不同淀粉源对鲊海椒发酵过程中功能成分的影响

葛平珍，王 丹，周才琼,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400716；2.贵州省轻工业科学研究所，贵州 贵阳 550007）

不同淀粉源对鲊海椒发酵过程中功能成分的影响

葛平珍1,2，王 丹1，周才琼1,*

（1.西南大学食品科学学院，重庆市特色食品工程技术研究中心，重庆 400716；2.贵州省轻工业科学研究所，贵州 贵阳 550007）

探讨3 种淀粉源制备鲊海椒发酵过程中主要功能成分的变化。与发酵0 d相比，发酵90 d时3 种淀粉源制备鲊海椒VC含量显著下降，VE含量保持稳定；3 种淀粉源制备鲊海椒类胡萝卜素及辣椒红素含量在发酵过程中变化不大，辣椒素及二氢辣椒素含量均随发酵时间延长呈下降趋势，但芋头丝以m（辣椒）∶m（玉米面）∶m（芋头丝）=1∶0.5∶0.5添加比例时含量较高。游离型多酚、总酚、游离型黄酮和总黄酮在发酵过程中均呈先升后降趋势，以发酵30～45 d时相对较高（P＜0.05），以添加芋头或粳米处理为高。表明添加芋头或粳米作为淀粉源可提升鲊海椒部分功能成分含量，以发酵30～45 d的鲊海椒功能成分含量较高，因此发酵30～45 d的鲊海椒可供人们选择。

鲊海椒；淀粉源；抗氧化营养素；类胡萝卜素；多酚；黄酮

发酵蔬菜制品是发酵食品中一大类，包括腌菜、酸菜、酱菜等。发酵辣椒制品是以辣椒为主要原料，经过破碎、发酵等特定工艺加工而成的酱状或碎状产品[1]，根据产品生产工艺配方可分为泡辣椒、糟辣椒、豆瓣辣酱、辣椒酱及酸辣酱等。鲊海椒是云、贵、川、渝少数民族地区和汉族与少数民族杂居地区特色发酵辣椒制品，是一种经乳酸发酵的地方美食。不同地域因为物产资源的差异，加工制作中添加原料有所不同，包括玉米、粳米以及使用部分芋头丝和玉米粉共同作为淀粉源配料等。目前，有少量玉米鲊海椒微生物分离以及对市售鲊海椒风味品质及纯种发酵技术等的研究报道[2-6]。而对传统发酵过程中不同淀粉源对鲊海椒发酵过程中有关功能成分的比较研究未见报道。因此，本研究拟采用鲊海椒制备中常用淀粉配料制备鲊海椒并自然发酵，对其发酵过程中功能成分的变化进行比较研究，并为鲊海椒的工业化生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜二荆条辣椒、芋头，购于重庆市北碚区天生农贸市场；加碘食盐、玉米、粳米，购于重庆市北碚区永辉超市。

乙酸乙酯、酒石酸钾钠、没食子酸（均为分析纯）成都市科龙化工试剂厂；甲醇（色谱纯） 成都市科龙化工试剂厂；芦丁标准品 中国食品药品检定研究院。

1.2 仪器与设备

FA2004A电子天平 上海精天电子仪器有限公司；DHG-9140A电热恒温鼓风干燥箱 上海齐欣科学仪器有限公司；HH-6数显恒温水浴锅 金坛市富华仪器有限公司；旋转蒸发仪 上海亚荣生化仪器厂；UV-2450 紫外-可见分光光度计、LC-20A高效液相色谱仪 日本岛津公司。

1.3 方法

1.3.1 鲊海椒的制备

新鲜辣椒清洗后沥干，粉碎；粳米、玉米用粉碎机粉碎后分别过40 目筛。3 种鲊海椒原料配比如下：m（辣椒）∶m（粳米面）＝1∶1（A处理）、m（辣椒）∶m（玉米面）＝1∶1（B处理）、m（辣椒）∶m（玉米面）∶m（芋头丝）＝1∶0.5∶0.5（C处理），盐添加量5%。将各种原料按配比混合均匀后装入罐中，水密封，20～30 ℃发酵，取不同发酵时间鲊海椒进行分析。

1.3.2 主要功能成分分析

1.3.2.1 抗氧化营养素

VC含量测定采用2,6-二氯酚靛酚法[7]。VE含量测定采用紫外分光光度法[8]。均以干质量计。

1.3.2.2 类胡萝卜素类[9]

用100%的丙酮溶液反复研磨0.5 g样品至无色，过滤，定容至50 mL。以100%丙酮溶液作空白对照，分别在663、646、470 nm波长处测定提取液吸光度，按以下公式计算类胡萝卜素含量。

