辣椒制品模糊辣度的表示與測(cè)定

楊代明馬東興，李忠海李曉燕

（1.湖南省食品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)所，湖南 長(zhǎng)沙 410002；2.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.山東山孚實(shí)業(yè)有限公司，山東 青島 266000）

辣椒制品模糊辣度的表示與測(cè)定

楊代明1馬東興1，2李忠海2李曉燕3

（1.湖南省食品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)所，湖南 長(zhǎng)沙 410002；2.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；3.山東山孚實(shí)業(yè)有限公司，山東 青島 266000）

以新鮮辣椒為原料，通過單因素試驗(yàn)可知辣椒制品中食鹽、白糖、食用油、總酸含量是對(duì)感觀辣度有減弱作用的影響因素，采用四元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)研究這4個(gè)因素對(duì)剁辣椒制品感觀辣度的影響，并獲得了其減弱程度的線性關(guān)系：?jiǎn)我蛩睾吭礁?，?duì)感觀辣度的減弱作用越大，并且有交互影響。據(jù)此，以斯科維爾（Scoville）指數(shù)為基礎(chǔ)，根據(jù)傳統(tǒng)辣度概念“不辣、微辣、輕辣、中辣、很辣、猛辣”相對(duì)應(yīng)的“0度（表示為0°M）、1度（表示為1°M）、2度（表示為2°M）、3度（表示為3°M）、4度（表示為4°M）、5度（表示為5°M）”模糊辣度分級(jí)來表示辣椒制品的感觀辣度，獲得0～5°M的模糊辣度指數(shù)的計(jì)算公式，從而排除了感觀辣度確定時(shí)人為因素的影響和消除了以辣椒素計(jì)算辣椒制品辣度的片面性。

辣椒制品；模糊辣度；斯科維爾（Scoville）指數(shù)；正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)

目前，關(guān)于辣椒制品辣度尚有研究，專門文獻(xiàn)報(bào)道不多。辣椒辣度的測(cè)定方法主要有4種：斯科維爾（Scoville）感官評(píng)定法［1，2］、辣椒素測(cè)定計(jì)算法［3］、改良 Scoville感官評(píng)定法［4］和依據(jù)感官辣度和辣椒堿的含量進(jìn)行的綜合辣度分級(jí)［4］。辣椒素測(cè)定計(jì)算法具有高靈敏度、高分離度、高準(zhǔn)確度等優(yōu)點(diǎn)，適用于大批量樣品的辣度測(cè)定，但是所得的辣度僅取決于辣椒素的多少，而沒有考慮到人所感覺到的辣度還會(huì)受油脂、食鹽、糖度等因素的影響。Scoville感官評(píng)定法雖然考慮了辣椒素之外的綜合因素影響，所需儀器設(shè)備簡(jiǎn)單，但是每次都需要請(qǐng)一組經(jīng)過特殊培訓(xùn)的品嘗者（不少于5人），每品嘗一次需間隔90min以上，因此，每次評(píng)定的品種有限，批量少的費(fèi)用高，批量多時(shí)實(shí)施困難，且受品評(píng)人員的因素影響，準(zhǔn)確度不如高效液相色譜法。綜合辣度分級(jí)法雖然綜合考慮其它味覺成分對(duì)辣度的影響，但使用的辣椒或辣椒制品中辣椒素含量的測(cè)定方法很不準(zhǔn)確，其所測(cè)定的辣椒素含量出入太大，影響了對(duì)辣度的分級(jí)。李曉燕等［4］采用模糊聚類分析考察了食鹽、白砂糖、植物油、總酸、氨基酸態(tài)氮等主要呈味物質(zhì)對(duì)剁辣椒感觀辣度的影響程度，并采用單因素試驗(yàn)獲得了食鹽、植物油對(duì)感觀辣度分別在4%～8%和5%～15%的濃度范圍內(nèi)呈線性減弱作用，而白砂糖和總酸分別在2%～10%和1.34%～1.62%卻呈二次曲線的減弱作用。

