辣椒素和二氢辣椒素在辣鸭脖卤制过程中的迁移规律研究

王宏勋,黄 威,蔡玉洁,单恬恬,易 阳2,,王丽梅

(1.武汉轻工大学,生物与制药工程学院,湖北武汉 430023;2.湖北省生鲜食品工程技术研究中心,湖北武汉 430023;3.武汉轻工大学,食品科学与工程学院,湖北武汉 430023)

辣椒为茄科植物辣椒(CapsicumfrutescenceL.)的果实,其呈辣物质为辣椒素(又名辣椒碱,Capsaicin),主要分布在辣椒籽及果皮内表面之中,含量一般占辣椒果实干重0.1%～1%[1]。辣椒素类物质是由14种以上的辣椒素同系物组成,结构类似,主要包括辣椒素、二氢辣椒素、降二氢辣椒素、高二氢辣椒素、高辣椒素等[2],其中辣椒素(C18H27NO3)约占69%,二氢辣椒素占22%[3],是提供辣感和热感的最主要成分[4,5]。而辣椒作为一种药食同源的蔬菜,常用于菜肴的调味[6]。在我国,传统酱卤产品是原料肉经预煮后,再用香辛料和调味料共同熬制的卤水煮制而成,其风味浓郁、香辣可口,具有丰富的营养成分,是目前深受消费者喜爱的休闲食品,在湖北、湖南、江西等区域已形成了巨大的消费市场和产业规模。而辣味酱卤鸭制品是通过直接添加辣椒的方式,利用辣椒中高含量辣椒素的营养成分和保健功能[7-8]并且调节食品的辣味或刺激性[9]来卤制鸭肉。

表1 卤制数据一览表Table 1 List of halogen data

目前对辣味酱卤鸭制品的研究主要集中于工艺配方、质量控制以及产品货架期等[10-12]。但在国内,传统卤制属于卤汤过量式卤煮工艺,且多为手工作坊和个体经营者,原辅料利用率低,蒸煮损失大,辣椒无法科学定量,卤制风味不稳定,出品率低,工艺参数难以量化[13-14]。而现阶段关于辣椒中的主要辣味物质在卤制过程中如何变化的研究还较少,对于辣味酱卤鸭制品的标准化生产的理论依据还不足。本文以鸭脖为研究对象,用辣椒提取液替代辣椒添加于基础卤水中,采用高效液相法检测卤制过程中卤水及卤鸭脖中辣椒素和二氢辣椒素的含量变化规律,明晰两种主要辣味物质在卤制过程中迁移特性,为基于辣椒主效成分的卤水配制和实现酱卤制品辣度的标准化提供研究基础。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

干辣椒 武汉舵落口香料批发市场;辣椒素、二氢辣椒素标准样品 成都克洛玛生物公司;95%食用酒精 国药集团化学试剂有限公司;甲醇色谱纯 国药集团化学试剂有限公司;冷鲜鸭脖 中百仓储民航新村店。

Aglilent1260c高效液相色谱仪 美国安捷伦科技公司;Milli-Q Integral超纯水系统 上海梅特勒托利多仪器公司;YB-1000A高速多功能粉碎机 浙江省永康市速峰工贸有限公司;SB-5200DTN超声波清洗机 宁波新芝生物科技股份有限公司;GZX-9140MBE数显鼓风干燥箱 上海博讯实业有限公司;RE-2000A旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂;TGL-16G离心机 上海安亭科学仪器厂;CP214电子天平 奥豪斯仪器(上海)有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 基础卤水配方 清水2 kg,食盐30 g,白砂糖10 g,酱油老抽10 g,大豆油20 g,八角7 g,小茴香6 g,香叶7 g,草果9 g,甘草5 g,白芷1 g,砂仁0.7 g,白寇1 g,草寇1 g,干姜3 g。

1.2.2 鸭脖卤制方法 在卤制锅中加入辣椒提取液100 mL,基础卤水1900 mL,混合均匀。取卤水100 mL,加入500 g鸭脖,沸水卤制45 min。煮制15 min后,添加基础卤水至卤水和卤肉重量至2400 g,混合均匀,分别取卤水100 mL,卤肉100 g;煮制30 min后,添加基础卤水至卤水和卤肉重量至2200 g,混合均匀,同上取卤水和卤肉;煮制45 min,添加基础卤水至卤水和卤肉重量至2000 g,混合均匀,同上取卤水和卤肉。

