史婷,高甜甜,劉偉,覃業(yè)優(yōu),張菊華

1(湖南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南 長沙，410125)2(湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長沙，410125) 3(湖南壇壇香食品科技有限公司，湖南 瀏陽，410399)

剁辣椒作為湖南特色的佐料和可直接食用的傳統(tǒng)制品，既保留了鮮辣椒的滋味、脆度和色澤，也兼具發(fā)酵食品的風(fēng)味、香氣和保健作用，是發(fā)酵辣椒的典型代表[1]。乳酸菌發(fā)酵辣椒不僅可以增加酸味，還在發(fā)酵過程的酯化反應(yīng)中，作為前體物質(zhì)與醇類等相互作用產(chǎn)生新的呈味物質(zhì)并延長食品保質(zhì)期[2]。利用乳酸菌接種發(fā)酵，可在穩(wěn)定產(chǎn)品品質(zhì)的前提下縮短發(fā)酵時(shí)間，是剁辣椒產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向，特別是多菌種搭配發(fā)酵的產(chǎn)品擁有發(fā)酵速度快、香氣濃郁、營養(yǎng)均衡等特點(diǎn)。

一些學(xué)者已對辣椒、花椰菜、番茄等果蔬的乳酸菌多菌種混合發(fā)酵進(jìn)行了研究。王雪雅等[3]研究了食果糖乳桿菌和發(fā)酵乳桿菌對發(fā)酵辣椒品質(zhì)特性的影響；李文青等[4]采用發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌及腸膜明串珠菌(1∶1∶1∶1)接種低鹽剁辣椒得到最佳發(fā)酵條件；謝九艷等[5]研究了產(chǎn)馬乳酒乳桿菌CICC 6287對發(fā)酵辣椒品質(zhì)的影響；曾希珂等[6]通過植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌和腸膜明串珠菌(1∶1∶1∶1)接種發(fā)酵鮮辣椒汁得到最佳培養(yǎng)基配方；束文秀等[7]研究了戊糖片球菌、發(fā)酵乳桿菌、植物乳桿菌對香腸風(fēng)味和品質(zhì)的影響；王夢洋等[8]用植物乳桿菌、釀酒酵母、巴氏醋桿菌及異常漢遜酵母菌發(fā)酵果醋，并對其進(jìn)行品質(zhì)分析。在發(fā)酵辣椒方面，自然發(fā)酵辣椒中微生物菌落組成和發(fā)酵辣椒品質(zhì)及揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究較多，而采用自篩乳酸菌多菌種接種發(fā)酵辣椒的研究還鮮有報(bào)道。

為了更好地提升接種發(fā)酵辣椒品質(zhì)及風(fēng)味，本實(shí)驗(yàn)采用自篩發(fā)酵乳桿菌結(jié)合嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌混合發(fā)酵剁辣椒，研究不同菌株組合對剁辣椒理化指標(biāo)、質(zhì)地特性及揮發(fā)性香氣成分的影響，為人工接種乳酸菌發(fā)酵剁辣椒的菌種篩選及風(fēng)味提升提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鹽坯辣椒，湖南火辣辣食品有限公司(長沙市寧鄉(xiāng))；發(fā)酵乳桿菌，自篩；植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌，購于中國典型培養(yǎng)物保藏中心(武漢大學(xué))；MRS培養(yǎng)基，廣東環(huán)凱微生物科技有限公司；NaCl、NaHCO3、NaOH、Na2CO3、無水乙醇、甲醇(色譜純)、酚酞、草酸、2，6-二氯酚靛酚、葡萄糖、KH2PO4、考馬斯亮藍(lán)G250、牛血清蛋白、磷酸、沒食子酸，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司；Folin酚，合肥博美生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

