醬鹵鴨制品加工中常見香辛料的實(shí)驗(yàn)檢測方法及風(fēng)味機(jī)理研究

潘風(fēng)光 趙頌寧 林柔汐 張 婷 劉靜波

吉林大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 吉林長春 130000

醬鹵鴨制品風(fēng)味獨(dú)特、營養(yǎng)豐富,兼具醬香、肉香、鮮辣等風(fēng)味，是中國傳統(tǒng)肉制品。對醬鹵鴨制品的研究，主要集中在測定其風(fēng)味成分、改進(jìn)加工工藝、改善加工過程產(chǎn)品品質(zhì)和保鮮技術(shù)等方面。醬鹵鴨制品風(fēng)味成分測定方面的研究,主要集中在檢測風(fēng)味物質(zhì)的方法，加工過程、不同鴨源對風(fēng)味物質(zhì)的影響等方面；改進(jìn)醬鹵鴨制品加工工藝方面的研究，主要集中在生產(chǎn)設(shè)備改進(jìn)和加工過程中新技術(shù)的應(yīng)用等方面;醬鹵鴨制品加工貯藏過程中品質(zhì)變化及改善方法的研究，主要集中在探究不同貯藏方式對其品質(zhì)的影響和改善其色澤技術(shù)等方面；醬鹵鴨制品保鮮技術(shù)的研究,主要采用添加香辛料精油和保鮮劑等方式對醬鴨制品進(jìn)行保鮮。

1 香辛料主效成分研究現(xiàn)狀以及構(gòu)效機(jī)理

香辛料是指從植物的根塊、葉莖、種子、果實(shí)、全草等中提取出的某些具有刺激性香味的精油，或指一類具有芳香和辛香等典型風(fēng)味的天然植物性制品[1]。根據(jù)其不同的風(fēng)味，香辛料的常規(guī)類別分為辛辣型(如辣椒、胡椒)、濃香型(如丁香、八角、茴香)以及淡香型(草果等)。香辛料中除芳香物質(zhì)和色素外，還有許多成分具有多種功能性，如抗氧化性、抗菌、抗炎、抗癌等[2]，不僅可以增添鹵肉制品香味，改善鹵肉制品色澤，也可以在鹵肉制品貯藏保鮮中起到抗氧化抑菌等作用[3]，同時(shí)對促進(jìn)人體健康具有重要作用，如抗炎、抑制腫瘤細(xì)胞生長等[4]。在鹵肉制品加工中常用到辣椒、花椒、桂皮、八角、丁香、茴香、肉蔻、黑胡椒等各種香辛料[5]。

1.1 辣椒及其辛辣機(jī)理

辣椒，茄科辣椒屬，為一年生或有限多年生草本植物，由于其包含多種營養(yǎng)成分，如辣椒素類化合物、辣椒色素、維生素、氨基酸、不飽和脂肪酸和鈣、鐵等多種礦物質(zhì)[6]，在全世界的果蔬銷量中名列前茅。辣椒籽中含有大量維生素、胡蘿卜素、類黃酮等抗氧化活性物質(zhì)。辣椒應(yīng)用范圍廣泛,除了作為鮮食蔬菜、調(diào)味品以外，還具有十分重要的藥理作用。其功效有：健脾胃、促進(jìn)食欲，改善消化的作用[7]；增強(qiáng)能量代謝，預(yù)防或治療糖尿病的作用[8]；辣椒素作為辣椒中典型的功能成分，具有很好的抗氧化能力，幾年來陸續(xù)有研究證明其對多種癌細(xì)胞增殖的抑制作用,以及抗菌殺蟲、鎮(zhèn)痛、促進(jìn)身體的新陳代謝等功效。

辣椒中引起辛辣感和灼熱感的主要成分是辣椒素類物質(zhì)(Capsaicinoids)，由脂肪酸和香草胺縮合而成[12]。辣椒素類物質(zhì)的具體分類(如表1所示),包括辣椒素(Capsaicin,C)、二氫辣椒素(Dihydrocapsaicin,DC)、降二氫辣椒素(Nordihydrocapsaicin,NDC)、高辣椒素(Homocapsaicin,HC)和高二氫辣椒素(Homodihydrocapsaicin,HDC),其中含量最高的是作為主要呈辣物質(zhì)的辣椒素和二氫辣椒素，其含量高達(dá)整體辣椒素類物質(zhì)的80%～90%[13]。