本試驗(yàn)采用多元多水平正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)來研究其影響的數(shù)量關(guān)系，從而利用以斯科維爾（Scoville）指數(shù)為基礎(chǔ)的、獲得與傳統(tǒng)辣度概念“不辣、輕辣、微辣、中辣、很辣、猛辣”相一致的模糊辣度表示及其指數(shù)的數(shù)學(xué)計(jì)算公式。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料

新鮮剁辣椒原料：湖南省辣之源食品有限公司。

1.2 四元二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)與試驗(yàn)［11］

通過單因素試驗(yàn)選取食鹽、白糖、食用油和檸檬酸進(jìn)行4因素5水平正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)［5］，見表1。

將塑料瓶洗凈烘干后，每個(gè)塑料瓶稱取500g剁碎的辣椒，根據(jù)表1來確定添加食鹽、白砂糖、食用油、總酸（以檸檬酸計(jì)）的量。經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?，放入室溫環(huán)境下（3～4）d，以便使各種物質(zhì)充分混合。選擇新鮮的未添加任何調(diào)味劑的剁辣椒0℃冷藏作為對(duì)照品（CK），對(duì)CK、辣度降低約一半的剁辣椒（編號(hào)18）和辣度降低到最低的剁辣椒（編號(hào)32）進(jìn)行辣椒素的測(cè)定，利用文獻(xiàn)［2］計(jì)算真實(shí)辣度，并剔除添加了調(diào)味品的量對(duì)真實(shí)辣度的影響，獲得處理前后感觀辣度值分別為7.8、6.6、5.5，以驗(yàn)證以下統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

表1 辣椒制品表觀辣度的模糊評(píng)價(jià)試驗(yàn)水平設(shè)計(jì)因素與編碼表?Table 1 The factors table of apparent pungency for chili products based on fuzzy clustering

1.3 感官評(píng)定與數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

由感官評(píng)價(jià)員根據(jù)文獻(xiàn)［2］、［6］對(duì)試驗(yàn)組合的辣度對(duì)比CK（真實(shí)辣度為7.8）進(jìn)行直接品嘗打分，得到的相對(duì)感觀辣度y。品評(píng)員5人，對(duì)某一供評(píng)樣品至少有3人品評(píng)結(jié)果一致即可確定品嘗結(jié)果。計(jì)算樣品真實(shí)辣度降低值（y′），即y′＝7.8－y。按文獻(xiàn)［5］的方法進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，通過軟件SPSS 13.0，One－Way ANOVA運(yùn)行。

1.4 辣椒素類物質(zhì)含量的測(cè)定

按 GB/T 21266——2007測(cè)定［3］。

2 結(jié)果與分析

2.1 剁辣椒真實(shí)辣度降低值的4因素5水平正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)分析

2.1.1 建立回歸方程 根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果和回歸分析（見表2），獲得了剁辣椒真實(shí)辣度降低值的回歸方程：

表2 四因素二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)矩陣與結(jié)果計(jì)算?Table 2 The four factors of quadratic regression orthogonal rotation combination design structure matrix and calculation of results

續(xù)表2

2.1.2 對(duì)所得四元二次回歸方程（1）進(jìn)行顯著性測(cè)驗(yàn) 由表3可知，回歸方程達(dá)到極顯著水平。說明本試驗(yàn)設(shè)計(jì)及分析效果都很好，各因素間顯著與不顯著也涇渭分明。因此，可直接將F＜1的X1X2，X2X3，X2X4，X2’，X3′不顯著項(xiàng)去掉而得到真實(shí)辣度降低值y′與各因素間的回歸方程：

將中心變換X′2j還原為得：

2.1.3 方程的失擬性檢驗(yàn)

經(jīng)查表得，F(xiàn)Lf＝1.702 3＜F0.05（10，11）＝2.86，表明擬合很好。

2.1.4 回歸方差的顯著性檢驗(yàn)

