赵欠，唐毅，梁亚男，王艳，黄艳，张丽*

重庆火锅调味品及菜品工程技术中心，重庆德庄农产品开发有限公司（重庆 401336）

火锅作为中国独创的饮食方式，因其独特的口感和烹饪方式受到越来越多消费者的青睐，其中以川渝地区的麻辣火锅最为代表。麻辣火锅底料目前大多采用的是生姜、干辣椒、大蒜、花椒、豆瓣酱和豆豉，辅以香辛料和香精香料炒制而成。麻辣火锅底料在工业化生产中，生姜、大蒜和干辣椒等只是经过简单的清洗、粉碎、煮制、炒制等较粗略的工艺，原料中的有效物质利用率待进一步提高。目前关于麻辣火锅底料的研究多是对炒制工艺[1-3]和熬煮过程质量变化[4-5]的研究，而原料的深加工和原料有效物质的高效利用也为麻辣火锅的制作工艺提供良好的研究思路。王敏[6]的研究表明，将辣椒发酵后，添加到火锅底料中炒制，其香气物质种类比鲜辣椒和盐渍辣椒火锅底料中明显增加。李芳[7]以硬脂鱼油代替部分牛油，通过优化工艺条件，可得到更好的口感和品质。马钤等[8]优化八角精油的工艺并与八角复配，研究对火底料风味的影响。马钤[9]以花椒精油替代部分花椒与纯花椒对比，研究对火锅底料熬煮风味的影响。文章以麻辣火锅底料加工原料用量较大的生姜和辣椒为试验对象，采用单因素试验和正交试验法探究酶解工艺对生姜有效物质姜辣素含量[10]的影响，对辣椒的有效物质辣椒素含量和色度的影响，寻求适合老姜和辣椒的最佳酶解工艺条件，为麻辣火锅底料主要原料预处理提供技术基础，为提升麻辣火锅底料的风味质量提供优质原料。

1 材料与方法

1.1 试验材料及试剂

生姜、干辣椒（重庆，新世纪超市）；食用植物油（重庆，新世纪超市）。

香草醛标准品；分析纯甲醇；无水乙醇；分析纯四氢呋喃；色谱纯甲醇；生物酶Y1、Y2、Y3。

1.2 试验主要仪器与设备

HC-1500惠尔普斯果蔬破壁料理机（中山市惠尔普斯电器有限公司）；FA2004A电子天平（上海精天电子仪器有限公司）；TU-1800紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；H7-LED台秤（凯丰集团有限公司）；DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱（上海齐欣科学仪器有限公司）；PLV-200全自动罗维朋比色计（佩克昂科技有限公司）；HH-6数显恒温水浴锅（金坛市富华仪器有限公司）；LC-20A高效液相色谱仪（岛津仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 酶解工艺对生姜酶解效果的因素研究

1.3.1.1 不同类酶及添加量对生姜酶解效果的影响

取新鲜的生姜颗粒，用破壁机粉碎60 s后，称取10 g，按料液比1∶3 g/mL加入一定量的纯净水，在酶解温度45 ℃、酶解时间60 min的条件下，料液中分别加入原料量3%的Y1酶、酶Y2、酶Y3，分别对其进行酶解，并与空白组对照，考察酶的种类对指标物质溶出的影响。在确定生物酶种类的基础上，在料液中分别加入原料量0.5%，1.0%，1.5%，2.0%，2.5%，3.0%和3.5%的生物酶对其进行酶解，考察酶的添加量对指标物质姜辣素含量的影响。

1.3.1.2 酶解温度和时间对生姜酶解效果的影响

取新鲜的生姜颗粒，用破壁机粉碎60 s后，称取10 g，按料液比1∶3 g/mL加入一定量的纯净水，在酶添加量3%时，选择酶解温度（40，45，50，55和60 ℃）和酶解时间（20，30，40，50，60，70和80 min）分别进行单因素酶解试验，考察酶解温度和时间对指标物质姜辣素含量的影响。

1.3.1.3 最佳酶解工艺的确定

根据单因素试验结果，以特征物质姜辣素含量为指标，以影响酶解效果的温度、时间、酶添加量为自变量，建立三因素三水平正交试验。最终以正交试验结果确定最佳酶解条件。试验设计其因素水平如表1所示。

