓展了香料调味油的市场，又为其他调味油的研发提供了思路。