式中：ρa为提取液中叶绿素a含量/（μg/mL）；ρb为提取液中叶绿素b质量浓度/（μg/mL）；ρc为提取液中类胡萝卜素质量浓度/（μg/mL）；Cc为每克样品干基中类胡萝卜素的含量/（mg/g）；V为提取液体积/mL；m为样品质量/g。

以100%丙酮溶液作空白对照，于460 nm波长处测定提取液吸光度。按以下公式计算色价[10]。

1.3.2.3 生物碱类[11]

向5.0 g左右样品中加入50 mL 100%甲醇，在50 ℃、360 W条件下超声50 min，过滤，减压浓缩，定容至5 mL。滤液过0.45 μm微孔滤膜，色谱条件：色谱柱Kromasil C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；进样量：10 μL；流动相：甲醇-水（70∶30，V/V）；流速：1.0 mL/min；柱温：30 ℃；检测波长：280 nm。各样品液按上述色谱条件进行样品分析，采用外标法对样品中辣椒素及二氢辣椒素进行定量。

1.3.2.4 多酚类

样品提取[12]：游离酚提取：将4 ℃预冷20 min的80%丙酮溶液40 mL加入5.0 g样品中，冰浴条件下10 000 r/min均质5 min，5 000 r/min离心10 min，收集上清液。按以上步骤再提取一次，合并两次上清液，减压浓缩至原体积的10%左右，用水定容至25 mL，得到游离酚提取液，保存于－20 ℃备用。结合态酚类提取：向游离酚提取后的沉淀物中加入40 mL 2 mol/L NaOH溶液，25 ℃条件下振荡提取1 h，用浓盐酸调节水解液pH值至1后，用100 mL乙酸乙酯萃取3 次，合并萃取相，减压浓缩，用纯水定容至10 mL，得到结合酚类物质提取液，保存于－20 ℃冰箱中备用。

测定方法：参照Dewanto等[13]用Folin-酚测定多酚含量的方法。向试管中加入0.5 mL H2O、0.125 mL提取液及0.125 mL Folin-酚试剂，混匀，静置6 min，加入1.25 mL质量分数为 7.5% 的Na2CO3溶液与1 mL H2O，终体积为3 mL。混匀后，25 ℃条件下避光放置90 min。于760 nm波长处测定反应液吸光度。同时以0.125 mL H2O代替鲊海椒游离酚类提取液/结合酚类提取液作空白对照。总酚含量以每100 g鲊海椒中所含没食子酸当量（gallic acid equivalant，GAE）表示（以干质量计），即mg GAE/100 g。

1.3.2.5 黄酮类

参照Shen Yun等[14]的方法，移取0.5 mL鲊海椒游离酚类物质提取液/结合酚类提取液放入试管中，向其中加入2 mL H2O及0.15 mL 质量分数为5%的NaNO2溶液，混匀，静置5 min后，加入0.15 mL质量分数为 10% 的AlCl3溶液，混匀，静置5 min后，再加入1 mL 1 mol/L NaOH溶液，25 ℃条件下放置15 min后于510 nm波长处测定吸光度。总黄酮以每100 g鲊海椒中所含芦丁当量表示，即mg 芦丁/100 g。

1.4 数据分析

2 结果与分析

2.1 不同淀粉源对制备鲊海椒发酵中抗氧化营养素含量的影响

鲊海椒发酵过程中VC及VE含量变化Fig.1 Changes in VC and VE contents during the fermentation process of Zhahaijiao图 1

由图1可知，VE含量在发酵过程中呈先升后降的趋势，发酵30 d时达峰值，A、B、C处理VE含量分别为152.86、96.53、189.80 mg/100 g，至发酵90 d后三处理VE含量与发酵0 d时相当，分别为65.49、59.51、87.17 mg/100 g。VC含量在整个发酵过程中呈下降趋势，发酵前期（0～30 d）迅速下降，30 d以后降速趋缓。发酵30 d和90 d鲊海椒A、B、C处理VC 含量分别为发酵0 d的46%、24%、24%和12%、13%、11%，发酵90 d后，3 种鲊海椒中VC的损失率基本相同。

2.2 不同淀粉源对制备鲊海椒发酵中主要功能成分的影响

2.2.1 鲊海椒发酵过程中类胡萝卜素及辣椒红素的变化

图2 鲊海椒发酵过程中类胡萝卜素含量及色价的变化Fig.2 Changes in carotenoids content and color value during the fermentation process of Zhahaijiao

