鲊辣椒，又称鲊海椒、酢辣椒、鲊广椒，在湘西被称为包谷酸辣子，是我国西南地区的一种传统特色发酵食品。鲊辣椒是以鲜辣椒、大米粉或玉米粉为主要原料，按一定比例添加生姜、食盐等辅料，经破碎混匀后于密闭容器中进行自然发酵而成。因其色泽鲜艳、酸辣可口、回味醇厚等特点受人们喜爱。既可单独成菜，又能作为调味品。
目前，鲊辣椒的研究报道主要集中在微生物的分离鉴定[1-2]、发酵工艺的优化[3-5]和质量评价体系[6]的建立。只有少数文章研究鲊辣椒在发酵过程中营养成分[7]和功能成分[8-10]的变化。在评估鲊辣椒质量安全时，理化指标、微生物指标以及感官评定[11]都有确立，但是鲊辣椒的挥发性香气成分却鲜有报道。刘昕等[6]虽揭示了贵州几种市售鲊辣椒中的挥发性风味物质，却未对鲊辣椒中香气成分含量随发酵时间变化进行研究。但发酵时间对鲊辣椒的香气物质的形成影响较大，且不同品种的辣椒引起的鲊辣椒风味差异还未见报道。
因此，本研究分别以二荆条和牛角椒为原料，按传统工艺制作[12]，取发酵时间为0、7、15、22、30、45、60、90 d的鲊辣椒为研究对象，采用顶空固相微萃取(HS-SPME)结合气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对鲊辣椒挥发性成分进行定性定量，借助主成分分析，聚类分析和香气活度值分析，找出2种鲊辣椒的特征香气物质以及不同发酵时期主要香气成分对鲊辣椒风味的贡献率。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
样品：按传统工艺制作的二荆条和牛角椒鲊辣椒，分别取发酵时间为0、7、15、22、30、45、60、90 d的样品用于实验。
标准品：2-辛醇，购于上海阿拉丁生化科技股份有限公司；C7～C40正构烷烃，购于上海安谱实验科技股份有限公司。
1.2 仪器与设备
GC-MS-2010气相色谱质谱联用仪，日本岛津公司；100 μm PDMS固相微萃取(SPME)装置，美国Supelco公司；JA2003分析天平，上海精密科学仪器有限公司；HH-6数显恒温水浴锅，金坛市富华仪器有限公司。
1.3 试验方法
1.3.1 萃取方法
参考王巧碧等[13]的方法：称取5 g左右的样品置于20 mL顶空进样瓶中，再加入10 μL 2-辛醇(500 mg/L)，加盖密封。在50 ℃恒温水浴平衡30 min后，将老化后的100 μm PDMS萃取头插入顶空进样瓶中，顶空吸附40 min，然后将萃取头插入GC-MS进样器中解析5 min，同时启动仪器进行数据采集。
1.3.2 GC-MS分析
色谱条件：DB-5MS毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升温程序：柱温箱起始温度为40 ℃，保持2 min，先以10 ℃/min升温到150 ℃，保持2 min，再以4 ℃/min升温到250 ℃，保持5 min；柱流量1 mL/min；进样口温度250 ℃；不分流进样。质谱条件：电子轰击(EI)离子源，电子能量70 eV；离子源温度250 ℃；接口温度250 ℃；质量扫描范围40～400 m/z。
1.3.3 定性定量分析
采用NIST05、NIST08等谱库检索和保留指数结合进行定性分析。各挥发性组分的保留指数(RI)由C7～C40正构烷烃的保留时间计算而得。RI[14]值按公式(1)进行计算：
(1)
式中：Rti、Rtn、Rtn+1分别为待测未知物、含n及n+1个碳原子的正构烷烃的保留时间(Rtn ﹤Rti﹤Rtn+1)。
样品中各挥发性组分的绝对含量按公式(2)进行计算[15]：
绝对含量
(2)
式中：ρ，内标的质量浓度，μg/μL；V，内标物体积，μL；Ai，各挥发性组分的峰面积；A，内标物质的峰面积；m，样品质量，kg。
1.3.4 鲊辣椒特征香气成分分析
采用香气活度值(odor activity value，OAV)表征鲊辣椒中各香气化合物对主体香气成分的贡献。当OAV >1时，认为该化合物对样品的香气有贡献，且OAV越大表明该化合物个体贡献越大[16]。OAV按公式(3)进行计算[17]：
(3)
式中：Ci，化合物的含量，μg/kg；Ti，该化合物的香气阈值浓度，μg/kg。
1.3.5 数据分析与处理
每个实验设3个平行，采用Excel 2016和SPSS 20.0对数据进行计算，并用Origin 8.6进行作图。
2 结果与分析
2.1 鲊辣椒发酵过程中香气成分分析
2种鲊辣椒发酵过程中的挥发性香气成分的定性和定量分析结果见表1和表2。结合图1和图2可知，随着发酵的进行，2种椒鲊辣椒挥发性成分的种类不断增加，总挥发性成分含量均先增加后减少。
图1 二荆条鲊辣椒中挥发性化合物含量的变化
Fig.1 Changes of volatile compounds content in
erjingtiao rice-chili during fermentation
图2 牛角椒鲊辣椒发酵过程中挥发性化合物含量的变化
Fig.2 Changes of volatile compounds content in
niujiaojiao rice-chili during fermentation
