郭銀萍,李兵,穆興燕,徐菁,劉曉燕,2*
(1.貴陽學院 食品與制藥工程學院,貴陽 550005;2.貴州省果品加工工程技術(shù)研究中心,貴陽 550005)
生姜又稱百辣云、地辛,屬于多年生草本植物,是我國一種傳統(tǒng)的辛類蔬菜[1-2]。作為一種藥食同源的食材,我們常常在醫(yī)藥、食品以及化妝品領(lǐng)域看見其身影。例如:姜類食品類產(chǎn)品的姜汁飲料和姜醋飲料。研究表明生姜的主要活性成分在止嘔抗炎、殺菌解毒、抗氧化以及緩解高血壓、冠心病等其他疾病方面具有有效作用[3]。但目前生姜對人類疾病的輔助治療作用機理以及產(chǎn)品多樣性還有待深入研究。本實驗研究了泡姜制品的品質(zhì)變化,對于生姜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有一定的推動作用。
泡菜是指添加一些輔料,經(jīng)過食用鹽水漬制或食鹽腌制等一系列加工工藝而制成的一種具有特殊風味的蔬菜制品[4]。其是一種通過乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸,抑制其他有害微生物生長發(fā)育而成的發(fā)酵食品,含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì),還具有一定的促消化、抑菌、預防疾病、降低膽固醇等作用[5]。泡菜具有制作簡單、原料多樣化、成本低等優(yōu)點,作為一種生活中不可缺少的配菜,一直深受四川人民的喜愛。文章以3種不同工藝制作的泡姜制品為原料,研究了醋泡姜、酒泡姜、糟辣姜在不同炮制時間的pH、水分含量、總酸、姜辣素、硬度、粗纖維、亞硝酸鹽、有機酸的變化規(guī)律以及不同時間段的感官分析。
生姜:購于貴州省鎮(zhèn)寧縣。
FA124電子天平、HH-M4恒溫水浴鍋、A301a紫外分光光度計 上海舜宇恒平科學儀器有限公司;LC-20A高效液相色譜儀 日本島津公司;TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)儀 上海人和科學儀器有限公司;VM-5S快速鹵素水分測定儀 江蘇維科特儀器儀表有限公司。
食鹽:中鹽新干鹽化有限公司;白酒:北京紅星股份有限公司;糟辣椒:市售;白醋:云南宏瑞食品有限公司;白砂糖:山東久旺化工有限公司;氫氧化鈉、硫酸、氫氧化鉀、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硼砂、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉、無水乙醇、鐵氰化鉀、三氯化鐵、鹽酸、香草醛、磷酸二氫鉀:分析純,成都市科隆化學品有限公司;甲醇:色譜純,天津市恒興化學試劑制造有限公司;水草酸、酒石酸、L-蘋果酸、L-乳酸、乙酸、檸檬酸、丁二酸:色譜純,上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
1.3.1 泡姜的制作
挑選新鮮小黃姜清洗干凈后,切成2~3 mm左右均勻的薄片備用。
醋泡姜:姜片裝瓶→放入適量鹽、白砂糖、白醋→封瓶、泡制。
酒泡姜:姜片裝瓶→放入適量鹽、白酒、涼開水→封瓶、泡制。
糟辣姜:姜片裝瓶→放入適量糖、糟辣椒、涼開水→封瓶、泡制。
共泡制30 d,分別取第1,5,10,20,30天的泡姜,檢測pH、水分含量、總酸、姜辣素、硬度、粗纖維、亞硝酸鹽、有機酸含量以及感官分析9個指標的動態(tài)變化,每個指標重復測定3次。通過研究表明亞硝酸鹽的亞硝峰一般在前6 d出現(xiàn)[6-10],所以實驗設(shè)計亞硝酸鹽在前6 d每天測量1次。
1.3.2 pH值的測定
準確稱取10.0 g泡姜制品加入10 mL泡菜水勻漿攪拌均勻,采用精密pH計測定泡姜制品的pH值。
1.3.3 水分含量的測定
準確稱取濾干后的泡姜10.0 g,采用VM-5S快速鹵素水分測定儀測定泡姜制品的水分含量。
1.3.4 硬度的測定
取濾干后大小、厚度相同的泡姜,用質(zhì)構(gòu)儀測定泡姜制品的硬度。質(zhì)構(gòu)儀參數(shù):間距10 mm,穿刺深度1 mm,測前速度1 mm/s,測中速度0.5 mm/s,測后速度1 mm/s。測定模式:使用P2探頭進行穿刺,記錄數(shù)據(jù).
