酱卤鸭脖加工过程辣椒素类物质消减调控及快速检测技术研究

作     者：恽宁 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄赣辉;王风新

授予年度：2023年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083203[工学-农产品加工及贮藏工程] 

主      题：酱卤鸭脖 辣椒素类物质 还原氧化石墨烯 电化学方法 

摘      要：辣椒是世界上最重要的香料之一,其强烈的刺激性归因于辣椒素类物质,其中辣椒素和二氢辣椒素占90%以上。在酱卤鸭脖的加工过程中辣椒素类物质的含量随卤煮时间、卤制批次和加工工艺的不同存在较大差异,且因缺少辣椒素的快检技术无法在线调控。本文主要研究了不同卤制时间和加工工艺下,酱卤鸭脖中辣椒素和二氢辣椒素含量的变化规律,通过改变杀菌方法进行调控并采用二-三点检验法评价结果。为快速准确检测辣椒素含量,基于β-环糊精(β-CD)和还原氧化石墨烯(rGO)构建了一款电化学传感器,对其进行表征和制备参数优化,研究其检测辣椒素的识别机制和反应类型,通过加标回收率实验验证该方法的科学性和准确性。研究结果如下:(1)在加工过程中酱卤鸭脖中辣椒素类物质含量变化规律如下:酱卤鸭脖中辣椒素和二氢辣椒素含量随卤制时间的增加而增加,与卤汤中辣椒素类物质含量的变化趋势一致,且在前20 min内辣椒素类物质从卤水迁移至鸭脖中的速度较快,迁移比例分别为71.8%和67.3%。酱卤鸭脖经卤制、烤制和灭菌处理后,其辣椒素类物质含量存在显著差异,高压蒸汽灭菌导致辣椒素和二氢辣椒素含量分别减少了33.1%和45.1%。在灭菌和储藏过程中,鸭脖肉中的部分辣椒素类物质会迁移至骨头中。(2)通过改变酱卤鸭脖的加工工艺对辣椒素类物质含量进行调控,结果如下:在80℃低温杀菌、95℃和105℃中温杀菌和121℃高温杀菌下,鸭脖中辣椒素类物质含量对比杀菌前样品分别降低了3.2%、16.9%、22.3%和35.5%,结果表明在100℃以内辣椒素和二氢辣椒素较为稳定,不易受热分解。随着杀菌温度的上升,酱卤鸭脖的理化指标和色泽存在显著差异,其中水分含量、蛋白质和粗脂肪含量有所增加,p H略有下降,色泽无显著性差异。经相关性分析和方差分析,结果表明鸭脖中辣椒素类物质含量与pH呈显著正相关(P≤0.01),与a和b呈显著负相关(P≤0.01),与L呈显著正相关(P≤0.05),鸭脖的色泽可以反映其辛辣程度。二-三点感官评价结果显示80℃低温杀菌和95℃中温杀菌下酱卤鸭脖的辣度与未杀菌样品无显著性差异,通过改变杀菌条件调控其辣度具有可行性。(3)为快速检测辣椒素,采用β-CD和rGO构建了一款电化学传感器,结构表征和电化学表征结果如下:在β-CD/r GO/GCE的制备过程中加入β-CD可以分散r GO,增加β-CD/r GO的电化学活性表面积,从而改善电子转移速率。同时,聚β-CD对电极表面的辣椒素具有识别和富集的能力,从而提高β-CD/r GO/GCE的检测性能。通过循环伏安法研究发现辣椒素在β-CD/r GO/GCE传感器上的电化学氧化还原反应受吸附-扩散共同控制,且主要受扩散控制,反应过程是由两个电子和两个质子参与的邻苯醌结构和邻酚结构的相互转化。(4)基于循环伏安法和差分脉冲伏安法研究β-CD/rGO/GCE的性能并作方法学评价:为提高β-CD/r GO/GCE传感器检测辣椒素的性能,对溶液p H、GO浓度、沉积电位、扫描段数和扫描速度等参数进行优化,优化后其检测辣椒素的线性范围是0.1～40μg/m L,检测限是0.05μg/m L,且具有良好的重复性、稳定性和抗干扰性。将β-CD/r GO/GCE传感器应用于辣椒油中辣椒素含量的检测时,加标回收率为95.54%～118.65%,相对标准偏差小于10.69%,与LC-MS检测结果对比无显著性差异(P≤0.05),结果表明采用该方法进行实样检测具有一定的可行性。