糟辣椒是云贵地区独有，以酸、辣、鲜、香为特色的美食调味品，以成熟的鲜红线椒辅以一定的香辛料密封发酵而成。糟辣椒于云贵两省老百姓的餐桌必不可少，以“黔鱼香肉丝”、“糟辣脆皮鱼”、“怪噜饭”等为代表的黔菜更是以糟辣椒作为调味的主基调。因各地区间饮食文化及地理环境的差异，各地所发酵而成的糟辣椒味道也有所不同。传统方法所制得的糟辣椒风味相对单一，酸味不足，酸感刺激辣喉，受杂菌影响严重，保藏3个月以上产膜生花变质现象严重。目前，糟辣椒的研究集中于保藏方法和加工工艺[1]，糟辣椒的保质方式多为添加防腐剂，脱氢醋酸钠、苯甲酸钠、山梨酸钾等均具有一定的抑菌作用[2-4]，添加乳酸有利于糟辣椒护色[5]，抑制杂菌，对其营养成分和风味物质的研究甚少。

固相微萃取-气相色谱-质谱连用法(SPME-GC-MS)可有效提取食品中的挥发性风味成分，并能将复杂的挥发性风味物质各组分分离，再进行一一鉴别，具有耗时短、集萃取、浓缩、进样于一体等优点，还能减少被分析组分的散失[6-8]。因此常将气相色谱与质谱连用进行挥发性风味物质的定性和定量分析，现已广泛应用于各类食品中挥发性风味物质的检测[9]。有机酸的检测分析方法有薄层色谱法、离子色谱法[10]、气相色谱法和高效液相色谱法，在这些方法中，高效液相色谱法可同时测定多种有机酸，且具有操作简单、灵敏度好、准确度高等特点，是目前测定有机酸最广泛的方法。糟辣椒的风味组成分为挥发性风味物质和滋味物质，挥发性风味物质一部分来源于糟辣椒的原料及香辛料本身的芳香物质，一部分来源于辣椒发酵所产生的香味及发酵过程中的酸类物质与醇类产生的芳香酯类[11]；滋味物质主要分为有机酸类、辣椒素类[12]和氨基酸类[13]。有机酸主要为乳酸菌发酵所产生，以乳酸含量最高[14-15]；辣椒素类为辣椒本身所含有，赋予了糟辣椒的辣味；氨基酸类来源于辣椒发酵过程中微生物作用产生，是糟辣椒鲜味的来源。

为了改进糟辣椒的配方及工艺，本实验基于气质联用(GC-MS)、高效液相色谱法(HPLC)2种检测手段，测定了“传统”及“风味”2种不同配方及工艺糟辣椒中的挥发性风味物质和有机酸，对2种糟辣椒中的挥发性风味物质和有机酸的种类、含量进行对比；另外，本实验还对2种糟辣椒的理化指标进行了对比研究，为获得一种风味更佳的糟辣椒配方及工艺提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜红线椒，购自贵阳市花溪区石板物流园；生姜、大蒜、食盐、糯米、冰糖等购自贵阳市花溪区星力超市。

草酸、甲酸、乙酸等购自德国Dr.Ehrensorfer公司；乳酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸等购自北京索莱宝科技有限公司；NaOH、亚硝酸钠、甲醇、乙酰丙酮均为分析纯。

1.2 仪器与设备

HP6890/5975C气相-质谱联用仪，美国安捷伦公司；手动固相微萃取装置，美国Supelco公司； Agilent 1260高效液相色谱仪配有可变波长紫外检测器，美国安捷伦公司；伊力特SinoChrom ODS-BP C18色谱柱(4.6 mm×200 mm，5 μm)，大连伊力特分析仪器有限公司；TG16-WS离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；PHS-3C pH计，上海佑科仪器仪表有限公司。

1.3 原料预处理

1.3.1 传统糟辣椒生产工艺流程

鲜红线椒→去缔、整理→清洗晾干→剁碎→拌料(盐8%、姜、蒜各5%)→装瓶密封→室温下自然发酵1个月

1.3.2 风味糟辣椒生产工艺流程

鲜红线椒→去缔、整理→清洗晾干→剁碎→拌料(盐8%、姜4%、蒜4%、甜酒酿2%、冰糖0.5%、米酒2%)→100 ℃蒸制15 min→装瓶密封→室温下自然发酵1个月

1.4 试验方法

1.4.1 感官评定

1.4.2 理化指标的测定

亚硝酸盐参考国标GB 5009.33—2010、氨基酸态氮参考国标GB 5009.235—2016、蛋白质参考国标GB 5009.5—2016、总酸参考国标GBT 12456—2008、还原糖参考国标GB 5009.7—2016。

1.4.3 有机酸含量测定[16]

