賀羽 苑蘅 王帥
摘要:發(fā)酵調(diào)味醋一直有“養(yǎng)生飲料”、“保健醋品”等美譽(yù)。該研究以藥食同源的蒲公英根、葉以及燈籠草為原料,利用乳酸菌發(fā)酵,通過總酸含量、沉淀率等指標(biāo)確定調(diào)味醋比例,優(yōu)化發(fā)酵工藝,對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行調(diào)配及穩(wěn)定性研究,從而研制出口感較佳、營養(yǎng)成分豐富且抗氧化性良好的蒲公英-燈籠草復(fù)合調(diào)味醋。結(jié)果表明,在蒲公英根∶蒲公英葉∶燈籠草汁為5∶2∶0.2的混合比例下,乳酸菌接種量3%、蔗糖添加量8%、檸檬酸添加量0.02%、CMC-Na添加量0.05%、明膠添加量0.15%、瓊脂添加量0.05%、35 ℃發(fā)酵65 h為最佳工藝條件。在此發(fā)酵條件下,各類抗氧化活性物質(zhì)增長迅速,具有顯著的抗氧化性、在保健調(diào)味醋及醋飲料領(lǐng)域具有很好的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞:蒲公英;燈籠草;乳酸菌;發(fā)酵;抗氧化性
中圖分類號(hào):TS264.22????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A???? 文章編號(hào):1000-9973(2024)02-0114-07
Study on Brewing Technology of Herbal Seasoned Vinegar Fermented by Compound Lactic Acid Bacteria
Abstract: Fermented seasoned vinegar has always been known as “healthy drink” and “healthy vinegar product”. In this study, with medicine and food homologous dandelion roots, leaves and Clinopodium polycephalum as the raw materials, lactic acid bacteria are used for fermentation, through the indexes such as total acid content and precipitation rate, the proportion of seasoned vinegar is determined,? the fermentation process is optimized, the fermentation broth is blended and the stability is studied, therefore, the dandelion-Clinopodium polycephalum compound seasoned vinegar with better taste, rich nutrients and good antioxidant activity is developed. The results show that under the mixing proportion of dandelion roots∶dandelion leaves∶Clinopodium polycephalum juice of 5∶2∶0.2, 3% lactic acid bacteria inoculation amount, 8% sucrose addition amount, 0.02% citric acid addition amount, 0.05% CMC-Na addition amount, 0.15% gelatin addition amount, 0.05% agar addition amount, and fermentation at 35 ℃ for 65 h are the best technological conditions. Under these fermentation conditions, all kinds of antioxidant active substances grow rapidly and have significant antioxidant activity. It has a good development prospect in the fields of health-care seasoned vinegar and vinegar beverage.
Key words: dandelion; Clinopodium polycephalum; lactic acid bacteria; fermentation; antioxidant activity