在发酵45 d时，2种椒鲊辣椒挥发性成分的种类和含量均达到最大值。从发酵0～45 d，二荆条鲊辣椒挥发性成分增加了42种，其中酯类20种，萜类11种，烷烃类3种，酸类5种，醇类、醛类和吡嗪类各1种。而牛角椒鲊辣椒挥发性成分增加了26种，比二荆条鲊辣椒少16种且未检测到酸类、醛类等挥发性物质。可见在发酵过程中，二荆条鲊辣椒比牛角椒鲊辣椒合成的挥发性物质的种类更为丰富。但是，从发酵0～45 d， 二荆条鲊辣椒挥发性成分含量增加了39.50 mg/kg，而牛角椒鲊辣椒椒却增加了145.73 mg/kg。牛角椒鲊辣椒在发酵过程中增加的香气物质的含量约是二荆条鲊辣椒的3.7倍。
在不同发酵期，鲊辣椒中挥发性成分的组成也不相同。发酵0 d时，二荆条鲊辣椒共检出7种萜类化合物，分别是(+)-柠檬烯、(Z)-β-罗勒烯、芳樟醇、β-榄香烯、α-雪松烯、β-石竹烯和α-姜黄烯，其中(+)-柠檬烯含量最高，占总挥发性成分40%左右。7种萜类物质含量达24 878.43 μg/kg，占总含量的68.9%，而酯类和烷烃类分别占15%左右。
表1 二荆条鲊辣椒发酵过程中挥发性成分的变化
Table 1 Changes of volatile compounds in erjingtiao rice-chili during fermentation
序号物质保留指数含量/(μg·kg-1)0 d7 d15 d22 d30 d45 d60 d90 d1酯类丁酸乙酯769 ----137.87 876.56 938.81 118.00 2乙酸戊酯881 ----706.10 1 588.79 1 632.04 515.26 3戊酸乙酯904 ----24.14 329.18 501.03 131.28 4异己酸乙酯967 ----74.05 373.16 685.20 23.77 5己酸乙酯997 15.00 189.68 292.56 377.55 461.05 1429.51 333.51 284.53 6乙酸己酯1 010 --85.59 105.95 539.33 1 153.54 95.54 140.70 7庚酸乙酯1 095 ----111.96 163.20 70.22 43.48 8异丁酸己酯1 110 -115.31 76.36 95.84 173.02 392.96 30.53 175.59 92-甲基丁酸戊酯1 137 ----7.26 32.63 24.55 24.05 10苯甲酸乙酯1 179 ----40.72 88.89 143.34 46.08 11辛酸乙酯1 194 --300.94 343.33 438.19 945.85 529.88 142.28 12异戊酸己酯1 210 1 673.52 1 217.27 856.31 464.91 549.37 1 636.44 710.71 312.63 13己酸异戊酯1 219 ----30.01 135.95 138.40 28.97 14正戊酸己酯1 275 ----19.55 42.66 49.92 43.02 15水杨酸乙酯1 295 -129.05 146.80 208.62 245.96 395.68 358.16 49.15 16(Z)-4-癸烯酸乙酯1 359 541.14 595.58 655.67 788.87 1 031.16 3 444.37 2 371.50 598.75 17己酸己酯1 370 -489.43 404.44 531.72 570.16 1 579.60 863.60 406.81 18癸酸乙酯1 392 -166.07 176.08 211.23 257.58 797.66 574.52 93.34 19十一酸乙酯1 455 ----164.32 520.17 493.45 72.10 20月桂酸乙酯1 592 153.92 146.61 199.63 193.01 300.26 1 130.99 1 461.41 171.76 21十三酸乙酯1 692 ----21.84 556.41 219.31 49.47 22十四酸乙酯1 792 1 597.88 1 283.73 1 469.52 1 474.50 1 458.06 6 643.37 9 041.81 596.16 23十五酸乙酯1 883 ----153.43 670.02 128.61 25.89 249-十六碳烯酸乙酯1 987 ----34.61 81.40 432.56 93.62 25棕榈酸乙酯1 992 45.14 2 389.98 2 500.06 2 532.33 2 016.65 11 234.15 15 199.59 1 011.83 26亚油酸甲酯2 098 -----334.43 323.68 84.97 27油酸乙酯2 173 643.47 331.41 317.16 332.19 201.62 616.15 301.55 230.88 28亚油酸乙酯2 190 551.45 623.87 617.36 675.17 264.89 4 525.60 5 239.93 425.4829醇类1,3-丁二醇819 ----1 030.21 175.01 880.00 103.65 30醛类反式-2-壬醛1 166 -----148.86 243.6856.02 31酸类庚酸1 073 ----36.56 133.02 198.99 66.06 