样品前处理：称取样品5～10 g，加入活性炭0.2 g，蒸馏水定容至50 mL，振荡摇匀30 min，8 000 r/min离心10 min，取上清液用0.2 μm滤膜过滤，待进样。

色谱条件：0.01 mol/L磷酸二氢铵溶液(pH 2.3)∶甲醇=98∶2(V∶V)，柱温：25 ℃，检测波长为210 nm，进样量：20 μL。

有机酸标准储备液的配制：准确称取乳酸、酒石酸、乙酸、柠檬酸、琥珀酸、草酸、苹果酸、甲酸0.200 0 g，分别用纯净水定容至10 mL配制成质量浓度为20 mg/mL的有机酸标准储备液。

有机酸混合标准曲线的制作：分别吸取各有机酸标准储备液0.025、0.05、0.1、0.2、0.5 mL定容至10 mL(使各有机酸的质量浓度依次为0.05、0.1、0.2、0.5、1 mg/mL)，混匀，进样20 μL，采集数据，有机酸的混合标准曲线如图1所示。

图1 有机酸混合标准曲线
Fig.1 Mixed standard curve of organic acids

1.4.4 挥发性风味物质测定

原料预处理：取1 g样品，置于10 mL固相微萃取仪采样瓶中，插入装有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头的手动进样器，在100 ℃条件下顶空萃取40 min后，移出萃取头并立即插入气相色谱仪进样口(温度250 ℃)中，热解析3 min进样。

色谱条件：ZB-5MSI 5%Phenyl-95%DiMethylpolysiloxane弹性石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；升温程序：40 ℃保持2 min，以5 ℃/min升温至250 ℃，保持44 min；汽化室温度250 ℃；载气(99.999% He)流速1.0 mL/min；柱前压力52.61 kPa；不分流进样；溶剂延迟时间：1 min。

质谱条件：电子轰击离子源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；发射电流34.6 μA；倍增器电压1624 V；接口温度280 ℃；质量扫描范围29～500 amu。

1.5 数据分析方法

每个样本3次重复；用Excel 2017软件对试验数据进行制图；用邓肯分析法结合统计分析软件SPSS(Version 22.0)对试验数据进行分析。

经质谱计算机数据系统检索比对总离子流图中的各个峰值，以峰面积归一化法测定了各化学成分的相对质量分数，核对Nist2005和Wiley275标准质谱图后总结数据。

2 结果与分析

2.1 两种糟辣椒的理化指标

如表2所示，2种糟辣椒的还原糖、蛋白质、氨基酸态氮、总酸含量差异显著(P<0.05)，亚硝酸盐含量不显著(P>0.05)。糟辣椒工艺经过改进后，总酸含量增加了1.866 0 g/kg，还原糖含量增加了2.978 0 g/kg，氨基酸态氮含量增加了0.03 g/kg；总酸含量上升的原因可能是加热蒸制后杀死了大部分的腐败微生物，避免在发酵过程中与乳酸菌争夺营养物质，有利于产生有机酸，总酸含量升高；氨基酸态氮可大致反映氨基酸及小肽的总体水平[17]，可在一定程度上表征食品的鲜味，与传统糟辣椒相比，风味糟辣椒中更高的氨基酸态氮可起到提鲜的作用。

注：含有不同字母的同一行数据间差异显著(P<0.05)。

2种糟辣椒在色泽、辣味评分上差异不显著(P>0.05)，滋味、风味评分和感官评价总分差异显著(P<0.05)。风味糟辣椒由于增加了蒸制工艺，高温加热会使糟辣椒的颜色由红色变成桔红色，使色泽评分略有下降；从滋味来看，风味糟辣椒增加了蒸制工艺，高温杀灭了辣椒中的大部分腐败微生物，抑制了腐败微生物对营养物质的分解，且添加的糖类有利于乳酸菌产酸，总酸含量有所增加，酸爽适口，滋味评分更高；从风味来看，由于风味糟辣椒中添加了甜酒酿、米酒，醇类物质含量更高，产生了更多的芳香酯类，使得风味糟辣椒香味更浓郁，与GC-MS所测得的挥发性风味物质种类增加的结果一致。与传统糟辣椒相比，蒸制工艺虽使得风味糟辣椒中的初始乳酸菌数减少，发酵进程稍慢，但也使得风味糟辣椒产生的总酸含量更多，香气更浓郁。

