4种调味品燃烧稳定性和多指标分析

蒋才云 朱茂华 周利兵

摘要 选择广西产八角、白蔻、白芷、荜拨4种调味品作为研究对象，测定4种调味品燃烧热、燃烧稳定性以及脂肪、钙、灰分、粗纤维含量。结果表明，4种调味品燃烧热排序为八角＞白蔻＞白芷＞荜拨；燃烧稳定性排序为八角＞白芷＞荜拨＞白蔻;脂肪含量排序为八角＞荜拨＞白蔻＞白芷；钙含量排序为白芷＞八角＞荜拨＞白蔻；灰分含量排序为白蔻＞八角＞荜拨＞白芷；粗纤维含量排序为八角＞白蔻＞荜拨＞白芷；燃烧热、燃烧稳定性、脂肪含量、钙含量、灰分含量、粗纤维含量多指标综合评价体系的综合得分排序为八角＞白芷＞白蔻＞荜拨。

关键词 调味品；燃烧稳定性；多指标；熵值法

中图分类号 TS 264  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2023）12-0167-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.038

Analysis on Combustion Stability and Multiple Index of Four Condiments

JIANG Cai-yun，ZHU Mao-hua，ZHOU Li-bing

（Guangxi Science & Technology Normal University，Laibin，Guangxi 546199）

Abstract Four condiments including star anise，cardamom，Angelica dahurica and Piper longum from Guangxi were selected as research objects. The combustion heat，combustion stability，fat，calcium，ash and crude fiber contents of the four condiments were determined.The results showed that the order of combustion heat of four condiments was star anise＞cardamom ＞Angelica dahurica＞Piper longum;the order of combustion stability was star anise＞Angelica dahurica＞Piper longum＞cardamom;the order of fat content was star anise＞Piper longum＞cardamom ＞Angelica dahurica;the order of calcium content was Angelica dahurica＞star anise＞Piper longum＞cardamom;the order of ash content was cardamom ＞star anise＞Piper longum＞Angelica dahurica;the order of crude fiber content was star anise＞cardamom＞Piper longum＞Angelica dahurica.The comprehensive score ranking of the multi index comprehensive evaluation system for combustion heat，combustion stability，fat content，calcium content，ash content and crude fiber content was star anise＞Angelica dahurica＞cardamom＞Piper longum.

Key words Condiments;Combustion stability;Multiple indicators;Entropy method

基金项目

广西科技师范学院重点科研项目（GXKS2021ZD004）；广西科技师范学院高等教育本科教学改革工程項目（2021GKSYGA04）；广西科技师范学院高层次人才项目（GXKS2020GKY006）。

作者简介 蒋才云（1973－），男，壮族，广西象州人，教授，从事动物多样性及食品药品质量评价方面研究。*通信作者， 教授，从事食品药品质量评价、计算机化学、计量学和统计学多学科交叉融合研究。

收稿日期 2022-07-25

目前调味品研究基本上是从色、香、味等感官评价或者是从调味品的微量元素测量、化学成分、部分有机成分等指标进行调味品质量评价或者判别分析等，如淳宇彤等［1］采用火焰原子吸收法（FAAS）测定肉桂、沙姜、月桂叶3种天然调味品中Fe、Mn、Cu微量元素含量，表明3种天然调味品中微量元素含量有明显差异，可为进一步研究这3种天然调味品中微量元素含量提供参考；

丁奇等［2］利用电位滴定法测定酱油、食醋、蚝油中氨基酸态氮及总酸，并对其含量进行了分析。

从调味品的脂肪含量、钙含量、灰分含量、粗纤维含量、能量等食品营养综合评价相关文献比较少，而用热重方法研究调味品稳定性鲜见相关报道。该研究选择广西产八角、白蔻、白芷、荜拨4种调味品作为研究对象，把调味品燃烧热、热重分析、脂肪含量、钙含量、灰分含量、粗纤维含量等指标通过熵值法、灰色模式识别构建4种调味品的多指标综合评价体系［3］，为大规模开发调味品资源以及调味品分类研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 试材。选择广西产八角（采样广西来宾，2020年7月生产）、白蔻（采样广西金秀，2020年6月生产）、白芷（采样广西象州，2020年8月生产）、荜拨（采样广西武宣，2020年7月生产）4种调味品作为分析样本，样品均用研钵研细并过40目药典筛。