發(fā)酵調(diào)味醋在中國有著悠久的歷史,一直具有“養(yǎng)生飲料”、“保健醋品”等美譽(yù),但它仍處于初級(jí)獨(dú)立生產(chǎn)與消費(fèi)的階段[1-2]。蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.)為菊科多年生草本植物,2014年蒲公英被列入藥食同源目錄,其含有的多糖、黃酮、酚酸、三萜類和植物甾醇類等成分在抗氧化、抗腫瘤、抗菌消炎等方面均具有較強(qiáng)的生物活性[3-4]。近年來,其在功能性食品、飲品、保健品、化妝品等領(lǐng)域的發(fā)展已取得初步成果。燈籠草(Physalis alkekengi L.)是茄科植物酸漿屬植物。研究表明,燈籠草果中含有人體必需的18種氨基酸以及21種微量元素和礦物質(zhì),維生素C、維生素E含量是其他果品的5倍左右[5]。其有效部位及活性成分在抗炎、抗腫瘤、抗菌、免疫調(diào)節(jié)、利尿、鎮(zhèn)痛等方面療效顯著,且作為一種清熱解毒藥,燈籠草被廣泛應(yīng)用于臨床[6]。乳酸菌(lactic acid bacteria, LAB)是一類能使可發(fā)酵糖類化合物轉(zhuǎn)化成乳酸的革蘭氏陽性細(xì)菌的總稱,屬于真細(xì)菌綱真細(xì)菌目中的乳酸細(xì)菌科,是益生菌中最具代表性的菌屬[7]。在食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧業(yè)和工業(yè)等領(lǐng)域有極高的應(yīng)用價(jià)值,與人類生活密切相關(guān)[8]。發(fā)酵菌種和原材料是影響乳酸菌發(fā)酵飲料品質(zhì)的關(guān)鍵因素。適宜的乳酸菌可以產(chǎn)生良好的發(fā)酵風(fēng)味,賦予產(chǎn)品清香爽口的滋味,發(fā)酵合成一些營養(yǎng)物質(zhì)或功能性成分,提高產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值[9]。
近年來,隨著人們生活品質(zhì)的不斷提高以及乳酸菌發(fā)酵技術(shù)的不斷革新,人們對(duì)天然、營養(yǎng)、健康食品的需求也越來越高,調(diào)味醋也從過去的單一口味烹飪專用轉(zhuǎn)向天然、營養(yǎng)和保健功能,健康、美味的發(fā)酵型調(diào)味醋已經(jīng)成為醋行業(yè)研究的熱點(diǎn)[10]。本課題選擇蒲公英和燈籠草為主要原料,開發(fā)具有多重保健功能的乳酸菌發(fā)酵調(diào)味醋,利用乳酸菌發(fā)酵技術(shù),在調(diào)味醋中既保留蒲公英根、葉的抗菌消炎、平衡腸道、促進(jìn)代謝的抗氧化功能,同時(shí)包含燈籠草豐富的氨基酸、維生素含量以及清熱解毒功效,又利用乳酸菌發(fā)酵對(duì)腸道的調(diào)節(jié)、降血糖、降血脂等功能。并在健康營養(yǎng)的前提下賦予調(diào)味醋茶香味的口感,促進(jìn)消費(fèi)者的購買欲望,提高產(chǎn)品的商業(yè)價(jià)值。
1 材料和方法
1.1 材料
本實(shí)驗(yàn)所用蒲公英根、蒲公英葉均來自吉林省金谷生態(tài)食品有限公司;燈籠草采購于徐州市雨潤農(nóng)副產(chǎn)品全球采購中心。所采用的發(fā)酵菌種為本實(shí)驗(yàn)室分離純化的具有抗氧化活性的乳酸菌菌種。
1.2 試劑
NaOH、MRS固體培養(yǎng)基:生工生物工程(上海)股份有限公司;明膠、瓊脂、黃原膠、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉(CMC-Na):河南宏益生物科技有限公司。
1.3 主要儀器與設(shè)備
電熱恒溫培養(yǎng)箱、數(shù)顯恒溫水浴鍋、離心機(jī)、電子天平 生工生物工程(上海)股份有限公司;高壓滅菌鍋 浙江新豐醫(yī)療器械有限公司;電磁爐 美的集團(tuán)股份有限公司;電爐 上海壘固儀器有限公司;酶標(biāo)儀 Thermo Fisher Scientific公司;阿貝折光儀 上海力晨信息科技有限公司;超凈工作臺(tái) 上海尚道儀器制造有限公司。
1.4 方法
1.4.1 浸出液混合調(diào)配
本實(shí)驗(yàn)以蒲公英、燈籠草為原料,在蒲公英葉、蒲公英根和燈籠草的混合浸出液中加入一定量乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。蒲公英葉浸出液:稱取4 g長葉狀蒲公英葉,剪成短條,加入100 mL常溫蒸餾水,用電磁爐在1 200 W下加熱至煮沸,徑300 W保溫5 min后過濾得到蒲公英葉浸出液;蒲公英根浸出液:稱取4 g粒狀蒲公英根,加入100 mL蒸餾水,用電磁爐在1 200 W下加熱至煮沸,經(jīng)300 W保溫5 min后過濾得到蒲公英根浸出液;燈籠草汁:將菇娘果去除果實(shí)洗凈曬干后打碎成粉狀,稱取1 g粉末加入100 mL常溫蒸餾水,用電磁爐在1 200 W下加熱至煮沸,經(jīng)300 W保溫5 min后過濾即為燈籠草汁。取6個(gè)燒杯,編號(hào)1~6號(hào),先在每個(gè)燒杯中加入5 mL蒲公英根浸出液作為母液,在1~3號(hào)燒杯中分別加入1 mL蒲公英葉浸出液,在4~6號(hào)燒杯中分別加入2 mL蒲公英葉浸出液,在兩組對(duì)照燒杯中梯度加入0.2,0.4,0.6 mL燈籠草汁混合均勻,即1~6號(hào)混合液為蒲公英根浸出液∶蒲公英葉浸出液∶燈籠草汁為5∶1∶0.2、5∶1∶0.4、5∶1∶0.6、5∶2∶0.2、5∶2∶0.4、5∶2∶0.6,感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
