香辛料对牛油火锅风味品质的影响

王浩文，张峰轶，王传明，李般程，马钤，朱林

四川天味食品集团股份有限公司（成都 610200）

牛油火锅是川渝地区的特色美食，也是川渝地区融合程度最高的产业之一。牛油火锅以牛油为核心，添加豆瓣、花椒、姜蒜、香辛料等辛辣食材作为辅料，经过高温翻炒、融合的火锅底料成品麻辣醇香，脂香浓郁。香辛料的应用是火锅的另一大特色，牛油火锅中添加香辛料能有效抑制牛油的膻味，同时与其他食材搭配起到增香、提色、调味作用，提升火锅熬煮过程中的风味层次感，同时提高火锅的留香风味，使牛油火锅底料的风味厚重而不油腻。

对于火锅底料的研究集中在火锅底料配方优化[1]、不同熬煮时间火锅底料品质变化[2-3]、火锅菜品及烫漂次数对品质的影响[4]及油脂种类对火锅底料整体风味的影响[5-6]等，而香辛料作为火锅底料的重要原料之一，对其在火锅底料中风味贡献仍缺少系统研究。

牛油火锅风味由滋味前体化合物及风味化合物组成，基于感官快速描述剖面法[7]（flash profile，FP）及固相微萃取-气相色谱-质谱（SPME-GC-MS）联用技术[8]，以最优香辛料配方牛油火锅及未添加香辛料牛油火锅为研究对象，通过对试样的感官、风味化合物及滋味指标分析，探究香辛料对牛油火锅的风味贡献程度，解析火锅底料的关键风味化合物，为进一步选择香辛料种类及香辛料添加量的优化提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

牛油（四川森态源食品有限公司）；郫县豆瓣酱（成都市亿城食品有限公司）；复合香辛料（四川森海香料科技有限公司）；花椒、辣椒、食盐、葱姜蒜、味精等（均购自成都白家农贸市场）。

1.2 试验仪器与设备

9000-5977B气相色谱-质谱联用仪（美国安捷伦公司）；DB-WAX（30 m×0.25 mm×0.25 μm）色谱柱（美国安捷伦公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 火锅底料生产工艺流程

复配香辛料：根据前期研究得到香辛料最优配比添加八角、小茴香、草果、白芷、肉豆蔻、丁香；混合香辛料在火锅底料的添加量为2.2%[9]。香辛料通过粉碎机粉碎过2 mm筛网并称取相应重量后，添加白酒浸润并搅拌均匀备用；有添加香辛料熬煮工艺时添加香辛料，混匀后完成炒料。对照样采用同样工艺，仅未添加复配香辛料。

制样完成后，对样品进行编号：A样为试验样（添加香辛料的火锅底料样品）；B样为对照样（未添加香辛料的火锅底料样品）。

1.3.2 辣度测定

按照GB/T 21266—2007《辣椒及辣椒制品中辣椒素类物质测定及辣度表示方法》的方法测定二氢辣椒素含量、辣椒素含量及辣椒素类物质总量。

1.3.3 酸度测定

按照GB 5009.239—2016《食品酸度的测定》的方法测定样品酸度。

1.3.4 盐分测定

按照GB 5009.44—2016《食品中氯化物的测定》的方法测定样品盐分。

1.3.5 游离氨基酸测定

按照GB 5009.124—2016《食品中氨基酸的测定》的方法测定样品游离氨基酸组成及含量。

1.3.6 感官品评方法

参考叶颖君[10]对祁门红茶香气的FP方法基础上，根据火锅样品特性做一定优化；由10名具有感官评价经验的专家组成品评小组，根据嗅闻频次建立感官描述词库，并在感官描述词库中筛选主要词汇并通过讨论得到各维度分值。

1.3.7 GC-MS测定

1.3.7.1 样品预处理

称取样品共5 g于20 mL顶空瓶中，将样品放入水浴锅60 ℃水浴加热平衡30 min，SPME吸附30 min后250 ℃脱附3 min。

1.3.7.2 GC-MS分析条件

GC条件[11]：色谱柱DB-WAX（30 m×0.25 mm× 0.2 μm）；载气为氦气，色谱柱流速1 mL/min；进样口温度250 ℃，压力15.74 psi；分流比设置为不分流模式。梯度升温程序：起始温度35 ℃，保持3 min；以5 ℃/min的升温速度升温到250 ℃，保持9 min。