由图2可知，类胡萝卜素含量及色价以添加芋头的C处理较高。A处理类胡萝卜素含量及色价呈缓慢上升趋势，发酵0 d和90 d类胡萝卜素含量分别为0.36、0.45 mg/g，色价分别为0.84、1.08；B处理类胡萝卜素含量及色价有缓慢下降趋势，发酵0 d和90 d类胡萝卜素含量分别为0.49、0.40 mg/g，色价分别为1.11、0.96；C处理类胡萝卜素含量及色价呈先降（0～15 d）后升（15～30 d）并趋于稳定（30～90 d）的趋势，发酵0、15、90 d类胡萝卜素含量分别为0.82、0.61、0.73 mg/g，色价分别为1.88、1.45、1.73，总体呈下降趋势。

2.2.2 鲊海椒发酵过程中生物碱类物质含量的变化

鲊海椒发酵过程中辣椒素及二氢辣椒素含量的变化Fig.3 Changes in capsaicin and dihydrocapsaicin contents during the fermentation process of Zhahaijiao图 3

由图3可知，3 种鲊海椒中辣椒素及二氢辣椒素含量随发酵时间延长呈下降趋势。其中，添加玉米的B处理中辣椒素及二氢辣椒素含量先快速下降（0～30 d）后缓慢下降（30～90 d），发酵90 d时，B处理中辣椒素及二氢辣椒素含量分别为发酵0 d时的51.6%和54.2%；A处理与C处理中的辣椒素与二氢辣椒素含量均缓慢下降，发酵90 d时，A处理辣椒素及二氢辣椒素含量分别为发酵0 d时的71.4%和70.4%，C处理分别为发酵0 d时的69.2%和75.6%。从原料中辣椒素和二氢辣椒素本底含量以及发酵90 d后的含量来看，均以玉米鲊海椒和玉米芋头丝混合发酵鲊海椒为高。

2.2.3 鲊海椒发酵过程中多酚类物质含量的变化

多酚作为抗氧化物，在预防癌症、心血管疾病、糖尿病、骨质疏松症、神经性病变及抗炎和抗菌等方面有重要的作用[15]。如表1所示，随发酵时间延长，三处理结合型多酚、游离型多酚及总酚含量均呈先升后降趋势，以发酵30 d时相对较高。添加粳米作为淀粉源的A处理结合型多酚含量下降，而游离型多酚和总酚含量增加，发酵90 d时分别为发酵0 d时的67.9%、124.9%和119.4%；添加玉米作为淀粉源的B处理鲊海椒在发酵过程中结合型多酚、游离型多酚和总酚均呈升高趋势，发酵90 d时分别为发酵0 d时的134.4%、109.6%和115.8%，发酵15 d以上各处理均显著高于发酵0 d的处理（P＜0.05）；添加玉米芋头丝的C处理则均呈下降趋势，发酵90 d时分别为发酵0 d时的52.0%、83.7%和72.7%，发酵15 d以上各处理均显著低于发酵0 d的处理（P＜0.05）。3 个处理游离型多酚和总酚峰值都出现在发酵30～45 d，从多酚利用和功能作用考虑，鲊海椒发酵时间以1～2 个月为宜，从多酚本底含量考虑，添加芋头丝作为淀粉源有利于提升鲊海椒中游离型多酚和总酚含量。

表1 鲊海椒发酵过程中多酚类物质含量变化Table 1 Changes in polyphenol contents during the fermentation process of Zhahaijiao mg GAE/100 g

2.2.4 鲊海椒发酵过程中黄酮类物质含量的变化

黄酮类化合物有显著的螯合及抗氧化性能，在改善记忆力、抑制肿瘤新血管形成、防治哮喘、治疗糖尿病及其并发症、防治骨质疏松等方面具有重要作用[16-20]。如表2所示，随发酵时间延长，三处理游离型黄酮及总黄酮含量均呈先升后降趋势，以发酵30～45 d时相对较高（P＜0.05）。从具体变化看，添加粳米作为淀粉源的A处理结合型黄酮、游离型黄酮和总黄酮含量均呈增加趋势，发酵90 d时分别为发酵0 d时的135.5%、106.2%和109.6%；添加玉米作为淀粉源的B处理鲊海椒在发酵过程中结合型黄酮、游离型黄酮和总黄酮有升有降，发酵90 d时分别为发酵0 d时的61.3%、110.1%和82.8%；添加玉米芋头丝的C处理则均呈下降趋势，发酵90 d时分别为发酵0 d时的61.8%、90.0%和78.4%。

表2 鲊海椒发酵过程中黄酮类物质含量变化Table 2 Changes in flavonoid contents during the fermentation process of Zhahaijiao mg芦丁/100 g

