蒜香火锅蘸酱加工工艺优化及挥发性风味物质分析

粟立丹,罗昕一,段丽丽,熊双丽

(1.四川旅游学院 食品学院,成都 610100;2.四川旅游学院 教务处,成都 610100)

火锅是我国独创的一种传统美食,其独特的食用方式和麻辣鲜香的口感深受消费者的喜爱。火锅主体风味成分来源于火锅底料和火锅蘸酱,火锅蘸酱是一种调味酱,它以香油、芝麻酱、辣椒酱、蒜蓉酱、蚝油等调味料按照一定比例调制而成,具有美味可口、香气独特的特点,是火锅的灵魂[1—3]。随着火锅行业的发展,火锅底料已经实现工业化和规模化生产,市场上火锅底料类产品品种日趋丰富,但与之匹配的蘸酱类产品在种类和数量上相对较少。就目前火锅餐饮现状而言,火锅蘸酱一般由消费者自己调制,虽然满足了消费者的个性化需求,但不能保证蘸酱的品质和风味,而且调制过程不够方便快捷,无法满足消费者对家庭式火锅的需要。

大蒜(AlliumsativumL.)又称胡蒜,为百合科葱属多年生草本植物,是一种营养和医疗价值较高的调味香辛料[4]。大蒜营养丰富,含有蛋白质、低聚糖、多糖、矿物质等,因其含有大量具有抑菌活性的大蒜素和硫胺素,被人们誉为“天然的抗生素”[5—6]。医学研究表明,大蒜具有多种生物活性,对防治心血管疾病、抗肿瘤、抗病原微生物、抗衰老、提高人体免疫力等具有一定的作用[7]。蒜香味是烹调中广泛使用的一种味型,近年来工业化的蒜香味产品层出不穷,如蒜香瓜子、蒜香花生、蒜香辣酱、蒜香烧烤酱等,但市场上尚未出现蒜香味火锅蘸酱。

本研究旨在传统火锅蘸酱的基础上,以大蒜和辣椒为主要原料,研制一款味辣鲜香、色香俱全、食用方便的蒜香味火锅蘸酱,并对其风味特征进行分析,丰富大蒜精深加工产品和火锅蘸酱的种类,为蒜香味火锅蘸酱的工业化生产提供理论和数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜二荆条:四川省成都市青白江区;新鲜朝天椒:四川省内江市威远县;压榨浓香菜籽油:益海嘉里食品营销有限公司;大蒜:上海市嘉定白蒜;花生、生姜、白砂糖、食盐、鸡精、香油、藤椒油、白酒(均为食品级):市售。

1.2 仪器与设备

C2-WIH3301电磁炉 广东美的生活电器制造有限公司;BSP-250恒温培养箱 上海博迅医疗生物仪器股份有限公司;LC-LX-H165A台式高速离心机 上海力辰仪器科技有限公司;HH-2数显恒温水浴锅 常州市江南实验仪器厂;GCMS-QP2010 Ultra气相色谱-质谱联用仪 日本岛津公司。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

火锅蘸酱制作工艺流程见图1。

图1 蒜香火锅蘸酱制作工艺流程

1.3.2 基础配方

经预实验确定火锅蘸酱的基础配方:以辣椒质量200 g为基准,其他辅料按辣椒质量的百分比进行计算,香叶、八角、桂皮、小茴香、花椒的添加量均为1%,葱10%、小黄姜10%、白砂糖6%、盐1%、藤椒油3%、香油3%、花生碎10%、白酒1%、鸡精1%。

1.3.3 操作要点

1.3.3.1 原料预处理

选择果形完整、色泽红亮、无蛀洞、肉厚质脆、成熟的新鲜二荆条和朝天椒,去除根茎,用0.6%的食盐水浸泡30 min,用清水洗净,晾干,放入搅拌机内搅碎备用。选择外形圆润、干净无霉斑、颗粒饱满的蒜瓣,去皮、洗净、沥干水分,用搅拌机搅碎,用保鲜膜密封保存备用。小黄姜、葱等剁碎备用。