1.1.2 仪器。HR-15BH系列燃烧热测定实验装置、点火丝（镍铬丝）、压片机，湖南长沙长兴高教仪器设备开发有限公司;粉碎机，FW135型，天津市泰斯特仪器有限公司;FA200电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司;NETZSCH STA 2500热重分析仪、坩埚，德国NETZSCH公司;SE206脂肪测定仪、F1600全自动纤维测定仪，济南阿尔瓦仪器有限公司;AUY120万分之一电子分析天平，岛津公司;GZX-GF101-3-S干燥箱，上海沪粤明科学仪器有限公司；SX-4-10P马弗炉，天津市泰斯特仪器有限公司。

1.1.3 试剂。苯甲酸（分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司）;石油醚（沸程30～60 ℃）、石油醚（沸程60～90 ℃）、氢氧化钠、三乙醇胺、钙红指示剂、盐酸羟胺、孔雀石绿指示剂、乙二胺四乙酸二钠均为国产分析纯。

1.2 各指标测定方法 调味品燃烧热的测定、热重的测定参阅文献［4-5］；脂肪含量的测定参阅文献［6-7］；钙含量的测定参阅文献［8-9］；灰分含量的测定参阅文献［10-11］；粗纤维含量的测定参阅文献［12］。每个样品重复3次试验。

1.3 多指标综合评价方法

构建广西产4种调味品燃烧热、燃烧稳定性、脂肪含量、钙含量、灰分含量、粗纤维含量的熵值法、灰色模式识别多指标的综合评价体系。

2 结果与分析

2.1 调味品燃烧热的测定 绘制八角雷诺温度曲线图（图1）。八角质量m八角=0.145 3 g，点火丝质量m点火丝=0.015 4 g，胶囊质量m胶囊=0.097 0 g，雷诺温度△T=0.407 ℃，点火丝燃烧热Q点火丝=1 400.8 J/g，胶囊燃烧热Q胶囊=45 473.199 5 J/g，水当量W卡=29 901.620 6 J/℃，根据公式m八角Q八角=W卡△T-Q点火丝m点火丝-Q胶囊m胶囊，得Q八角=53 251.802 6 J/g。同理，测定白蔻、白芷、荜拨燃烧热。

经分析，广西产4种调味品测试样燃烧热为45 834.067 6～53 251.802 6 J/g，變异系数（CV）＜3%，八角、白蔻、白芷、荜拨4种调味品燃烧热从大到小依次为八角（53 251.802 6 J/g）＞白蔻（48 542.645 1 J/g）＞白芷（46 596.984 6 J/g）＞荜拨（45 834.067 6 J/g）。其中八角燃烧热最大，能量最高，白芷、荜拨的燃烧热较小，能量相对较小。把燃烧热作为衡量调味品质量的一个重要物理数据，可为调味品的分类学研究提供技术支撑。

2.2 热重分析

2.2.1 八角热重分析。

从图2～3和表1可以看出，八角在31.5 ℃时开始分解，这可能是由于试样中残余的小分子物质发生热解吸，使试样有少量的质量损失，损失率为10.12%；在经过一段时间的升温，温度达到161.7 ℃，进入分解的第二阶段，试样开始出现大量的质量损失，直至425.3 ℃，损失率为46.15%；然后，随着温度的继续升高，试样在进一步分解，剩余样品质量为34.69%。

随着温度的升高，DTG曲线呈现出2个峰形，峰形的拐点分别为94.4、323.2 ℃。八角的DTA曲线有一个较宽的放热峰，峰值为101.9 ℃，温度为61.4～173.4 ℃。

2.2.2 白蔻热重分析。

从图4～5和表2可以看出，白蔻在36.8 ℃时开始分解，这可能是由于试样中残余的小分子物质发生热解吸，使试样有少量的质量损失，损失率为9.67%；在经过一段时间的升温，温度达到166.3 ℃，进入分解的第二阶段，试样开始出现大量的质量损失，直至414.3 ℃，损失率为46.88%；然后，随着温度的继续升高，试样在进一步分解，剩余样品质量为33.90%。