3 讨论与结论

鲊海椒发酵过程中，具有抗氧化作用的VE含量保持稳定，但VC含量持续下降，这与邓勇等[21]关于榨菜发酵中VC含量变化的报道一致。类胡萝卜素及辣椒红素含量在发酵过程中变化不大，但以添加芋头的C处理较高。有报道成熟辣椒果实采摘后，在贮藏过程中仍能合成类胡萝卜素，但其合成过程受温度及光照的影响，当水分含量降到一定值时中断其生物合成[22]。本研究中，可能受水分及微生物等综合影响，类胡萝卜素及色价仅发生波动变化，表明发酵对鲊海椒中类胡萝卜素及辣椒红素的变化影响不大。辣椒素及二氢辣椒素含量均随发酵时间延长呈下降趋势，以添加玉米的B处理降低较多，从原料本底及发酵90 d后的含量来看，以玉米鲊海椒和芋头丝玉米混合发酵鲊海椒为高。辣椒素可作为食品调味剂、保健/功能食品及外用药品的组成分，其在生物体内有加速代谢、镇痛止痒和抗炎等作用[23]。金红星等[24]报道辣椒素类物质发酵产物对小鼠营养性肥胖具有预防作用。辣椒素及二氢辣椒素含量降低，推测与微生物活动及有机酸的产生有关，可能转化为相应的辣椒素类似物。

游离型多酚、总酚、游离型黄酮和总黄酮含量在发酵过程中均呈先升后降趋势，以发酵30～45 d时相对较高。这与Lee等[25]报道用枯草芽孢杆菌对新鲜辣椒匀浆进行纯种发酵的结果一致。推测鲊海椒在自然条件下发酵，作为混菌发酵体系，微生物之间有相互竞争作用，且随着发酵中有机酸含量增加，其pH值降低，可能影响发酵体系中微生物及胞外酶的活性，从而影响发酵过程中鲊海椒总多酚及总黄酮的变化。多酚类和黄酮类物质作为抗氧化物，具有多种重要的生理功能。从多酚类和黄酮类物质的功能作用考虑，鲊海椒发酵时间以30～45 d为宜。

经分析不同淀粉源制备鲊海椒A、B、C三处理初始含水量分别为46.50%、45.57%和64.15%，以玉米芋头丝鲊海椒水分含量较高。以100 g可食部分计，A、B、C三处理初始总黄酮含量分别为52.66、50.51、85.56 mg芦丁/100 g，总多酚含量分别为118.55、107.62、214.60 mg GAE/100 g。从多酚和黄酮类本底含量考虑，添加芋头丝作为淀粉源有利于提升鲊海椒中总酚和黄酮类的含量。综合考虑3 种淀粉源及各种功能成分的变化，添加芋头丝或粳米作为淀粉源可提升部分功能成分含量，以发酵30～45 d的鲊海椒功能成分含量较高。

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Functional Components of Zhahaijiao, a Traditional Chinese Fermented Chili Product, Mixed with Starches from Different Botanical Sources during Fermentation

GE Pingzhen1,2, WANG Dan1, ZHOU Caiqiong1,*
(1. Chongqing Engineering Research Center of Regional Food, College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Guizhou Light Industry Scientific Research Institute, Guiyang 550007, China)

This study was designed to explore changes in functional components during the fermentation process of Zhahaijiao, a traditional Chinese fermented chili product, made with three different starches, namely japonica rice flour, corn flour and a corn flour-taro shreds mixture, respectively. The results showed that compared with the unfermented control, vitamin C content of Zhahaijiao with each of the three starches fermented for 90 days was significantly decreased while vitamin E remained stable. In addition carotenoids content and color value had little changes. Capsaicin and dihydrocapsaicin presented a downward trend with the extension of fermentation time, and Zhahaijiao with a ratio of chili to corn flour to taro shreds of 1:0.5:0.5 by weight had higher contents of these compounds. The contents of free and total polyphenols as well as free and total flavonoids in three kinds of Zhahaijiao were increased firstly and then decreased, and reached a relatively high level after fermentation for 30-45 days (P ＜ 0.05); they were more abundant in Zhahaijiao with japonica rice flour or taro shreds. Overall, Zhahaijiao with taro or rice starch contained high contents of some functional components. Zhahaijiao fermented for 30-45 days was more suitable for consumption because of the higher contents of functional components.

Zhahaijiao; starch source; antioxidant nutrients; carotenoids; polyphenols; flavonoids

TS201.4

A

1002-6630（2015）21-0191-05

10.7506/spkx1002-6630-201521036

2015-01-08

葛平珍（1989—），女，硕士研究生，研究方向为食品安全与质量控制。E-mail：gepingzhen1989@126.com

*通信作者：周才琼（1964—），女，教授，博士，研究方向为食品营养化学。E-mail：zhoucaiqiong@swu.edu.cn