徐保立，鄭曉冬，鄭華偉，馬龍傳

（1.汶上縣檢驗(yàn)檢測(cè)中心，山東濟(jì)寧 272500；2.中華全國(guó)供銷合作總社濟(jì)南果品研究院，山東濟(jì)南 250014；3.金鄉(xiāng)縣大蒜科技研究中心，山東濟(jì)寧 272200）

黑蒜又名黑大蒜、發(fā)酵黑蒜，是新鮮的大蒜在高溫高濕的條件下發(fā)酵制成的產(chǎn)品。與大蒜相比，黑蒜中水分、脂肪等物質(zhì)含量顯著降低，而糖類、微量元素等物質(zhì)含量顯著提高，其中蛋白質(zhì)、還原糖、維生素等物質(zhì)含量至少為大蒜的2倍，因此，黑蒜具有豐富的、人體必需的，甚至可以提高人體機(jī)能的營(yíng)養(yǎng)成分，有抗氧化、抗菌、增強(qiáng)免疫、保肝護(hù)肝等多種功能。黑蒜因口感柔軟并富有彈性，入口之后，軟爛香甜，且無大蒜的辛辣味和刺激性臭味，已成為公認(rèn)的天然保健食品，開發(fā)和應(yīng)用前景廣闊[1-4]。

黑蒜的加工原料主要有多瓣蒜和獨(dú)頭蒜兩種，其中多瓣蒜分為白皮蒜和紫皮蒜，獨(dú)頭蒜原料多產(chǎn)自云南。其產(chǎn)品分別被稱為多瓣黑蒜和獨(dú)頭黑蒜，由于獨(dú)頭蒜原料價(jià)格高于多瓣蒜原料，故獨(dú)頭黑蒜價(jià)格高于多瓣黑蒜價(jià)格，但因獨(dú)頭蒜食用方便，口感更好，深受廣大消費(fèi)者喜愛[5-6]。黑蒜加工產(chǎn)品形式多樣，除了帶皮黑蒜、去皮黑蒜等黑蒜產(chǎn)品外，還有黑蒜粉、黑蒜飲料、黑蒜果醬、黑蒜醬油、黑蒜醋等再制品[7-8]。本文就目前黑蒜加工工藝、預(yù)處理技術(shù)和發(fā)展方向進(jìn)行了論述，以便對(duì)黑蒜的生產(chǎn)應(yīng)用和進(jìn)一步研究提供參考依據(jù)。

1 黑蒜加工工藝

大蒜經(jīng)高溫、高濕發(fā)酵，自身細(xì)胞組織被破壞，細(xì)胞內(nèi)成分發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，主要是含有羰基的糖類與含有氨基的氨基酸以及蛋白質(zhì)等成分之間發(fā)生美拉德反應(yīng)，產(chǎn)生黑色素，形成黑蒜所特有的品質(zhì)。目前黑蒜發(fā)酵主要有固態(tài)發(fā)酵、液態(tài)發(fā)酵兩種工藝[9-10]。

1.1 固態(tài)發(fā)酵

黑蒜的固態(tài)發(fā)酵是將大蒜直接作為固態(tài)基質(zhì)進(jìn)行自身發(fā)酵的一種發(fā)酵方式，可以保留大蒜的完整性，減少營(yíng)養(yǎng)成分流失，所制得黑蒜產(chǎn)品的感官品質(zhì)較好。目前，國(guó)內(nèi)黑蒜的生產(chǎn)多采用固態(tài)發(fā)酵工藝，主要工藝流程為大蒜原料選擇→檢測(cè)→分級(jí)挑選→裝盤→高溫、高濕發(fā)酵→殺菌消毒→包裝→產(chǎn)品檢測(cè)→成品[11-12]。

在固態(tài)發(fā)酵工藝中，高溫、高濕發(fā)酵是最為重要的環(huán)節(jié)，是大蒜發(fā)生美拉德反應(yīng)的條件，也是影響黑蒜中活性成分含量的主要因素[13]。高溫、高溫發(fā)酵有恒溫發(fā)酵和變溫發(fā)酵兩種，恒溫恒濕發(fā)酵是把大蒜放入發(fā)酵車間，加溫至50～80 ℃，加濕至50%～80%，發(fā)酵1個(gè)月即可制成黑蒜，這種方式便于操作和控制，但是生產(chǎn)能耗大、效率低[14]。而變溫發(fā)酵有利于黑蒜中有效成分的積累，而且能更好地提高黑蒜的感官品質(zhì)，提高加工的效率、節(jié)約能源[15]。目前，國(guó)內(nèi)黑蒜的生產(chǎn)多采用變溫發(fā)酵方式。在采用變溫發(fā)酵期間由于每批大蒜的產(chǎn)地、品種、儲(chǔ)藏條件不同，故其含水量、蒜瓣大小、成分比例等也有所不同，在實(shí)際發(fā)酵過程中每個(gè)階段的溫度和時(shí)間如何確定，需要有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員進(jìn)行掌控。