7890A-5975C型GC-MS聯(lián)用儀(DB-5)，美國Agilent公司；CT3質(zhì)構(gòu)儀，美國博勒飛公司；超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；85-2型控溫磁力攪拌器，江蘇金怡儀器有限公司；El204-IC電子天平，瑞士梅特勒-托利多公司；UV-1800紫外-可見分光光度計(jì)，島津儀器(蘇州)有限公司；Color Quest XE色度儀，美國Hunter Lab公司；SPX-150恒溫培養(yǎng)箱，中儀國科(北京)科技有限公司；恒溫振蕩儀，常州國華電器有限公司；電熱恒溫水浴鍋，北京三二八科學(xué)儀器有限公司；pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

1.3.1.1 鹽坯辣椒脫鹽處理

將含鹽量20%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的鹽坯辣椒經(jīng)85 ℃熱水漂洗脫鹽，制成含鹽量6%的低鹽坯辣椒，備用。

1.3.1.2 菌懸液制備

將3株菌分別接種于MRS固體及液體培養(yǎng)基中，活化2～3代復(fù)壯，將發(fā)酵菌液4 ℃、5 000 r/min下離心15 min，0.9%生理鹽水清洗，重復(fù)2～3次，調(diào)節(jié)菌液濃度為106～107CFU/mL(血球板計(jì)數(shù)法)，4 ℃冷藏備用。

1.3.1.3 不同菌種混合發(fā)酵低鹽辣椒坯

不同菌種混合接種：自然發(fā)酵組(CK)、植物乳桿菌+嗜酸乳桿菌(PA)復(fù)配比1∶1、發(fā)酵乳桿菌(FL)、發(fā)酵乳桿菌+嗜酸乳桿菌+植物乳桿菌復(fù)配比為3∶1∶1(3FL)，接種量3%，32 ℃下發(fā)酵15 d。

1.3.2 剁辣椒感官評分方法

參照龔永強(qiáng)等[9]的方法，總分20分，選出脆度、色澤、香氣和滋味4個(gè)主要指標(biāo)，權(quán)重分別為0.3、0.3、0.2、0.2，選10名專業(yè)感官培訓(xùn)人員(22～45歲的7名實(shí)驗(yàn)室人員，3名企業(yè)人員)參與評定，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 剁辣椒感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of chopped pepper

1.3.3 質(zhì)構(gòu)測定

每組隨機(jī)選取9片大小、厚度一致的樣品，在正反面分別取3個(gè)位置進(jìn)行下壓測試，平行測定3次。測試參數(shù)：測試速度2.0 mm/s，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載5.0 g，目標(biāo)距離2.0 mm。每測試完一組樣品后及時(shí)擦拭探頭。

1.3.4 剁辣椒理化指標(biāo)測定

色差采用全自動(dòng)色差分析儀測定，以L*、a*、b*表示；可溶性固形物使用手持式折光儀測定，以°Brix表示；總酸參考GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》，以g/kg表示；抗壞血酸參照GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定》中的2，6-二氯酚靛酚法，以mg/100 g表示；還原糖采用3，5-二硝基水楊酸法測定，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示；可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G250法測定，以mg/g表示；總酚參考尚紅梅等[10]的方法稍作修改，以mg/g表示。

1.3.5 剁辣椒中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測定

參考王晶晶等[11]的方法，稍作調(diào)整。固相微萃取(solid phase microextraction，SPME)條件：每組稱取5 g樣品于20 mL頂空進(jìn)樣瓶，加3 g NaCl、內(nèi)標(biāo)物2-辛醇(100 mg/L)20 μL，放入80 ℃恒溫水浴鍋平衡15 min，將萃取頭推至距液面約1 cm，恒溫吸附40 min后迅速拔出，置于進(jìn)樣口，250 ℃解析5 min。

氣相色譜條件：DB-5MS毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升溫程序：40 ℃(2 min)以5 ℃/min升溫至100 ℃(2 min)，再以2 ℃/ min升至118 ℃(3 min)；2 ℃/min升至135 ℃(5 min)；最后以28 ℃/min升至250 ℃(2 min)；高純氮?dú)饬魉贋? mL/min。質(zhì)譜條件：電子能量和溫度為70 eV和230 ℃；接口溫度250 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z35～400，不分流進(jìn)樣。