表1 生姜酶解三因素三水平正交试验设计

1.3.2 酶解工艺对辣椒酶解效果的因素研究

1.3.2.1 不同类酶及添加量对辣椒酶解效果的影响

取筛选后的干辣椒，用破壁机粉过0.850 mm筛，按料液比1∶3 g/mL加入一定量的纯净水，在酶解温度45 ℃、酶解时间50 min的条件下，料液中分别加入原料量1.5%的酶Y1、酶Y2、酶Y3，分别对其进行酶解，并与空白组对照，考察酶的种类对指标物质溶出的影响。在确定生物酶种类的基础上，在料液中分别加入原料量0，0.5%，1.0%，1.5%和2.0%的生物酶对其进行酶解，考察酶的添加量对指标物质溶出的影响。

1.3.2.2 酶解温度和时间对辣椒酶解效果的影响

取粉碎后的干辣椒颗粒，过0.300 mm筛，按料液比1∶3 g/mL加入一定量的纯净水，在酶添加量1.5%时，酶解温度依次设置为35，40，45，50和55 ℃，酶解时间依次设置为0，30，50，70和90 min，进行酶解，考察酶解温度和时间对指标物质溶出的影响。

1.3.2.3 最佳酶解工艺的确定

根据单因素试验结果，以特征物质辣椒素含量和色度为指标，以影响酶解效果的温度、时间、酶解量为自变量，建立三因素三水平正交试验。最终以正交试验结果确定最佳酶解条件。试验设计其因素水平表如表2所示。

表2 辣椒酶解三因素三水平正交试验设计

1.4 测定方法

1) 辣椒素含量的测定：紫外分光光度法[11]。

辣椒素检测：参照T/CSIQ 77002—2020《含辣调味品辣椒素类物质含量的测定及辣度分级》。酶解后的辣椒样品处理工艺：取一定量的植物油，在油温135 ℃时倒入酶解后的辣椒物料，小火炒制3 min，取一定量炒制后的油脂样品，检测辣椒素含量和色度。

2) 色度检测：参照罗维朋比色计法。取一定量的含辣椒色泽的油脂，放入玻璃比色杯中，用自动罗维朋比色计检测样品色度。

1.5 数据分析

每个样品重复测定3次，试验结果以mean±SD表示，用Origin 8.6作图。

2 结果与分析

2.1 酶解工艺对生姜酶解效果的因素研究

2.1.1 不同类酶及添加量对生姜酶解效果的影响

用生物酶Y1、Y2、Y3分别酶解生姜，并与无酶对照组对比，试验结果如图1所示。三种酶酶解后的姜辣素含量均高于对照组，且酶Y1的酶解效果最佳，选择酶Y1为生姜酶解的生物酶。在确定酶Y1的基础上，随生物酶Y1量增加，姜辣素含量呈现增加趋势，如图2所示。姜辣素含量在生物酶量3%时最高，与生物酶量2.5%时差异不显著，综合考虑，将生物酶量2.5%确定为最佳酶解酶剂量。

图1 不同酶对生姜酶解效果的影响

图2 不同酶添加量对生姜酶解效果的影响

2.1.2 酶解温度和时间对生姜酶解效果的影响

酶解温度和时间对生姜酶解效果的试验结果如图3和图4所示。随酶解温度升高，姜辣素含量呈现先增后降趋势，姜辣素含量在酶解温度为50 ℃时最高，且与其他温度下的姜辣素含量差异显著，故确定50 ℃为最佳酶解温度。随酶解时间增加，姜辣素含量呈现增加趋势，姜辣素含量在酶解时间为70 min时最高，其次为酶解60 min，两个时间段内的姜辣素含量差异不显著，综合考虑，选择60 min为最佳酶解时间。

图3 不同酶解温度对生姜酶解效果的影响

图4 不同酶解时间对生姜酶解效果的影响

2.1.3 生姜酶解正交试验结果

根据单因素试验，结合各种因素的相互作用对姜辣素含量的影响，采用三因素三水平进行正交试验，试验结果见表3。

表3中，通过极差分析，由极差R大小可以看出，生物酶添加量、酶解温度和酶解时间对辣椒酶解后姜辣素含量影响的主次顺序为酶解温度＞酶解时间＞酶添加量，可见酶解温度是影响酶解效果的关键性因素，其因素水平关系为B3＞B2＞B1，酶解时间和生物酶添加量为次要影响因素，其因素水平关系为C2＞C1＞C3，A1＞A3＞A2。最优组合为A1B3C2，即生物酶Y1添加量2.0%，酶解温度55 ℃，酶解时间60 min。