1.4.2 發(fā)酵條件對(duì)發(fā)酵液的影響
在100 mL發(fā)酵瓶中加入50 mL最優(yōu)配比混合浸出液,將總接種量為3%的乳酸菌接種于發(fā)酵液中,混合均勻并分別放置于35,37,42,45 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵48 h;在37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中持續(xù)發(fā)酵15,25,35,45,55,65,75,85 h;混合浸出液接種1%、2%、3%、4%、5%、6%的乳酸菌,混合均勻并在37 ℃的恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵48 h,分別對(duì)發(fā)酵液中總酸含量進(jìn)行3次平行實(shí)驗(yàn),方法參考1.4.1,對(duì)測定結(jié)果取平均值以確定最佳的發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間和接種量。
1.4.3 乳酸菌發(fā)酵工藝正交實(shí)驗(yàn)
根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、接種量采用L9(33)正交表進(jìn)行三因素三水平的正交實(shí)驗(yàn),見表2。以NaOH滴定所得總酸度作為評(píng)價(jià)指標(biāo)確定最優(yōu)的發(fā)酵工藝條件。
1.4.4 混合浸出液發(fā)酵調(diào)味醋穩(wěn)定性研究
本實(shí)驗(yàn)所研制的發(fā)酵草本調(diào)味醋在經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后部分樣品呈現(xiàn)輕微的渾濁沉淀狀態(tài),考慮到發(fā)酵飲料出現(xiàn)該情況會(huì)導(dǎo)致飲品品質(zhì)降低,因此需在發(fā)酵調(diào)味醋中加入適宜穩(wěn)定劑進(jìn)而提升調(diào)味醋的口感。
取20 mL發(fā)酵液加入50 mL離心管中,并從飲料常用的穩(wěn)定劑中選擇瓊脂、明膠、海藻酸鈉、黃原膠、CMC-Na,分別按照0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%的添加量加入發(fā)酵液中,放入50 ℃水浴鍋中溶解徹底并混合均勻后常溫下靜置,以分層率作為評(píng)價(jià)指標(biāo)篩選出穩(wěn)定性能較優(yōu)的穩(wěn)定劑。針對(duì)不同穩(wěn)定劑對(duì)液體的作用效能差異,經(jīng)過單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)5種飲料常用穩(wěn)定劑的穩(wěn)定性進(jìn)行研究后,選取明膠、瓊脂、CMC-Na 3種穩(wěn)定劑采用L9(33)正交表進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn),見表3。根據(jù)離心求得的分層率確定最優(yōu)的穩(wěn)定劑劑量條件。
1.4.5 理化及營養(yǎng)特性研究
1.4.5.1 可滴定酸度的測定[11]
量取2.5 mL發(fā)酵液和10 mL常溫蒸餾水于50 mL燒杯中,滴入4滴5%酚酞指示劑,充分搖勻后用0.1 mol/mL的NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液緩慢滴定。輕微搖晃燒杯滴定至溶液呈粉紅色,且30 s內(nèi)不變色,記錄3次平行滴定消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,結(jié)果取平均值??偹岷康挠?jì)算公式如下:
式中:C表示NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/mL;W表示加入發(fā)酵液的體積,mL;V表示酸堿滴定時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL。
1.4.5.2 沉淀率的測定