1.3.5 總酸的測定
參照國標GB/T 12456-2008測定。
1.3.6 姜辣素的測定[11-13]
參考廖欽洪等對姜辣素提取與測定的研究,測定泡姜制品中姜辣素含量。
1.3.6.1 繪制標準曲線
分別配制0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06,0.07 g/L香草醛標準溶液。吸取無水乙醇及香草醛標準系列溶液各1 mL于50 mL容量瓶中,各加0.5 mL鐵氰化鉀-三氯化鐵溶液,搖勻避光放置5 min后,用0.1 mol/L鹽酸溶液定容,搖勻,放置15 min后,在660 nm處測定吸光值。以各瓶香草醛溶液含量0,10,20,30,40,50,60,70 μg為橫坐標,相應的吸光值為縱坐標,得到香草醛標準曲線:y=0.0054x+0.0057,R2=0.9936。
1.3.6.2 泡姜姜辣素含量的測定
稱取適量泡姜,放于60 ℃的烘箱中干燥8 h,將其取出粉碎,過60目篩,放入廣口瓶中備用。
稱取姜粉1 g,轉(zhuǎn)移至100 mL錐形瓶中,加入無水乙醇70 mL,65 ℃水浴2 h,取出冷卻至室溫,轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶中,用無水乙醇定容,搖勻后過濾,除去前10 mL初濾液,吸取續(xù)濾液1 mL,放入50 mL容量瓶后,同上述標準曲線的測定方法測定其吸光度值,按下式計算:
式中:X為姜辣素的百分含量;Y為根據(jù)吸光值計算出的相對應的微克數(shù);1.93596為換算系數(shù);W為樣品質(zhì)量(g);V0為提取液總?cè)莘e(mL);V為測定時吸取的提取液體積(mL)。
1.3.7 粗纖維的測定
參照國標GB/T 5009.10-2003測定粗纖維的含量。
1.3.8 亞硝酸鹽的測定
參照國標GB 5009.33-2016測定亞硝酸鹽的含量。
1.3.9 有機酸的測定[14-16]
參考已有文獻對泡菜中有機酸測定的研究,使用高效液相色譜法測定泡姜制品中有機酸含量。
1.3.9.1 HPLC色譜分析條件
色譜柱:Welchrom C18(150 mm×4.6 mm, 5 μm);流動相:0.1% KH2PO4和甲醇。先在0.1 s內(nèi)按體積比98∶2的比例等度洗脫8 min,然后按94∶6的比例洗脫9 min,再按體積比98∶2的比例等度洗脫9 min后,結(jié)束洗脫。流速:0.5 mL/min;進樣量:10 μL;檢測波長:210 nm;柱溫:25 ℃;檢測器:紫外檢測器。
1.3.9.2 標準溶液的配制
有機酸標準品儲備溶液:分別精密稱取無水草酸1 g和酒石酸、L-蘋果酸、L-乳酸、乙酸、檸檬酸、丁二酸各10 mg(精確至0.0001 g)于50 mL小燒杯中,用超純水溶解并轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中定容,混勻,配制成有機酸標準品儲備液,作為定性工作液使用。分別取適量標準品儲備液,并用0.1%磷酸二氫鉀溶液定容,混勻,經(jīng)0.45 μm水相濾膜過濾,得到有機酸標準品。
1.3.9.3 泡姜有機酸含量的測定
泡姜制品加入適量泡姜水勻漿后經(jīng)0.45 μm水相濾膜過濾后和各有機酸標準品通過HPLC分析。每個樣重復測定3次求平均值,得到有機酸標準曲線見表1。
表1 有機酸標準曲線
1.3.10 感官分析
參考張增帥等[17]對醋泡姜的感官分析,稍作修改。邀請30人對3種不同的泡姜制品按照以下標準分別對色澤、氣味、滋味、形態(tài)、湯汁進行了感官評價,評價標準見表2。
表2 感官評價表
由圖1可知,開始時酒泡姜的pH值最高,其次是糟辣姜,最低是醋泡姜。3種泡姜的pH值在30 d的泡制時間內(nèi)隨著時間的延長總體呈下降趨勢。其中醋泡姜在30 d后基本穩(wěn)定在2.8左右,分析其原因可能是食醋的pH值一般在2.8~3.8左右,因此第1天的醋泡姜的pH值最低,隨著時間延長,其pH值稍有下降,可能是微生物發(fā)酵產(chǎn)生了酸性物質(zhì)。酒泡姜的pH值在前10 d隨著時間的延長下降最快,分析其原因可能是酒泡姜剛開始泡制時pH值最高,發(fā)酵后產(chǎn)生了有機酸,使其pH值變化較大。
圖1 pH值的動態(tài)變化