表3 生姜酶解工艺的正交试验结果直观分析表

2.2 酶解工艺对辣椒酶解效果的因素研究

2.2.1 不同类酶及添加量对辣椒酶解效果的影响

用生物酶Y1、Y2、Y3分别酶解辣椒，并与无酶对照组对比，试验结果如图5所示。酶Y2的辣椒素含量和色度均最高，且与其他组的差异显著，选择酶Y2为辣椒酶解工艺的生物酶。在确定生物酶Y2基础上，酶添加量试验结果如图6所示。随生物酶量增加，辣椒素含量呈增加趋势，且辣椒素含量在生物酶量2.0%时最高，但与酶含量1.5%时的差异不显著。随着生物酶量增加，色度呈现增加的趋势，且在酶量达到1%，色度最高。综合考虑酶添加量对辣椒素含量和色度的影响，选择1.5%为最佳酶解剂量。

图5 不同酶对辣椒酶解效果的影响

图6 不同酶添加量对辣椒酶解效果的影响

2.2.2 酶解温度和时间对辣椒酶解效果的影响

酶解温度和时间对辣椒酶解效果的试验结果如图7和图8所示。随酶解温度增加，辣椒素含量呈现先增后降趋势，辣椒素含量在酶解温度45 ℃时最高，色度在酶解温度50 ℃时最高，且与其他温度下差异显著。结合酶解温度过程中的能耗和酶解效果，将45 ℃设为最佳酶解温度。随酶解时间增加，辣椒素含量呈现增加趋势，且辣椒素含量和色度值在酶解50 min时与酶解70 min和90 min时差异不显著，故选择50 min为最佳酶解时间。

图7 不同酶解温度对辣椒酶解效果的影响

图8 不同酶解时间对辣椒酶解效果的影响

2.2.3 辣椒酶解正交试验结果

根据单因素试验，结合各种因素的相互作用对辣椒素含量和色度的影响，采用三因素三水平进行正交试验，通过SPSS极差分析，试验结果见表4。

表4中，通过极差分析，由极差R大小可以看出，生物酶添加量、酶解温度和酶解时间对辣椒酶解后辣椒素含量影响的主次顺序为酶解温度＞酶添加量＞酶解时间，可见酶解温度是影响酶解后辣椒素含量的关键性因素，其因素水平关系为B2＞B3＞B1，生物酶添加量和酶解时间为次要影响因素，其因素水平关系为A3＞A2＞A1，C2＞C1＞C3。最优组合为A3B2C2，即生物酶Y2添加量2.0%，酶解温度45 ℃，酶解时间50 min。生物酶添加量、酶解温度和酶解时间对辣椒酶解后色度影响的主次顺序为酶解温度＞酶解时间＞酶添加量，酶解温度是影响酶解效果色度的关键性因素，其因素水平关系为B2＞B3＞B1，酶解时间为次要影响因素，其因素水平关系为C3＞C2＞C1，生物酶量的影响作用最小，其中因素水平关系为A2＞A3=A1。最优组合为A2B2C3，即生物酶量1.5%，酶解温度45℃，酶解时间60 min。综合生物酶量、酶解温度和酶解时间对辣椒酶解后的辣椒素含量和色度影响的正交试验结果，从节约资源方面考虑，选择生物酶量1.5%、酶解温度45 ℃、酶解时间50 min作为辣椒酶解最佳工艺。

表4 不同因素对辣椒素含量和色度影响直观分析表

3 讨论与结论

试验以麻辣火锅底料中的主要原料生姜和辣椒为试验材料，对影响生姜和辣椒酶解质量的各因素进行优化，并在单因素的基础上进行正交试验优化，得到生姜酶解最佳工艺：生物酶Y1添加量2.50%、酶解温度55 ℃、酶解时间60 min。各因素对酶解质量影响的主次顺序为温度＞时间＞酶添加量。辣椒酶解工艺对辣椒素含量影响的最佳因素组合为生物酶Y2添加量2.0%、温度45 ℃、时间50 min。各因素对辣椒素含量影响的主次顺序为酶解温度＞酶添加量＞酶解时间。辣椒酶解工艺对色度影响的最佳因素组合为生物酶Y2添加量1.5%、温度45 ℃、时间60 min。各因素对辣椒酶解后对色度影响的主次顺序为酶解温度＞酶解时间＞酶添加量。结合正交试验分析结果和资源充分利用，辣椒酶解最佳工艺为生物酶Y2添加量1.5%、酶解温度45 ℃、酶解时间50 min。研究为下一步火锅底料原料的预处理方式对增强火锅风味的研究奠定了良好的基础，为研究高质量的麻辣火锅工艺提供依据。