川渝地区青花椒的麻感特性分析
川渝地区青花椒的麻感特性分析
青花椒是川菜中不可或缺的调味品，其独特的麻感深受人们喜爱。但你是否想过，这种麻感究竟是如何产生的？不同产地的青花椒麻感有何差异？中国标准化研究院的最新研究为我们揭示了答案。
青花椒（Zanthoxylum schinifolium Sieb.et Zucc.）又名香椒子、崖椒、野椒等，是芸香科花椒属（Zanthoxylum）植物的果实。麻味物质含量是花椒原料质量评价和等级划分的重要品质指标，酰胺类物质是花椒麻感的主要来源。目前常见的分析方法有高效液相色谱（HPLC）法、甲醛滴定法、薄层层析法、紫外分光光度法等，通过研究不同产地和品种花椒中酰胺类麻味物质含量的差异，对花椒品质进行产地和等级划分。不同品种红花椒的麻感和酰胺物质含量差异较大，且麻感和酰胺物质含量存在一定关联。椒麻感属于化学物理觉中的一种，风味特性复杂，具有麻木感、刺痛感等多种属性，同时麻感持续时间长，麻感强度在口腔中呈现动态变化。
中国标准化研究院农业食品标准化研究所的高露、钟葵等，天津农学院食品科学与生物工程学院的闫师杰等以川渝地区的青花椒原料为研究对象，采用感官评价的时间-强度（TI）法和仪器分析的HPLC法系统分析青花椒样品中的麻感特征和主要酰胺物质组成及含量，进一步结合统计手段探讨青花椒麻感特性与酰胺物质之间的关联，旨在为川渝地区青花椒麻感品质评价提供基础数据参考，为青花椒椒麻风味研究和产业加工中原料选取以及质量控制提供科学理论和技术依据。
麻感TI曲线分析
TI法是一种动态、定量感官评价方法，是用于记录食品感官分析中评价员所感知到的感官特性强度随时间推进动态变化（增强和减弱）的一种测量方法。TI法系统给出了产品感官特性从产生（刚感觉到）到结束（感觉消失）整个过程中的强度变化以及强度动态变化的参数，包括持续时间（ Ttot ）、最大感官强度（ Imax ）、达到最大感官强度所需时间（ Tmax ）以及曲线下面积（AUC）等，目前，TI法被广泛用于辣感、凉感、麻感等化学物理觉或整个进食过程中食品某感官特性强度的动态测量。研究表明红花椒原料麻感在口腔中通常会持续数分钟，麻感强度随时间推移呈现出一个先快速上升后缓慢下降的变化趋势。图1为7 个青花椒样品麻感的TI曲线图，青花椒样品麻感强度呈现与红花椒类似的变化趋势。相比基本味觉，麻感的感知时间较晚，30 s吐出花椒后麻感强度随时间变化增速较快，100 s左右时达到强度峰值，随时间继续推进，青花椒麻感强度逐渐降低，在400 s左右后麻感强度降低速率变慢，麻感强度最终消失时间在800～1400 s之间。
不同青花椒样品具有相似的麻感TI曲线，进一步对青花椒TI曲线拟合，获得不同样品TI曲线 Imax 、 Ttot 、AUC及 Tmax 参数，结果如表2所示。不同参数反映不同青花椒样品的麻感强度响应差异，7 个青花椒样品的4 个TI曲线参数存在显著差异（P＜0.05）。米易黄草乡青花椒（G3）、木里卡拉乡青花椒（G4）和洪雅县藤椒（G7）具有较高的 Imax 、 Ttot 、AUC以及麻度增长速率（I max /T max ），整体表现为麻感强、增麻速率快、麻感持久且消失慢，即“高麻持久性型”。特别是G3，具有最大的麻感参数值。盐源右所乡青花椒（G1）、冕宁泸沽青花椒（G2）、米易普威青花椒（G5）的 Imax 、 Ttot 、AUC及 Tmax 均偏低，表现麻感弱、增麻速率低、麻感消失快，即“早麻温和型”。江津区青花椒（G6）中等的增麻速率和最小麻感持续时长 Ttot ，表现为增麻速率中等、麻感消失快，即“早麻刺激型”。目前关于花椒麻感TI曲线研究主要集中在红花椒上，青花椒相关研究较少。相比红花椒，青花椒最大麻感强度差异不大，但达到最大麻度时间更短，表明青花椒麻度感知上升速率更快，麻感刺激性更强。此外，青花椒的麻感持续时间和AUC均低于红花椒，表明青花椒比红花椒麻感消失快，麻感持续总量偏小。