随着温度的升高，DTG曲线呈现出2个峰形，峰形的拐点分别为83.9、324.4 ℃。白蔻的DTA曲线有一个较宽的放热峰，峰值为93.1 ℃，温度为51.7～152.0 ℃。

2.2.3 白芷热重分析。

从图6～7和表3可以看出，白芷在49.5 ℃时开始分解，这可能是由于试样中残余的小分子物质发生热解吸，使试样有少量的质量损失，损失率为9.11%；在经过一段时间的升温，温度达到了148.8 ℃，进入分解的第二阶段，试样开始出现大量的质量损失，直至397.5 ℃，损失率为58.70%；然后，随着温度的继续升高，试样在进一步分解，剩余样品质量为20.16%。

随着温度的升高，DTG曲线呈现出2个峰形，峰形的拐点分别为88.8、312.5 ℃。白芷的DTA曲线有一个较宽的放热峰，峰值为99.9 ℃，温度为55.0～165.9 ℃。

2.2.4 荜拨热重分析。

从图8～9和表4可以看出，荜拨在49.6 ℃时开始分解，这可能是由于试样中残余的小分子物质发生热解吸，使试样有少量的质量损失，损失率为10.17%；在经过一段时间的升温，温度达到178.0 ℃，进入分解的第二阶段，试样开始出现大量的质量损失，直至410.6 ℃，损失率为53.95%；然后，随着温度的继续升高，试样在进一步分解，剩余样品质量为26.46%。

随着温度的升高，DTG曲线呈现出2个峰形，峰形的拐点分别为94.3、308.5 ℃。荜拨的DTA曲线有2个较宽的放热峰，峰值分别为107.1、284.0 ℃，温度分别为75.2～160.5、267.4～295.5 ℃。

2.2.5 4种调味品燃烧稳定性分析。

根据4种调味品燃烧性参数数据构建燃烧热多指标评价体系。热重则是通过热重分析仪研究调味品颗粒在不同升温速率中的燃烧特性指数，判断食品的燃烧稳定性［13］。该研究根据灰色模式识别的方法，求各个方案与由最佳指标组成的理想方案的关联系数，由关联系数得到关联度，再按关联度的大小进行排序、分析［14］。关联度越大，样本效果越好。经计算，广西产八角、白蔻、白芷、荜拨4种调味品的关联度分别为0.838 3、0.677 7、0.757 7、0.686 5。 从热重分析结果、调味品燃烧性方面分析，4种调味品燃烧稳定性排序为八角＞白芷＞荜拨＞白蔻。

2.3 脂肪、钙、灰分、粗纤维含量

由表5可知，广西产八角、白蔻、白芷、荜拨4种调味品脂肪含量排序为八角＞荜拨＞白蔻＞白芷，钙含量排序为白芷＞八角＞荜拨＞白蔻，灰分含量排序为白蔻＞八角＞荜拨＞白芷，粗纤维含量排序为八角＞白蔻＞荜拨＞白芷。

2.4 熵值法构建调味品多指标综合评价体系

根据广西产八角、白蔻、白芷、荜拨4种调味品燃烧热、热重分析参数，脂肪、钙、灰分、粗纤维含量数据构建多指标评价体系。运用熵值法［15］，对4种调味品进行赋权，从而计算综合得分［16-17］。综合得分越大，样本效果越好。经计算，广西产八角、白蔻、白芷、荜拨4种调味品的综合得分分别为0.663 6、0.364 4、0.410 8、0.272 0。由多指标综合评价结果可知，多指标综合评价体系综合得分排序为八角＞白芷＞白蔻＞荜拨。