1.3.6 揮發(fā)性香氣成分定性定量和香氣活度值(odor activity value，OAV)計(jì)算

香氣物質(zhì)的質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)NIST library、Wiley library及香精香料標(biāo)準(zhǔn)譜庫比對，匹配度>80%作為物質(zhì)定性鑒定標(biāo)準(zhǔn)。通過總離子流圖的峰面積定量分析，每個(gè)香氣成分質(zhì)量濃度按公式(1)計(jì)算，OAV按公式(2)計(jì)算：

(1)

式中：A1，單個(gè)成分峰面積；A2，內(nèi)標(biāo)峰面積；ρ2，內(nèi)標(biāo)質(zhì)量濃度，mg/L；V2，內(nèi)標(biāo)體積，L；m，樣品質(zhì)量，g。

(2)

式中：ω1，剁辣椒揮發(fā)性成分的含量，μg/kg；ω2，該揮發(fā)性成分在水中的香氣閾值濃度，μg/kg。

1.3.7 剁辣椒品質(zhì)評價(jià)方法

采用主成分分析，依據(jù)累計(jì)貢獻(xiàn)率確定品質(zhì)評價(jià)因素的個(gè)數(shù)，建立評價(jià)函數(shù)得出綜合排名。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0進(jìn)行單因素方差分析(LSD法和Duncan法)及顯著性差異比較，P<0.05為差異顯著；使用Origin 2019和R語言作圖。所有實(shí)驗(yàn)3次重復(fù)，結(jié)果采用“x±s”來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 剁辣椒感官評價(jià)

由圖1可知，3種組合菌種發(fā)酵能顯著提高剁辣椒的感官得分，3FL整體評分最高，為14.46分，其香氣和滋味最佳，最受歡迎，其次為FL、PA，說明了接種發(fā)酵可提升剁辣椒的香氣和滋味。3FL有典型的乳酸發(fā)酵香味、檸檬和橙子果香、生青味、松木香味，濃郁宜人；滋味酸咸感適中，咀嚼性較好；3FL的脆度評分低于CK，可能與辣椒中果膠含量和組織細(xì)胞膨壓的變化有關(guān)，發(fā)酵中原果膠逐漸降解使脆度降低[12]。

圖1 剁辣椒感官評分雷達(dá)圖Fig.1 Sensory score radar chart of chopped pepper

2.2 質(zhì)構(gòu)分析

由表2可知，接種發(fā)酵后，剁辣椒的硬度、黏性、膠著性、咀嚼性都不同程度地下降。硬度反映出外力作用下發(fā)生形變所需要的力的大小。乳酸菌發(fā)酵后的剁辣椒樣品硬度均低于CK，其中3FL硬度值較低，與2.1中脆度感官評價(jià)研究結(jié)果一致，可能是多菌種搭配發(fā)酵過程中產(chǎn)生果膠酶，使組織變軟，脆度降低，這與龍秀田[13]、蔣立文等[14]研究結(jié)果一致；感官整體評分與力學(xué)指標(biāo)沒有明顯的相關(guān)關(guān)系, 但能夠反映人們的接受程度, 也可以作為力學(xué)指標(biāo)的參考。黏性最大的為FL；3FL膠著性最小，為21.07 g；咀嚼性是指將固體果實(shí)咀嚼到可吞咽時(shí)需做功的多少，由大到小依次為3FL、FL、PA，與2.1中脆度感官評分一致。結(jié)合2.1來看，3FL各方面綜合評價(jià)最優(yōu)。剁辣椒各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與感官評分相關(guān)性較高，說明了本試驗(yàn)剁辣椒的硬度、咀嚼性等在一定程度上可以反映出剁辣椒品質(zhì)的好壞。

表2 質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測定結(jié)果Table 2 Texture indexes measurement results