取20 mL加入適量穩(wěn)定劑的蒲公英-燈籠草復(fù)合發(fā)酵液常溫靜置16 h,以1 200 r/min離心5 min后取出,根據(jù)下式計(jì)算發(fā)酵液的沉淀率:
式中:P表示發(fā)酵液的沉淀率,%;m0表示空離心管的質(zhì)量,g;m1表示去除上清液的離心管質(zhì)量,g;m2表示包含全部樣液的離心管質(zhì)量,g。
1.4.5.3 可溶性固形物含量的測定[12]
在室溫下用阿貝折光儀直接進(jìn)行測定。
1.4.6 抗氧化性研究
1.4.6.1 總多酚的測定[13]
繪制沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。將發(fā)酵前的混合浸出液和發(fā)酵后加入穩(wěn)定劑的樣液分別稀釋適當(dāng)倍數(shù),吸取2 mL稀釋后的樣液加入10 mL容量瓶中,再加入0.5 mL 福林酚試劑和6 mL蒸餾水充分混勻。2 min后加入1.5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的Na2CO3溶液,搖勻后定容至10 mL。在70 ℃水浴10 min,冷卻,在760 nm處分別測量吸光度A。在沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線上找到吸光度A對(duì)應(yīng)的濃度,求發(fā)酵前與發(fā)酵后兩樣液的總酚含量。
1.4.6.2 總黃酮的測定[13]
繪制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線。將發(fā)酵前的混合浸出液和發(fā)酵后加入穩(wěn)定劑的樣液分別稀釋適當(dāng)倍數(shù),根據(jù)蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品的處理方法,在510 nm處測量吸光度A,并在蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線上找到吸光度A對(duì)應(yīng)的濃度,求發(fā)酵前與發(fā)酵后兩樣液的總黃酮含量。
1.4.6.3 還原糖的測定
分別用發(fā)酵前混合浸出液和發(fā)酵后加入穩(wěn)定劑的發(fā)酵液作為樣品溶液對(duì)斐林試劑進(jìn)行滴定,平行滴定3次,取平均值作為消耗樣品溶液的體積。根據(jù)下式計(jì)算樣品溶液中還原糖的含量:
式中:S表示樣品溶液中還原糖的含量,mg/mL;C表示用于滴定的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mg/mL;V1表示消耗葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,mL;V2表示消耗樣品溶液的體積,mL。
1.4.6.4 清除DPPH自由基能力的測定[14-15]
稱量2 mg DPPH于燒杯中,加入適量無水乙醇使其溶解,轉(zhuǎn)移至25 mL容量瓶中進(jìn)行定容,從而得到濃度為20 mmol/L的DPPH標(biāo)準(zhǔn)溶液,并進(jìn)行避光保存。將發(fā)酵前的混合浸出液和發(fā)酵后加入穩(wěn)定劑的發(fā)酵液以4 000 r/min離心10 min。分別吸取20,60,100,140,180 μL上清液于10 mL試管中,加入蒸餾水使其稀釋至2 mL,再加入2 mL DPPH標(biāo)準(zhǔn)溶液充分混勻后于暗處反應(yīng)30 min,在517 nm處測定此時(shí)OD值,并以無水乙醇作為對(duì)照溶劑,平行3次實(shí)驗(yàn),所有結(jié)果均取平均值。DPPH自由基清除率的計(jì)算公式如下:
式中:A0表示加入2 mL DPPH和2 mL無水乙醇混合液的吸光度;A1表示加入2 mL樣品溶液和2 mL DPPH混合液的吸光度;A2表示加入2 mL樣品溶液和2 mL無水乙醇混合液的吸光度。
本實(shí)驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均利用MATLAB制圖,對(duì)復(fù)合因素采用正交設(shè)計(jì)助手Ⅱ軟件進(jìn)行方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 混合浸出液比例的確定
根據(jù)表1中感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)1~6號(hào)混合液進(jìn)行評(píng)分,見圖1。
由圖1可知,燈籠草的含量對(duì)感官評(píng)分的影響十分突出,當(dāng)其含量較高時(shí),復(fù)合浸出液的口感嚴(yán)重下降。綜合評(píng)分,將1~6號(hào)的感官評(píng)分按照從高到低的順序排列為4號(hào)>5號(hào)>2號(hào)>1號(hào)>3號(hào)>6號(hào)。因此,本實(shí)驗(yàn)選擇蒲公英根浸出液∶蒲公英葉浸出液∶燈籠草汁為5∶2∶0.2的比例作為在風(fēng)味、色澤、組織狀態(tài)上都較優(yōu)的混合比。
