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(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安 271018;2.淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,江蘇淮安 223003)

不同預(yù)處理對(duì)黑蒜品質(zhì)的影響

趙雪晴1,李嗣生1,侯文博1,李寧陽(yáng)1,*,喬旭光1,畢艷紅2,遲雪文2,張文靜2

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山東泰安 271018;2.淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,江蘇淮安 223003)

本文研究了低溫冷凍預(yù)處理和高溫水煮預(yù)處理對(duì)黑蒜品質(zhì)的影響,分析不同預(yù)處理過程中黑蒜成熟時(shí)間、還原糖含量、氨基態(tài)氮含量、總酚含量、5-羥甲基糠醛(5-HMF)含量的變化。結(jié)果表明,低溫冷凍預(yù)處理使黑蒜成熟時(shí)間較高溫水煮預(yù)處理及對(duì)照組均縮短4 d;低品冷凍及高溫水煮預(yù)處理加工的黑蒜還原糖含量較對(duì)照提高43.3%和23.3%,總酚含量較對(duì)照提高14.7%、9.3%,氨基態(tài)氮含量較對(duì)照均提高5.8%左右，5-HMF含量比對(duì)照組分別降低45.6%和18.4%。因此,經(jīng)低溫冷凍預(yù)處理后發(fā)酵得到的黑蒜品質(zhì)更好。

黑蒜,預(yù)處理,品質(zhì)

大蒜為多年生草本百合科蔥屬植物[1],具有殺菌、抗癌、預(yù)防多種疾病等功效[2-6],藥用價(jià)值及食用價(jià)值較高。但食用大蒜后產(chǎn)生的部分有機(jī)含硫化合物[7]會(huì)產(chǎn)生令人不愉快的氣味,且易引起腸胃消化功能紊亂、腸道菌群失調(diào)等問題,導(dǎo)致很多人不適合直接食用大蒜。

黑蒜是由普通大蒜經(jīng)過控制溫度、濕度后在高溫條件下加工所得的大蒜深加工產(chǎn)品。加工后的黑蒜中含有大量的功能性成分,如多酚、含硫化合物、β-carboline類生物堿、類黑素以及一些微量元素如硒、鍺等,它們的共同作用賦予了黑蒜比鮮大蒜更強(qiáng)大的功效作用。此外,大蒜經(jīng)過特殊技術(shù)加工成黑蒜后,辣味及不愉快的氣味明顯降低,更容易被人體吸收,其藥理效果也得到增強(qiáng)[8-9]。 張中義[10]等人的研究表明,黑蒜在制作過程中會(huì)產(chǎn)生多種對(duì)人體有益的硫化物,可有效抑制亞硝胺類物質(zhì)的生成,對(duì)于預(yù)防癌癥、心腦血管疾病,調(diào)節(jié)人體免疫具有十分重要的作用。

然而,由于目前黑蒜加工方式多種多樣,標(biāo)準(zhǔn)化程度較低,加工工藝不完善、加工時(shí)間過長(zhǎng)、成本高、產(chǎn)品損耗大、營(yíng)養(yǎng)成分流失等問題,這直接導(dǎo)致了黑蒜生產(chǎn)效率低下,產(chǎn)品質(zhì)量控制缺失,十分不利于該產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[11-13]。因此,本文通過研究低溫冷凍預(yù)處理和高溫水煮預(yù)處理對(duì)于黑蒜品質(zhì)的影響,分析不同預(yù)處理過程中黑蒜成熟時(shí)間、還原糖含量、氨基態(tài)氮含量、總酚含量、5-羥甲基糖醛(5-HMF)等含量的變化情況,以期為黑蒜生產(chǎn)工藝改進(jìn)、產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白皮蒜(品種為大白皮) 山東省萊蕪市，采購(gòu)后冷庫(kù)中(-1.5～-2.5 ℃)保藏;甲醛 萊陽(yáng)市康德化工有限公司;苯酚,冰醋酸,鄰苯二甲酸氫鉀,二氧化硅,無(wú)水碳酸鈉,亞鐵氰化鉀,乙酸鋅,異丙醇 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司;氫氧化鈉 天津市百世化工有限公司;酒石酸鉀鈉 天津市永大化學(xué)試劑有限公司;3,5-二硝基水楊酸 上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司;亞硫酸氫鈉 天津歐博凱化工有限公司;Folin-酚試劑,茚三酮 上海研拓生物科技有限公司;巴比妥酸 天津市大茂化學(xué)試劑廠;對(duì)甲基苯胺 上海金山亭新化工試劑廠;沒食子酸 天津市百世化工有限公司;以上試劑均為分析純;60 g/mL 對(duì)甲基苯胺溶液 異丙醇為溶劑。