1.2 液態(tài)發(fā)酵

黑蒜現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝多以整個(gè)大蒜進(jìn)行發(fā)酵，液態(tài)發(fā)酵工藝報(bào)道較少。液態(tài)發(fā)酵主要采用經(jīng)過破碎的蒜泥或者蒜粒作為原料，放入密封容器，加入一定比例的水作為發(fā)酵基質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵[16]。液態(tài)發(fā)酵的工藝流程為大蒜選取→去皮→清洗→蒜瓣破碎→真空密封→發(fā)酵→干燥→包裝→成品[17]。

黑蒜在液態(tài)發(fā)酵過程中沒有硫化物等臭味物質(zhì)散出，極大地改善了工作環(huán)境。此外，液態(tài)發(fā)酵工藝通過添加水分、密封并采用變溫發(fā)酵，既縮短了發(fā)酵時(shí)間，又提高了黑蒜中活性物質(zhì)的含量，操作簡(jiǎn)單，占地面積少，便于工業(yè)化生產(chǎn)。料液比和蒜瓣破碎工藝是影響黑蒜液態(tài)發(fā)酵的重要因素，蒜粒的大小及料液比直接影響著黑蒜有效物質(zhì)的積累。羅倉學(xué)等[18]研究表明，破碎粒度為4 mm、料液質(zhì)量比為2:1時(shí)，所得黑蒜產(chǎn)品呈黑褐色，色澤均一，口感酸甜，幾乎無蒜臭味，與未發(fā)酵大蒜相比，SOD活性提高了15倍，總酚含量提高了5倍，可溶性糖含量減少了30%左右。

2 黑蒜加工預(yù)處理技術(shù)

傳統(tǒng)黑蒜加工工藝耗時(shí)長(zhǎng)、能耗高，可以通過冷凍、超聲等多種預(yù)處理，破壞大蒜細(xì)胞結(jié)構(gòu)，促進(jìn)反應(yīng)底物溶出，加速美拉德反應(yīng)和發(fā)酵進(jìn)程，縮短黑蒜的加工時(shí)間、降低能耗和成本。預(yù)處理能促進(jìn)黑蒜中還原糖、氨基態(tài)氮、總酚等含量的積累，提高功能成分含量，而且制得的產(chǎn)品口感、色澤、風(fēng)味幾乎沒有差異。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)黑蒜過程中對(duì)大蒜的預(yù)處理主要有低溫冷凍、超聲波、微波等方式[19]。

2.1 低溫冷凍

在冷凍條件下，大蒜細(xì)胞內(nèi)形成冰晶，細(xì)胞內(nèi)外溶劑濃度改變，引起細(xì)胞溶脹，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜遭到破壞，使得細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞。將大蒜置于冷凍（-18 ℃）條件下一段時(shí)間，充分破碎細(xì)胞組織，然后置于45 ℃條件下，由于溫度的提升而使細(xì)胞內(nèi)組織液流出，果聚糖與果聚糖酶充分接觸并發(fā)生水解，產(chǎn)生還原糖類物質(zhì)，再結(jié)合15 d變溫發(fā)酵工藝，由此可加速美拉德反應(yīng)，縮短加工時(shí)間，黑蒜中總酚等物質(zhì)含量也得以提升，黑蒜成品品質(zhì)提高[19-20]。感官評(píng)定結(jié)果顯示，經(jīng)過冷凍預(yù)處理的黑蒜甜味更高，口感更佳，冷凍溫度越低，甜度越高，反應(yīng)溫度越高，大蒜外觀變化越顯著，體積減小，前期大蒜軟爛，粘手，后期硬度提升，有彈性，不粘手[11,21]。

2.2 高溫

高溫可以使食品發(fā)生蛋白質(zhì)變性、酶失活、淀粉變性等一系列變化，破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。趙雪晴等[11]將新鮮的大蒜去皮后在水溫100 ℃條件下水煮3 min，然后在溫度70 ℃、相對(duì)濕度85%的條件下發(fā)酵制得黑蒜產(chǎn)品，與對(duì)照組相比，發(fā)酵時(shí)間無明顯變化，但還原糖、總酚和氨基態(tài)氮含量有所提高。王喜波等[22]在蒸制溫度127 ℃、蒸制時(shí)間70 min、烘制溫度95 ℃、烘制時(shí)間6.5 h條件下制得的黑蒜與傳統(tǒng)發(fā)酵工藝制得的黑蒜產(chǎn)品質(zhì)量基本相似，總酚等活性成分含量也相近，但極顯著地縮短了黑蒜的制備時(shí)間、提高了生產(chǎn)效率、降低了能耗，為功能性蒜制品的開發(fā)利用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。