2.2 混合浸出液發(fā)酵工藝的研究
2.2.1 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵調(diào)味醋的影響
不同菌種在不同生存過程中都有對(duì)該環(huán)境最適宜的生長要求,本實(shí)驗(yàn)為探究乳酸菌發(fā)酵混合浸出液調(diào)味醋的最佳溫度,選擇35,37,42,45 ℃進(jìn)行研究。發(fā)酵溫度對(duì)總酸含量的影響見圖2。
由圖2可知,混合浸出液發(fā)酵調(diào)味醋中的總酸含量隨著發(fā)酵溫度的升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,在37 ℃時(shí)達(dá)到頂峰,總酸含量為2.85%,即在37 ℃下發(fā)酵蒲公英-燈籠草混合調(diào)味醋效果最好。當(dāng)發(fā)酵溫度在35~37 ℃之間時(shí),總酸含量上升較快,原因可能為乳酸菌在溫度較低時(shí)活性也較低;37 ℃后,混合調(diào)味醋中的總酸含量開始緩慢下降,并且下降速率在減小。大約在40 ℃時(shí),總酸含量與35 ℃時(shí)相近。42 ℃以后,溫度升高對(duì)乳酸菌的總酸含量影響微小,綜合考慮,可能是乳酸菌此時(shí)的生長代謝受到抑制。因此,本實(shí)驗(yàn)選擇37 ℃作為乳酸菌發(fā)酵混合浸出液調(diào)味醋的最佳溫度。
2.2.2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵調(diào)味醋的影響
乳酸菌發(fā)酵過程中,隨著時(shí)間的延長,蒲公英-燈籠草混合浸出液中的營養(yǎng)物質(zhì)被不斷消耗,自身代謝產(chǎn)物堆積,對(duì)菌體的發(fā)酵效能有著顯著的影響。由于乳酸菌發(fā)酵調(diào)味醋周期較長,本實(shí)驗(yàn)自開始發(fā)酵15 h起,每隔10 h對(duì)混合液中的總酸含量進(jìn)行測定,結(jié)果見圖3。
由圖3可知,隨著發(fā)酵時(shí)間的延長,乳酸菌對(duì)混合浸出液發(fā)酵調(diào)味醋產(chǎn)酸的能力呈現(xiàn)S形增長??梢悦黠@看出,25 h以前,乳酸菌處于適應(yīng)階段,產(chǎn)酸量微小,總酸含量在1%~1.2%之間;25 h后,產(chǎn)酸量呈現(xiàn)指數(shù)式增加,尤其在55~65 h期間,發(fā)酵液中總酸含量在4.5%~8.6%之間,達(dá)到0.41%/h的增速。65 h時(shí),發(fā)酵液中的酸度開始抑制乳酸菌的生長,發(fā)酵液中總酸含量增速開始顯著降低,此時(shí)總酸含量趨于穩(wěn)定,接近10.3%,因此,本實(shí)驗(yàn)選擇65 h作為乳酸菌發(fā)酵的最佳時(shí)間。
2.2.3 接種量對(duì)發(fā)酵調(diào)味醋的影響
發(fā)酵調(diào)味醋中接種量的大小意味著接種到混合浸出液內(nèi)的乳酸菌數(shù)量的多少,直接關(guān)系到發(fā)酵調(diào)味醋的發(fā)酵效率,對(duì)發(fā)酵成果至關(guān)重要。因此,本實(shí)驗(yàn)需從活化28 h的乳酸菌菌液中吸取適量的菌體加入蒲公英-燈籠草復(fù)合浸出液進(jìn)行發(fā)酵。根據(jù)研究乳酸菌生長曲線時(shí)所做平板計(jì)數(shù)結(jié)果,可得到乳酸菌活菌數(shù)與菌體OD值之間的數(shù)值關(guān)系,分別取1%、2%、3%、4%、5%的接種量,即接入50 mL復(fù)合浸出液中活菌數(shù)分別為1.67×108,3.34×108,5.01×108,6.68×108,8.35×108 CFU/mL,其總酸含量結(jié)果見圖4。
由圖4可知,隨著接種量的增大,發(fā)酵調(diào)味醋中的總酸含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢,并在接種量為3%時(shí)達(dá)最大值。接種量在1%~2%區(qū)間內(nèi),總酸含量緩慢上升,因?yàn)榇藚^(qū)間內(nèi)混合浸出液中接入的菌體較少,其產(chǎn)酸速率自然也小;接種量在2%~3%區(qū)間內(nèi),乳酸菌菌體活性最佳,能充分利用發(fā)酵液中的營養(yǎng)物質(zhì)生成代謝物;當(dāng)接種量大于3%時(shí),蒲公英-燈籠草發(fā)酵調(diào)味醋中的總酸含量開始呈勻速下降趨勢,由于加入的乳酸菌較多,其自身生長所需的營養(yǎng)物質(zhì)在發(fā)酵開始便大量消耗,導(dǎo)致后期乳酸菌衰亡,因此,發(fā)酵調(diào)味醋中的總酸含量隨著接種量的增大反而減少。因此,本實(shí)驗(yàn)選擇3%作為乳酸菌發(fā)酵的最佳接種量。
