一种高酰胺含量且品质优异的干制青花椒的制备方法

技术领域

本发明属于青花椒加工技术领域，具体涉及一种高酰胺含量且品质优异的干制青花椒的制备方法。

背景技术

花椒作为食品调味料，是我国传统的“八大调味品”之一，目前主要以干花椒的形式来使用。市面上有青花椒与红花椒两类品种，青花椒麻味、香气浓郁，相比红花椒更受广大消费者喜爱。辛麻味是青花椒重要的风味特征，酰胺类物质则是其辛麻味的特征成分，人们通常用麻味(酰胺含量)来评价干制青花椒的品质。

现阶段用于花椒干燥的技术有自然干燥、热风干燥、热泵干燥、微波干燥等。传统的自然干燥是集中晾晒或在阴凉干燥处阴干，耗时长，受光照影响大，容易发生褐变情况，使产品品质下降；热风干燥是控制热风温度和热风时间，将物料表面水分烘干，但由于干燥时间较长，易造成物料表面硬化、营养成分流失、颜色褐变；热泵干燥原理同制冷机类似，是利用热泵排除干燥室内的湿热空气，并将除湿后的空气重新加热，实现原料干燥的技术，可实现低温空气封闭循环干燥，提高干燥速度；微波干燥是通过内部产生热量，形成强大的蒸汽压使花椒内水分直接蒸发，但存在微波辐射不均匀问题，使干燥过程中花椒产品品质不稳定，容易出现局部焦糊。上述干燥工艺在干燥过程中都会损失一些风味物质，影响最终干制花椒的麻味。

杨兵等.热风干制对青花椒品质的影响及工艺优化[J].食品与发酵工业,2018,44(11):251-258使用汽蒸技术对鲜青花椒进行前处理，联合热风干制工艺对鲜青花椒进行干燥，使干制青花椒的品质有所提升，但是，其结果显示蒸汽联合热风干燥仅对花椒色泽有较大提升，对干制青花椒酰胺含量的提升并不明显，也即其麻味并未得到明显提升，制得的干制青花椒的酰胺含量为2.81g/100g，酰胺含量仍有较大改善空间。

因此，有必要对青花椒的干制工艺进行进一步研究，以尽可能提高干制青花椒中的酰胺含量、最大程度保留其麻味，进而制得一种高酰胺含量且品质优异的干制青花椒。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种高酰胺含量且品质优异的干制青花椒的制备方法，采用过热蒸汽联合热风干燥的方式对鲜青花椒进行干燥处理，并对过热蒸汽、热风干燥的温度及时间进行合理控制，使干制青花椒的酰胺含量得到大幅提升，并较好的保留了青花椒的色泽，提高了干制青花椒的品质，制得一种高酰胺含量且品质优异的干制青花椒。

本发明中所提供的提高干制青花椒品质的方法，包括以下步骤：

(1)前处理：采摘鲜九叶青花椒并于冷库中保存，在进行预处理前3h取出鲜青花椒，自然条件下通风、解冻，并剔除坏粒花椒，去除花椒梗与花椒叶备用；

(2)预处理：将步骤(1)的样品进行过热蒸汽杀青，杀青结束后冷却至室温，将杀青后的样品封袋保存备用；

(3)干燥：将步骤(2)的样品进行热风干燥，制得高酰胺含量且品质优异的干制青花椒。

优选的，所述步骤(2)中，过热蒸汽杀青温度为140～160℃，时间为5～15min；更优选为150℃，时间为5min。

优选的，所述步骤(3)中，热风干燥的温度为55～65℃，更优选为65℃；

热风干燥时间为4h或以含水率≤11％结束干燥。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明采用了过热蒸汽联合热风干燥的方式对鲜青花椒进行干燥处理，意外发现，使用上述的两种处理方式同时对鲜青花椒进行处理时，除了具有杀青功效外，两种处理方式协同作用还能够显著提高酰胺类物质含量，最高能达到28.51g/100g，是鲜样酰胺含量的3.85倍、是仅进行了过热蒸汽处理的青花椒的酰胺含量的2.82倍；相较于仅进行了热风干燥处理的青花椒其酰胺含量提高了18.75％；相较于过热蒸汽联合热泵干燥对青花椒进行处理，其酰胺含量提高了9.3％，酰胺含量得到了大幅提高。

(2)本发明采用过热蒸汽联合热风干燥对鲜青花椒进行干燥处理，首先过热蒸汽处理使青花椒中的多酚氧化酶在高温条件下失活，抑制鲜花椒发生酶促氧化；然后再通过热风进一步的对多酚氧化酶进行破坏和钝化，更大程度的减少了青花椒干制过程中的颜色劣变，较好的保留了青花椒的色泽。