32辛酸1 169 ----110.18 274.88 163.16 104.74 33壬酸1 265 ----17.81 670.87 442.19 124.12 34正癸酸1 332 ----53.23 76.27 47.69 23.63 35月桂酸1 557 ----45.01 111.26 243.92 86.72 36萜类β-月桂烯993 ----178.25 393.97 279.14 387.37 37(+)-柠檬烯1 033 14 133.10 55.23 59.06 215.38 123.00 820.53 1 678.31 673.06 38β-罗勒烯1 059 2 160.50 341.00 357.68 520.83 501.15 1 593.74 958.72 308.06 39芳樟醇1 100 272.04 343.29 355.01 555.28 708.29 2 529.34 2 476.01 1 652.00 404-萜烯醇1 187 ----37.61 167.97 351.32 250.38 41β-榄香烯1 396 1 582.97 288.79 246.70 327.43 368.61 1 120.18 905.79 154.51 42香树烯1 411 ----11.13 27.04 91.54 28.77 43长叶烯1 421 ----7.85 66.44 40.88 13.46 44α-柏木烯1 427 --96.56 131.66 258.10 731.44 750.66 345.58 45(E)- β-金合欢烯1 451 ----61.00 182.43 217.31 66.44 46β-紫罗兰酮1 482 ----272.54 965.86 935.21 204.22 47α-雪松烯1 488 3 029.52 293.79 406.18 752.91 857.28 1 624.71 260.16 104.81 48β-石竹烯1 492 3 165.02 773.76 304.62 843.23 526.45 3 098.14 2 428.62 1 499.78 49α-愈创木烯1 507 ----93.92 218.94 260.16 101.98 50β-雪松烯1 511 ----180.23 464.64 785.18 42.15 51α-姜黄烯1 519 535.29 97.11 120.97 139.32 225.56 739.32 762.43 158.72 52δ-荜澄茄烯1 526 ----30.60 73.04 163.10 71.84 53柏木脑1 617 ----497.70 1 195.75 1 531.69 352.99
续表1
序号物质保留指数含量/(μg·kg-1)0 d7 d15 d22 d30 d45 d60 d90 d54吡嗪类2-甲氧基-3-异丁基吡嗪1 199 ----29.90 108.08 178.27 22.48 55烷烃类2-甲基十三烷1 361 1 573.89 864.31 880.83 1 168.48 1 256.89 4 854.67 2 463.27 742.04 56正十四烷1 402 497.15 253.60 249.90 301.18 344.89 906.70 657.88 142.86 572-甲基四癸烷1 462 1 565.12 915.43 955.29 1 193.5591 395.26 2 710.25 8 504.14 910.54 58正十五烷1 505 152.83 262.68 268.79 366.25 446.53 1 438.61 1 656.43 304.01 592-甲基十五烷1 544 283.89 339.94 354.73 411.53 522.91 1 895.28 2 054.65 331.20 60正十六烷1 603 123.37 385.81 365.15 466.70 431.79 1347.43 2 117.02 399.27 61姥鲛烷1 646 ----80.01 223.68 1 076.86 266.93 622-甲基二六烷1 663 594.81 84.74 86.16 104.85 133.68 405.71 789.61 147.46 63正十七烷1 700 914.92 220.92 174.27 258.07 217.95 895.31 1 501.69 287.35 643-甲基十七烷1 771 ----20.08 47.93 152.15 58.22 65植烷1 742 ----95.67 218.65 448.60 43.32 66正十八烷1 806 301.67 98.84 79.07 99.21 56.56 235.03 448.60 90.45
注：“-”表示未检出。下同。
表2 牛角椒鲊辣椒发酵过程中挥发性成分的变化
Table 2 Changes of volatile compounds in niujiaojiao rice-chili during fermentation