RF-12II熱泵干燥機(jī) 廣州科宇能源科技有限公司;HH-2型恒溫水浴鍋 常州國(guó)華電器有限公司;Adventurer電子天平 上海奧豪斯國(guó)際貿(mào)易有限公司;Orion868型pH測(cè)試儀 梅特勒-托利多儀器有限公司;79-2雙向磁力加熱攪拌器 江蘇中大儀器廠;202-2型電熱干燥箱 上海精密儀器廠;CR-400型色差儀 日本Minolta公司;KQ3200DE數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;UV-5000型紫外可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 黑蒜加工工藝流程 原料挑選→去皮剪桿→預(yù)處理→裝盤→發(fā)酵→成品→檢測(cè)→干燥→成品

操作要點(diǎn):

原料挑選:選擇直徑5.5～6.0 cm的同一品種,色澤一致,性狀規(guī)則,無(wú)外皮損傷的整頭大蒜作為原料。

去皮剪桿:將選好的大蒜人工去除外面1～2層表皮,并剪去桿。

預(yù)處理:低溫冷凍預(yù)處理:將新鮮的大蒜去皮在-18 ℃條件下冷凍處理24 h;高溫水煮預(yù)處理:將新鮮的大蒜去皮在水溫100 ℃條件下水煮3 min;對(duì)照:將新鮮的大蒜去皮,不進(jìn)行任何處理。

裝盤:將預(yù)處理好的大蒜裝進(jìn)專用盤內(nèi),每盤約5 kg,平行放置,多層放置。

發(fā)酵:將裝好盤的大蒜用專用架送入發(fā)酵室,調(diào)整發(fā)酵室溫為70 ℃,相對(duì)濕度為85%。

檢測(cè):根據(jù)生產(chǎn)工藝要求,達(dá)到發(fā)酵要求時(shí)間后,取樣檢測(cè)。

干燥:將發(fā)酵好的黑蒜置于電熱干燥箱中進(jìn)行干燥,至水分含量≤40.0%。

1.2.2 發(fā)酵終點(diǎn)的判斷 結(jié)合黑蒜的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/STY 0001S-2013、Q/WTH 0001S-2013、Q/LYY 0001S-2010、Q/GNKJ 0001S-2013、Q/SHD 0001S-2011、Q/SJC 0001S-2010,根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的大量研究,確定黑蒜最終產(chǎn)品的品質(zhì)指標(biāo)如表1所示。

表1 黑蒜成品品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Product indice of black garlic

1.2.3 黑蒜感官評(píng)定 運(yùn)用感官評(píng)定的方法,選取10名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)人員進(jìn)行感官評(píng)定,對(duì)加工過程中的黑蒜從色澤、質(zhì)構(gòu)、口感、風(fēng)味、可接受度等5個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分,統(tǒng)計(jì)各樣品獲得總分值。

表2 黑蒜評(píng)定因子及評(píng)分方法Table 2 Assessment factors and scoring methods of black garlic

1.2.4 水分含量測(cè)定 參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.3-2010直接干燥法,干燥溫度為60～65 ℃。

1.2.5 還原糖含量測(cè)定 采用 3,5-二硝基水楊酸顯色法[14]進(jìn)行測(cè)定。

1.2.6 總酚含量測(cè)定 采用 Folin-Ciocalteau 法[15]測(cè)定,結(jié)果以干物質(zhì)計(jì)。

1.2.7 氨基態(tài)氮含量測(cè)定 采用電位滴定法[16]測(cè)定黑蒜中氨基態(tài)氮的含量。

1.2.8 5-HMF含量的測(cè)定 將待測(cè)溶液移取2.00 mL兩份,分別加入兩只試管中,后各加入5.00 mL 60 g/mL對(duì)甲基苯胺溶液。準(zhǔn)確移取1.00 mL水并加入任一試管中,該試管中的溶液作為空白對(duì)照。在非空白對(duì)照試管中加入1.00 mL 5 mg/mL巴比妥酸溶液后立即將溶液搖蕩,快速混勻。將此溶液加入比色皿中,在550 nm波長(zhǎng)處測(cè)量最大吸光度值,計(jì)算5-HMF含量(以干物質(zhì)計(jì))[17]。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示,采用OriginPro 8.5 進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 熟化(發(fā)酵)時(shí)間對(duì)黑蒜感官評(píng)分的影響