2.1.5 剁辣椒真實(shí)辣度降低值計(jì)算公式的表示 將：X1＝（x1－10）/5，X2＝ （x2－5）/2.5，X3＝ （x3－10）/5，X4＝（x4－0.8）/0.4代入式（3），化簡(jiǎn)得：

表3 四因素二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果方差分析表Table 3 The four factors of quadratic regression orthogonal rotation combination design test result analysis of variance table

將編號(hào)為18、32的剁辣椒的數(shù)據(jù)代入方程（式（4））驗(yàn)證，分別得到真實(shí)辣度降低值1.2個(gè)單位和3.6個(gè)單位，和經(jīng)檢測(cè)獲得的辣椒素類物質(zhì)計(jì)算所得的真實(shí)辣度與對(duì)照相比后真實(shí)辣度降低值分別為1.0和3.5基本吻合，所以，此剁辣椒真實(shí)辣度降低值計(jì)算公式（式（4））成立。

2.2 模糊辣度的表示與計(jì)算

按照文獻(xiàn)［2］關(guān)于辣度表示，辣度可以多達(dá)50度。而剁辣椒、辣椒醬的辣椒素基本上在10mg/kg到420mg/kg范圍，辣度為1～42度。一般消費(fèi)者無法弄清楚10度辣還是不辣，加之添加了調(diào)味品之后對(duì)辣度的減弱作用，與傳統(tǒng)辣椒制品“不辣、輕辣、微辣、中辣、很辣、猛辣”的辣度概念難以掛鉤，因此，提出了與傳統(tǒng)辣椒制品辣度概念相對(duì)應(yīng)的模糊辣度的概念：以模糊數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的計(jì)算方法來表達(dá)傳統(tǒng)辣椒制品“不辣、微辣、輕辣、中辣、很辣、猛辣”的6級(jí)感觀辣度，并以模糊辣度指數(shù)進(jìn)行分級(jí)。

2.2.1 模糊辣度的表示與計(jì)算公式 根據(jù)模糊辣度的概念，即可獲得辣椒制品的模糊辣度指數(shù)（MD值）的計(jì)算表達(dá)式：

考慮到剁辣椒真實(shí)辣度降低值公式是在剁碎了的鮮辣椒的辣椒素含量的基礎(chǔ)上建立的，而在實(shí)際工作中則是測(cè)得添加了食鹽、白砂糖、食用油、檸檬酸的情況下的辣椒素含量，則將辣椒制品的辣椒素含量除以剔除添加的食鹽、白糖、油脂后的辣椒制品的質(zhì)量，獲得純辣椒時(shí)的辣椒素含量，再去計(jì)算辣椒制品的真實(shí)辣度，即：

式中：

F——以辣椒及辣椒制品的辣椒素可能的最高含量計(jì)算出的Scoville指數(shù)再除以150，得最高真實(shí)辣度指數(shù)，再折算成6個(gè)模糊辣度指數(shù)的轉(zhuǎn)換系數(shù)。新鮮辣椒及辣椒制品最高真實(shí)辣度指數(shù)為42度，F(xiàn)值取7；

MD值——模糊辣度指數(shù)值，取小數(shù)點(diǎn)后一位；

N——辣椒制品Scoville指數(shù)，SHU；

x1——辣椒制品中食鹽含量，%；

x2——辣椒制品中白糖含量，%；

x3——辣椒制品中油脂含量，%；

x4——辣椒制品中總酸含量（以乳酸計(jì)），%。

當(dāng)影響因素x1、x2、x3、x4的實(shí)測(cè)值分別高于20%、10%、20% 和1.6% 時(shí)，分別以20%、10%、20% 和1.6% 代入y′計(jì)算。