2.2 两种糟辣椒中的有机酸

图2 传统糟辣椒的有机酸谱图
Fig.2 Organic acid spectrum of traditional Zao-pepper

图3 风味糟辣椒的有机酸谱图
Fig.3 Organic acid spectrum of flavor Zao-pepper

如表3所示，新鲜辣椒中含有草酸、苹果酸和乳酸，总量为0.902 9 g/kg，经过2种方法发酵后产生多种有机酸，传统糟辣椒中有机酸含量大小依次为：乳酸>柠檬酸>草酸>乙酸>苹果酸>琥珀酸>酒石酸,风味糟辣椒中有机酸含量大小依次为：乳酸>柠檬酸>草酸>苹果酸>乙酸>琥珀酸>酒石酸。其中，乳酸和柠檬酸对糟辣椒的酸味贡献较大，草酸、苹果酸、乙酸对糟辣椒的酸味贡献依次减小，酒石酸和琥珀酸的贡献较低，对糟辣椒风味无显著影响，甲酸未检出。

乳酸和柠檬酸是糟辣椒的特征酸味物质，乳酸酸味柔和、酸感强，柠檬酸的酸味圆润、滋美、爽快，是所有有机酸中最可口的[19]，对糟辣椒的酸味贡献较大，能赋予糟辣椒较好的酸味。与传统糟辣椒相比，经配方及工艺改良后的风味糟辣椒的乳酸、柠檬酸含量分别增加了0.838 4 g/kg、1.241 9 g/kg，风味糟辣椒中2种有机酸含量升高使得风味糟辣椒较传统糟辣椒的酸感更强、风味更佳；与传统糟辣椒相比，风味糟辣椒总有机酸含量升高了1.247 1 g/kg，乳酸、柠檬酸、苹果酸含量增大对糟辣椒风味的改良具有积极作用，乙酸、酒石酸等含量降低，有利于减弱因乙酸过酸、刺激的不利影响，还可改善糟辣椒中酒石酸的涩味；现代食品营养学认为草酸对人身体无益，人体摄入过多的草酸后还易形成草酸钙结石，风味糟辣椒中草酸含量的下降正符合了现代饮食健康理念；2种糟辣椒中均未检出甲酸，少量的琥珀酸对糟辣椒的鲜味有一定贡献。

2.3 两种糟辣椒中挥发性风味物质

经Nist2005，Wiley275质谱数据库检索和文献对照，2种糟辣椒的风味物质共检测出64种组分(见表4)。由表4可知，2种糟辣椒的挥发性成分有醇类、酯类、酸类、烷烃类、含硫化合物和酮类，风味糟辣椒中检出的风味化合物有61种，传统糟辣椒种检出的风味化合物为49种，二者的风味物质种类和含量差异较大。糟辣椒风味物质的主要构成成分为醇类、酯类和烷烃类[20-22]，这些化合物呈现出不同的特征香气，这些挥发性成分相互调和，共同作用形成了糟辣椒独有的香味。

图4 传统糟辣椒的GC-MS总离子流图
Fig.4 The aroma constitute of traditional Zao-pepper

图5 风味糟辣椒的GC-MS总离子流图
Fig.5 The aroma constitute of flavor Zao-pepper

表4 两种糟辣椒的挥发性风味成分相对含量
Table 4 Volatile flavor compounds in two types of Zao-peppers

续表4

续表4

2.3.1 醇类化合物

醇类是糟辣椒挥发性风味物质中重要的一类化合物，不仅对糟辣椒香气有贡献，抑制腐败微生物的生长，还可作为芳香酯类的前体物质。传统糟辣椒中的醇类只有10种，风味糟辣椒由于添加了适量甜酒酿和白酒，使糟辣椒中醇类物质种类、含量增加，且甜酒酿中各类酵母能利用糖类产生更多的醇类，醇类物质达到16种，对糟辣椒香气有加成作用。萜醇类大多具有花香[23]、青果和蜜香香气，赋予糟辣椒的香气贡献率高，如橙花醇、香茅醇具有令人愉快的玫瑰和橙花的香气[24]，芳樟醇有似铃兰或百合花样香气[25]，这些对糟辣椒香气组成有明显贡献的醇类均在2种辣椒中都被检出，在风味糟辣椒中的含量均高于传统糟辣椒；桉叶油醇、2-戊醇可丰富糟辣椒香气的成分只在风味糟辣椒中被检出。另外，与传统糟辣椒相比，具有紫丁香香气、辛辣味的α-松油醇和令人不愉快气味的3-甲基丁醇分别降低了0.054%、1.319%，α-松油醇可能来源于新鲜辣椒[26]，其含量降低可使辣椒的辛辣味减弱，使糟辣椒风味品质更佳。