序号物质保留指数含量/(μg·kg-1)0 d7 d15 d22 d30 d45 d60 d90 d1酯类丁酸乙酯769-----974.94289.0332.7522-甲基丁酸乙酯848----23.1340.9234.7538.663乙酸异戊酯876--490.56636.161 541.802 092.082 348.911 139.454戊酸乙酯904----33.18159.99201.2744.955己酸乙酯997157.97294.62387.59462.35640.361 243.101 304.30569.626乙酸己酯101043.8842.22204.41255.88277.51427.2976.2766.447庚酸乙酯1095--52.6449.03144.33187.13153.8579.598苯甲酸乙酯1179----76.53111.6065.4662.369辛酸乙酯1194110.32206.59265.21291.7366.28713.74633.90275.5810异戊酸己酯1210467.26206.59620.53772.63600.211 436.611 327.54381.9911苯乙酸乙酯1250----48.0753.6428.4817.3812乙酸芳樟酯1 27237.28613.561 747.502 057.321 259.673 915.261 337.10506.0113乙酸松油酯1 34613.63221.72492.36582.44636.401 485.99500.86726.5314乙酸橙花酯1 37932.31131.01372.66482.33997.751 482.94848.10367.1715壬酸乙酯1 295--128.85156.32334.19492.55187.3675.1116(Z)-4-癸烯酸乙酯1 359436.62226.77818.64989.532 770.903 892.012 404.851 125.4417己酸己酯1 37027.92105.07240.73318.13688.04717.94642.62241.0418癸酸乙酯1 392--190.23231.59671.09839.861 551.00669.3019十一酸乙酯1 455----480.57559.59433.98127.3120月桂酸乙酯1 59278.71100.49283.90332.661 188.101 816.01946.31361.0121十四酸乙酯1 792726.33687.111 646.012 041.885 331.189 240.824 268.731 510.9322十五酸乙酯1 88339.98108.06233.88311.69823.571 268.31962.8846.22239-十六碳烯酸乙酯1 98713.8164.8165.89113.37229.82970.22325.13136.8924棕榈酸乙酯1 9921 712.321 520.612 554.363 671.617 697.4314 426.96 926.512 874.4425亚油酸乙酯2 19092.96573.32779.221 307.401 427.275 296.742 586.431 403.1826油酸乙酯2 17396.37379.07449.95779.581 102.923 226.501 623.61755.7927萜类α-水芹烯946--82.92103.3594.5474.05249.3045.4028α-蒎烯954--303.84386.40138.65328.42690.36321.5829β-水芹烯977-242.971 542.791 473.70961.13814.801 074.84393.8930β-蒎烯982--252.51292.141 100.08908.38719.80274.1031β-月桂烯993331.33439.792 125.582 559.274 358.064 830.665 722.081 970.7332α-侧柏烯1 029-27.03320.58355.87633.29817.461 310.17327.1533(+)-柠檬烯1 033619.44788.316 367.587 539.0211 119.3719 982.6812 141.808 068.9434萜品油烯1 04018.7846.41389.54460.89917.201 739.231 778.08441.9235β-罗勒烯1 059287.52198.671 046.721 201.002 053.872 693.313 247.251 016.66
续表2