由圖2可知,3種泡姜制品的水分含量在前10 d均有下降,其中醋泡姜的水分含量下降得最快,最終穩(wěn)定在74%左右,糟辣姜與酒泡姜最終穩(wěn)定在90%左右。分析其原因可能是在泡制前期加入了食鹽和糖,導致液體中的滲透壓較高,使姜中的水分流出。醋泡姜水分含量下降量遠大于酒泡姜和糟辣姜,其原因可能是醋泡姜的滲透壓大于酒泡姜和糟辣姜,導致水分流失也大于酒泡姜和糟辣姜。
圖2 水分含量的動態(tài)變化
由圖3可知,總酸在1個月的泡制時間內(nèi)整體呈上升狀態(tài),與朱翔等[18]的研究結(jié)果一致。根據(jù)彭易濤[19]對泡菜發(fā)酵過程的研究,可以分析出3種泡姜制品的總酸含量均緩慢升高的原因是:姜片入壇后由于抗酸性較強的乳酸菌以及其他能產(chǎn)酸的微生物的作用,使整個發(fā)酵過程的總酸呈上升狀態(tài)。其中醋泡姜的總酸含量遠遠大于酒泡姜和糟辣姜,分析其主要原因是醋泡姜的pH值較低,酸度總體較高。
圖3 總酸的動態(tài)變化
由圖4可知,姜辣素在1個月的時間內(nèi)整體呈下降趨勢。醋泡姜在前10 d呈下降趨勢后趨于穩(wěn)定,在第20天后姜辣素突然下降;酒泡姜在前20 d呈下降趨勢,后期趨于穩(wěn)定;糟辣姜在前10 d呈下降趨勢,后期趨于穩(wěn)定。其結(jié)果與在感官分析時的泡姜制品的滋味中的辣味強度一致。陳偉玲等[20]對姜辣素的研究表明在pH 8.5左右時,姜辣素的保存較穩(wěn)定。所有樣品的pH在5.0以下,呈酸性,姜辣素很難保持穩(wěn)定,因此總體呈下降趨勢。
圖4 姜辣素的動態(tài)變化
由圖5可知,3種泡姜制品在前5 d的硬度下降最大,5 d后趨于穩(wěn)定。其結(jié)果與感官分析時的姜片形態(tài)分析結(jié)果一致。根據(jù)陳聰[21]的研究,分析其原因可能是乳酸菌發(fā)酵使姜片中的果膠在酸性條件下被水解,也可能是乳酸菌代謝了果膠酶使泡姜制品的細胞壁中的果膠水解,導致其硬度均下降。而后期趨于穩(wěn)定,可能是果膠含量達到了最低限度。
圖5 硬度的動態(tài)變化
由圖6可知,粗纖維在前5 d稍微有些下降,后期趨于穩(wěn)定。其原因可能是在前5 d發(fā)酵過程中有大量微生物活動,屬于多糖的粗纖維為各種微生物的活動提供碳源,使其含量降低;后期由于整體環(huán)境pH較低,多數(shù)微生物停止活動,使粗纖維含量趨于穩(wěn)定。
圖6 粗纖維的動態(tài)變化
由圖7可知,亞硝峰的出現(xiàn)時間均在第5天,與韓露等的研究一致,且均在國家標準范圍內(nèi)。但是亞硝酸鹽如果過量,會導致亞硝酸鹽中毒,嚴重時還可能出現(xiàn)致癌或致畸的現(xiàn)象。因此得出結(jié)論:建議泡制品的最佳食用時間是泡制1周后。
圖7 亞硝酸鹽含量的動態(tài)變化
由表3可知,發(fā)酵到第5天時:有機酸含量從大到小的順序是L-乳酸>無水草酸>乙酸>丁二酸>檸檬酸>L-蘋果酸>酒石酸。說明泡制品發(fā)酵過程中起主要作用的是乳酸。泡制品在原料剛?cè)雺?,由于泡制品是低鹽狀態(tài),大多數(shù)微生物都同時活動。除乳酸菌外,還有酵母菌和大腸桿菌等,這一階段大約需要5 d,乳酸生成量較高,且隨著酸度緩慢上升。5 d后,進入了發(fā)酵中期,由于乳酸快速積累,總酸持續(xù)上升。20 d左右,發(fā)酵進入最后階段,乳酸也慢慢趨于平穩(wěn)。其中在第1天檢測時,草酸含量就較高,所以分析其原因可能是泡姜原料自身攜帶草酸。隨著發(fā)酵時間的延長,檸檬酸和蘋果酸含量稍有減少的原因可能是作為碳源被微生物生長所利用。
表3 泡姜有機酸含量
人們對3種泡姜的喜好均在10 d后明顯下降,且人們對于醋泡姜的喜愛程度明顯大于酒泡姜跟糟辣姜。感官評價結(jié)果顯示:對于人的喜好習慣而言,人們對3種泡姜的最喜愛時間在1周后,見表4。
表4 泡姜的感官評價表
實驗研究了不同時間段內(nèi)泡姜制品的pH值、水分含量、總酸、姜辣素、硬度、粗纖維、亞硝酸鹽、有機酸的變化情況。結(jié)果表明,pH值、水分含量、姜辣素含量均逐漸下降;總酸均呈上升狀態(tài);硬度和粗纖維前5 d下降,后趨于穩(wěn)定;亞硝酸鹽均在第5天出現(xiàn)亞硝峰;有機酸在前20 d總體呈上升趨勢,后期趨于平緩。感官分析表明,3種工藝制作的泡姜在1周左右風味最佳。綜合以上分析得出泡姜制品的最佳食用時間在1周后,且醋泡姜相比另外兩泡姜來說品質(zhì)較好。泡姜制品中含有大量對人體有用的物質(zhì),后期應該系統(tǒng)地研究各環(huán)境因子對泡姜制品品質(zhì)的影響。