2.3.2 酯类化合物

酯类化合物大多具有水果香气等[27]，嗅觉阈值一般较低，它们赋予糟辣椒不同的香气特征，对糟辣椒复杂香气的产生有重要贡献，是糟辣椒典型风味形成必不可少的物质种类。对糟辣椒香气有贡献的酯类有具有水果香的乙酸乙酯、松木香气的Z-乙酸龙脑酯、近似鸢尾香气的肉豆蔻酸乙酯、具有陈油香气，味醇甜[28]的棕榈酸乙酯、亚油酸乙酯、花香气味的油酸乙酯[29]、硬脂酸乙酯等，在2种糟辣椒中均有检出，可视为主要的挥发性香气成分，酯类复合高级醇的大量存在使得糟辣椒的挥发性风味芳香诱人。在风味糟辣椒中还检出了有果香气的乳酸乙酯[30]、有香蕉和梨的香味[31]的乙酸异戊酯，这些组分丰富了糟辣椒的香气，种类更多、含量更高的酯类来源于米酒中的乙醇和发酵产生的其他醇类。

2.3.3 酸类化合物

糟辣椒中的酸类物质大多为不可挥发性酸，检出的挥发性酸类物质有乙酸、对羟基苯乙酸和(2-乙基己基)-己二酸，乙酸具有刺激性气味，不是糟辣椒的主要呈香物质。

2.3.4 烷烃类化合物

糟辣椒中的烷烃类化合物有烯烃类和饱和烷烃类。正构烷烃及其甲基支链衍生物主要来源于脂肪酸烷氧自由基的断裂，由于其阈值较高，对风味贡献较小[32]；但有一些化合物是形成杂环化合物的重要中间体，对形成糟辣椒鲜香具有不可忽视的基底作用[33]。

长萜烯类是糟辣椒挥发性风味物质中种类最多、相对含量较高的一类化合物，对糟辣椒风味起着重要作用。研究表明，萜烯类物质大多具有花香、甜香及水果香等比较柔和的气味[34]，起到中和噻吩类物质刺激性气味的作用。不饱和烃类物质主要为芳香烃与烯烃类物质，它们呈味阈值较低，气味强烈，如α-蒎烯、β-蒎烯、叶烯、α-水芹烯和β-月桂烯等烯烃类物质主要呈松油味以及香辛料特殊气味，异松油烯呈香茅油似木香气，微带柑橘甜味[35]，这些烯烃在2种糟辣椒中均被检出。

2.3.5 含硫化合物

含硫化合物是糟辣椒挥发性物质中重要的一类，大多具有强烈而愉快的香气[36]。二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫醚及二烯丙基三硫醚主要由大蒜中的蒜氨酸经由酶催化和热分解而来[37]，这些含硫化合物均来源于大蒜，大蒜作为糟辣椒特征香气成分的来源，其添加量的优化尤为重要，风味糟辣椒经过不同大蒜添加量的对比试验后最终选择了4%的添加量，既构成了糟辣椒的特征香气，还可抑制某些腐败微生物的生长，对糟辣椒的保质也具有重要作用。风味糟辣椒由于增添了蒸制工艺，适当的加热有利于蒜氨酸的分解，产生了烯丙基甲基硫醚和二烯丙基硫醚2种大蒜香气成分。

2.3.6 酮类化合物

酮类挥发性化合物具有奶油味或果香味。酮类的产生方式主要是不饱和脂肪酸的热降解和氧化以及氨基酸降解。阈值远远高于其同分异构体醛，对风味特征的贡献不大，有些酮类是形成杂环化合物的重要中间体，利于香气物质的产生[38-39]。

3 结论

经配方优化及工艺改良后，风味糟辣椒还原糖含量增加了2.978 0 g/kg，氨基酸态氮含量增加了0.03 g/kg，总酸、有机酸含量分别增加了1.866 0 g/kg、1.241 7 g/kg，原因可能是风味糟辣椒经过适当的蒸制后，有效抑制了腐败微生物的生长，乳酸菌发酵进程稍慢，但有利于乳酸菌、酵母等分解糖类、发酵产酸。其次，2种糟辣椒的滋味、风味、感官评价评分差异显著，风味糟辣椒中乳酸、柠檬酸、苹果酸3种有机酸含量升高，使得风味糟辣椒的口感更加爽口、柔和，草酸、甲酸、乙酸含量的降低改善了传统糟辣椒酸味刺激、涩味的口感，使得风味糟辣椒的滋味评分显著增大。

糟辣椒中的挥发性风味物质主要为醇类、酯类和烷烃类，传统糟辣椒中检出49种香气成分，风味糟辣椒中检出61种香气成分，风味糟辣椒中由于添加了甜酒酿和米酒，使醇类物质增加，为产生更多的酸类和芳香酯类奠定了基础，也使得风味糟辣椒的香气更浓郁，感官评分较高。风味糟辣椒的工艺配方具有更高的商品价值，可为糟辣椒的生产和科研工作提供一定的参考依据，可促进云贵地区的糟辣椒产业的发展，起到提质增效的参考示范作用。

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