2.2.4 乳酸菌發(fā)酵工藝正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果
根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、乳酸菌接種量的較優(yōu)范圍,以總酸含量為評(píng)價(jià)指標(biāo),正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表4。
由表4可知,極差RA>RC>RB,可知影響總酸含量的因素順序?yàn)榘l(fā)酵時(shí)間>接種量>發(fā)酵溫度。對(duì)3個(gè)因素的k值進(jìn)行對(duì)比分析可得最佳發(fā)酵時(shí)間為65 h,最佳發(fā)酵溫度為35 ℃,最佳乳酸菌接種量為3%,即最優(yōu)蒲公英-燈籠草混合浸出液的發(fā)酵工藝為A3B1C3。
2.3 發(fā)酵調(diào)味醋穩(wěn)定性研究
2.3.1 單一穩(wěn)定劑對(duì)發(fā)酵調(diào)味醋的影響
將羧甲基纖維素鈉(CMC-Na)、黃原膠、明膠、海藻酸鈉、瓊脂5種穩(wěn)定劑分別按照0.05%、0.1%、0.15%、0.2%、0.25%的添加量加入發(fā)酵調(diào)味醋中靜置離心后的狀態(tài),見圖5。
由圖5可知,加入黃原膠的穩(wěn)定效果最差,試液渾濁暗沉且沉淀較少。而在加入明膠、瓊脂的管中試液最澄清透亮,同一條件下加入明膠的沉淀比加入瓊脂肉眼可見的多一些。CMC-Na、海藻酸鈉、黃原膠、明膠、瓊脂5種穩(wěn)定劑的加入濃度和計(jì)算所得復(fù)合調(diào)味醋的沉淀率見圖6。
由圖6可知,黃原膠的整體沉淀率顯著高于其他4種穩(wěn)定劑,而瓊脂的每組沉淀率都為5組中最低,黃原膠在0.25%的添加量下其沉淀率為9.31%,與相同添加量的瓊脂沉淀率差值達(dá)到6.73%,因此在考慮復(fù)合穩(wěn)定劑成分時(shí)可以首先確定瓊脂的加入并排除黃原膠的可能性??傮w來看,5種穩(wěn)定劑的沉淀率都隨著添加量的增大呈現(xiàn)不同速率的上升趨勢,因此本實(shí)驗(yàn)將各添加量的范圍定為0.05%左右,而在剩余3種穩(wěn)定劑中CMC-Na、明膠在0.05%添加量下的沉淀率最低,分別為1.61%和1.37%。因此,最終確定的復(fù)合穩(wěn)定劑成分包含CMC-Na、明膠和瓊脂3種單一的穩(wěn)定劑。
2.3.2 復(fù)合穩(wěn)定劑正交實(shí)驗(yàn)
根據(jù)上述單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,本實(shí)驗(yàn)選定CMC-Na、明膠、瓊脂3種穩(wěn)定劑作為復(fù)合穩(wěn)定劑的成分并以等量試液離心所得的沉淀率作為評(píng)價(jià)指標(biāo),正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。
由表5可知,極差RA′>RC′>RB′,即影響沉淀率的因素順序?yàn)镃MC-Na>瓊脂>明膠。觀察3個(gè)因素的k值大小,可知CMC-Na最佳添加量為0.05%,明膠最佳添加量為0.15%,瓊脂最佳添加量為0.05%,即蒲公英-燈籠草混合浸出液調(diào)味醋的最優(yōu)穩(wěn)定性方案為A′1B′3C′1。
2.4 指標(biāo)檢測
2.4.1 理化及營養(yǎng)特性研究
蒲公英-燈籠草復(fù)合浸出液與發(fā)酵調(diào)味醋的總酸含量與可溶性固形物含量見表6。復(fù)合浸出液在發(fā)酵后可溶性固形物含量與總酸含量均有增高,其中發(fā)酵調(diào)味醋的總酸含量達(dá)到52%,比發(fā)酵前增加了46%,這些有機(jī)酸不僅改變了復(fù)合浸出液的口感,且在調(diào)味醋中也起到了一定的抑菌作用。
2.4.2 抗氧化性研究
2.4.2.1 發(fā)酵前后蒲公英-燈籠草調(diào)味醋總多酚、總黃酮、還原糖含量測定結(jié)果
分析中所用的標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖7和圖8。
根據(jù)圖像擬合得到?jīng)]食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為y=0.011 52x+0.023 4,R2=0.999 9。
根據(jù)圖像擬合得到蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的回歸方程為y=10.19x-0.015 67,R2=0.999 4。
經(jīng)測定計(jì)算得到的復(fù)合浸出液與發(fā)酵調(diào)味醋中總多酚、總黃酮、還原糖含量見表7。