MS条件：离子源温度设置为230 ℃，传输线温度设置为280 ℃，四极杆温度设置为150 ℃，电子轰击（EI）离子源，电子能量为70 eV，质量扫描范围m/z设置为35~500 amu，溶剂延迟时间设置为4 min。

1.3.7.3 火锅底料ROAV确定方法

参照郝旭东等[12]对花椒挥发性风味贡献评价方法，以ROAV表征火锅底料中挥发性风味化合物对其风味贡献，进而确定火锅底料的主体风味。结合化合物的气味阈值，定义火锅底料中对整体风味贡献最大组分的ROAVmax为100，其他组分计算方式如式（1）所示。

式中：Ci为各化合物的相对含量，%；Ti为各化合物的感觉阈值，μg/kg；Cmax为风味贡献最大组分的相对含量，%；Tmax为风味贡献最大组分的感觉阈值，μg/kg。

1.3.8 数据处理

使用IBM SPSS Statistics 22进行显著性分析，使用Origin 9作图。

2 结果与分析

2.1 不同熬煮时间火锅底料差异品评结果

由10名感官品评人员共筛选出表1中的20个描述词，以及综合喜好、整体香气描述2个样品，并通过讨论得到描述词的强度分数，最终得到图1的感官结果雷达图。其中，品评人员认为A样（试样）的综合喜好度和整体香气均高于B样（对照样）。

添加香辛料的试验样品辣味、鲜味、咸味和甜味强度均高于对照样，此外，其酸味较对照样更低。根据王建新等[13]在香辛料原理与应用中的描述，八角、小茴等香辛料具有回甘的特点，其非糖类甜味成分含量较高，因此综合提升了试样的甜味强度。

香辛料对试样的感官香气贡献主要体现在赋予试样辛香、焦甜香、油炸辣椒香气和花椒香气提升，火锅底料的复合香气，同时能有效调和牛油的脂肪感，赋予火锅底料香气层次感和香气融合度，平衡火锅底料的风味。

2.2 添加香辛料火锅底料理化结果

2.2.1 辣度差异对比

根据图2结果得到，A样的辣椒素含量、二氢辣椒素含量及辣椒素类物质总量均显著高于B样（P＜ 0.05），即A样的辣感显著高于B样，与感官结果一致。王建新等[13]将呈辣味的香辛料根据辣味特征分为热辣味、辛辣味、刺激辣味3种辣感，而肉豆蔻、丁香等香辛料除有辛辣味以外，同时伴随强烈的挥发性芳香。火锅中辣椒的占比较高，因此香辛料与辣椒的复配能有效提升火锅底料的辣味层次感和回味，同时协调火锅底料的香气。

2.2.2 酸度及咸度差异对比

根据图3中A样与B样的盐分和总酸对比，得到添加香辛料的火锅底料盐分和总酸均略高于对照样，但均无显著差异（P＞0.05）。结合感官结果，试样的酸感降低而咸感增强，根据刘彤等[14]对“吃辣减盐”机制的研究结果发现，试验者食用低浓度盐溶液中添加极低浓度的辣椒素（并不会产生明显辛辣感）样品，脑区代谢活性明显强于食用同等浓度甚至更高浓度盐溶液。因此牛油火锅对照样和试验样的盐分含量差异不显著（P＞0.05），但品评结果认为添加香辛料的试验样咸味较对照样更强，可能是由于香辛料的辛辣味刺激作用导致。

图3 样品盐分和总酸含量对比

2.2.3 游离氨基酸组成及含量对比

由表2中对试验样和对照样的游离氨基酸对比，得到添加香辛料的试验样总游离氨基酸含量显著高于对照样；其中，除蛋氨酸、谷氨酸、脯氨酸含量无显著差异（P＞0.05），试验样其他氨基酸含量均显著高于对照组（P＜0.05）；主要体现在鲜味和甜味氨基酸的占比。其中鲜味氨基酸含量约为对照样的1.41倍，甜味氨基酸的含量约为对照样的1.70倍，即香辛料提升火锅底料的鲜味和甜味氨基酸含量，提高样品鲜味和甜味的强度，且结果与感官一致。