1.3.3.2 配料

按照实验配方准确称取所需原辅料的用量,备用。

1.3.3.3 炒制

开启电磁炉,功率调至1 200 W后加热锅底,倒入菜籽油,油温上升到170 ℃时,功率调至500 W,加入洋葱炸至表面金黄捞出,加入小黄姜、八角、香叶、桂皮、小茴香、花椒粒,小火炸至出香后过滤,去除香辛料渣。调节电磁炉功率至1 200 W,将油温加热到150 ℃后加入蒜末,炒至表面金黄出香后,加入一定配比的二荆条和朝天椒。保持1 000 W的功率,熬煮过程中不停翻拌,防止糊锅,当酱由稀转稠时,依次加入白砂糖、白酒、盐后停止加热。最后加入藤椒油、香油、鸡精、花生碎,搅拌均匀。

1.3.3.4 均质

采用均质器均质1～3次,使酱体均匀细腻,具有一定的流动性。

1.3.3.5 灌装、灭菌

将玻璃罐洗净后放入无菌烘箱内除掉水分,再将均质完成的火锅蘸酱进行灌装,包装规格为100 g/瓶。在温度为(85±2) ℃下,采用巴氏灭菌30 min。

1.3.4 实验设计

1.3.4.1 单因素实验设计

保持其他辅料和加工工艺参数不变,以200 g辣椒为基准,以大蒜添加量、辣椒配比(二荆条与朝天椒的质量比)、菜籽油添加量、熬制时间、熬制功率作为单因素进行实验,分析各因素对火锅蘸酱感官品质的影响,确定各因素的最适添加量,实验因素水平见表1。

表1 单因素实验因素水平表

1.3.4.2 正交实验设计

在上述单因素实验结果的基础上,选择大蒜添加量、辣椒配比、熬制时间、熬制功率4个主要因素进行四因素三水平的正交实验,以感官评分为指标,采用L9(34)正交实验分析,确定火锅蘸酱的最佳加工工艺,正交实验因素水平见表2。

表2 正交实验因素水平表

1.4 指标测定

1.4.1 感官评价

参照郝志阔[8]的方法并略作调整,选取12名(6男6女)经过专业感官评价训练的评价员对火锅蘸酱的色泽、风味、滋味以及组织状态进行综合评价,综合评分后取平均分,评分标准见表3。

表3 感官评价标准表

1.4.2 挥发性风味物质检测

在最佳加工工艺条件下制作蒜香火锅蘸酱,参照何莲等[9]的方法并略作调整,采用GC-MS对产品中的挥发性风味物质进行检测。

萃取条件:均匀称取样品3.0 g于10 mL顶空萃取瓶中,在60 ℃下水浴平衡10 min,恒温条件下将老化至无杂峰的萃取头插入样品瓶中萃取55 min,取出萃取头并迅速插入GC-MS进样口,解吸10 min。

GC条件:Elite-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)极性色谱柱;载气为高纯氦气(99.999%),流速1 mL/min,分流模式:不分流。进样口温度:240 ℃,升温程序:起始温度45 ℃,保持3 min,以3 ℃/min升温至180 ℃,保持3 min,最后以12 ℃/min升温至220 ℃,保持3 min。

MS条件:电子电离源,离子源温度200 ℃,电子能量70 eV,质量扫描范围(m/z)35～400;全扫描模式。

1.5 数据处理

将标准质谱库(NIST 17)与质谱检测结果进行对照,将正反匹配度均大于800的鉴定结果予以确定[10]。其他数据采用Microsoft Excel 2011软件和Origin 2019软件进行处理。

2 结果分析

2.1 单因素实验结果

2.1.1 大蒜添加量对产品感官品质的影响

大蒜添加量对产品感官品质的影响见图2。

大蒜具有浓郁的辛辣味和穿透性的刺激气味,适量添加能起到去腥提香的作用,也是火锅蘸酱的主体风味。由图2可知,大蒜添加量对火锅蘸酱的风味和滋味有明显影响,当大蒜添加量低于50%时,随着大蒜添加量的递增,感官评分呈上升趋势,此时火锅蘸酱的蒜香味不足。当大蒜添加量在50%～75%范围内,产品的感官评分均超过80分,大蒜添加量达到62.5%时,感官评分最大,为87.75分。大蒜添加量大于62.5%时,感官评分开始下降,原因是大蒜添加过多,产品蒜香味过浓,刺激性较大,不易被接受。因此,大蒜适宜的添加量为62.5%。