多酚可以激活生長因子,具有溶脂、保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞、預(yù)防心腦血管疾病的功效,對(duì)比復(fù)合浸出液與發(fā)酵調(diào)味醋的總多酚含量,增加了0.439 mg/mL,其含量增多1/4,顯著提高了其抗氧化能力。黃酮作為婦女理想保健品的重要成分,在調(diào)節(jié)雌性激素、治療失眠、清除自由基方面功績卓著。但發(fā)酵后飲品的總黃酮含量減少了0.446 mg/L,還原糖含量減少了2.71 mg/mL,依然保有抗氧化的功能,結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析可能是在調(diào)配階段加水導(dǎo)致復(fù)合浸出液稀釋,進(jìn)而營養(yǎng)成分含量相對(duì)減少。蘭永麗[16]研制的石榴汁總酚含量為0.885 mg/mL,石榴乳酸菌飲料的總酚含量僅為0.229 4 mg/mL。邢慧雅[17]研究發(fā)現(xiàn)在混菌發(fā)酵前后,藜麥濃漿成分中多酚含量由0.265 mg/mL變?yōu)?.207 mg/mL,黃酮由0.207 mg/mL變?yōu)?.094 mg/mL。相比之下,本產(chǎn)品復(fù)合乳酸菌草本調(diào)味醋的各項(xiàng)成分顯著更高,具有更好的抗氧化活性。
2.4.2.2 發(fā)酵前后調(diào)味醋DPPH自由基清除率測定結(jié)果
DPPH自由基清除能力是目前最穩(wěn)定的抗氧化指標(biāo)之一[18]。本文將分別吸取的0.02,0.06,0.1,0.14,0.18 mL樣品溶液體積與計(jì)算得到的DPPH清除率繪制成圖,見圖9。
由圖9可知,發(fā)酵前后樣液均有一定的DPPH自由基清除能力,隨著樣液體積的增大,DPPH自由基清除能力也逐漸升高,并且復(fù)合浸出液比等體積的發(fā)酵調(diào)味醋的清除率均高一些。在樣液體積為0.18 mL時(shí),復(fù)合浸出液的DPPH自由基清除率達(dá)到65.69%,此時(shí)發(fā)酵調(diào)味醋的清除率為62.31%,相差3.38%。綜合分析,在混合浸出液發(fā)酵后,為保證調(diào)味醋的口感,本實(shí)驗(yàn)選擇添加2.5倍的水對(duì)復(fù)合乳酸菌調(diào)味醋的風(fēng)味進(jìn)行調(diào)配,但在原液稀釋了2.5倍后,發(fā)酵調(diào)味醋僅比發(fā)酵前的DPPH自由基清除率降低3.38%,由此可見發(fā)酵過程中各類抗氧化活性物質(zhì)增長迅速。
本實(shí)驗(yàn)制得的復(fù)合乳酸菌草本調(diào)味醋不僅酸甜可口,而且其豐富的多酚、黃酮類化合物帶來的顯著抗氧化能力以及隱性的調(diào)節(jié)血管、預(yù)防疾病等功能必將受到廣大消費(fèi)者喜愛。
3 結(jié)論
以蒲公英、燈籠草為原料,利用復(fù)合乳酸菌發(fā)酵后進(jìn)行調(diào)配,制備復(fù)合乳酸菌草本調(diào)味醋,根據(jù)感官評(píng)分最終選擇蒲公英根浸出液∶蒲公英葉浸出液∶燈籠草汁為5∶2∶0.2的比例作為在風(fēng)味、色澤以及組織狀態(tài)上都較優(yōu)的混合比。通過正交實(shí)驗(yàn),確定乳酸菌發(fā)酵調(diào)味醋的最佳發(fā)酵時(shí)間為65 h,最佳發(fā)酵溫度為35 ℃,最佳乳酸菌接種量為3%。以感官評(píng)分作為評(píng)價(jià)指標(biāo),最終確定乳酸菌發(fā)酵調(diào)味醋的最佳加水倍數(shù)為2.5倍,最佳蔗糖添加量為8%,最佳檸檬酸添加量為0.02%。選取CMC-Na、海藻酸鈉、黃原膠、明膠、瓊脂作為穩(wěn)定劑,以沉淀率為評(píng)價(jià)指標(biāo),確定最優(yōu)穩(wěn)定性方案,即最佳CMC-Na添加量為0.05%,最佳明膠添加量為0.15%,最佳瓊脂添加量為0.05%。發(fā)酵調(diào)味醋比復(fù)合浸出液總酚含量增加了0.439 mg/mL,顯著提高了其抗氧化的效能。而黃酮含量減少了0.446 mg/L,還原糖含量減少了2.71 mg/mL。此外,在樣液體積為0.18 mL時(shí),復(fù)合浸出液的DPPH自由基清除率達(dá)到65.69%,此時(shí)發(fā)酵調(diào)味醋的清除率為62.31%。結(jié)合實(shí)驗(yàn)分析原因可能是在調(diào)配階段的稀釋導(dǎo)致營養(yǎng)成分含量相對(duì)減少,但在2.5倍稀釋的條件下,發(fā)酵后的發(fā)酵調(diào)味醋僅比發(fā)酵前的DPPH自由基清除率降低3.38%,由此可見發(fā)酵過程中各類抗氧化活性物質(zhì)增長迅速,本產(chǎn)品仍然具有較好的抗氧化性。該研究結(jié)果可為傳統(tǒng)調(diào)味醋向保健型調(diào)味醋的轉(zhuǎn)型提供參數(shù)借鑒。
參考文獻(xiàn):
[1]賀羽,李慧,王帥.混合菌株發(fā)酵白菊薄荷紅茶調(diào)味醋的研制[J].中國調(diào)味品,2019,44(10):81-89.