2.3 理化指標(biāo)分析

L*值越大，表明其明亮度最高；而色澤比a*/b*能更準(zhǔn)確表示發(fā)酵果蔬的真實(shí)色澤，且數(shù)值越大色澤越鮮艷。由表3可知，不同菌種發(fā)酵a*、b*均為正值，果肉都趨于紅色；不同菌種發(fā)酵L*差異不大，接種發(fā)酵后的a*/b*均有所下降，3FL下降最少，即對色澤的保留最好，這與感官評分色澤相一致。

總酸、還原糖、可溶性固形物反映發(fā)酵果蔬的酸甜度，是產(chǎn)品滋味的主要組分。乳酸菌在生長代謝時(shí)產(chǎn)生的有機(jī)酸使酸味成為剁辣椒的主要風(fēng)味之一，其中總酸為重要指標(biāo)[15]。由表3可知，不同菌種發(fā)酵剁辣椒的總酸含量有顯著性差異，其中3FL最高，達(dá)9.44 g/kg，其次為FL，達(dá)9.17 g/kg，且顯著高于PA和CK，說明了自篩發(fā)酵乳桿菌生長代謝旺盛，產(chǎn)酸能力優(yōu)于嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌。接種發(fā)酵后的樣品還原糖含量顯著性高于CK；PA與FL差異不顯著，3FL與PA、FL差異顯著且含量最高?？扇苄怨绦挝镏饕ㄌ?、維生素等能溶于水的物質(zhì)，是評價(jià)果蔬成熟度和品質(zhì)的重要指標(biāo)，接種發(fā)酵后含量均增加至17 °Brix以上，其中3FL組最高，與FL、PA差異顯著；然后依次為FL、PA，兩組之間差異不顯著。

抗壞血酸和可溶性蛋白是衡量果蔬營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，由表3可知，接種發(fā)酵后，兩者含量相比CK均有所增加；研究表明，乳桿菌屬能維持抗壞血酸的含量[16]，PA組的抗壞血酸增加最多且含量最高，達(dá)11.53 mg/100 g，其次為3FL、FL，3組試驗(yàn)組間差異顯著，F(xiàn)L與CK沒有顯著差異性。接種發(fā)酵后的樣品可溶性蛋白含量顯著性高于CK，且不同組合發(fā)酵的樣品間差異顯著，3FL含量最高，為133.23 mg/g，然后依次為FL、PA，這與伍娟等[17]的研究相一致。酚類物質(zhì)有維持果蔬的色澤、抗氧化等功能。接種發(fā)酵后，總酚含量均略微增加，PA與CK之間差異不顯著；3FL與PA、FL之間差異顯著，3FL增加最多且含量最高，其次為FL、PA。

表3 基本理化指標(biāo)測定結(jié)果Table 3 Basic physical and chemical indexes measurement results

2.4 不同菌種發(fā)酵對剁辣椒香氣的影響

2.4.1 不同發(fā)酵組樣品揮發(fā)性香氣成分(volatile organic compounds，VOC)分析

由圖2可知，不同菌種發(fā)酵產(chǎn)生的VOC種類不同，共檢測出71種VOC，其中共有成分13種。接種發(fā)酵后，3FL和FL種類數(shù)大于CK，PA種類數(shù)小于CK。

a-VCC種類；b-VOC含量圖2 不同菌種接種發(fā)酵辣椒揮發(fā)性香氣成分種類與含量Fig.2 Variations and content of volatile organic compounds in fermented peppers inoculated with different strains

由圖3可看出不同組合發(fā)酵的樣品VOC含量差異較大，其中，含量比例占最高的是醇類和烯烴類，3FL組VOC含量最高且種類最豐富。

不同組合發(fā)酵的樣品，酯類化合物的種類最多，是剁辣椒果香和花香的主要來源，這與張曼等[18]的研究結(jié)果相一致。水楊酸甲酯、丙酸乙酯、癸酸乙酯、棕櫚酸甲酯、己酸己酯在發(fā)酵前后都有檢測到。接種發(fā)酵后，酯類總含量顯著升高，3FL、FL由8種分別增加到18和16種，癸酸乙酯、棕櫚酸甲酯、己酸己酯含量有所降低；PA中苯甲酸乙酯和乙酸乙酯的含量在接種發(fā)酵后明顯升高，乙酸己酯、亞麻酸乙酯未檢測到。FL、3FL特有的酯類有辛酸乙酯、月桂酸乙酯、乙酸戊酯、棕櫚酸乙酯、乳酸乙酯、亞油酸乙酯、苯甲酸甲酯、苯乙酸乙酯，其中3FL中乙酸戊酯、乳酸乙酯、亞油酸乙酯的含量明顯高于FL。

