山黃皮、山奈、十三香燃燒穩(wěn)定性和多指標(biāo)計(jì)量分析研究

曾凡芝，朱茂華，周利兵

（廣西科技師范學(xué)院，廣西 來(lái)賓 546199）

調(diào)味品是能夠改善食品色、香、味和增進(jìn)人們食欲同時(shí)有益人體健康的輔助食品[1]。本研究選擇山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品為研究對(duì)象，測(cè)定其燃燒熱、熱重分析、脂肪含量、鈣和灰分、粗纖維含量等指標(biāo)，通過(guò)熵值法、灰色模式識(shí)別建立三種調(diào)味品的多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)體系，為大規(guī)模開發(fā)調(diào)味品資源以及調(diào)味品分類研究提供有力的科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

山黃皮、山奈、十三香樣品均用研缽研細(xì)，過(guò)40目藥典篩；苯甲酸，分析純，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；藥用膠囊，2006003，廣東生物有限公司；石油醚（沸程30℃～60℃）、石油醚（沸程60℃～90℃）、氫氧化鈉、三乙醇胺、鈣紅指示劑、鹽酸羥胺、孔雀石綠指示劑、乙二胺四乙酸二鈉，均為分析純，廣州化工股份有限公司。

HR-15BH系列燃燒熱測(cè)定實(shí)驗(yàn)裝置、點(diǎn)火鎳鉻絲、壓片機(jī)，湖南長(zhǎng)沙長(zhǎng)興高教儀器設(shè)備開發(fā)有限公司；FW135型粉碎機(jī)，天津市泰斯特儀器有限公司；FA200電子天平，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；NETZSCH STA 2500熱重分析儀，德國(guó)NETZSCH公司；SE206脂肪測(cè)定儀、F1600全自動(dòng)纖維測(cè)定儀，濟(jì)南阿爾瓦儀器有限公司；AUY120萬(wàn)分之一電子分析天平，島津公司；GZX-GF101-3-S干燥箱，上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司；SX-4-10P馬弗爐，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 各指標(biāo)測(cè)定方法

調(diào)味品燃燒熱的測(cè)定利用氧彈量熱計(jì)，參閱文獻(xiàn)[2]；熱重分析是在程序控溫和一定氣氛下，測(cè)量試樣的質(zhì)量變化與溫度或時(shí)間的關(guān)系，熱重測(cè)定參閱文獻(xiàn)[3]；脂肪測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測(cè)定》（GB 5009.6-2016）方法測(cè)定[4]；鈣的測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中鈣的測(cè)定》（GB 5009.92-2016）方法測(cè)定[5]；灰分的測(cè)定參照《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測(cè)定》（GB5009.4-2016）方法測(cè)定[6-7]；粗纖維測(cè)定參照《植物類食品中粗纖維的測(cè)定》（GBT 5009.10-2003）方法測(cè)定[8]。每個(gè)樣品重復(fù)三次試驗(yàn)（n=3，CV%＜3%）。

1.3 多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法

構(gòu)建三種調(diào)味品燃燒熱、燃燒性（調(diào)味品的燃燒穩(wěn)定性）、脂肪含量、鈣含量、灰分、粗纖維的熵值法、灰色模式識(shí)別多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)體系。

2 結(jié)果與討論

2.1 調(diào)味品燃燒熱的測(cè)定

（1）繪制山黃皮燃燒熱測(cè)定曲線，重復(fù)三次試驗(yàn)，見圖1雷諾溫度△T曲線圖

圖1 山黃皮雷諾溫度ΔT曲線圖Fig.1ΔT Curve of Reynolds temperature of bay leaf

m山黃皮=0.120 2 g，△m點(diǎn)火絲=0.007 2 g，m膠囊=0.099 0 g，△T=0.391℃，Q膠囊=45 473.199 5 J/g，W卡=29 901.620 6 J/℃，根據(jù)公式mQv山黃皮=W卡△T-Q點(diǎn)火絲△m-Q膠囊m膠囊，得Q山黃皮=59 730.458 8 J/g。

（2）同理，測(cè)定山奈、十三香燃燒熱，重復(fù)三次試驗(yàn)

三種調(diào)味品燃燒熱見表1。由表1可知，山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品燃燒熱大小順序：山黃皮＞山奈＞十三香。三種調(diào)味品燃燒熱范圍為41 331.68～596 97.64 J/g，CV%＜3%，其中山黃皮燃燒熱為59 697.64 J/g，能量最高，山奈、十三香的燃燒熱分別為46 217.2 J/g和41 331.7 J/g，能量相對(duì)較小。

表1 不同調(diào)味品的燃燒熱（n=3）

2.2 熱重分析

2.2.1 熱重和燃燒穩(wěn)定性分析

（1）山黃皮熱重分析

山黃皮的熱重曲線和熱差分析見圖2、圖3，熱重分析數(shù)據(jù)見表2。由圖2、圖3可以看出，在53.6℃時(shí)山黃皮開始分解，損失率為7.63%；溫度達(dá)到198℃，進(jìn)入分解的第二階段，直至419.7℃，損失率為50.48%；剩余樣品質(zhì)量為33.36%。DTG曲線峰形的拐點(diǎn)分別為111.9℃、307.1℃。山黃皮的DTA曲線有一個(gè)較寬的放熱峰，峰值為122.9℃，溫度范圍為93℃～173.5℃，峰面積為184.7 J/g。