由此可見，當(dāng)x1、x2、x3、x4為0時(shí)，即為新鮮辣椒時(shí)，MD值等于真實(shí)辣度除以轉(zhuǎn)換系數(shù)F，即為鮮辣椒的模糊辣度。又當(dāng)為干制辣椒或辣椒調(diào)味油時(shí)，干辣椒辣椒素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于新鮮辣椒，感觀辣度分級(jí)會(huì)突破6個(gè)辣度等級(jí)?？紤]干辣椒辣椒素超過500mg/kg，真實(shí)辣度指數(shù)超過50，可以設(shè)置9個(gè)辣度等級(jí)，F(xiàn)值取10，即真實(shí)辣度最高可達(dá)90。但作為辣椒油樹脂，由于辣椒素含量超過0.1%，油脂含量占了80%以上，已沒有人敢去直接品嘗了，再采用模糊辣度已沒有實(shí)際意義，建議以辣椒素含量百分比直接表示為宜。

2.2.2 模糊辣度指數(shù)公式的應(yīng)用 將李曉燕等的數(shù)據(jù)［4］代入以上模糊辣度指數(shù)計(jì)算公式（式（5）），結(jié)果見表4?？芍苯分破分锌偹?、食鹽、脂肪和總糖的含量，可以使真實(shí)辣度指數(shù)降低1.4到4.3個(gè)單位，降低百分比為10%到100%，特別是傳統(tǒng)感觀辣度等級(jí)處于不辣與微辣之間的辣椒制品，降低百分比超過80%。

表4 辣椒制品模糊辣度指數(shù)應(yīng)用結(jié)果?Table 4 The results of fuzzy pungency index application for chilli product

續(xù)表4

2.3 辣椒制品模糊辣度的表達(dá)

由表4可知，模糊辣度指數(shù)（MD值）在0.01到4.3。很顯然，當(dāng)辣椒制品的真實(shí)辣度≤1度時(shí)，即總辣椒素含量≤0.010g/kg時(shí)，應(yīng)為不辣級(jí)，而代入式（5）計(jì)算模糊辣度指數(shù)即MD值≤0.1，據(jù)此，29號(hào)、32號(hào)、34號(hào)剁辣椒應(yīng)為不辣級(jí)，其真實(shí)辣度降低了80%以上。微辣級(jí)的MD值應(yīng)為0.1＜MD≤1.0，辣椒素總量約在30～80mg/kg，除37號(hào)、42號(hào)、43號(hào)辣椒醬與傳統(tǒng)感觀辣度級(jí)別有明顯的跳級(jí)外。輕辣的MD值為1.0＜MD≤2.0，辣椒素總量約在80～130mg/kg；中辣的MD值為2.0＜MD≤3.0，辣椒素總量約在130～170mg/kg?？梢?，輕辣級(jí)與中辣級(jí)在傳統(tǒng)感觀辣度等級(jí)中很難區(qū)分，統(tǒng)稱為辣。很辣的MD值為3.0＜MD≤4.0，辣椒素總量約在170～230mg/kg。猛辣的MD值為4.0＜MD≤5.0，辣椒素總量約在300mg/kg以上。可見，傳統(tǒng)感觀辣度卻難以在很辣與猛辣之間有明確的界限和區(qū)分，但大多數(shù)不太辣的辣椒制品的模糊辣度分級(jí)結(jié)果與李曉燕等［4］品嘗得出的傳統(tǒng)感觀辣度的結(jié)果是一致的，同時(shí)可以看到，模糊辣度指數(shù)（MD值）則可以不受人為因素影響很好地予以區(qū)分，顯示其優(yōu)越性。

因此，辣椒制品的模糊辣度的表達(dá)見表5。由表5可知，37號(hào)、42號(hào)、43號(hào)辣椒醬的模糊辣度指數(shù)分級(jí)與傳統(tǒng)感觀辣度級(jí)別有明顯的跳級(jí)，經(jīng)檢查其標(biāo)簽配料表發(fā)現(xiàn)，這些樣品中含有花椒、胡椒等香辛料，本試驗(yàn)沒有考慮這些香辛料中花椒、胡椒帶來的辣味而只考慮辣椒制品中的辣椒素的緣故。所以此模糊辣度指數(shù)計(jì)算公式還有待進(jìn)一步改進(jìn)，將花椒、胡椒帶來的辣味考慮進(jìn)來。