2.1.2 辣椒配比对产品感官品质的影响

辣椒配比对产品感官品质的影响见图3。

图3 辣椒配比对产品感官品质的影响

研究表明,不同品种的辣椒其色泽、风味和辣味存在较大的差异,其中二荆条色泽鲜艳、辣味适中,但香气浓郁,过油炒制后色泽红亮,而朝天椒的特点是香辣突出,二者按照适量比例添加对火锅蘸酱的色泽、风味和滋味具有较大影响[11—12]。由图3可知,辣椒配比对产品的感官品质有较大影响,当二荆条占比下降、朝天椒占比上升时,产品色泽变暗,但辣味过重,滋味不协调,感官评分均较低。但当二荆条占比上升、朝天椒占比下降时,产品虽色泽红亮,但滋味和香辣味不足。综合考虑,最适的辣椒配比为二荆条与朝天椒的质量比为2∶1。

2.1.3 菜籽油添加量对产品感官品质的影响

菜籽油添加量对产品感官品质的影响见图4。

图4 菜籽油添加量对产品感官品质的影响

菜籽油添加量对火锅蘸酱的色泽、风味和组织状态均有影响。由图4可知,当菜籽油添加量小于112.5%时,火锅蘸酱的黏稠度较大,不流动,黏附性较差,色泽暗淡无光泽,香味不足。当菜籽油添加量大于112.5%时,随着菜籽油添加量的增加,感官评分开始下降,此时火锅蘸酱的黏稠度变小,流动性过大,酱体过于油腻,且分层现象较严重。综合考虑,菜籽油的适宜添加量为112.5%。

2.1.4 熬制时间对产品感官品质的影响

熬制时间对产品感官品质的影响见图5。

图5 熬制时间对产品感官品质的影响

由图5可知,熬制时间对火锅蘸酱的感官评分有着明显的影响,在熬制时间为17～19 min时,熬制时间较短,产品的水分含量较大,辛辣味和刺激味过重,未能激发出辣椒和大蒜中的色素和风味,酱体颜色不够油亮,感官评分较低。而在19～21 min时,随着熬制时间的增加,产品的水分含量逐渐减小,油脂、辣椒素、大蒜素在高温下逐渐氧化分解,产品色泽逐渐变暗,蒜香味挥发较多,开始出现糊味等异味,感官评分也开始下降。因此,火锅蘸酱的适宜熬制时间为19 min。

2.1.5 熬制功率对产品感官品质的影响

熬制功率对产品感官品质的影响见图6。

图6 熬制功率对产品感官品质的影响

由图6可知,随着熬制功率的增加,火锅蘸酱的感官评分呈先上升后下降的趋势。熬制功率为1 200 W时,产品色泽红亮,风味协调,酱体均匀细腻,黏稠度适宜,感官评分最高,为83.6分。熬制功率低于1 200 W时,熬制温度较低,产品的水分含量过高,大蒜中的刺激性物质挥发较少,辣椒中的美拉德反应程度低,风味和滋味不协调。熬制功率高于1 200 W时,熬制温度过高,产品的水分迅速挥发,美拉德反应速率增大,产品色泽变暗,糊味增长明显。因此,火锅蘸酱的最适熬制功率为1 200 W。

2.2 正交实验结果与分析

参照表2,采用L9(34)正交实验对火锅蘸酱的加工工艺进行优化,正交实验结果见表4。

表4 正交实验结果

由表4可知,在实验设计范围内,4个因素对火锅蘸酱感官评分影响的主次顺序为B>D>A>C,即辣椒配比对产品感官评分的影响最大,其次是熬制功率、大蒜添加量,影响最小的是熬制时间。进一步分析实验数据可知,火锅蘸酱的最优加工工艺组合为A2B2C3D1,即大蒜添加量62.5%、辣椒配比2∶1、熬制时间19 min、熬制功率1 200 W,以此加工工艺制作的火锅蘸酱色泽红亮,蒜香味浓郁,风味和滋味协调,酱体均匀细腻,黏稠适中,黏附性好。

