火鍋作為川渝地區的特色美食，早已融入當地人民的日常生活，具有不可替代的地位。“辛辣味”是火鍋風味的重要組成部分，人們對辣味的喜好由來已久，所有麻辣火鍋的制作都要牢牢把握住其中的“辣味”。在中國，超過30%的成年人每天食用辛辣食物，而火鍋便是其中最受歡迎的產品之一。市面上的火鍋底料大多分為微辣、中辣、特辣等級別，這種方式依賴個人經驗與感覺，主觀差異較大。

火鍋中的辣度可分為表觀辣度與真實辣度。表觀辣度是指通過感官評價來判斷人體感覺器官上的刺激程度，主要使用斯科維爾指數法。而真實辣度是指通過高效液相色譜儀（HPLC）等精密儀器測定辣椒及辣椒制品中辣椒素的含量，并進行定量計算和指數轉換來量化辣度。

01火鍋辣味物質及呈味機理
火鍋中產生辣味的物質主要是辣椒中的類辣椒素 （capsaicinoids），又名辣椒堿。這類物質由香草胺和中長鏈脂肪酰胺組成（見圖1中A）。雖然辣椒素類物質的結構相似，但是其疏水鏈上R基的不同導致其辣度也有廣泛的差異，主要體現在疏水鏈的長度、支鏈分化以及是否具有雙鍵結構方面。

辣椒素類物質主要包括5種，分別為辣椒素（capsaicin， CAP）、二氫辣椒素（dihydrocapsaicin，DHC）、降二氫辣椒素（nordihydrocapsaicin，NDC）、高辣椒素（homocapsaicin， HC）和高二氫辣椒素（homodihydrocapsaicin，HDC）， 見圖2。

除類辣椒素外，火鍋中還有其他辣味物質。姜辣素是生姜中主要的辣味成分，為一類具有3-甲氧基-4-羥基苯基官能團的化合物，辣度較低;姜辣素主要包括姜酚、姜酮和姜烯酚等成分。蒜素是大蒜中的主要辣味成分，對胃有刺激作用，但在受熱時會減弱或者消失。肉桂醛是川味火鍋中經常添加的香辣調料，味辣且甜，伴有強烈的灼燒感，氣味偏向于肉桂油和桂皮油特有的香氣。

辣味不是傳統的味覺或觸覺感知，它是由辣椒等辛辣食品引發的灼熱感，是一種協調味覺和嗅覺的體感，并伴隨著溫度、痛覺和觸覺等復合感官特性。辣椒中的主要辣椒素類物質是CAP和DHC，約90%的辣味和灼熱感由CAP和DHC引發。研究發現，辣椒中的辣椒素可以作用于瞬時受體電位香草素-1型 （transient receptor potential vanilloid 1，TRPV1），產生辣味并引起燒灼感，其結構見圖1中B。

TRPV1被稱為香草酸衍生物受體1（vanilloid receptor 1，VR1），是一種非選擇性陽離子通道。TRPV1是一個四聚體通道蛋白，S1~S6代表6個跨膜螺旋區域，每個亞基的N和C末端都位于細胞內（見圖1中B）。S1~S4區域為 TRPV1的電壓感受器，這4個區域組成了一個電壓依賴的激活閘門，根據電位變化動態地打開或關閉。S5和S6 區域為TRPV1的離子通道，這兩個區域共同形成了蛋白質的中心孔道，通過這些孔道可以調節離子通量和選擇性。辣椒素主要與S3、S4、S4~S5相連片段細胞膜內口袋相結合，在結合時，辣椒素的“頭部”和“尾部” 通過氫鍵和范德華力首先與受體結合，隨后辣椒素的 “頭部”與S4~S5連結片段上的T551形成氫鍵，此時 S4~S5片段外移，使得S6構象發生變化，并打開相應的離子通道。

TRPV1是唯一對辣椒素有反應的受體，廣泛存在于體內，主要存在于口腔、胃和腸道中。因此，人們對火鍋中辣味的感知與辣椒素的消化特性密切相關。

02火鍋辣度分級

01斯科維爾熱值辣度指數

目前，國際上通常使用斯科維爾熱值（Scoville heat）units，SHU）作為辣度單位，通過SHU值的大小將辣度進行分級，該單位表示必須稀釋該物質直到無法感知辣味的次數。雖然SHU的應用較多，但僅在測量較低的辣度時具有良好的準確性與分級價值，在測量高辛辣程度的樣品時由于等級劃分范圍過大，導致其辨別力較差，限制了SHU的應用。

湖南省在2006年也出臺了相應地方標準（DB 43/T 275—2006），根據SHU將辣度分為10個等級，見表1。這些分析方式主要體現了樣品的中、低辛辣程度，要精確表征高辣度食品的辣味級別還需要更加先進的分析方法。

02辣味物質的定量分級

我國在2007年頒布了辣椒素類物質的測定及辣度分級方法，通過HPLC檢測樣品中辣椒素和二氫辣椒素的含量，并將其用于計算斯科維爾指數與辣度。常曉軻等采用HPLC對64份辣椒中辣椒素總含量進行測定，發現64份不同類型辣椒的辣度都集中在6，7，8，9 這4個等級，其中朝天椒主要集中在7和8兩個級別，辣度較其他辣椒偏高。

03其他辣度分級方式

辛辣食品中的辣椒素類物質能夠刺激人體口腔分泌唾液，唾液的分泌量可以作為辛辣程度的生理指標且能反映人體對辣度的真實感受。羅鑫等通過測試人員食辣后的唾液分泌量計算出不同辣度下的唾液流率，對辣味強度和唾液流率的相關性進行了擬合。根據唾液流率范圍將辣度劃分為5級。

電子鼻是一種通過模擬人類嗅覺來表征物質整體氣味信息的檢測儀器，通常由一組化學傳感器、信號處理器和模式識別算法組成，相較于人工感官評價，其分析結果更加客觀準確，具備高效、快速、無損及穩定性好等優點。

以9個已知辣度的辣椒品種果實為材料，通過電子鼻和感官評價建立了量化辣度的快速評價方法。其中，電子鼻主成分分析貢獻率大于9 9%，能夠代表樣品的絕大部分信息，并有效區分辣椒果實的辣味。通過電子鼻傳感器W5S、W1W和W2W對辣椒果實的響應值，將辣度分成4個等級，即不辣（1~10）、 微辣（10.1~20）、辣（20.1~50）、超級辣（50.1~70）。

04火鍋辣度分級新方法

Li等對麻辣火鍋的辣度進行了大規模的感官評價，并檢測了麻辣火鍋中主要辣椒素的含量，利用大量數據建立了一個新的辣度單位“李辣單位”（Li spicy unit，LSU）。李氏辣度的公式為LSU=10.3 6 9ln（CMC）+6 5.2 64 （CMC代表辣椒素含量）。