序号物质保留指数含量/(μg·kg-1)0 d7 d15 d22 d30 d45 d60 d90 d36萜类γ-松油烯1 06253.25101.741 241.041 443.311 395.521 223.302 712.371 717.8937芳樟醇1 100921.812 871.385 138.926 289.0915 964.8325 222.0812 545.265 255.1138侧柏酮1 113-33.3552.7568.66181.50196.52190.24158.39394-萜烯醇1 187-352.09748.291 013.713 235.594 553.642 555.771 012.5940α-荜澄茄油烯1 376---68.33281.18408.68219.10113.8641β-榄香烯1396490.64227.18531.95638.991 601.562 619.751 072.43494.9642α-柏木烯1 427251.88369.751 154.821 382.043 323.914 644.453 296.351 343.3943γ-荜澄茄烯1 437--53.68147.57743.46709.57531.4461.3744反式-β-金合欢烯1 457----477.14542.11334.8273.1745α-雪松烯1 488--84.58882.571 459.731 325.181 459.17978.9546β-石竹烯14921 332.16419.601 029.661 222.992 847.977 334.412 568.991 269.2347α-愈创木烯1 507111.04130.31358.01432.201 291.851 661.451 189.49441.0548β-雪松烯1 51199.1953.27170.58213.86560.37540.08491.72108.3149α-姜黄烯1 519259.3569.57196.07235.01736.97982.27654.93246.5350δ-荜澄茄烯1 52334.3784.02236.68291.341 067.361 581.41719.15277.6951橙花叔醇1 562----2 459.363 525.421 657.15656.8452柏木脑1 617776.13142.88243.67310.601 582.981 480.14--53吡嗪类2-甲氧基-3-异丁基吡嗪1 199----55.39113.1071.6624.1554酚类4-乙基愈创木酚1 300----36.9664.019.2413.6755烷烃类2-甲基十三烷1 36128.31169.54662.74819.051 769.802 945.931 848.90929.0456正十四烷1 402334.3765.13207.80244.41692.90735.31522.63209.0657正十五烷1 505529.8172.94160.91224.18847.302 077.331 590.76555.02582-甲基十五烷1 544591.10324.04581.69744.04458.98325.8249.6927.4759正十六烷1 62463.46170.87325.60398.881 244.141 511.70908.78440.47602-甲基二六烷1 663232.6239.7178.96102.69475.31604.96352.58243.8261正十七烷1 700493.4992.62155.88169.80572.30905.29498.38326.8362姥鲛烷1 647----606.92280.92418.28303.2263植烷1 742----129.57195.08132.03125.9264正十八烷1 806136.3341.4663.3278.85193.06245.15162.21102.35
发酵7 d后，萜类物质含量迅速下降，可能是微生物产生的各种修饰酶对碳骨架进一步修饰,如环氧化、羟基化、异构化、糖基化等[18]，使萜类化合物发生了转化。发酵45 d后，虽然萜类化合物的含量降到20%左右，却新出现了α-柏木烯、β-月桂烯、4-萜烯醇、香树烯、长叶烯、(E)- β-金合欢烯、β-紫罗兰酮、α-愈创木烯、β-雪松烯、δ-荜澄茄烯、柏木脑。同时酯类含量增加到55%左右，酯类物质由微生物产生的酶催化生成，或者由醇类化合物和短链脂肪酸通过非酶催化的酯化反应生成[19]。由此可见，二荆条鲊辣椒发酵过程中主要实现了萜类物质的转化和酯类物质的生成。
发酵0 d时，2种鲊辣椒共有的萜类物质包括(+)-柠檬烯、β-罗勒烯、芳樟醇、β-榄香烯、β-石竹烯和α-姜黄烯。除此之外，牛角椒鲊辣椒中还有β-月桂烯、萜品油烯、γ-松油烯、α-柏木烯、α-愈创木烯、β-雪松烯、δ-荜澄茄烯、柏木脑和16种酯类物质，其中含量较高的是异戊酸乙酯、(Z)-4-癸烯酸乙酯、十四酸乙酯和棕榈酸乙酯，这4种物质的含量占酯类化合物含量的80%左右。随着发酵的进行，萜类和酯类化合物的含量不断增加，并在发酵45 d时含量达到最大值。其中酯类物质中含量较高的有乙酸异戊酯、乙酸芳樟酯、(Z)-4-癸烯酸乙酯、十四酸乙酯、棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯和油酸乙酯，萜类物质含量较高的有β-月桂烯、(+)-柠檬烯、芳樟醇、α-柏木烯、β-石竹烯、橙花叔醇，这些萜类和酯类物质可能对鲊辣椒的风味有一定的贡献。可见牛角椒鲊辣椒发酵过程中主要生成酯类和萜类化合物。2-甲氧基-3-异丁基吡嗪和4-乙基愈创木酚均在发酵30 d后检出，说明这两种物质是在发酵后生成的。
2.2 鲊辣椒发酵过程中特征香气分析