(3)与普通的蒸汽处理青花椒的方式相比，本申请中采用过热蒸汽，既大幅度提高了干制青花椒的酰胺含量，又较好的保留了青花椒的色泽。

附图说明

图1为不同过热蒸汽预处理样品图；

图2为不同过热蒸汽处理对青花椒酰胺含量的影响；

图3为不同过热蒸汽处理的花椒挥发性成分代谢物的主成分分析；

图4为150℃过热蒸汽处理2min(Q1)，处理5min(Q2)，与鲜样(Q3)的成分差异图，其中，图4A为Pelargonic acid、图4B为Pyruvic acid、图4C为2-Amino-3-methoxybenzoicacid 1；

图5为热风温度对干制青花椒含水率的影响；

图6为不同干燥温度对于挥发性组分的影响，其中左图中自左向右分别是65℃热风干燥4h、150℃过热蒸汽处理5min后65℃热风干燥4h、55℃热风干燥4h、45℃热风干燥6h样品，右图是65℃干燥条件；

图7为挥发性组分热图；

图8为不同处理条件对花椒酰胺含量的影响；

图9为不同干燥条件对酰胺含量的影响。

具体实施方式

为了能使本领域技术人员更好的理解本发明，现结合具体实施方式对本发明进行更进一步的阐述。

实施例1

1.整体情况

本试验选取九叶青花椒为样品，对样品进行过热蒸汽联合热风干燥处理，并对整体干燥工艺的时间和温度进行研究，以期获得高酰胺含量且品质优异的干制青花椒。

2.材料和方法

2.1材料与试剂

2.1.1实验样品

实验材料选用(九叶青)青花椒，在实验开始前，将青花椒存放于-20℃的冷库中保存。

2.1.2主要实验试剂

具体试剂见表1。

表1主要试剂

2.2仪器与设备

具体设备见表2。

表2主要试验仪器与设备

2.3实验方法

(1)前处理：采摘鲜九叶青花椒并于冷库中保存，在进行预处理前3h取出鲜青花椒，自然条件下通风、解冻，并剔除坏粒花椒，去除花椒梗与花椒叶备用；

(2)预处理：将步骤(1)的样品放进智能电加热发生器箱体托盘中进行过热蒸汽杀青，杀青结束后冷却至室温，将杀青后的样品封袋保存备用；

(3)干燥：将步骤(2)的样品进行热风干燥，制得高品质干制青花椒。

2.4测定指标

2.4.1挥发性组分代谢物的测定

取混合均匀的样品50mg，放入2ml的EP管中，加入500μL的预冷提取液(甲醇与水体积比是3:1)，涡旋30s。研磨条件是在40Hz的条件下处理4min，进行冰水浴超声5min，重复三次；在4℃、12000r/min条件下离心15min，取上清液180μL进行真空浓缩；干燥后加入60μL甲氧胺盐试剂，轻轻摇匀，放入80℃的烘箱中孵育30min。在样品中加入80μL BSTFA，70℃条件下孵育1.5h，冷却至室温加入5μL FAMEs，上机检测，GC-MS条件见表3。

表3GC-MS条件

2.4.2酰胺含量的测定

紫外分光光度法：取混合均匀鲜花椒粒20g，研钵捣碎，精确称取5.0000g于150mL锥形瓶中，加入50mL甲醇(分析纯)并封口，超声萃取0.5h，无损转移至100mL容量瓶中摇匀，取10mL上清液于50mL容量瓶中定容，采用0.22μm的滤膜过滤待用。干花椒粉碎后过30目筛，精确称取1.0000g的样品进行萃取。测定时采用1cm石英比色皿，以甲醇作参比。

结果计算：试样中花椒酰胺含量以羟基-α-山椒素计，单位以克每一百克(g/100g)表示，按式(1)计算：

式1中：

X—样品中花椒酰胺类物质的含量，单位为克每一百克(g/100g)；

A—样品溶液270nm处的吸光度；

V—定容体积，单位为毫升(mL)；

K—样品溶液测定稀释的倍数；

m—样品质量，单位为克(g)；

E—吸光系数，1mg/mL花椒酰胺溶液在270nm处的吸光值，其中花椒及花椒粉的系数为410。

液相色谱法标准曲线的配置：取羟基-α-山椒素标准品10mg(精确至0.1mg)用甲醇(色谱纯)溶解，定容至10mL；按照表4制成标准品工作溶液。经过液相色谱得标准曲线及拟合度：y＝-0.18+0.99x,R2＝0.9999。

表4配制羟基-α-山椒素标准溶液

仪器参数设置与酰胺含量的计算方式参照GH/T 1290-2020：以4种花椒酰胺物质面积总和作为供试品中花椒酰胺面积。样品中花椒酰胺总含量以羟基-α-山椒素计，按式2计算。