[2]王帥,李慧,賀羽.混合菌株復(fù)合調(diào)味發(fā)酵牛蒡茶味調(diào)味醋的研制[J].中國調(diào)味品,2019,44(10):116-120.
[3]孟然,鄭秀霞,朱磊,等.蒲公英萜醇調(diào)控ABHD11-AS1介導(dǎo)上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化對(duì)膀胱癌細(xì)胞侵襲轉(zhuǎn)移的作用[J].腫瘤學(xué)雜志,2022,28(1):53-57.
[4]寧樂,鄭楠,蔡建巖,等.蒲公英多糖的提取及其飲料的研制[J].糧食與油脂,2021,34(12):86-89,94.
[5]高偉.燈籠草山楂復(fù)合飲料的研制[J].北方園藝,2013(23):146-148.
[6]朱凡凡,陳喆.錦燈籠藥理作用及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J].甘肅中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2015,32(2):66-69.
[7]趙鑫,胡蝶,張素平,等.傳統(tǒng)泡菜中乳酸菌的篩選鑒定及抗氧化特性分析[J].中國調(diào)味品,2022,47(2):5-9.
[8]陳俊宏,王洋,李芹,等.乳酸菌發(fā)酵工藝對(duì)肉糜理化性質(zhì)及品質(zhì)的影響[J].中國調(diào)味品,2021,46(6):5-10.
[9]宋忠勵(lì).小米乳酸菌發(fā)酵飲料的研制[D].太原:山西農(nóng)業(yè)大學(xué),2018.
[10]趙樺萍,趙麗杰,白麗明.茶醋的開發(fā)及研究進(jìn)展[J].中國調(diào)味品,2021,46(10):114-116.
[11]姜軍,徐仁扣,趙安珍.用酸堿滴定法測定酸性紅壤的pH緩沖容量[J].土壤通報(bào),2006,37(6):1247-1248.
[12]梁媛.枸杞發(fā)酵飲料的研制[D].大連:大連工業(yè)大學(xué),2017.
[13]胡貝多,劉鑫磊,戰(zhàn)相君,等.益生菌發(fā)酵對(duì)紅棗汁抗氧化活性、營養(yǎng)品質(zhì)及香氣的影響[J].中國釀造,2020,39(2):44-50.
[14]高潔.乳酸菌發(fā)酵酸漿果汁的工藝研究[D].太原:山西農(nóng)業(yè)大學(xué),2018.
[15]KUMARAN A, KARUNAKARAN R J.Activity-guided isolation and identification of free radical-scavenging components from an aqueous extract of Coleus aromaticus[J].Food Chemistry,2007,100(1):356-361.
[16]蘭永麗.石榴酒及石榴乳酸飲料發(fā)酵工藝優(yōu)化及其風(fēng)味和抗氧化性研究[D].咸陽:西北農(nóng)林科技大學(xué),2017.
[17]邢慧雅.響應(yīng)面法優(yōu)化藜麥發(fā)酵濃漿發(fā)酵工藝研究[D].太原:山西大學(xué),2019.
[18]喬沈.生物硒酵素發(fā)酵工藝及抗氧化特性研究[D].太原:山西大學(xué),2018.