如表3和表4所示，二荆条发酵0 d时，己酸乙酯、芳樟醇、(Z)-4-癸烯酸乙酯、(+)-柠檬烯、β-罗勒烯和β-石竹烯OAV﹥1，说明这6种物质对二荆条鲜辣椒香气有贡献；(+)-柠檬烯的OAV>1 000，说明它是二荆条鲜辣椒的主要香气成分。发酵0 d的牛角椒中OAV﹥1的有9种，其中己酸乙酯和芳樟醇的OAV>100，说明这两种物质可能是鲜牛角椒的特征香气成分。发酵45 d后二荆条鲊辣椒中OAV>1的化合物共21种，酯类13种，萜类7种，吡嗪类1种。其中丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、己酸己酯、芳樟醇、β-紫罗兰酮和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪的OAV>100，说明这5种物质是二荆条鲊辣椒的主要香气成分。而牛角椒鲊辣椒中OAV﹥1的化合物增加至25种，酯类11种、萜类13种、吡嗪类1种。其中丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、β-月桂烯、(+)-柠檬烯、芳樟醇、4-萜烯醇、β-石竹烯、橙花叔醇和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪的OAV>100，可能是牛角椒鲊辣椒的特征香气成分。
表3 二荆条鲊辣椒中主要成分的OAV
Table 3 The OAVs of major volatile compounds in erjingtiao rice-chili
序号物质阈值[28]/(μg·kg-1)香气活度值(OAV)0 d7 d15 d22d30 d45 d60 d90 d1丁酸乙酯1----137.87876.56938.81118.002乙酸戊酯43----16.4236.9537.9511.983戊酸乙酯5----4.8365.84100.2126.264己酸乙酯115.00189.68292.56377.55461.051429.51333.51284.535乙酸己酯2--42.8052.98269.67576.7747.7770.356庚酸乙酯22----50.8974.1831.9219.767酯类异丁酸己酯13-8.875.877.3713.3130.232.3513.518苯甲酸乙酯60----0.681.482.390.779(Z)-4-癸烯酸乙酯1503.613.974.375.266.8722.9615.813.9910己酸己酯10-48.9440.4453.1757.02157.9686.3640.6811月桂酸乙酯4000.380.370.500.480.752.833.650.4312十三酸乙酯180----0.123.091.220.2713棕榈酸乙酯 2 0000.021.191.251.271.015.627.600.5114β-月桂烯15----11.8826.2618.6125.8215(+)-柠檬烯101 413.315.525.9121.5412.3082.05167.8367.3116β-罗勒烯3463.5410.0310.5215.3214.7446.8728.209.0617萜类芳樟醇645.3457.2159.1792.55118.05421.56412.67275.33184-萜烯醇40----0.944.208.786.2619β-紫罗兰酮0.007----38 934137 980133 60129 17420β-石竹烯6449.4512.094.7613.188.2348.4137.9523.4321吡嗪类2-甲氧基-3-异丁基吡嗪0.016----1 868.826 755.2411 1411 405.22
酯类化合物是食品中重要的风味物质，主要赋予食品特殊的水果香味[20]。发酵45～60 d时，二荆条和牛角椒鲊辣椒分别检出13和11种对风味有贡献的酯类化合物。其中丁酸乙酯具有强烈的菠萝和凤梨的香气，己酸乙酯有强烈的甜的果香，乙酸己酯具有青香和果香，且有苹果和梨的味道[21]。这3种酯类化合物阈值低，OAV均大于100，是两种鲊辣椒中共有的特征香气成分。2-甲基丁酸乙酯具有成熟的浆果类香气，阈值仅0.3 μg/kg，是牛角椒鲊辣椒独有的特征香气成分。己酸己酯具有青香、药草香和热带水果的香气，是二荆条鲊辣椒发酵45 d时的特征香气成分，但不是其他发酵阶段的特征香气成分。
萜类化合物主要存在于陆生植物中，具有生理活性且对天然风味有一定的贡献。两种鲊辣椒在发酵45 d时萜类化合物的数量和含量最高。发酵45～60 d 时，两种鲊辣椒中OAV>1的萜类化合物分别有7种和14种。芳樟醇具有浆果和玫瑰的香气，是两种鲊辣椒发酵45～60 d时共有的特征香气物质。β-紫罗兰酮具有覆盆子和紫罗兰的香气，是二荆条鲊辣椒独有的特征香气成分。β-月桂烯具有青香、木香和果香，(+)-柠檬烯具有柑橘和柠檬的香气，4-萜烯醇具有青香、木香和辛香，β-石竹烯具有辛香、木香和柑橘的香气，橙花叔醇具有青香、木香和花香[22]，这5种萜类化合物是牛角椒鲊辣椒发酵45 d时的特征香气成分，而牛角椒鲊辣椒发酵60 d后4-萜烯醇和β-石竹烯不再是其特征香气成分。
烃类化合物虽然在鲊辣椒中含量高，但由于烃类化合物的风味阈值高，对鲊辣椒的风味贡献小，所以烃类化合物不是鲊辣椒的特征香气成分。2-甲氧基-3-异丁基吡嗪具有类似胡椒和咖啡的香气，是青辣椒的主要香气成分[23]，虽然含量低但其阈值仅为0.016 μg/kg，且OAV在1 000以上，所以是鲊辣椒发酵 30 d后的特征香气成分。2种鲊辣椒发酵前22 d均未检测到2-甲氧基-3-异丁基吡嗪，可能是辣椒变红后含量降低了[24]。而在发酵后期能检测到这种物质是因为发生Strecker反应，生成吡嗪类物质[25]。