烴類物質(zhì)包括烯烴和少量的烷烴。發(fā)酵后，烯烴的含量最高，賦予剁辣椒溫和的木香和花香。D-檸檬烯、異松油烯、香樹烯在接種發(fā)酵前后都有檢測到；接種發(fā)酵后，3FL中種類達(dá)12種，而PA中僅有5種；含量上明顯升高，3FL中含量最高達(dá)971.23 μg/kg，接近FL、PA含量的2倍；β-石竹烯、羅勒烯、1-十五烯、1-十六烯、長葉蒎烯、β-瑟林烯只在FL、3FL中檢測到，異松油烯在PA中含量最高，達(dá)584.99 μg/kg。3FL中烷烴類種數(shù)升至6種，F(xiàn)L和PA減少為3種；FL接種發(fā)酵后含量低于CK，可能因?yàn)槔苯吩现泻?，而PA中升高至110.43 μg/kg。

醇類主要是微生物利用糖、氨基酸等物質(zhì)代謝產(chǎn)生。1-辛烯-3-醇和苯乙醇在發(fā)酵前后都有檢測到；接種發(fā)酵后醇類種類減少，PA含量低于CK，微生物在發(fā)酵過程中，糖酵解產(chǎn)生醇類的同時(shí)，也因參與代謝反應(yīng)合成其他物質(zhì)而消耗[19]。不同組合發(fā)酵后，α-松油醇和乙醇僅在PA中檢測到，3FL中芳樟醇、苯乙醇、香葉醇含量明顯高于其他組，分別為90.77、154.62、198.75 μg/kg。

酸類主要來源于乳酸代謝及醛醇類氧化合成。在接種發(fā)酵后種類增多且含量升高，F(xiàn)L、3FL增加至5種，3FL含量達(dá)PA的4倍，說明了自篩發(fā)酵乳桿菌產(chǎn)酸能力優(yōu)于其他2株菌；順式-亞麻酸和己酸僅在3FL中檢測到，且順式-亞麻酸含量最高達(dá)31.99 μg/kg；正癸酸和丙酸僅在PA檢測到，為其特有的酸類物質(zhì)。

醛類含量比例雖低，但其閾值低賦予香氣的能力強(qiáng)，對剁辣椒形成獨(dú)特風(fēng)味有較大作用。PA中醛類含量低于CK，3FL含量最高；枯醛、己醛僅在PA中檢測到，3FL中苯乙醛含量在接種發(fā)酵后增加最多，其次為FL。

PA中酮類種類減少為2種，3FL增至5種；PA中酮類含量降低，而3FL和FL增加；2-辛酮僅在PA組檢測到，3FL中2-庚酮、苯乙酮含量明顯高于其他組，分別達(dá)270.79、133.60 μg/kg，是引起含量和香氣變化的主要物質(zhì)，且苯乙酮、3-庚烯-2-酮為3FL特有的酮類物質(zhì)，這些差異物質(zhì)賦予剁辣椒水果芳香氣味，證實(shí)了自篩發(fā)酵乳桿菌有很強(qiáng)的增香能力。

PA、FL、3FL中酚類含量都低于CK，可能是辣椒本身或木質(zhì)素降解而來。氨基苯酚在接種發(fā)酵前后都有檢測到且含量變化??；酚類含量的變化主要由2，4-二叔丁基苯酚的下降引起，其賦予剁辣椒輕微的甜香味，但PA中未檢測到。2-甲氧基-3-異丁基吡嗪經(jīng)過接種發(fā)酵含量有所增加，但均低于10 μg/kg，對剁辣椒香氣影響較小。