1.2.3 卤鸭脖样品前处理方法 将卤制后鸭脖上的肉剃下用搅拌机打碎,称取35 g鸭肉放入60 ℃干燥箱中烘干至水分含量≤15%(干燥时间>8 h),烘干后称取约10 g样品于烧杯中(精确到0.001 g),加入30 mL 60%的食用酒精,置于60 ℃超声提取30 min,过滤收集滤液,然后将滤渣连同滤纸再次加入溶剂30 mL超声提取10 min重复两次,将三次滤液合并,旋转蒸发器在60 ℃条件下浓缩定容至25 mL,经0.45 μm有机滤膜过滤后备用。

1.2.4 卤水样品前处理方法 在70 ℃条件下旋转蒸发浓缩100 mL卤水定容至10 mL容量瓶,取浓缩液于12000 r/min的转速离心10 min,经0.45 μm水系滤膜过滤后备用。

1.2.5 辣椒提取液制备及检测 将辣椒均匀放入托盘中,置于干燥箱65 ℃干燥8 h,高速粉碎机粉碎两次后过60目筛。称取辣椒粉末50 g于烧杯中,加入600 mL 60%的食用酒精,60 ℃下超声提取2 h后,减压过滤,50 ℃旋转蒸发浓缩定容至500 mL容量瓶中,置于4 ℃冰箱保存备用。

将辣椒提取液过0.45 μm有机滤膜后按1.2.6高效液相条件下重复进样三次,取峰面积,代入曲线方程,计算提取液中辣椒素和二氢辣椒素含量。

1.2.6 辣椒素和二氢辣椒素液相条件建立及标准曲线的制备 色谱柱:Aglilent SB-ZOBAX C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱温为30 ℃,检测波长280 nm;采用A和B双泵系统,流速1.0 mL/min,进样量20 μL。流动相A为甲醇,流动相B为水(65∶35 v/v)[11]。

准确称量辣椒素、二氢辣椒素标准品各21.5 mg、10.8 mg,用甲醇溶解定容至25 mL容量瓶中,配成浓度为0.86和0.43 mg/mL的母液。精确吸取辣椒素、二氢辣椒素母液,配制同浓度梯度为0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.20、0.30、0.40 mg/mL的标准品溶液,分别进样20 μL。上述高效液相条件制备辣椒素、二氢辣椒素标准曲线。

1.2.7 辣椒素和二氢辣椒素从卤水迁移至卤鸭脖计算方法 水中辣椒素或二氢辣椒素含量:

A(mg)=B(mg/mL)×2000 (mL)

式(1)

干辣椒提取辣椒素的得率:

式(2)

卤肉中辣椒素或二氢辣椒素附着含量:

E(mg)=B(mg/mL)×25 (mL)×500 (g)÷10 (g)

式(3)

卤制45 min卤水辣椒素或二氢辣椒素减少量:

F(mg)=A0min(mg)-A45min(mg)

式(4)

卤水中辣椒素或二氢辣椒素迁移至鸭脖比例:

G(%)=E(mg)×100%÷F(mg)

式(5)

其中:B:高效液相测定辣椒素或二氢辣椒素浓度(mg/mL);D:干辣椒提取辣椒素的得率(%)。

1.3 数据处理

实验数据采用Microsoft Excel 2016、Origin 9等软件进行分析处理,并作图。

2 结果与分析

2.1 辣椒提取液中辣椒素和二氢辣椒素含量

辣椒素、二氢辣椒素标准品的液相色谱图如图1,标准曲线如表2。

图1 辣椒素与二氢辣椒素标准样品高效液相色谱图Fig.1 High performance liquid hromatograms of capsaicin and dihydrocapsaicin standard samples

表2 辣椒主效成分的线性方程、相关系数及检测浓度范围一览表Table 2 List of linear equations,correlation coefficients(R2)and detection concentration ranges of main active components of pepper