综上可知，鲊辣椒各发酵阶段的特征风味成分差别较大。且发酵45 d后，随发酵时间的延长，2种鲊辣椒中大部分挥发性化合物的OAV逐渐降低，说明鲊辣椒的香气在不断减弱。β-紫罗兰酮是二荆条鲊辣椒中独有的特征香气成分，2-甲基丁酸乙酯、β-月桂烯、(+)-柠檬烯和橙花叔醇是牛角椒鲊辣椒中独有的特征香气成分，说明2种鲊辣椒的风味各有特色。张晓辉等[26]研究发现酯类和萜类物质不仅是新鲜辣椒的主要呈香物质，也是发酵辣椒的主要香气成分，本文中2种鲊辣椒主要呈香物质也是酯类和萜类。己酸乙酯、乙酸己酯和芳樟醇是发酵辣椒中的主要香气成分[27]。在发酵45～60 d时，2种鲊辣椒共有的特征香气成分除了这3种，还包括丁酸乙酯和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪。
表4 牛角椒鲊辣椒中主要成分的OAV
Table 4 The OAVs of major volatile compounds in niujiaojiao rice-chili
序号物质阈值[28]/(μg·kg-1)香气活度值(OAV)0 d7 d15 d22 d30 d45 d60 d90 d1丁酸乙酯1-----974.94289.0332.7522-甲基丁酸乙酯0.3----77.09136.41115.83128.883戊酸乙酯5----6.6432.0040.258.994酯类己酸乙酯1157.97294.62387.59462.35640.361 243.101 304.30569.625乙酸己酯221.9421.11102.20127.94138.76213.6438.1333.226庚酸乙酯2.2--23.9322.2965.6085.0669.9336.187乙酸芳樟酯600.345.5815.8918.7011.4535.5912.164.608(Z)-4-癸烯酸乙酯1102.911.515.466.6018.4725.9516.037.509己酸己酯1502.7910.5124.0731.8168.8071.7964.2624.1010月桂酸乙酯100.200.250.710.832.974.542.370.9011棕榈酸乙酯4000.860.761.281.843.857.213.461.4412α-蒎烯2 000--50.6464.4023.1154.74115.0653.6013β-水芹烯160-1.529.649.216.015.096.722.4614β-蒎烯6--1.802.097.866.495.141.9615β-月桂烯16022.0929.32141.71170.62290.54322.04381.47131.3816α-侧柏烯140-0.364.274.748.4410.9017.474.3617(+)-柠檬烯1561.9478.83636.76753.901 111.941 998.271 214.18806.8918萜类萜品油烯750.070.181.501.773.536.696.841.7019β-罗勒烯108.465.8430.7935.3260.4179.2195.5129.9020γ-松油烯2600.200.394.775.555.374.7010.436.6121芳樟醇34153.64478.56856.491 048.182 660.804 203.682 090.88875.85224-萜烯醇260-8.8018.7125.3480.89113.8463.8925.3123β-石竹烯620.826.5616.0919.1144.50114.6040.1419.8324橙花叔醇40----163.96235.03110.4843.7925吡嗪类2-甲氧基-3-异丁基吡嗪0.016----3 462.187 068.574478.491 509.12
2.3 鲊辣椒发酵过程中主成分分析与聚类分析
2.3.1 二荆条鲊辣椒主成分分析与聚类分析
由表5可知，二荆条鲊辣椒挥发性物质经主成分分析后可提取5个主成分，累计贡献率达到99.489%，说明这5个主成分能够反映样本信息量。通过SPSS 20.0分析不同发酵阶段二荆条鲊辣椒在各个主成分中的得分，然后建立综合评价函数F=0.709 6F1+0.123F2+0.112 4F3+0.033 3F4+0.016 7F5。综合得分排序为发酵45 d>60 d>0 d>30 d>90 d>22 d>7 d>15 d。表明二荆条鲊辣椒在发酵45 d时鲊辣椒香气成分最佳。
聚类分析作为一种无管理模式的识别方法，所得结果一定程度上取决于聚类距离的计算、聚类的方法等。本试验采用的平方欧式距离类平均法，应用SPSS 20.0进行系统聚类分析，将牛角椒鲊辣椒66种香气物质的相对含量作为特征向量以平方欧氏距离、组间连接法为准则进行聚类分析，结果见图3。
表5 二荆条鲊辣椒的主成分分析结果
Table 5 Principal component analysis results of
erjingtiao rice-chili