由圖1可以看出,對(duì)大蒜采取不同的預(yù)處理措施,黑蒜成熟時(shí)間有一定差異。達(dá)到黑蒜產(chǎn)品品質(zhì)要求時(shí),低溫冷凍預(yù)處理成熟時(shí)間為12 d,而高溫水煮預(yù)處理及對(duì)照組樣品的成熟時(shí)間為16 d。低溫冷凍預(yù)處理的大蒜,其口感從發(fā)酵第6 d開始與高溫水煮預(yù)處理和對(duì)照組的樣品產(chǎn)生了顯著性差異(p<0.05),而整個(gè)發(fā)酵過程中高溫水煮預(yù)處理樣品與對(duì)照組樣品在口感上不存在顯著性差異(p>0.05)。大蒜經(jīng)低溫冷凍預(yù)處理后瞬間處于高溫環(huán)境中,大蒜的細(xì)胞組織、結(jié)構(gòu)被有效破壞,加速了其中多糖的降解,促進(jìn)了還原糖的生成[18-19]。由于還原糖的生成速度不同,對(duì)美拉德反應(yīng)的促進(jìn)效果不同[20],進(jìn)而在口感上促使差異產(chǎn)生。

圖1 熟化時(shí)間對(duì)黑蒜感官評(píng)分的影響Fig.1 Effect of maturing time on the sensory score of black garlic注:圖中不同字母代表相同發(fā)酵時(shí)間下不同預(yù)處理后發(fā)酵黑蒜的感官評(píng)價(jià)差異顯著(p<0.05)。

2.2 不同預(yù)處理對(duì)黑蒜還原糖含量的影響

由圖2可以看出,在適宜的發(fā)酵時(shí)間內(nèi)(冷凍預(yù)處理12 d,高溫水煮預(yù)處理及對(duì)照組樣品16 d),黑蒜中還原糖含量變化大致相同,都呈現(xiàn)出先增加后減少的趨勢(shì)。前期還原糖含量升高是由于低溫冷凍預(yù)處理與高溫水煮預(yù)處理兩種方式均可使得大蒜組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)迅速瓦解,促進(jìn)了大蒜中多糖的分解和還原糖的產(chǎn)生、積累,有利于美拉德反應(yīng)的進(jìn)行[21-23]。后期還原糖含量降低主要是由于美拉德反應(yīng)的不斷進(jìn)行使得還原糖被逐漸消耗[24]。在高溫條件下,為有效積累還原糖,還原糖在反應(yīng)過程中聚合為低聚糖。但兩種預(yù)處理方式使得還原糖含量出現(xiàn)最大值的時(shí)間不同,高溫水煮預(yù)處理使得還原糖含量最高的時(shí)間約為8 d,而低溫冷凍預(yù)處理使得還原糖含量最大值出現(xiàn)的時(shí)間約為10 d。兩種預(yù)處理方式中還原糖含量分別高于對(duì)照組約23.3%和43.3%。

圖2 預(yù)處理對(duì)黑蒜還原糖的影響Fig.2 Effect of different pretreatments on the reducing sugar in black garlic

2.3 不同預(yù)處理對(duì)黑蒜氨基態(tài)氮含量的影響

由圖3可以看出,在在適宜的發(fā)酵時(shí)間內(nèi)(冷凍預(yù)處理12 d,高溫水煮預(yù)處理及對(duì)照組樣品16 d),不同預(yù)處理方式均使得黑蒜氨基態(tài)氮的含量較對(duì)照組有所提高且含量持續(xù)增加趨勢(shì)大致相同。前期處理過程中,氨基態(tài)氮含量持續(xù)增加主要是由于隨著時(shí)間延長(zhǎng),黑蒜中的蛋白質(zhì)逐漸分解為小分子氨基酸,在美拉德反應(yīng)中,雖有部分氨基酸參與，但氨基酸生成、累積速率遠(yuǎn)大于其消耗量[25]。當(dāng)發(fā)酵結(jié)束后,兩種預(yù)處理方式得到的黑蒜中氨基態(tài)氮含量均高于對(duì)照組。因此,不同的預(yù)處理有利于黑蒜形成優(yōu)良特質(zhì)。

圖3 預(yù)處理對(duì)黑蒜氨基態(tài)氮的影響Fig.3 Effect of different pretreatmentson the amino-N of black garlic

2.4 不同預(yù)處理對(duì)黑蒜總酚含量的影響

由圖4可以看出,在不同預(yù)處理過程下,黑蒜中總酚含量均逐漸升高,但總酚起始值、含量增加幅度、含量最大值均不相同。高溫水煮預(yù)處理過程中,總酚含量起始值為3.2 mg/g,低溫冷凍預(yù)處理總酚含量起始值為2.1 mg/g,當(dāng)達(dá)到發(fā)酵終點(diǎn)時(shí)(冷凍預(yù)處理12 d,高溫水煮預(yù)處理及對(duì)照組樣品16 d),兩種預(yù)處理得到的黑蒜中總酚含量分別為8.6、8.2 mg/g,分別高于對(duì)照組14.7%、9.3%。在高溫水煮、低溫冷凍兩種預(yù)處理方式中,大蒜均因發(fā)生了酶促褐變從而提高了酚類物質(zhì)含量[26]。