辣椒提取液中辣椒素和二氢辣椒素的检测色谱图如图2,根据1.2.7的计算公式(1)得到辣椒素含量(为1.87±0.018) mg/g,二氢辣椒素含量为(0.94±0.007) mg/g;根据1.2.7的计算公式(2)得到的干辣椒提取辣椒素的得率为(12.26±0.16) mg/g,干辣椒提取二氢辣椒素的得率为(3.49±0.11) mg/g。

图2 辣椒提取液高效液相色谱图Fig.2 High performance liquid chromatograms of capsicum extract

2.2 卤水中辣椒素和二氢辣椒素含量变化

辣椒提取液卤制过程中,主效成份在卤水中含量的变化情况见图3。辣椒素和二氢辣椒素随着卤制时间的延长,在卤水中含量逐渐降低,0～15 min下降最明显,辣椒素从0.061 mg/mL降至0.013 mg/mL,二氢辣椒素从0.017 mg/mL降至0.004 mg/mL后趋于稳定。15 min以后,辣椒素含量呈波动变化,45 min时含量为0.011 mg/mL,二氢辣椒素含量变化较小,45 min时含量为0.004 mg/mL。

图3 辣椒提取液卤制过程中辣椒素和二氢辣椒素在卤水中的含量变化Fig.3 Changes of capsaicin and dihydrocapsaicin in brine during the process of marinating pepper extract

2.3 卤鸭脖中辣椒素和二氢辣椒含量变化

辣椒提取液卤制过程中,主效成份在卤肉中含量的变化情况见图4。辣椒素和二氢辣椒素随着卤制时间的增加,在卤鸭脖中的含量逐渐增加,0～15 min增加明显,辣椒素从0增至0.158 mg/mL,二氢辣椒素从0增至0.063 mg/mL;15～45 min,辣椒素缓慢增至0.187 mg/mL,二氢辣椒素波动变化,减至0.044 mg/mL后又增至0.053 mg/mL。

图4 辣椒提取液卤制过程中辣椒素和二氢辣椒素在卤鸭脖中的含量变化Fig.4 Changes of capsaicin and dihydrocapsaicin in duck neck during the process of marinating pepper extract

2.4 不同卤制阶段辣椒素和二氢辣椒迁移规律分析

由表3和表4知,辣椒提取液在卤制的过程中,卤水中辣椒素、二氢辣椒素的减少量和卤肉中辣椒素、二氢辣椒素的附着量基本保持一致。卤制15 min辣椒素和二氢辣椒素迁移率效率最高,分别达到81.4%和121.9%。卤制45 min辣椒素从卤水中迁移至卤鸭脖达到92.9%,二氢辣椒素从卤水中迁移至卤鸭脖达到97.6%。辣椒素、二氢辣椒素于100 ℃的卤制条件下热稳定性较好,45 min受热损失仅有7.1%和2.4%。综合所述,辣椒素、二氢辣椒素在卤制过程中热稳定较好,在卤肉中的含量基本呈现增长趋势,从卤水中至卤鸭脖的迁移速度在前15 min较快,卤肉中辣椒素和二氢辣椒素含量分别在卤制30和45 min时达到最大。

表3 辣椒素从卤水迁移至卤鸭脖含量变化一览表Table 3 Change of capsaicin from brine tobraised duck neck

表4 二氢辣椒素从卤水迁移至卤鸭脖含量一览变化表Table 4 Change of dihydrocapsaicin from brine to braised duck neck

3 结论

在鸭脖卤制过程中,辣椒中的两种主效成分辣椒素和二氢辣椒素在前15 min从卤水中迁移至鸭脖中速度最快,15～45 min过程中速度趋缓,鸭脖中辣椒素和二氢辣椒素含量分别在30和45 min达到最大。辣椒素、二氢辣椒素从卤水迁移至卤鸭脖中分别达到了92.9%和97.6%,证明其在卤制过程中热稳定性较好。可基于辣椒主效成分的变化规律,将辣椒提取液应用于工业化卤水生产,为卤制过程中实现酱卤制品辣度的标准化提供研究基础。