2.4.2 不同菌種發(fā)酵揮發(fā)性香氣物質(zhì)的OAV分析

OAV是綜合揮發(fā)性香氣成分含量和感官閾值評價(jià)各香氣成分對剁辣椒風(fēng)味的貢獻(xiàn)；OAV≥1的成分對總體風(fēng)味影響顯著，值越高貢獻(xiàn)越大；0.1≤OAV<1的香氣成分只起到協(xié)香作用。查詢已有水中閾值[20-21]，進(jìn)行OAV分析，結(jié)果見表4，不同菌種發(fā)酵的樣品共有23種關(guān)鍵香氣成分(OAV≥1)。

酯類是剁辣椒發(fā)酵過程中最重要的香氣成分，具有誘人的水果香。辛酸乙酯、月桂酸乙酯、乙酸戊酯只在FL、3FL中檢出，可判斷為自篩發(fā)酵乳桿菌獨(dú)特的香氣成分，與許彎等[22]研究相一致。苯甲酸乙酯僅在3FL中OAV>1，辛酸乙酯OAV為5.77，賦予剁辣椒白蘭地酒香味；乙酸己酯OAV為4.58，賦予清甜的水果香氣；庚酸乙酯OAV為2.90，賦予剁辣椒菠蘿香，這些酯類協(xié)同構(gòu)成了剁辣椒特殊的酯香。

表4 不同菌種接種剁辣椒揮發(fā)性物質(zhì)的OAVTable 4 OAV of volatile substances in chopped pepper inoculated with different strains

萜烯類是剁辣椒中影響較大的香氣成分。PA中松木樹脂香的異松油烯OAV大于FL中，是植物乳桿菌和嗜酸乳桿菌的關(guān)鍵香氣成分；焦甜香氣的β-石竹烯和花香的羅勒烯僅在FL、3FL中OAV>1，賦予柔和的花香、果香。

大部分醇類有令人愉快的香味。不同組合發(fā)酵的3組樣品，1-辛烯-3-醇的OAV均小于CK中，依次為3.14、7.93、4.15。鈴蘭香氣的芳樟醇和溫和玫瑰花氣息的香葉醇在PA中未檢出，而3FL分別高達(dá)15.13、4.97，對剁辣椒香氣貢獻(xiàn)較大，為自篩發(fā)酵乳桿菌的關(guān)鍵呈香物質(zhì)。

醛類物質(zhì)閾值較低，可以通過直接或合成其他芳香族化合物的前體物質(zhì)影響剁辣椒風(fēng)味。3FL組中水果甜香的苯乙醛、玫瑰香氣的壬醛OAV分別達(dá)11.37、11.54，遠(yuǎn)高于其他組，貢獻(xiàn)較大，而PA中未檢出，可能為自篩發(fā)酵乳桿菌特有的香氣物質(zhì)。

酮類物質(zhì)感官閾值較大，香味持久。FL、3FL中2-庚酮、苯乙酮OAV均大于1，PA組中都未檢出；具有水果清甜香的2-庚酮和芳香氣味的苯乙酮賦予剁辣椒清香氣味。青豌豆和青椒香氣的2-甲氧基-3-異丁基吡嗪在接種發(fā)酵后OAV>1，PA的OAV高于FL，豐富了剁辣椒的香型。

