红辣椒粉（Capsicum annuum L.）变色与正常样本的理化特性、微生物群落及电子舌感官特征比较分析

本研究系统比较了中韩两国干燥过程中产生的变色红辣椒粉（DRPP）与正常红辣椒粉（NRPP）在理化性质（如可溶性固形物、游离糖、有机酸、辣椒素类物质及pH）、微生物群落结构（包括Pantoea、Diaporthe等潜在危害菌属）及电子舌（e-tongue）感官属性（鲜味与苦味差异）的差异，揭示了DRPP的品质退化机制及潜在安全风险，为辣椒粉质量控制和市场流通安全提供了重要科学依据。

　　

引言

红辣椒（Capsicum annuum L.）作为茄科多年生草本植物，原产于南美洲热带地区，因其鲜艳的红色、独特甜味和辣味，被广泛用作天然食用色素和调味剂。其干燥制品在烹饪中应用广泛，而颜色是决定其品质和市场价值的关键属性。变色现象（俗称“Huinari病”）是红辣椒在日晒干燥过程中因水分蒸发缓慢，感染炭疽病菌（Colletotrichum acutatum、C. coccodes等）而发生的次级变质现象，导致产量损失和品质下降。这类变质辣椒粉常被中间商收购后与优质辣椒粉混合销售，因其粉末形态难以辨识，因此急需建立有效的质量评估方法。

材料与方法

样本制备与分组

研究样本购自韩国堤川市的“太阳农产”（Taeyang Nongsan），选取完全成熟的红色辣椒（平均长度15厘米），由三名专家根据表面变色面积（超过50%呈现橙色、棕色或黑色）判定为变色辣椒粉（DRPP），无损伤变色的为正常辣椒粉（NRPP）。样本经去梗、研磨并过850微米筛后，按产地和品质分为中国正常（CN）、中国变色（CH）、韩国正常（KN）和韩国变色（KH）组，六个月后重复实验以验证重现性。

理化指标测定

采用智能色度仪测定CIE L（亮度）、a（红度）、b*（黄度）值；使用红外水分分析仪测定水分含量；通过折射仪和pH计测量可溶性固形物和pH值；利用高效液相色谱（HPLC）分析游离糖（葡萄糖、果糖等）和有机酸（柠檬酸、苹果酸等）含量；辣椒素类物质（辣椒素和二氢辣椒素）采用HPLC-DAD法定量。

微生物群落分析

通过16S rRNA（V3–V4区）和ITS2测序技术，使用Illumina MiSeq平台对细菌和真菌群落进行扩增子序列变异（ASV）分析，并在EzBioCloud平台进行 taxonomic assignment 和多样性计算。

电子舌感官评价

样本经50倍稀释后，采用α-Astree II电子舌系统配备7个传感器（AHS酸味、NMS鲜味、CTS咸味、ANS甜味、SCS苦味、PKS/CPS综合味觉）进行感官特性量化，每组重复5次。

统计方法

数据以均值±标准差表示，采用单因素方差分析和Duncan多重比较检验组间差异（p < 0.05），主成分分析（PCA）和Pearson相关性分析用于评估感官与理化指标间的关系。

结果与讨论

外观与颜色

DRPP样本呈现更高的L和b值（亮度53.07–54.5，黄度21.41–22.72），表明其颜色更浅、更黄，这与类胡萝卜素合成不完全有关。类胡萝卜素（如辣椒红素、β-胡萝卜素）因共轭双键结构不稳定，易在干燥过程中受光、氧和温度影响发生氧化异构，导致变色。中国DRPP（CH）的a*值反而高于正常组，可能因变色区域以红调为主，仅局部呈现深色斑点所致。

水分、可溶性固形物与pH

所有样本水分含量（3.04–7.84%）符合韩国工业标准（≤13%）。DRPP的可溶性固形物显著低于NRPP（降幅0.9–1.6%），pH值则更高（DRPP: 4.95–5.96 vs NRPP: 4.75–4.87）。微生物代谢消耗糖分作为碳源，并通过降解蛋白质产生氨类碱性物质，导致pH升高。

游离糖与有机酸

葡萄糖和果糖作为主要游离糖，在DRPP中降至NRPP的12.13–41.17%和14.20–49.73%。微生物通过糖酵解和三羧酸循环代谢糖类，导致其耗竭。有机酸中，苹果酸在DRPP中减少38.82–96.44%，而琥珀酸和乙酸显著增加（乙酸含量为NRPP的3–5倍）。乙酸可能源于微生物对碳水化合物的 catabolism 或乙醇氧化，提示细菌和霉菌活动活跃。

辣椒素类物质

DRPP的辣椒素（222→844 ppm）和二氢辣椒素（89→370 ppm）含量显著高于NRPP。缓慢日晒干燥过程延长了环境胁迫时间，激发辣椒素类物质作为防御机制对抗真菌感染，同时可能与色素相互作用导致变色。

电子舌感官特性

NRPP在鲜味（NMS）响应上更高，而DRPP表现出更强的苦味（SCS）和甜味。PCA分析显示PC1（86.5%方差）区分NRPP（负相关鲜味）与DRPP（正相关苦味）。相关性分析表明，苦味与pH呈正相关（r > 0.7），与苹果酸负相关；辣椒素虽未直接关联味觉，但可能通过激活苦味受体间接增强苦味感知。甜味响应升高可能与糖类以外的味觉活性分子（如氨基酸和多酚）的交互作用有关。

微生物群落结构

细菌群落中，DRPP（CH/KH）的ASV计数更高，以Kosakonia、Pantoea、Enterobacter和Pseudomonas为主。Kosakonia cowanii具抗生素耐药性，Enterobacter和Xanthomonas属包含植物和人类潜在病原菌。真菌群落显示DRPP中Glomerella、Colletotrichum（炭疽病菌）和Diaporthe（植物溃疡病原）丰度显著升高，这些真菌与高湿度环境下的 anthracnose 病变相关，增加霉菌毒素污染风险。

结论

本研究揭示DRPP在干燥过程中因微生物活动和 incomplete carotenoid synthesis 导致理化品质退化（糖酸减少、pH和辣椒素升高）、感官特性劣化（苦味突出）及微生物风险增加（病原菌和真菌富集）。电子舌可作为快速评估工具，弥补视觉鉴别的不足。研究强调需防止DRPP混入优质产品，以保障食品安全和感官品质。未来需针对不同变色类型（橙、棕、黑）进行分型研究，以精确解析其质量变异机制。