2.3 2种产品挥发性风味差异

2.3.1 化合物种类占比对照

通过GC-MS分析，2个产品中共检测到化合物153种，其中添加香辛料的样品中醇类、其他类的占比和种类数均高于未添加香辛料的火锅样品，如图4~图5所示。

图4 火锅底料化合物占比对照

根据刘江等[16]、袁华伟等[17]对常用火锅香辛料的特征风味解析，在八角、小茴香中检测到的主要化合物包括反式茴香脑、草蒿脑、肉桂醛、β-蒎烯、桉叶油素等萜烯类、醚类化合物，是香辛料中辛香、果香、药味和清凉感的重要来源。结合A样和B样中各类化合物的峰面积占比，得到在A样中茴香脑、桉叶油素、草蒿脑、α-蒎烯、γ-萜品烯、月桂烯的占比较高，而在B样中均未检测到，即尽管A样中仅添加2.2%香辛料，香辛料的风味在火锅底料熬煮过程中能充分溶出，为火锅底料提供其特殊的辛香、青香、果香气味。

火锅底料中的醛类、酮类化合物主要来源于牛油高温作用下的氧化反应[18]，其中（E,E）-2, 4-癸二烯醛、（E）-2-癸烯醛、（E）-2-壬烯醛、癸醛等是牛油的主要风味来源，赋予火锅底料浓郁的牛油脂香、青草味和清新风味。

火锅底料中的醇类和酯类化合物，一般来源于辣椒、豆瓣、花椒等，为火锅底料提供酯香、果香和醇香风味[20]。其中，芳樟醇、乙酸芳樟酯、α-蒎烯等是花椒的关键风味组成物质，提供花椒的柑橘香、花香味[21]，在2个样品中检测到的醇类、醛类化合物占比及种类差异均较小。

此外，在2个样品中检测到较高占比的二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚等硫醚类化合物，其主要由葱、洋葱、姜等原料在油炸过程中溶出的具有葱香的刺激气味[22]。因火锅底料长时间高温炒制，羰基化合物和氨基化合物在美拉德反应作用下生成2, 3-二甲基吡嗪、2-乙酰基吡咯、2-乙酰基呋喃、2-羟基-5-甲基吡啶等化合物，赋予火锅底料烤香、爆米花、烤土豆等香气[23]。

2.3.2 相对气味活度值对比

ROAV反映各风味组分对火锅底料的风味贡献情况，通常情况下0.1≤ROAV＜1，即该化合物对主体风味有较重要贡献；ROAV≥1时该化合物为主体风味成分。通过计算得到表3中两个样品ROAV＞0.1的化合物汇总，其中2个火锅底料样品中共检测到28个ROAV＞0.1的化合物。在2个样品中，（E,E）-2, 4-癸二烯醛（脂肪、黄瓜）、芳樟醇（花香味、薰衣草味）、（E）-2-癸烯醛（牛脂味）、D-柠檬烯（柑橘味、薄荷味）、壬醛（脂肪味、柑橘味）的ROAV均＞10，即2个产品中牛油脂香风味，以及花椒、辣椒等的花香、果香风味组成火锅底料的主体风味。

表3

表3 2种火锅底料ROAV对比

此外，草蒿脑（甘草味、茴香味）、茴香脑（茴香味、药味）、α-蒎烯（松节油味）、β-蒎烯（木头味、松木味）仅在A样品中检测到且ROAV＞5，这些化合物均来源于香辛料，为火锅底料提供辛香、木香和甜味；且对火锅底料的风味贡献较大。

3 结论

通过对添加香辛料和未添加香辛料的火锅底料样品感官、滋味前体物及挥发性风味化合物分析，得到添加量2.2%香辛料对火锅底料的整体风味有较大的贡献。结合感官及辣椒素含量、酸度、盐分和游离脂肪酸含量测定结果，得到香辛料能提高消费者对牛油火锅咸味、辣味、鲜味和甜味的感知强度，同时能有效平衡牛油火锅的酸味，协调牛油火锅的整体香气，使牛油火锅香气更具层次感且更加协调。进一步通过对挥发性风味化合物的ROAV值计算，得到茴香脑、桉叶油素、草蒿脑、α-蒎烯、γ-萜品烯、月桂烯等ROAV＞0.1的化合物主要来源于香辛料，且赋予牛油火锅特征辛香、木香和甜味等风味特征，使牛油火锅的头香更突出且整体风味更柔和。试验结果为后续火锅香气的研究提供数据支撑，有助于对不同油料的火锅中香辛料种类和含量的配比做更深入探究。