2.5 相關(guān)性分析

將不同菌種發(fā)酵樣品的理化指標(biāo)、OAV>1的揮發(fā)性香氣成分進(jìn)行相關(guān)性分析(圖4)，藍(lán)色越深，代表正相關(guān)性越強(qiáng)；紅色越深，代表負(fù)相關(guān)越強(qiáng)。硬度與還原糖、可溶性蛋白、丙酸乙酯，抗壞血酸與α-蒎烯呈顯著負(fù)相關(guān)(r>0.9)。2-庚酮、乙酸己酯、壬醛、苯乙醛、苯乙醇都與β-石竹烯、辛酸乙酯、苯乙酮呈顯著正相關(guān)(r>0.9)，而理化指標(biāo)只有總酚與3者呈顯著正相關(guān)；總酸與水楊酸甲酯、總酚呈顯著正相關(guān)；月桂酸乙酯與羅勒烯、苯乙醛也呈顯著正相關(guān)；可溶性蛋白與還原糖、丙酸乙酯呈顯著正相關(guān)；乙酸戊酯與總酸、總酚、苯甲酸乙酯呈顯著正相關(guān)。具有相關(guān)性的兩者之間互相會(huì)有不同程度的影響。表明發(fā)酵鹽坯辣椒的品質(zhì)與香氣物質(zhì)之間相互關(guān)聯(lián)，且具有一定的連帶性。

圖4 不同菌種發(fā)酵剁辣椒理化及揮發(fā)性香氣成分的皮爾遜相關(guān)性分析Fig.4 Pearson correlation analysis of physicochemical and volatile organic compounds of fermented chopped peppers with different strains

2.6 主成分分析

對OAV>1的香氣物質(zhì)和理化指標(biāo)主成分分析。由表5、表6可知，前3個(gè)特征值大于1且累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)98.677%，足夠反映原始變量的絕大部分信息，符合主成分分析條件[23]，第一主成分方差貢獻(xiàn)率最高，表明其對剁辣椒品質(zhì)和香氣的影響最大。

表5 剁辣椒品質(zhì)主成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率Table 5 The eigenvalues and variance contribution rate of the principal components of chopped pepper quality

表6 主成分的特征向量和載荷矩陣Table 6 Eigenvector and loading matrix of principal components

續(xù)表6

如圖5所示，每個(gè)樣品的3個(gè)獨(dú)立重復(fù)結(jié)果均在95%置信區(qū)間內(nèi)且間距較近，表明了重復(fù)性強(qiáng)、區(qū)分效果較好。不同組合發(fā)酵的樣品有明顯的區(qū)域分布且間距不同，3FL主要分布在PC1和PC2的正半軸，得分均大于0，且庚酸乙酯、乙酸己酯、苯甲酸乙酯、D-檸檬烯、異松油烯等香氣物質(zhì)及所有理化指標(biāo)在PC1和PC2的正半軸有較高的載荷，說明在3FL中含量較高；FL分布在PC1的正半軸和PC2的負(fù)半軸，丙酸乙酯、水楊酸甲酯、月桂酸乙酯、芳樟醇、苯乙醇、羅勒烯、β-石竹烯、壬醛、苯乙酮、2-庚酮等在PC1的正半軸有較高的載荷，說明它們在FL中含量較高；CK分布在PC1和PC2的負(fù)半軸，得分均小于0，1-辛烯-3-醇在PC2的負(fù)半軸有較高的載荷，說明在CK中含量較高；PA分布在PC1的負(fù)半軸和PC2的正半軸，癸酸乙酯在PC1的負(fù)半軸有較高的載荷，說明在PA中含量較高。這與揮發(fā)性香氣成分及OAV分析相一致，表明了不同指標(biāo)對發(fā)酵剁辣椒綜合品質(zhì)影響的大小與各指標(biāo)及香氣成分的含量有關(guān)，不同菌種組合發(fā)酵剁辣椒的香氣成分及品質(zhì)存在差異。

a-散點(diǎn)圖;b-載荷圖圖5 不同菌種發(fā)酵剁辣椒的主成分分析散點(diǎn)圖和載荷圖Fig.5 PCA scatter diagram and load diagram of fermented chopped peppers with different strains

2.7 不同菌種對發(fā)酵剁辣椒品質(zhì)影響的綜合評價(jià)