表1 辣椒素類物質(zhì)結(jié)構(gòu)式及其特性

辣椒素最早于19世紀(jì)末從辣椒中分離出來，1923年報(bào)道了其化學(xué)結(jié)構(gòu)[16]。辣椒素(反式-8-甲基-N-香草基-6-壬烯酰胺)是疏水性分子，可分為三個官能團(tuán)：香草基(頭部)、酰胺基(頸部)和脂肪酸鏈(尾部)(見圖1)。研究人員對這些基團(tuán)的修飾效果進(jìn)行了探索，發(fā)現(xiàn)去除香草基中的4′-OH可去除辣椒素的活性;?；叉溩钪匾奶卣魇鞘杷?，它可以耐受少到5個碳到10個碳的變化，而不會廣泛改變活性[17]。近年來，辣椒素的辛辣機(jī)理以及辣椒素與辣椒素受體TRPV1(圖2)的結(jié)合作用受到廣泛研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)TRPV1是一種非選擇性陽離子四聚體通道，當(dāng)辣椒素激活TRPV1時(shí)，Na+和Ca2+內(nèi)流，激發(fā)動作電位，去極化傷害性神經(jīng)元，最后產(chǎn)生辣味[18]。最近的研究已經(jīng)建立了辣椒素激活和結(jié)合TRPV1通道的原子水平框架，辣椒素采用“尾向上，頭向下”的構(gòu)型來結(jié)合通道跨膜形成的囊袋，隨后通過氫鍵拉動和范德華相互作用來穩(wěn)定TRPV1的S4-S5連接體[19]。我們針對辣椒素激活這一通道所獲得的知識，可為開發(fā)針對TRPV1的新型鎮(zhèn)痛藥奠定基礎(chǔ)，并且對人體無不良影響。

圖1 辣椒素結(jié)構(gòu)

圖2 TRPV1的跨膜(TM)區(qū)由6個TM螺旋組成,S1～S6.

1.2 花椒及其麻味機(jī)理

花椒屬(蕓香科)作為食用和藥用植物已有2000多年的歷史，由于其獨(dú)特的麻味和辛辣味道，廣泛應(yīng)用于火鍋和其它川菜中，是中國八大傳統(tǒng)調(diào)味品之一[20]?；ń吠榛０肥腔ń分械穆槲冻煞?，是形成花椒麻味和辛辣味的物質(zhì)基礎(chǔ)，在味覺上有刺痛感[21]?；ń返穆槲冻煞志哂懈鞣N生理特性，如麻醉[22]、陣痛[23]、抗氧化[24]、改善皮膚狀況[25]、抗癌[26]和預(yù)防認(rèn)知障礙[27]。由于這些特性，近年花椒屬植物引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

目前，已經(jīng)分離鑒定出25種以上的烷基酰胺，其中山椒素是主要代表性物質(zhì)，包括α-山椒素、β-山椒素、γ-山椒素、δ-山椒素以及氨基部位含有一個羥基的同系物(見圖3),它們具有很強(qiáng)的刺激性[28]。酰胺基團(tuán)是花椒呈現(xiàn)麻味的主要基團(tuán)，首先，酰胺基團(tuán)N原子上的孤對電子不定域，不易與其他原子形成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)，脂烴基(RCH2-)對氨基氮產(chǎn)生斥電子效應(yīng)(RCH2→NH-)，N原子的電子云密度增大；其次,酰胺基團(tuán)中的C=O雙鍵與脂肪鏈上的C=C雙鍵形成共軛，使電子云向氧原子方向移動，導(dǎo)致整個酰胺基團(tuán)電子云密度增大，與質(zhì)子結(jié)合力增強(qiáng)，人體舌黏膜和觸覺神經(jīng)受到刺激產(chǎn)生強(qiáng)烈的辛麻感[29]。

圖3 花椒中的主要麻味成分

從生理機(jī)制角度，科研工作者們對于麻味物質(zhì)產(chǎn)生辛麻感的原因有以下兩種觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為，麻味物質(zhì)通過激活TRPV1和TRPA1離子通道來激活體感神經(jīng)元。麻味物質(zhì)刺激TRPV1和TRPA1后，去極化感覺神經(jīng)元，發(fā)生Ca2+內(nèi)流，產(chǎn)生內(nèi)向電流[30]，使人體感知到麻味物質(zhì)的刺激及辛麻感；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，麻味物質(zhì)抑制兩孔鉀離子通道(KCNK)，激活感覺神經(jīng)元。Bautista D M[31](2008)等研究發(fā)現(xiàn)，羥基-α-山椒素通過抑制pH和麻醉敏感的雙孔鉀通道(KCNK)使感覺神經(jīng)元活化，其中KCNK3、KCNK9和KCNK18是羥基-α-山椒素的受體。

圖4 山椒素結(jié)構(gòu)