表5 辣椒制品模糊辣度分級(jí)與模糊辣度指數(shù)（MD值）的關(guān)系?Table 5 The relationship between fuzzy pungency grading and fuzzy pungency index for chilli products

3 結(jié)論

本試驗(yàn)提出了與傳統(tǒng)辣椒制品（可以擴(kuò)展到含辣制品）辣度概念相對(duì)應(yīng)的模糊辣度的概念：以模糊數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)的計(jì)算方法來表達(dá)傳統(tǒng)辣椒制品“不辣、微辣、輕辣、中辣、很辣、猛辣”的6級(jí)感觀辣度。通過試驗(yàn)與分析，獲得了總酸、食鹽、總糖和油脂對(duì)辣椒制品真實(shí)辣度降低值的四元二次回歸方程；在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了辣椒制品的模糊辣度指數(shù)（MD值）的計(jì)算公式，經(jīng)與傳統(tǒng)辣度進(jìn)行對(duì)比分析，獲得了符合傳統(tǒng)辣度表述的模糊辣度表述方式和與模糊辣度指數(shù)（MD值）之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系及標(biāo)注形式，并通過檢驗(yàn)4個(gè)影響因素的含量來計(jì)算辣椒制品的模糊辣度，從而解決了通過極易受人為因素影響的感觀評(píng)定方法獲得不太穩(wěn)定的感觀辣度問題，也解決了中國國家標(biāo)準(zhǔn)方法所測(cè)定的真實(shí)辣度偏離辣椒制品實(shí)際感覺到的感觀辣度問題。

1 Paprika Oleoresin.Specification for identify and purity of certain food additives［J］.FAO Food and Nutrition Paper，1990，49（8）：52～56.

2 湖南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB/T 21265——2007辣椒及辣椒制品的辣度感官評(píng)價(jià)方法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

3 湖南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.GB/T21266——2007辣椒及辣椒制品中辣椒素類物質(zhì)測(cè)定及辣度表示方法［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007.

4 李曉燕，楊代明，李忠海.辣椒制品表觀辣度的模糊評(píng)價(jià)方法的研究［J］.食品與機(jī)械，2009，25（2）：42～47.

5 王欽德，楊堅(jiān).食品實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析［M］.北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2002：385～434.

6 王燕.辣椒素類物質(zhì)分析及其感官特性研究［D］.長(zhǎng)沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

Representation and determination on fuzzy pungency for chili product

YANG Dai－ming1MA Dong－xing1，2LI Zhong－h(huán)ai2LI Xiao－yan3

（1.The institute of Food Quality Supervision and Test of Hunan Province，Changsha，Hunan410002，China；2.College of Food Science and Technology，Central South University of Forestry and Technology，Changsha，Hunan410004，China；3.Shandong Shanfu Industry Limited Company，Qingdao，Shandong266000，China）

The main factors influencing the sensory evaluation were studied，on salt，sugar，oil and total acid in the chili product.Quadratic orthogonal rotating combination method has been designed in order to study the effects of these four factors，and chopped fresh chili is used as raw material.Linear relationship about weakening apparent pungency has been obtained，and it is concluded that the more amount of the each single factor has，the more profound effects it has on the weakening apparent pungency.Hence，based on scoville index，the sensory evaluation of chili product can be demonstrated as no spicy（0°M），light spicy（1°M）mild spicy（2°M），much spicy（3°M），more spicy（4°M），most spicy（5°M），and the calculation formula about fuzzy pungency index is also obtained to exclude the effects of human error and eliminate the one－side effects caused by calculation of apparent pungency merely according to capsaicin.

chili product；fuzzy pungency；Scoville index；quadratic orthogonal rotating combination method

10.3969 /j.issn.1003－5788.2011.06.007

楊代明（1963－），男，湖南省食品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)所研究員級(jí)高級(jí)工程師，碩士研究生導(dǎo)師。E－mail：yangdaiming2005＠21cn.com

馬東興

2011－08－01