利用主成分分析，得到3個(gè)新的綜合指標(biāo)代替原來的29個(gè)指標(biāo)對剁辣椒品質(zhì)進(jìn)行分析，得出3個(gè)主成分因子的表達(dá)式如下：F1=0.224X1+0.221X2+0.220X3+0.219X4+…+0.083X26-0.462X27+0.314X28-0.287X29；F2=0.052X1+0.095X2+0.095X3+0.108X4+…+0.915X26+0.871X27-0.768X28-0.267X29；F3=-0.039X1+0.013X2+0.012X3-0.011X4+…+0.201X26+0.063X27+0.282X28+0.471X29。以各主成分對應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率占累積方差貢獻(xiàn)率的比例作為權(quán)重，建立評價(jià)函數(shù)F=0.679F1+0.189F2+0.132F3，計(jì)算綜合得分。由表7可知，3FL綜合評分最高為4.351，說明其品質(zhì)最好。

表7 剁辣椒的主成分得分和綜合得分Table 7 Principal component score and overall score of chopped pepper

3 結(jié)論與討論

通過對不同菌種組合發(fā)酵剁辣椒的理化指標(biāo)及揮發(fā)性風(fēng)味成分的測定及綜合評價(jià)，發(fā)現(xiàn)多菌種混合發(fā)酵剁辣椒比自然發(fā)酵的香氣物質(zhì)含量更高，品質(zhì)更好。主要結(jié)論為：(1)發(fā)酵乳桿菌、嗜酸乳桿菌、植物乳桿菌混合發(fā)酵顯著增加了剁辣椒的總酸、可溶性蛋白、可溶性固形物及總酚含量；(2)不同菌種混合發(fā)酵的剁辣椒共鑒定出71種9類VOC，包括酯類18種，烯類13種，醇類11種，酚類2種，酸類7種，醛類6種，酮類6種，相對自然發(fā)酵，接種發(fā)酵后香氣物質(zhì)種類和含量均增加；(3)植物乳桿菌與嗜酸乳桿菌混合發(fā)酵后，庚酸乙酯、癸酸乙酯、棕櫚酸甲酯、α-松油醇、正癸酸、丙酸、枯醛、己醛含量高于其他組，且產(chǎn)生的乙酸乙酯、9，10-脫氫-異長葉烯、α-松油醇、正癸酸、丙酸、枯醛、己醛及2-辛酮給剁辣椒帶來了香蕉水、紫丁香花香味、辛辣等氣味；3株菌混合發(fā)酵后，苯甲酸乙酯、乙酸戊酯、β-瑟林烯、D-檸檬烯、異松油烯、香樹烯、芳樟醇、順式-亞麻酸、辛酸、己酸含量顯著高于其他組，增強(qiáng)了剁辣椒檸檬和橙子果香、松木香和乳酸味，不同菌種組合的香氣成分差異構(gòu)成了剁辣椒獨(dú)特的風(fēng)味，也驗(yàn)證了自篩發(fā)酵乳桿菌產(chǎn)生的辛酸乙酯、月桂酸乙酯、乙酸戊酯、β-石竹烯、羅勒烯、苯乙酮等香氣成分，給剁辣椒帶來了獨(dú)特的白蘭地酒香、果香、木香及橙花油氣息；此外，酚類、吡嗪也共同豐富了剁辣椒的風(fēng)味。上述結(jié)果表明，3種菌株混合發(fā)酵剁辣椒的理化指標(biāo)和VOC均優(yōu)于自然發(fā)酵、兩菌混合發(fā)酵，說明多菌種混合發(fā)酵能夠通過產(chǎn)生新的揮發(fā)性香氣成分或提高揮發(fā)性香氣成分含量，同時(shí)減少異味物質(zhì)的產(chǎn)生，從而改善發(fā)酵產(chǎn)品的風(fēng)味特征。

本實(shí)驗(yàn)僅重點(diǎn)研究了不同菌種發(fā)酵對剁辣椒香氣及品質(zhì)的影響，后續(xù)可進(jìn)一步研究多菌種混合發(fā)酵對發(fā)酵剁辣椒的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)形成機(jī)理、發(fā)酵過程中菌群的動(dòng)態(tài)變化，為剁辣椒的增香及品質(zhì)提升提供更精準(zhǔn)的發(fā)酵技術(shù)。