2.3 挥发性风味物质结果分析

在最佳加工工艺条件下制作蒜香火锅蘸酱,采用GC-MS对产品中的挥发性风味物质进行检测,挥发性风味物质的种类及相对含量见表5。

表5 火锅蘸酱中挥发性风味物质的GC-MS鉴定结果

由表5可知,在蒜香火锅蘸酱中总共检测出69种挥发性风味物质,包括烃类13种(7.18%)、醛类15种(32.03%)、醇类10种(5.37%)、酚类2种(0.21%)、酮类3种(0.32%)、醚类1种(1.27%)、酸类7种(8.51%)、酯类6种(2.11%)、含硫化合物8种(36.61%)、杂环类4种(1.35%),占总挥发性物质的94.96%。蒜香火锅蘸酱中含硫化合物的相对百分含量最高,其次是醛类、酸类、烃类、醇类,是蒜香火锅蘸酱的主要挥发性风味物质,其余几类物质的种类和相对百分含量较低,对蒜香火锅蘸酱的风味贡献较小。

蒜香火锅蘸酱中共检测出醛类物质15种,占总挥发性物质的32.03%,醛类物质的种类和含量最丰富,对样品的风味有重要贡献。醛类物质香气阈值低,赋予香气能力强,香气浓烈持久且性质稳定,多为花香、果香及肉香味[13-14]。醛类物质中相对含量最高的是柠檬醛(12.53%),其次是橙花醛(6.09%),赋予产品浓郁的柠檬香味。苯甲醛(0.84%)、苯乙醛(1.87%)、2-十一烯醛(1.40%)可以赋予产品清新的水果香气及植物青香,而(E)-2-庚烯醛(0.61%)、(E)-2-辛烯醛(0.31%)、(E)-2-癸烯醛(2.54%)、(E,E)-2,4-癸二烯醛(2.52%)则赋予产品肉类香气,其中(E,E)-2,4-癸二烯醛与辛醛(0.15%)、壬醛(1.06%)能协同增强样品厚重的脂肪香气,肉桂醛(1.59%)具有特殊的肉桂香气,其来源于香辛料。

蒜香火锅蘸酱中共检测出烃类物质13种,占总挥发性物质的7.18%,其中饱和烃4种,相对百分含量为1.07%,不饱和烃9种,相对百分含量为6.11%。饱和烃普遍具有较大的分子量且嗅觉阈值高,香味不突出,对产品的风味贡献不大[15],但饱和烃主要产生于脂肪酸烷氧基的裂解,是合成杂环类化合物的重要中间体[16]。不饱和烃以萜烯为主,主要来自辣椒、花椒、八角等香辛料,阈值较低且气味强烈,赋予产品特有的清香、辛香和木质香[17]。烃类物质中桧烯(2.24%)、D-柠檬烯(0.40%)、石竹烯(0.19%)以及莰烯(0.34%)可赋予产品樟脑香味及温和的丁香味,其中D-柠檬烯不仅具有强烈的柠檬香,还具有消炎、杀菌、抗肿瘤等药理活性[18],β-月桂烯(0.55%)可赋予样品辛香和胡椒香。

蒜香火锅蘸酱中含硫化合物的相对百分含量最高,为36.61%,在检出的8种含硫化合物中相对百分含量较高的二烯丙基二硫醚(9.61%)有韭菜味和蒜香味,烯丙基丙烯基二硫醚(8.49%)、3-乙烯基-3,6-二氢-1,2-二噻吩(8.21%)、二烯丙基三硫醚(5.66%)、甲基丙烯基三硫醚(1.96%)具有生蒜味和辛辣味,并且1,2-二硫杂-3-环戊烯(2.23%)具有烤蒜香味[19]。二烯丙基二硫醚(9.61%)和二烯丙基三硫醚(5.66%)是有效的生理活性物质,具有消炎、杀菌、解毒的作用[20],它们主要由大蒜素经高温油炸降解产生,减弱了生蒜的刺激性和辛辣味,是产品蒜香风味形成的关键物质,赋予蒜香火锅蘸酱主体香气。