主要麻味物质分析
采用HPLC法对7 种青花椒中主要的麻味酰胺物质含量进行测定，结果如表3所示。共鉴别出了6 种麻味物质，分别为羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-ε-山椒素、羟基-γ-山椒素、β-山椒素及花椒油素。G3中酰胺物质含量最高，为8639.30 mg/100 g，其余6 个品种麻味酰胺含量分布范围为5505.77（G6）～6886.07 mg/100 g（G2）。酰胺物质中羟基-α-山椒素含量最高，占主要麻感物质总含量的90%左右，含量分布范围约为5000～7700 mg/100 g；其次是羟基-β-山椒素，含量分布范围约为250～800 mg/100 g。羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-ε-山椒素和羟基-γ-山椒素的含量约占主要麻感物质总含量的98%。
不同青花椒样品中酰胺组分含量差异较大，聚类热图（图2）结果表明7 个青花椒样品被分为了3 类。G3具有最高的羟基-α-山椒素、羟基-ε-山椒素、羟基-γ-山椒素和花椒油素以及较低含量的β-山椒素含量。G1、G5和G6的羟基-α-山椒素、β-山椒素和花椒油素含量偏低，特别是G6，仅羟基-γ-山椒素含量较高，而羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、β-山椒素和羟基-ε-山椒素均最低。G2、G4和G7分别拥有最低含量的羟基-γ-山椒素、最高含量的β-山椒素和中高含量的花椒油素。相关研究报道花椒中的麻味物质组成及含量可能与花椒产地及品种有关。徐珊珊等研究表明我国红花椒麻味物质表现出高羟基-山椒素的特点，其中羟基-α-山椒素含量最高，本研究中青花椒酰胺物质呈现类似结果。程玉波等采用HPLC法对贵州不同品种青花椒麻味物质进行测定，不同区域的青花椒麻味物质总质量分数不同；李菲菲等对14 个不同地区的花椒样品总酰胺含量进行测定，结果表明陕西韩城、甘肃陇南以及山东青岛等高山区红花椒总酰胺含量高于其他地区。Feng Xiya等对8 种不同产地青红花椒中酰胺物质含量进行对比分析，结果显示四川青花椒的麻味物质总含量均高于重庆地区青花椒，与本研究结果相似。
感官特性与麻味物质的相关性分析
对青花椒的TI感官特性参数与酰胺物质组分进行Pearson相关性分析，结果如图3所示，颜色越深表示相关性系数r绝对值越高。青花椒的TI特性参数之间均呈现正相关性，除Ttot与Imax以及AUC之间相关性不显著外，其余TI参数之间均呈现出显著或极显著正相关性。花椒酰胺组分之间基本不存在显著相关性，仅羟基-γ-山椒素和β-山椒素之间存在显著负相关，羟基-α-山椒素与花椒油素存在显著正相关（P＜0.05）。4 个TI特性参数与羟基-α-山椒素均呈显著正相关（P＜0.05），且Tmax、Imax与花椒油素呈显著正相关（P＜0.05）。
以椒麻TI感官特性参数为因变量，酰胺组分含量作为自变量，进一步采用偏最小二乘回归（PLSR）法对青花椒样品感官特性及麻味物质进行相关性分析。图4结果显示，建立的PLSR模型呈现出两个显著主成分总解释变量为81.40%，表明模型可以代表样品的绝大部分信息。两个变量之间的距离表示它们之间的相关性，两者距离越近，表明正相关越强，如果两个变量在两个相反的位置且远离圆心，表明它们之间负相关；如果位于垂直的位置，表示两个变量不具有相关性。