圖2 山黃皮熱重（TG）曲線、微商熱重（DTG）曲線

圖3 山黃皮熱差分析（DTA）曲線

表2 山黃皮TG-DTG數(shù)據(jù)

（2）山奈熱重分析

山奈的熱重曲線和熱差分析見圖4、圖5，熱重分析數(shù)據(jù)見表3。由圖4、圖5可以看出，在42.8℃時(shí)山奈開始分解，損失率為9.92%；溫度達(dá)到202.3℃，進(jìn)入分解的第二階段，直至431.3℃，損失率為5.3%；剩余樣品質(zhì)量為29.69%。DTG曲線峰形的拐點(diǎn)分別為97.1℃、313.4℃。山奈的DTA曲線有一個(gè)較寬的放熱峰，峰值為115.9℃，溫度范圍為79.2℃～181.3℃，峰面積為487.1 J/g。

圖4 山奈熱重（TG）曲線、微商熱重（DTG）曲線

圖5 山奈熱差分析（DTA）曲線

（3）十三香熱重分析

十三香的熱重曲線和熱差分析見圖6、圖7，熱重分析數(shù)據(jù)見表4。由圖6、圖7可以看出，在34℃時(shí)十三香開始分解，損失率為6.45%；溫度達(dá)到104.5℃，進(jìn)入分解的第二階段，直至441.1℃，損失率為66.35%；剩余樣品質(zhì)量為19.12%。DTG曲線峰形的拐點(diǎn)分別為57.1℃、284.5℃。十三香的DTA曲線有一個(gè)較寬的放熱峰，峰值為104.9℃，溫度范圍為70.2℃～165.5℃，峰面積為589 J/g。

圖6 十三香熱重（TG）曲線、微商熱重（DTG）曲線

圖7 十三香熱差分析（DTA）曲線

表4 十三香TG-DTG數(shù)據(jù)

2.2.2 三種調(diào)味品燃燒穩(wěn)定性分析

根據(jù)山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品燃燒性參數(shù)數(shù)據(jù)構(gòu)建燃燒熱多指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。熱重則是通過(guò)熱重分析儀研究調(diào)味品顆粒在不同升溫速率中的燃燒特性指數(shù)，判斷食品的燃燒穩(wěn)定性。本課題根據(jù)灰色模式識(shí)別的方法[9]，采用EXCEL計(jì)算，山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品F值分別為0.792 9、0.786 3、0.715 9，三種調(diào)味品燃燒穩(wěn)定性排序：山黃皮＞山奈＞十三香。

2.3 脂肪、鈣含量、灰分、粗纖維的測(cè)定

2.3.1 脂肪、鈣含量、灰分、粗纖維的測(cè)定結(jié)果

三種調(diào)味品脂肪、鈣含量、灰分、粗纖維含量測(cè)定結(jié)果見表5。

表5 三種調(diào)味品脂肪、鈣含量、灰分、粗纖維含量測(cè)定結(jié)果（n=3，CV%＜0.20%）

2.3.2 脂肪、鈣含量、灰分、粗纖維的結(jié)果分析

由表5知，山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品脂肪含量（%）大小順序：十三香＞山奈＞山黃皮。鈣含量（%）大小順序：山奈＞十三香＞山黃皮。灰分含量大小順序：山奈＞山黃皮＞十三香。粗纖維含量大小順序：十三香＞山黃皮＞山奈。

2.4 熵值法構(gòu)建調(diào)味品多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)體系

根據(jù)山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品燃燒熱、熱重分析參數(shù)，脂肪、鈣、灰分、粗纖維含量數(shù)據(jù)構(gòu)建多指標(biāo)評(píng)價(jià)體系。本課題運(yùn)用熵值法[10]對(duì)三種調(diào)味品進(jìn)行賦權(quán)，山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品F值為0.416 6、0.494 1、0.472 3。山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品多指標(biāo)燃燒熱，燃燒性（調(diào)味品的燃燒穩(wěn)定性），脂肪含量，鈣、灰分、粗纖維含量的綜合評(píng)價(jià)多指標(biāo)排序：山奈＞十三香＞山黃皮。

3 結(jié)論

（1）山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品失重最快溫度為284℃～313.4℃。

（2）山黃皮、山奈、十三香三種調(diào)味品多指標(biāo)燃燒熱，燃燒性（調(diào)味品的燃燒穩(wěn)定性），脂肪含量，鈣、灰分、粗纖維含量多指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)多指標(biāo)排序：山奈＞十三香＞山黃皮。

本研究對(duì)調(diào)味品的多指標(biāo)測(cè)定與綜合評(píng)價(jià)具有積極的理論和實(shí)踐意義，可為其質(zhì)量及分類研究提供參考和依據(jù)。