3 结论与讨论

该研究选择广西产八角、白蔻、白芷、荜拨4种调味品作为研究对象，测定4种调味品燃烧热、燃烧稳定性以及脂肪、钙、灰分、粗纤维含量，将调味品燃烧热、热重分析、脂肪含量、钙含量、灰分含量、粗纤维含量等指标通过熵值法、灰色模式识别构建4种调味品的多指标综合评价体系。结果表明，4种调味品燃烧热排序为八角＞白蔻＞白芷＞荜拨，燃烧稳定性排序为八角＞白芷＞荜拨＞白蔻，脂肪含量排序为八角＞荜拨＞白蔻＞白芷，钙含量排序为白芷＞八角＞荜拨＞白蔻，灰分含量排序为白蔻＞八角＞荜拨＞白芷，粗纤维含量排序为八角＞白蔻＞荜拨＞白芷；多指标综合评价体系的综合得分排序为八角＞白芷＞白蔻＞荜拨。

热重参数通过灰色模式识别应用于调味品燃燒稳定性评价，为热重分析方法研究食品燃烧稳定性评价提供科学依据。该研究建立的多指标综合评价体系为调味品品质评价提供一种新思路，也为大规模开发调味品资源以及分类研究提供科学依据。

参考文献

［1］ 淳宇彤，陈欣梦，余素，等. 三种天然调味品中Fe、Cu、Mn微量元素含量测定［J］. 长江蔬菜，2014（8）：38-39.

［2］ 丁奇，马立利，郎爽，等. 不同调味品中氨基酸态氮、总酸含量的分析及比较研究［J］. 分析仪器，2021（3）：70-74.

［3］ 陈丽惠. 转基因大豆油脂肪酸成分分析［J］. 井冈山大学学报（自然科学版），2020，41（5）：26-30.

［4］ 杨婷，刘孜宇，周利兵. 金菊五花茶/小柴胡/复方板蓝根颗粒的热重及热值分析［J］. 云南化工，2021，48（7）：44-47.

［5］ 卢翠文，陈梦露，杨婷，等. 4种清热解毒药燃烧分析［J］. 云南民族大学学报（自然科学版），2022，31（1）：47-54.

［6］ 邢丽丽，郭利攀，吴思远，等. 饼干中脂肪的测定方法研究［J］. 安徽农业科学，2021，49（13）：203-205.

［7］ 周利兵，史金萍. 5种茶叶的多项指标分析研究［J］. 食品安全质量检测学报，2021，12（16）：6489-6497.

［8］ 李焕焕，贺新利，王静，等. EDTA容量法测定化工生产废水中钙和镁［J］. 化工设计通讯，2022，48（1）：164-165，168.

［9］ 王立业，王艳艳，吴玉琦，等. 河南产景天三七根、茎、花、叶中钙含量的测定［J］. 洛阳师范学院学报，2021，40（11）：14-17.

［10］ 蔡沓栗，温秀萍，于虹敏.不同产地使君子水分、总灰分、水溶性浸出物的含量测定［J］. 亚太传统医药，2021，17（12）：58-60.

［11］ 卢婷，姚斌. 黔产绿豆衣水分、总灰分及浸出物测定［J］. 贵州科学，2021，39（6）：27-29.

［12］ 梁萌，郭玉秋，杨志强，等. 碱溶液和纤维测定仪对粗纤维含量检测的影响研究［J］. 中国饲料，2021（15）：68-71.

［13］ 蓝峻峰，张艺轩，杨婷，等. 牛黄上清片、清火片、清凉喉片燃烧分析［J］. 山东化工，2021，50（11）：86-89.

［14］ 周利兵. 不同产地葛根质量的灰色模式识别和灰色系统聚类分析［J］. 黑龙江畜牧兽医，2014（11）：159-161.

［15］ 蒋才云，张艺轩，杨婷，等. 清火栀麦片、清咽片、咽炎片热重及热值分析［J］. 山东化工，2021，50（12）：87-89，95.

［16］ 余永生，杨婷，周利兵. 清开灵胶囊、清肺抑火片、莲花清瘟胶囊燃烧分析［J］. 安徽化工，2021，47（6）：145-148.

［17］ 周利兵，姜紫勤. 青海高原不同地区麻花秦艽花中微量元素因子分析［J］. 井冈山大学学报（自然科学版），2011，32（4）：53-56.