醇类化合物中大部分醇类物质来自脂肪氧化分解或羰基化合物还原,常具有草本植物香味和芳香味[21]。蒜香火锅蘸酱中共检测出醇类物质10种,占总挥发性物质的5.37%,其中2-丙烯-1-醇(1.46%)可以赋予产品刺激性的芥末味[19],芳樟醇(1.34%)具有新鲜铃兰花香[22],可以赋予产品木香、花香等气味,香叶醇(0.98%)则赋予产品温和、甜的玫瑰花气息[23],其可能来源于香辛料。香茅醇(0.79%)具有强烈的似朗姆酒香气[24],可赋予产品令人愉快的酒香味,可能来自炒制火锅蘸酱时添加的白酒。

酮类物质主要来源于不饱和脂肪酸的氧化降解,有些酮类物质甚至是形成杂环化合物的重要中间体[25]。蒜香火锅蘸酱中共检测出3种酮类物质,占总挥发性风味物质的0.32%,其种类及相对含量均较低,可以赋予产品清香味、奶油味或者果香气味。酮类的阈值较高,对蒜香火锅蘸酱产品的香味贡献可能较小。

大多数脂肪酸类化合物是形成酯类物质的前体,蒜香火锅蘸酱中检测到酸类物质7种,占总挥发性风味物质的8.51%,其中乙酸(5.47%)和苯甲酸(2.28%)可赋予产品强烈的酸辣刺激性气味,其来源于食醋。辛酸(0.07%)通常呈油性霉味和腐臭味,但当辛酸浓度较低时,具有令人愉悦的奶酪香和水果香[26],壬酸(0.12%)呈现出淡淡的脂肪香气,同时赋予产品独特的椰子香气,对改善发酵制品的风味有一定贡献[27]。

蒜香火锅蘸酱中共检测出酯类物质6种,占总挥发性风味物质的2.11%,这些酯类物质主要有两个来源,一是酸类和醇类物质发生酯化反应生成,二是氨基酸在加热过程中降解产生[28]。虽然酯类物质的种类和相对含量较低,但酯类物质的香气阈值低,对产品的整体风味起着平衡和调节作用,其中甲酸辛酯(0.17%)、乙酸香叶酯(0.23%)和乙酸芳樟酯(0.19%)等酯类物质具有清甜的水果香气,可以掩盖产品中脂肪酸及胺类物质等带来的不愉快气味,使产品的风味更加柔和饱满。

蒜香火锅蘸酱中酚类、醚类和杂环类化合物的种类及相对含量较少,酚类物质共2种,占总挥发性风味物质的0.21%,主要为麦芽酚(0.04%)和4-乙烯基愈创木酚(0.17%),为产品提供焦糖香气和发酵香气,可能来源于郫县豆瓣。醚类物质只有1种,为草蒿脑(1.27%),具有茴香气味,来自小茴香。杂环类化合物共4种,占总挥发性风味物质的1.35%,其中2-戊基呋喃(0.06%)、2,5-二甲基吡嗪(0.67%)、2-乙酰基吡咯(0.26%)具有强烈的焙烤香味和奶油香味,对蒜香火锅蘸酱的风味有着不可或缺的调节作用。

3 结论

以二荆条、朝天椒和大蒜为主要原料,通过单因素实验和正交实验,结合感官评分得到蒜香火锅蘸酱的最优工艺条件为大蒜添加量62.5%、辣椒配比2∶1、熬制时间19 min、熬制功率1 200 W。经GC-MS分析,蒜香火锅蘸酱共检测出69种挥发性风味物质,占总挥发性成分的94.96%,包括烃类13种、醛类15种、醇类10种、酚类2种、酮类3种、醚类1种、酸类7种、酯类6种、含硫化合物8种、杂环类4种。其中含硫化合物和醛类为主要的挥发性成分,二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚和3-乙烯基-3,6-二氢-1,2-二噻吩提供了蒜香味,烃类、醇类、酸类化合物增强了特征风味,酯类和杂环类对产品整体风味具有一定的调和作用,赋予产品更加柔和饱满的风味特征。研究结果对蒜香火锅蘸酱的工业化生产和风味特征提供了数据借鉴和参考。