发酵时间/dF1F2F3F4F5综合得分0-0.631 0.824 2.119 0.646 0.364 -0.080 7-0.744 -0.128 -0.165 -0.691 -0.755 -0.598 15-0.724 -0.161 -0.312 -0.833 -0.410 -0.603 22-0.662 -0.069 -0.277 -0.860 -0.319 -0.543 30-0.195 0.064 -0.916 0.135 2.265 -0.191 451.495 1.804 -0.582 0.017 -0.544 1.209 601.665 -1.550 0.815 -0.510 0.156 1.068 90-0.204 -0.784 -0.683 2.096 -0.759 -0.261 特征值46.8328.1177.4152.21.099贡献率/%70.95712.29911.2353.3331.665累计贡献率/%70.95783.25694.49197.82499.489
图3 二荆条鲊辣椒发酵过程中挥发性
成分含量的聚类分析
Fig.3 Cluster analysis of volatile aroma components in
erjingtiao rice-chili during fermentation
不同发酵期鲊辣椒在相似系数12.5处可分为3类。第一类包括发酵45 d和60 d，第二类包括发酵0 d，剩余的归为第3类。发酵45 d的二荆条鲊辣椒得分最高，发酵60 d的二荆条鲊辣椒综合得分第二，两者被归为第一类，表明二荆条鲊辣椒发酵45～60 d风味较佳。
2.3.2 牛角椒鲊辣椒主成分分析与聚类分析
由表6可知，牛角椒鲊辣椒挥发性物质可提取5个主成分，累计贡献率达到99.062%，说明这5个主成分能够反映样本信息量。通过软件分析不同发酵阶段牛角椒鲊辣椒在各个主成分中的得分，建立综合评价函数F=0.778 6F1+0.093F2+0.053 1F3+0.044 6F4+0.0213F5。综合得分排序为发酵45 d>60 d>30 d>22 d>90 d>15 d>0 d>7 d。可见发酵45 d时牛角椒鲊辣椒香气成分最佳，这与二荆条鲊辣椒，与叶陵等[29]研究粳米鲊辣椒所得的结论一致。
与二荆条鲊辣椒聚类分析方式相同，结果见图4。不同发酵期牛角椒鲊辣椒在相似系数6处可分为三类。第一类包括发酵45 d，第二类包括发酵30 d和60 d，剩余的归为第三类。发酵45 d得分最高且归为第一类。发酵60 d与发酵30 d综合得分排在第二和第三且被归为第二类，表明牛角椒鲊辣椒发酵30～60 d风味较佳。
表6 牛角椒鲊辣椒的主成分分析结果
Table 6 Principal component analysis results of
niujiaojiao rice-chili
发酵时间/dF1F2F3F4F5综合得分0-0.963 -0.829 -0.639 -0.436 1.629 -0.846 7-1.024 -0.351 -0.206 -0.660 -0.146 -0.874 15-0.622 0.151 1.154 0.547 -0.291 -0.391 22-0.453 0.188 1.412 0.799 -0.308 -0.231 300.747 -0.639 -1.243 1.866 -0.203 0.535 451.758 -1.145 0.742 -1.079 -0.089 1.251 600.840 2.007 -0.169 -0.164 1.104 0.848 90-0.283 0.618 -1.050 -0.874 -1.696 -0.294 特征值49.8325.9543.3962.8551.362贡献率/%77.8639.3035.3064.4622.128累计贡献率/%77.86387.16692.47296.93499.062
图4 牛角椒鲊辣椒发酵过程中挥发性
成分含量的聚类分析
Fig.4 Cluster analysis of volatile aroma components in
niujiaojiao rice-chili during fermentation
3 结论
二荆条和牛角椒鲊辣椒发酵过程中总挥发性成分含量均先增加后减少，在发酵45 d时含量达到最大值，化合物种类均在65种左右。但在不同发酵阶段，鲊辣椒中挥发性成分的组成差异较大。β-紫罗兰酮是二荆条鲊辣椒中独有的特征香气成分，2-甲基丁酸乙酯、β-月桂烯、(+)-柠檬烯和橙花叔醇是牛角椒鲊辣椒中独有的特征香气成分。两种鲊辣椒的特征风味物质是丁酸乙酯、己酸乙酯、乙酸己酯、芳樟醇和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪。聚类分析表明二荆条鲊辣椒发酵45～60 d风味较佳，而牛角椒鲊辣椒发酵30～60 d 风味较佳。经主成分分析，2种鲊辣椒香气物质均在发酵45 d时风味最佳。本研究对通过控制发酵时间来获得不同鲊辣椒的最佳风味品质具有重要的参考意义。鲊辣椒在发酵过程中，风味物质的形成与微生物的动态变化密不可分。要进一步丰富鲊辣椒的风味，需对鲊辣椒风味形成机理与微生物的关系进行研究。
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