2 香辛料主效成分的檢測方法

2.1 分光光度法

分光光度法簡單、快速，處理樣品量大。董新榮[35](2007)等采用熒光分光光度法對辣椒中的辣椒素進(jìn)行定量分析。俞遠(yuǎn)志[36](2015)等采用熒光分光光度計(jì)法快速測定辣椒素和二氫辣椒素總量，檢測結(jié)果與高效液相法接近，滿足一般定量檢測的需求且操作快速簡易。邵偉[37](2005)等建立分光光度法測定橙皮中橙皮苷的含量。

2.2 氣相色譜法

氣相色譜法操作簡單、準(zhǔn)確，適用于檢測揮發(fā)性小分子物質(zhì)。張?jiān)氯A[38](1981)采用氣相色譜法測定辣椒果實(shí)中刺激性成分，如辣椒素、二氫辣椒素、去甲二氫辣椒素，該法可以同時(shí)測定各個刺激性成分，結(jié)果較為準(zhǔn)確。王洪偉[39](2014)等采用氣相色譜法、高效液相色譜法、分光光度計(jì)法3種方式定量檢測花椒麻味物質(zhì)含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前2種方法比分光光度計(jì)法更為準(zhǔn)確。徐艷春[40〗(2002)等采用氣相色譜法定量研究黃連配伍肉桂后桂皮醛的含量變化，結(jié)果重現(xiàn)性較好。張博[41](2020)等建立了測定人參再造丸中桂皮醛、丁香酚含量的氣相色譜法。

2.3 高效液相色譜法

高效液相色譜法精確度高、靈敏度高、適用范圍廣泛，常用于香辛料的定性定量檢測。方林明[42](2020)、厲志偉[43](2017)等采用高效液相色譜法，利用甲醇-水流動相梯度洗脫辣椒提取物，同時(shí)測定食品中辣椒素、二氫辣椒素含量。陳海云[44](2013)等利用高效液相色譜法研究云南省不同地區(qū)、不同品種、不同成熟期辣椒中辣椒堿和二氫辣椒堿含量。王進(jìn)[45](2015)等采用高效液相色譜法，流動相為乙腈-水(45∶55v/v)等濃度梯度洗脫花椒提取物，定量檢測花椒中的麻味成分羥基-β-山椒素的含量。芮光偉[46](2013)等對花椒進(jìn)行分離純化，將純化后的高純度花椒麻味物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)品，采用高效液相色譜法進(jìn)行定量檢測。馬蓉蓉[47](2008)等采用高效液相色譜法同時(shí)測定肉桂中肉桂醛和肉桂酸含量。

2.4 氣相色譜-質(zhì)譜法

氣相質(zhì)譜也常用來分析香辛料中的主效成分。鐘觀林[48](2020)等采用GC-MS分析橙皮中的橙皮苷。趙琴[49](2014)等通過固相萃取對油樣進(jìn)行前處理后。采用超高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)。成功的對比分析了辣椒素和二氫辣椒素在食用油和地溝油中的含量，簡單快捷，溶劑消耗量少。吳丹[50](2015)等建立氣相色譜-質(zhì)譜法對香桂化濁膠囊中桂皮醛進(jìn)行定量分析。王強(qiáng)強(qiáng)[51](2020)等采用氣相色譜-質(zhì)譜法分析八角茴香的化學(xué)組成。

3 結(jié)論

目前,常用于香辛料定量檢測的方法有分光光度法、氣相色譜法、高效液相色譜法、氣相色譜-質(zhì)譜法。分光光度法用于定量分析辣椒素、二氫辣椒素,操作簡單、快速。質(zhì)譜技術(shù)用于定量分析辣椒素、二氫辣椒素、羥基-β-山椒素、肉桂醛、橙皮苷等香辛料中的主要呈味物質(zhì),檢測精確度高、靈敏度高、適用范圍廣泛,但耗時(shí)長、操作繁瑣。不同技術(shù)特點(diǎn)各異,使用者根據(jù)實(shí)際情況選擇最優(yōu)檢測方法。

國內(nèi)針對于醬鹵鴨制品中的風(fēng)味物質(zhì)研究相對較少，但是休閑食品產(chǎn)業(yè)具有巨大開發(fā)潛力，醬鹵制品中風(fēng)味物質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系是進(jìn)一步研究風(fēng)味遷移規(guī)律的基礎(chǔ)，通過對風(fēng)味物質(zhì)主效成分機(jī)制機(jī)理研究分析，控制醬鹵鴨制品品質(zhì)，提高產(chǎn)品口感風(fēng)味，降低成本，為醬鹵制品食品開發(fā)研究提供理論參考。