辣度也能精準分析？利用 HPLC 測定德國咖哩香腸辣醬中的辣椒素
每個文化都有自己著名的速食或街頭小吃。英國以炸魚薯條（Fish and Chips）聞名，丹麥有熱狗，荷蘭有炸熱狗 (Frikandel)，而德國則有搭配咖哩醬汁的煎豬肉香腸，也就是所謂的咖哩香腸 (Currywurst)。雖然柏林宣稱是咖哩香腸的發源地，但位於德國西部、人口約 500 萬的魯爾區（Ruhr area），卻擁有全國最密集的咖哩香腸小吃店。咖哩香腸通常搭配咖哩番茄醬享用，醬汁以調味番茄醬或番茄糊為基底，並常搭配薯條一起食用。
德國每年約消費超過 8 億份咖哩香腸[1]，其中有些還會搭配辣味甚至極辣醬料。根據位於魯爾區的小吃店「Die Currywurst」業者表示，他們提供的是世界上最辣的咖哩香腸。島津取得了數種醬料樣品進行分析，其中也包括辣度最高的一款。顧客食用時需自行承擔風險，店家甚至會附上「可能危害健康」的警語。
產品的辣度通常以史高維爾指標（Scoville Heat Units, SHU） 表示。Tabasco 辣椒醬的辣度約為 2,500～5,000 SHU，而「Die Currywurst」自行研發的 Bombfire 辣醬，辣度最高可達 666,000 SHU。
利用 HPLC 測定辣度
不同醬料的辣度取決於其中所含的辣椒素 (capsaicinoids) 含量。這些成分自然存在於甜椒及辣椒中。其中兩種主要成分為辣椒素 (capsaicin，69%) 與二氫辣椒素 (dihydrocapsaicin，22%)。相較之下，含量較低的降二氫辣椒素 (nordihydrocapsaicin，7%)、高二氫辣椒素 (homodihydrocapsaicin，1%) 及高辣椒素 (homocapsaicin，1%)，其辣度約只有前兩者的一半。因此，本研究主要針對辣椒素及二氫辣椒素進行分析，以評估不同辣醬及純辣椒中的辣椒素含量 [2]。
為精確測定其含量，本研究使用 i-Series LC-2040C 3D 一體型高效液相層析儀 (HPLC) 進行高速分析。系統搭載光二極體陣列偵測器 (PDA) 及螢光偵測器，首先針對辣椒素與二氫辣椒素兩種主要成分的標準品進行分析。本分析方法的參數係參考島津既有應用資料 (Application News No. L335)，詳列於表1。
| Column | Shim-Pack GIST C18 (2.1 x 100 mm i.D., 2 μm) |
|---|---|
| Mobile phase A | 1.0 % aqueous solutions of acetic acid |
| Mobile phase B | Acetonitrile |
| Flow rate | 0.9 mL/min (40 Vol.-% B) |
| Column oven temperature | 50 ℃ |
| Detection | PDA 280 nm, RF-20Axs Ex 280 nm, Em 325 nm |
| Injection volume | 1 μL |
表1：辣椒素與二氫辣椒素的分析條件
首先，以不同濃度的辣椒素與二氫辣椒素標準品（5、10、25、50、75 及 100 µg/mL）建立校正曲線。如圖 1 所示，螢光偵測器的靈敏度約為 PDA 偵測器的 16 倍。
圖 1：螢光偵測器 RF（黑色）與 PDA 偵測器（紫色）的比較
因此，後續分析將聚焦於螢光偵測器的分析結果。圖 2 顯示兩個峰的對應結果，其中 辣椒素於 2.84 分鐘溶出，而 二氫辣椒素則於 4.16 分鐘溶出。
圖 2：5 µg/mL 標準品的 RF 層析圖
辣椒與辣椒醬的比較
辣椒素（圖 3 左）與二氫辣椒素（圖 3 右）的兩條校正曲線，可作為後續定量萃取後辣椒及辣醬中辣椒素含量的基礎。
圖 3：辣椒素與二氫辣椒素的校正曲線
進行乾燥辣椒及辣醬的樣品前處理時，首先秤取固定量的樣品（辣椒 1 g、辣醬 2 g），並加入 10 mL 乙醇溶解。接著於 100 °C 水浴中萃取 1 小時，溶液經過濾後，取 1 µL 注入系統進行分析（圖 4）。
圖 4：樣品前處理流程
本研究共分析了 4 種不同辣度的辣椒以及 5 種不同辣度的醬料。圖 5 顯示辣度等級為 7、屬於中高辣度醬料的層析圖，其中可辨識出辣椒素、二氫辣椒素，以及降二氫辣椒素。
圖 5：辣度等級 7 醬料的層析圖
辣度計算公式
辣椒素與二氫辣椒素的校正曲線可用於定量分析。為計算辣度，首先根據各成分的波峰面積求得濃度，再換算回原始樣品重量中的含量。所得結果即可利用以下公式換算為史高維爾指標，以評估辣椒及辣醬的辣度。以下公式包含降二氫辣椒素的換算係數：
SHV = C + D + N
C = 每克樣品中辣椒素含量（µg）× 16.1
D = 每克樣品中二氫辣椒素含量（µg）× 16.1
N = 每克樣品中降二氫辣椒素含量（µg）× 9.3
分析結果如表 2 及表 3 所示。
| Sample | Capsaicin | Dihydrocapsaicin | Scoville |
|---|---|---|---|
| μg/g (sample) | μg/g (sample) | ||
| Home Grown | 1,501.4 | 388.5 | 30,427 |
| Habanero | 1,693.4 | 782.2 | 39,857 |
| Piri Piri | 4,877.7 | 2,273.0 | 115,125 |
| Bhut Jolokia | 24,356.1 | 8,818.6 | 534,113 |
表2：辣椒樣品的測定結果
| Sample | Capsaicin | Dihydrocapsaicin | Scoville |
|---|---|---|---|
| μg/g (sample) | μg/g (sample) | ||
| Sauce 3 | 5.9 | 12.0 | 289 |
| Sauce 5 | 6.8 | 11.6 | 296 |
| Sauce 7 | 405.6 | 120.9 | 8,478 |
| Sauce 10 | 1,103.2 | 442.3 | 24,882 |
| Sauce 10+ | 4,867.0 | 3,182.4 | 129,594 |
表3：辣椒及辣醬樣品的試驗測定結果
總結
本方法具備簡易的樣品前處理流程與快速分析能力，適用於辣椒相關產品的分析。所得結果可用來大致估算預期辣度。不過，由於分析中未將降二氫辣椒素完整納入計算，加上萃取過程可能不完全，因此所得到的史高維爾辣度值可能會偏低。
如預期，分析結果顯示，純辣椒的辣度明顯高於咖哩香腸辣醬。這項差異主要來自兩種樣品採用相同的前處理方式，以及辣醬本身具有稀釋效果；辣醬除了含有純辣椒成分外，亦包含其他配料。本研究的主要目的，是透過分析方式呈現不同辣度醬料之間預期的辣度變化趨勢，而結果成功呈現了這項差異。表 3 中的分析案例也清楚顯示了這樣的趨勢。