式2中：

X—供试品中花椒酰胺总含量，单位为克每一百克(g/100g)；

C—供试品溶液中酰胺峰面积对应的质量浓度，单位为微克每毫升(μg/mL)；

V—供试样品工作液定容体积，单位为毫升(mL)；

K—供试样品工作液稀释倍数；

m—供试品的称样量，单位为克(g)。

2.4.3挥发性成分的测定

挥发性组分的测定通过气相色谱—质谱离子迁移谱法。结合GB/T 17527-2009与GH/T 1294-2020前处理方法，将干燥后的花椒粉碎，80目筛网过筛，每个样品称取1g(误差≤±0.01g)，作三个平行并编号，进样品前要进行20min的孵育，以空瓶作为空白，最后位置放置标准溶液，校正由于仪器自身问题而导致的峰位置发生变化。

GC-IMS条件：MXT-5气相色谱柱(60nm×0.25mm，0.25μm)，IMS温度为45℃，色谱柱温度为60℃，进样针温度为80℃，载气/漂移气N

气相色谱条件：0～2min漂移气150mL/min，载气2mL/min；2～10min漂移气150mL/min，载气2mL/min到10mL/min；10～20min漂移气150mL/min，载气10～100mL/min。

2.5数据分析与统计

各试验指标重复测定三次，结果以

3.干制工艺的优化研究

3.1过热蒸汽预处理的优化研究

3.1.1过热蒸汽预处理对花椒色泽的影响

将鲜九叶青花椒分别进行150℃过热蒸汽5min、150℃过热蒸汽10min、150℃过热蒸汽15min、160℃过热蒸汽5min、160℃过热蒸汽10min、160℃过热蒸汽15min的过热蒸汽预处理，具体色泽变化情况见图1。

从图1可以看出：过热蒸汽的杀青处理会对花椒的色泽产生影响，温度越高、所用的处理时间越长，花椒的褐变越严重，通过比较花椒色泽图，可知只有150℃过热蒸汽处理5min的花椒褐变不明显，其他情况均有明显褐变。

3.1.2过热蒸汽预处理对酰胺含量的影响

将鲜九叶青花椒分别进行150℃过热蒸汽5min、150℃过热蒸汽10min、150℃过热蒸汽15min、160℃过热蒸汽5min、160℃过热蒸汽10min、160℃过热蒸汽15min的过热蒸汽预处理，采用紫外分光光度计法进行测定，具体结果见表5和图2。

表5不同过热蒸汽预处理的酰胺含量

根据表5和图2可知，不同处理条件对花椒酰胺含量的影响有差异。同未处理的对照组相比，在160℃过热蒸汽处理条件下，酰胺含量降低；经150℃过热蒸汽处理5min的样品，酰胺含量达到最高值，显著高于对照组(P<0.05)，同对照组相比提高了15％。经过热蒸汽处理15min的花椒酰胺含量于其他处理时间出现增高现象，这是由于过热蒸汽的温度高，因杀青时间延长导致花椒在此过程中被干燥，促使酰胺含量增高。由此可得，150℃、5min的过热蒸汽处理有利于花椒酰胺含量提升。

3.1.3过热蒸汽预处理对花椒挥发性组分代谢物的影响

通过150℃过热蒸汽处理2min、5min的样品与鲜样对比，具体分析如图3。

由图3可知，经过150℃过热蒸汽处理2min(Q1)，处理5min(Q2)，与鲜样(Q3)对比得出，数据聚集，相似程度高，即三者处理的样品无差异性，得出过热蒸汽杀青预处理对香气风味物质代谢物几乎没有影响。

通过成分差异图4可得，其中三种代谢物质存在变化，分别是：Pelargonic acid(壬酸)、Pyruvic acid(丙酮酸)、

2-Amino-3-methoxybenzoic acid 1(2-氨基-3-甲氧基苯甲酸)，这三种酸并不是重要风味成分的代谢物，醛、酮、甲羟戊酸和2-C-甲基-D-赤藓糖醇-4-磷酸代谢物才是主要的香气代谢物成分。

因此，较短时间的过热蒸汽预处理并不会使花椒内主要香味成分发生变化，即可选择合适的过热蒸汽预处理提高酰胺含量，保证香气成分，有利于提高干制青花椒的品质。

3.2热风温度的优化研究

3.2.1不同热风温度在干燥过程中对花椒含水率的影响

在不同干燥温度(45℃、55℃、65℃)下，随干燥过程取样，进行水分的测定，结果如图5。

从图5中可以看出：花椒含水率随着干燥时间延长呈下降趋势。通过3者对比，在风速保持不变时，热风温度越高，干燥速度越快，达到相同含水率时，所需时间越短。45℃热风干燥样品在干燥过程中水分变化较平稳，约每0.5h下降7％；55℃和65℃在3～4h内水分变化较大，每0.5h可降低12.49％与11.28％，开口率较大且色泽损失小，考虑到节约能耗与干燥成本，优选55℃～65℃为热风干燥温度，更优选为65℃。