2.3 微波

用微波對(duì)大蒜進(jìn)行加熱，可起到與高溫預(yù)處理相同的作用。李珊珊[23]研究發(fā)現(xiàn)，大蒜經(jīng)450 W微波預(yù)處理1 min后，黑蒜的加工時(shí)間由21 d縮短至18 d。微波處理組在發(fā)酵的第12 d時(shí)褐變強(qiáng)度即可達(dá)到對(duì)照組第15 d時(shí)的效果；發(fā)酵18 d時(shí)，微波處理組的還原糖高達(dá)40%，而對(duì)照組的還原糖在第21 d才達(dá)到40%；整個(gè)發(fā)酵過程中，微波處理組的總酚含量均顯著高于對(duì)照組；微波處理組的氨基態(tài)氮含量在第9 d時(shí)開始呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而對(duì)照組在第15 d才呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

2.4 超高壓

超高壓技術(shù)是一個(gè)物理過程，可以破壞食品中的非共價(jià)鍵，使食品中蛋白質(zhì)、酶、淀粉等大分子物質(zhì)變性、失活、糊化，并對(duì)其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，是一種綠色、環(huán)保的食品加工技術(shù)，減少了傳統(tǒng)熱加工技術(shù)的許多弊端。孟令冬等[24]采用超高壓預(yù)處理和發(fā)酵聯(lián)用的方法制備獨(dú)頭黑蒜成品。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著超高壓壓力的增加，以及保壓時(shí)間的延長(zhǎng)，獨(dú)頭黑蒜的褐變速度先快后慢，水分含量降低，總糖含量升高，彈性變大。這表明，在超高壓300 MPa保壓15 min的條件下，黑蒜成品酸甜可口、質(zhì)地細(xì)膩、富有彈性，黑蒜成品的品質(zhì)最好。鐘成等[25]將大蒜超高壓預(yù)處理并發(fā)酵后制得黑蒜，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，制得黑蒜的抗氧化能力明顯高于白蒜，還原能力、對(duì)羥基自由基的清除能力分別在保壓時(shí)間5 min和20 min時(shí)最高。

2.5 其他

低溫冷凍、高溫、微波等預(yù)處理方法可以促進(jìn)黑蒜還原糖的積累和多酚類物質(zhì)的生成，縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。除此以外，黑蒜加工還有其他預(yù)處理技術(shù)，如裴厚寶[19]研究發(fā)現(xiàn)，超聲預(yù)處理能夠有效提高黑蒜的總酶、還原糖含量，增大褐變度，顯著降低加工時(shí)間，提高黑蒜成品的品質(zhì)；相比普通黑蒜，能有效降低黑蒜成品苦味，提升產(chǎn)品口感。有研究得出，有氧呼吸抑制預(yù)處理，也能有效縮短黑蒜加工時(shí)間，顯著提高產(chǎn)品中還原糖、總酚含量，相比普通黑蒜，產(chǎn)品口感提升?？梢姡曨A(yù)處理，可以使大蒜分子間的平均距離隨著分子的不斷振動(dòng)而變化，產(chǎn)生空化作用，破壞大蒜細(xì)胞結(jié)構(gòu)；而有氧呼吸抑制預(yù)處理，可以使大蒜產(chǎn)生己醇和乙酸，從而破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

3 小結(jié)

目前，黑蒜加工過程中控溫和控濕的發(fā)酵設(shè)備已經(jīng)比較成熟，黑蒜加工的預(yù)處理技術(shù)研究也較多，但實(shí)際生產(chǎn)中采用預(yù)處理加工技術(shù)的企業(yè)較少，主要是由于缺乏與其配套的預(yù)處理設(shè)備。因此，下一步黑蒜設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)可以加大這方面的研究設(shè)計(jì)，生產(chǎn)出相應(yīng)的黑蒜加工預(yù)處理設(shè)備，以提高實(shí)際生產(chǎn)中黑蒜的加工效率和質(zhì)量。同時(shí)，也可開發(fā)多種預(yù)處理技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用設(shè)備，但應(yīng)該注意設(shè)備價(jià)格與實(shí)際生產(chǎn)效益的關(guān)系，做到預(yù)處理設(shè)備簡(jiǎn)單實(shí)用。