《LWT》：Impact of hot oil treatment and chili pepper variety (
Capsicum annuum L.) on capsaicinoid content and flavor volatile profiles
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本研究针对热油泼制工艺中风味形成的热力学机制不明及品种特异性调控规律不清的问题，系统探究了180°C热油处理对三种地理标志辣椒（Capsicum annuum L.）的辣椒素类物质、关键香气活性化合物及脂肪酸组成的影响。结果表明，热油处理使辣椒素类物质含量提升1.1-3.95倍，并通过脂肪酸氧化等途径显著改变了醛类、酮类等26种关键香气物质的相对丰度，揭示了风味转化的动态路径与品种差异机制，为辣椒制品的风味精准调控提供了理论依据。
在中国丰富多彩的饮食文化中，油泼辣子是一道不可或缺的经典调味品。它通常是将热油（约160-180°C）浇在干燥的辣椒粉上制作而成。这个过程不仅赋予了辣椒独特的香辣风味和诱人的色泽，还显著提升了其贮藏稳定性。然而，尽管这道美味家常便饭，其背后蕴含的科学原理却颇为深奥——高温热油是如何激发和转化辣椒内在的风味物质的？不同产地的辣椒品种在经过相同的热油处理后，其风味特征又会呈现出怎样的差异？这些关乎风味形成本质的关键问题，长期以来尚未得到系统而深入的阐释。
传统的观点认为，热油处理仅仅是通过简单的萃取作用带出辣椒的辣味。但现代食品科学研究发现，事情远非如此简单。高温会引发一系列复杂的化学反应，包括美拉德反应和脂质氧化等，这些反应共同塑造了油泼辣子的最终风味轮廓。辣椒本身富含脂肪酸，尤其是亚油酸（C18:2）、棕榈酸（C16:0）和油酸（C18:1），这些脂肪酸在高温下会发生降解，生成醛、酮等关键香气化合物。同时，辣椒中的核心辣味物质——辣椒素类物质（capsaicinoids），如辣椒素（capsaicin）和二氢辣椒素（dihydrocapsaicin），其提取率和存在状态也会在热油处理下发生显著变化。不同产地的辣椒品种，由于其生长环境、农业实践和遗传背景的差异，其初始的化学成分组成（包括辣椒素、挥发性物质和脂肪酸）本就不同，这可能导致它们对同一热加工过程的响应各异，从而产生独特的风味结果。厘清这种品种特异性的风味转化规律，对于保护和提升地理标志（Geographical Indication, GI）辣椒产品的品质、实现风味精准调控至关重要，也是连接农产品原料特性与食品加工应用的关键桥梁。
为了深入探究上述问题，一篇发表在《LWT - Food Science and Technology》期刊上的研究论文，题为“Impact of hot oil treatment and chili pepper variety (Capsicum annuum L.) on capsaicinoid content and flavor volatile profiles”，为我们揭示了热油泼制（Oil-splashing processing, OSP）过程中风味化学变化的奥秘。该研究由西北农林科技大学食品科学与工程学院的科研团队完成。
研究人员选取了三种具有地理代表性的辣椒品种作为研究对象：四川七星椒（Sichuan Qixingjiao, QX）、甘肃甘谷椒（Gansu Gansujiao, GG）和湖南玻利椒（Hunan Bolijiao, BL）。所有这些辣椒均在商业成熟期（全红期）采收，并经热风干燥。研究样本包括未经处理的干辣椒粉和经过标准化热油泼制工艺（180 ± 5°C的菜籽油，油椒质量比为2:1）处理后得到的辣椒油混合物。研究采用了多种现代分析技术手段：利用高效液相色谱（HPLC）定量分析辣椒素和二氢辣椒素的含量，并计算斯科维尔辣度单位（Scoville Heat Units, SHU）；采用电子鼻（E-nose）技术快速区分样品的整体气味指纹图谱；通过顶空-固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术（HS-SPME-GC-MS）全面鉴定和半定量分析样品中的挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs），并基于气味活性值（Odor Activity Value, OAV）筛选关键香气物质；利用气相色谱-质谱法分析样品的脂肪酸组成；最后，运用主成分分析（PCA）、正交偏最小二乘法-判别分析（OPLS-DA）等化学计量学方法对多维数据进行处理，以揭示样品间的差异和标志性成分。