3.2.2不同热风温度在干燥过程中对挥发性组分的影响

通过液相色谱法测得在不同热风干燥条件下，酰胺含量有较大差别，由此进一步采用离子迁移谱法进行挥发性组分的分析，具体如图6所示。

图6左图中自左向右分别是65℃热风干燥4h、150℃过热蒸汽处理5min后65℃热风干燥4h、55℃热风干燥4h、45℃热风干燥6h样品。右图是设置最佳的干燥条件65℃作为对照，当其他样品中的挥发性成分与对照组一致时，在谱图上显示无明显的红、蓝色。通过对比可得，在55℃的热风干燥温度下，成分与其他组差别较大，但其他组内部差别较小。这些差异的挥发性物质由图7可得。

根据热图定性出16种已知的挥发性成分，通过查询这十六种挥发性物质的性质，筛选出5种具有明显风味的物质(见表6)，这些成分对总体风味的贡献值小，证实了主要挥发性物质在不同干燥温度下无差异性。

表6挥发性组分具体香气

3.2.3不同干燥条件对酰胺含量的影响

在不同热风干燥温度下，取含水率达到11％以下的样品(热风45℃干燥6h、热风55℃干燥4h、热风65℃干燥4h以及经150℃过热蒸汽处理5min的热风65℃干燥4h)与未干燥样品(未处理鲜样、150℃过热蒸汽处理5min)进行液相色谱分析，具体数据见图8。

通过图8数据可知，同样的风速条件下，不同温度干燥的样品，酰胺含量差别较大。热风干燥温度为65℃时，得到的酰胺物质含量最高，可高达24.01±0.89g/100g，显著高于45℃与55℃(P<0.05)；通过鲜样直接进行65℃干燥与经150℃过热蒸汽处理5min干燥的样品对比，经过过热蒸汽杀青的酰胺含量在28.51左右，相比于未经过热蒸汽处理的样品，可显著提高18.76％(P<0.05)，证明150℃过热蒸汽处理5min对花椒除了具有杀青功效，还能够促进酰胺类物质含量增高。

综上得出，150℃过热蒸汽处理5min联合65℃热风温度下可得到酰胺含量最高的青花椒，显著高于其他温度条件(P<0.05)及其它干燥条件，得到的青花椒品质最好。

对比例1

以杨兵等.热风干制对青花椒品质的影响及工艺优化[J].食品与发酵工业,2018,44(11):251-258为对比例1。

对比例2

实验方法的步骤(1)同实施例1中的2.3，不同之处在于，不对花椒进行过热蒸汽预处理；步骤(3)使用65℃热泵干燥条件对样品花椒进行干燥4h。

对比例3

实验方法的步骤(1)、步骤(3)同对比例2，不同之处在于，步骤(2)中分别使用120℃、130℃、135℃、140℃的过热蒸汽对步骤(1)中的样品进行预处理5min。

试验例1

使用液相色谱法(详见实施例1中的2.4.2)测定对比例2和对比例3得到的产品中的酰胺含量，结果如表7和图9所示，并将对比例1产品中的最高酰胺含量(热风干制温度64.80℃、铺放量为540.00g、风速0.48m/s)一起放入表7中进行对比。

表7不同干燥条件的酰胺含量

由表7和图9可知，针对不同预处理方式，在热泵干燥条件下，过热蒸汽预处理酰胺含量全部显著高于未处理的对照组(P<0.05)，比对照组高46.95％；通过分析，65℃下的热风干燥酰胺含量显著高于同温度热泵干燥的酰胺含量(P<0.05)，比热泵干燥高7.54g/100g，过热蒸汽预处理联合热泵干燥相较于过热蒸汽预处理联合热风干燥酰胺含量低了4g/100g左右；相较于使用汽蒸对青花椒进行预处理得到干制青花椒的酰胺含量，使用过热蒸汽对青花椒进行预处理得到干制青花椒的酰胺含量是其十倍；即，使用过热蒸汽预处理联合热风干燥的方式对鲜青花椒处理可以提高干制青花椒的酰胺含量，进而提升干制青花椒的品质。

由上可知，采用过热蒸汽预处理联合热风干燥的方式处理的干制青花椒，其酰胺含量得到显著提升，色泽也得到了较好的保留，提高了干制青花椒的品质。