4 个麻感TI参数均分布在X轴右边，表明存在正相关性，其中Imax、Tmax和AUC分布在X轴上方，且彼此存在强正相关性，Ttot分布在X轴下方，与其他3 个参数存在弱正相关性。羟基-α-山椒素、羟基-γ-山椒素及花椒油素分布在第一和第二维度正半轴，羟基-α-山椒素、花椒油素与麻感TI参数Imax、Tmax、AUC有强正相关性，羟基-γ-山椒素与3 个参数呈弱正相关。β-山椒素、羟基-ε-山椒素，羟基-β-山椒素分布在Y轴负半轴，羟基-ε-山椒素和羟基-β-山椒素表现出与Ttot强正相关性。β-山椒素与Imax、Tmax和AUC呈强负相关，与Ttot没有正相关性。高夏洁、张璐璐等通过对红花椒等麻感的感官属性及属性强度变化进行分析，发现Imax、Tmax、AUC正相关程度高，与本研究结果一致。据文献报道，样品麻度的TI特性由样品中的酰胺类麻味物质种类决定，由此可见，青花椒样品椒麻感官特性存在差异与不同酰胺物质组成具有一定相关性。
变量重要性投影（VIP）值可用于说明自变量在解释因变量时作用的重要性。通常认为，VIP值越高，表明该物质对样品的判别和差异分析越重要。VIP＞1表明其对样品的区分具有重要的作用。如图5所示，羟基-α-山椒素和花椒油素的VIP值均＞1，表明这2 种物质对模型和样品解释贡献最大。
为了使结论各种青花椒麻感情况更加清晰明了，作示意图如图6所示。
结 论
本实验以川渝地区青花椒样品为研究对象，采用感官TI法和HPLC法对青花椒的麻感特性以及酰胺物质组成开展了研究，进一步采用PLSR法对麻感特性和酰胺物质组成的相关性进行分析。青花椒麻感TI曲线表现为先快速上升后缓慢下降的变化趋势。青花椒样品中麻感酰胺物质含量分布范围为5505.77～8639.30 mg/100 g，其中羟基-α-山椒素、羟基-β-山椒素、羟基-ε-山椒素和羟基-γ-山椒素的含量约占主要麻感物质总含量的98%。PLSR结果表明青花椒麻感特性与酰胺物质组成关联密切，Imax、Ttot、AUC与羟基-α-山椒素强正相关性，Ttot与羟基-ε-山椒素和羟基-β-山椒素强正相关性。不同来源青花椒在麻感特性和酰胺组成上存在差异，米易黄草乡青花椒（G3）、木里卡拉乡青花椒（G4）和洪雅藤椒（G7）聚为一类，盐源右所乡青花椒（G1）、冕宁泸沽青花椒（G2）、米易普威青花椒（G5）聚为一类，江津青花椒（G6）单独聚为一类，分别表现为高麻持久型、早麻温和型及早麻刺激型。羟基-α-山椒素和花椒油素是青花椒麻感特性关键物质，对样品区分具有重要作用。相关研究结果可为后期川渝地区青花椒及其制品的加工原料筛选和产品品质控制提供科学理论和数据依据。除此之外，云南也是青花椒的主要产地，后续将选取云南产地青花椒进行探索，并与川渝地区的青花椒进行对比，建立完整的有关青花椒麻感麻风味研究体系。
本文《川渝地区青花椒的麻感特性分析》来源于《食品科学》2024年45卷12期，作者：高露，赵镭，史波林，汪厚银，钟葵*，闫师杰*。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20230911-084。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑：普怡然；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网