圖4 預(yù)處理對(duì)黑蒜總酚含量的影響Fig.4 Effect of different pretreatments on the total phenolic in black garlic

2.5 不同預(yù)處理對(duì)黑蒜5-HMF含量的影響

從圖5可以看出,不同預(yù)處理的大蒜在黑蒜發(fā)酵過程中5-HMF出現(xiàn)的時(shí)間及含量存在差異。高溫水煮預(yù)處理及對(duì)照組樣品發(fā)酵過程中5-HMF在2 d左右開始出現(xiàn),而低溫冷凍預(yù)處理樣品5-HMF的出現(xiàn)時(shí)間約為第4 d。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng),三組不同處理的樣品中5-HMF的含量逐漸增加,當(dāng)黑蒜發(fā)酵結(jié)束(低溫冷凍預(yù)處理組發(fā)酵時(shí)間為12 d,高溫水煮預(yù)處理組及對(duì)照組發(fā)酵時(shí)間為16 d)時(shí),對(duì)照組中5-HMF含量最高,而高溫水煮預(yù)處理組及低溫冷凍預(yù)處理組的5-HMF含量比對(duì)照組分別降低了18.4%和45.6%。因此,高溫水煮預(yù)處理及低溫冷凍預(yù)處理都能有效減少黑蒜發(fā)酵過程中5-HMF的含量。

圖5 預(yù)處理對(duì)黑蒜5-HMF含量的影響Fig.5 Effect of different pretreatments on 5-HMF in black garlic

3 結(jié)論

低溫冷凍預(yù)處理較高溫水煮預(yù)處理更易促進(jìn)還原糖生成,加速大蒜多糖的降解,使黑蒜成熟時(shí)間約為12 d,而高溫水煮預(yù)處理及對(duì)照組的發(fā)酵時(shí)間為16 d,較低溫冷凍預(yù)處理長(zhǎng)4 d左右;兩種預(yù)處理方式加工的黑蒜還原糖含量、總酚含量、氨基態(tài)氮含量較對(duì)照均有提高;而兩種預(yù)處理方式加工的黑蒜,其5-HMF含量均有所降低,分別下降了45.6%和18.4%,其中低溫冷凍預(yù)處理的黑蒜中5-HMF含量降低更加明顯;因此,經(jīng)低溫冷凍預(yù)處理后發(fā)酵得到的黑蒜品質(zhì)更好。

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Effectsofdifferentpretreatmentsonthequalityofblackgarlic

ZHAOXue-qing1,LISi-sheng1,HOUWen-bo1,LINing-yang1,*，QIAOXu-guang1,BIYan-hong2,CHIXue-wen2,ZHANGWen-jing2

(1.College of Food Science and Engineering,Shandong Agriculture University,Tai’an 271018,China;2.School of Life Science and Food Engineering,Huaiyin Institute of Technology,Huai’an 223003,China)

In this paper the effects of frozen pretreatment and water boiling pretreatment on the quality of black garlic were studied,and then the mature time,reducing sugar content,amino nitrogen content,total phenolic content and 5-HMF content of black garlic in different pretreatment processes were analyzed. The results showed that the black garlic mature time by frozen pretreatment was 4 days shorter than those by water boiling pretreatment and the control group(the untreated galic). In these two treatments,compared with those of the untreated black galic,the reducing sugar content increased by 43.3% and 23.3%,total phenolic content increased by 14.7% and 9.3%,amino nitrogen content of the processed garlic increased by about 5.8% respectively,and the content of 5-HMF was 45.6% and 18.4% lower than that of the control group. Therefore,the effect of frozen pretreatment was better than water boiling pretreatment and the control group.

black garlic;pretreatment;quality

2017-05-27

趙雪晴(1996-),女,大學(xué)本科,主要從事果蔬加工方面的研究,E-mail:1005826890@qq.com。

*通訊作者:李寧陽(yáng)(1979-),男,博士,講師,主要從事果蔬加工方面的研究,E-mail:ningyangli@126.com。

山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016GNC113014);國(guó)家自然科學(xué)基金(31371816)。

TS255.1

A

1002-0306(2017)23-0001-04

10.13386/j.issn1002-0306.2017.23.001