3.1. 辣椒素含量测定
研究首先关注了辣椒的“灵魂”——辣味。分析发现，三种干辣椒原料的辣椒素类物质含量存在显著差异（p < 0.05），四川QX的初始含量最高。经过热油泼制后，所有品种的辣椒素和二氢辣椒素含量均显著增加，增幅达1.1至3.95倍，其中四川QXO的最终含量最高。相应地，斯科维尔辣度单位（SHU）也显著提升，四川QX的辣度增加了1.93倍。这表明热油处理通过破坏辣椒细胞结构，促进了辣椒素类物质的释放和向油相的转移，从而增强了产品的辛辣感。
3.2. 电子鼻分析
电子鼻的雷达图结果显示，热油处理显著改变了辣椒的整体气味特征。处理后，对硫化物（W1W传感器）和氮氧化物（W5S传感器）敏感的传感器响应值显著增强，表明高温促进了含硫、含氮挥发性物质的释放。
3.3. 辣椒中总挥发性化合物分析
通过GC-MS，研究共鉴定出114种挥发性化合物。热油处理导致挥发性化合物的组成发生显著变化。总体而言，醛类和酯类物质的相对含量在处理后增加，而醇类、羧酸类、烃类、酮类和杂环化合物的含量则因热处理降解或油相稀释而呈现下降趋势。主成分分析（PCA）能够清晰地将未处理辣椒和经热油处理的辣椒产品区分开。
研究进一步通过计算气味活性值（OAV）来识别对整体香气有关键贡献的物质（OAV > 1），共确定了26种关键香气化合物。正交偏最小二乘法判别分析（OPLS-DA）则用于找出处理前后以及不同品种间的差异性风味物质。分析揭示了共同的和品种特异性的关键香气变化：
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共同变化：在三种辣椒中均发现，处理后1-辛烯-3-醇（蘑菇香）、(E,E)-2,4-庚二烯醛（脂肪香）、2-癸烯醛（脂肪香）、(E)-2-庚烯醛（果香脂肪香）和壬醛（青草豆香）等物质的OAV显著增加，而3-甲基丁酸（酸味）减少。这些变化共同贡献了油泼辣椒特有的“烤香辛辣”特征。
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品种特异性变化：四川QX的独特变化与3-己烯-1-醇（青草味，减少）和乙醛（果香刺鼻味，增加）有关。湖南BL的独特标志性香气物质是苯乙醛（风信子样花香），其含量处理后增加了58%。甘肃GG处理后，其香气特征从果香奶油感转变为更突出的辛辣感，与己醛（刺激性气味）的大幅增加（309%）密切相关。
3.4. 脂肪酸分析
辣椒中含有丰富的脂肪酸，其中以亚油酸（C18:2）、油酸（C18:1）、棕榈酸（C16:0）为主。热油处理后，油酸含量显著上升，而亚油酸和棕榈酸含量显著下降。聚类分析和OPLS-DA表明，热处理显著改变了辣椒的脂肪酸谱，并且不同品种的脂肪酸变化存在差异，发现了品种特异性的差异脂肪酸。
3.5. 相关性分析及推测机制
相关性分析揭示了脂肪酸变化与挥发性物质形成之间的内在联系。例如，亚油酸（C18:2）与己醛、(E)-2-庚烯醛等关键醛类物质呈显著正相关，证实了亚油酸氧化是这些醛类的重要前体途径。油酸（C18:1）与1-辛烯-3-醇呈正相关。基于化学成分变化和相关文献，研究还推测了品种特异性脂肪酸（如四川QX中的反式-9-十八碳烯酸、湖南BL中的顺式-11,14,17-二十碳三烯酸）在高温下可能降解生成特定香气物质（如壬醛、苯乙醛）的潜在途径。
4. 结论
该研究最终得出结论，热油泼制处理（OSP）能显著提升辣椒的辣椒素类物质含量，增强其辛辣感。更重要的是，该过程通过引发脂肪酸氧化等一系列反应，深刻改变了辣椒的挥发性风味图谱，显著增加了醛类、酮类等关键香气化合物的丰度，共同形成了油泼辣椒的特征香气。研究不仅识别了共有的关键香气物质，还揭示了三地辣椒品种经热油处理后风味特征差异化的化学基础，即品种特异性的关键差异风味化合物（如四川QX的乙醛、湖南BL的苯乙醛）及其与特定脂肪酸前体变化的关联。这些发现从风味化学角度阐明了热油泼制工艺的科学内涵，为基于原料特性优化辣椒制品风味、实现地理标志产品的精准加工提供了重要的理论依据和数据支撑。
需要注意的是，该研究通过OAV筛选关键香气物质是一种有效的简化模型，但食品的整体风味感知还涉及化合物之间的协同、拮抗等复杂相互作用。未来的研究结合感官评价和香气重组实验将有助于更全面地解码油泼辣椒风味的形成机制。
