鼠李糖乳杆菌发酵制备低糖黑蒜脯的工艺研究

李 超

(徐州工程学院，江苏 徐州 221018)

鼠李糖乳杆菌发酵制备低糖黑蒜脯的工艺研究

李 超

(徐州工程学院，江苏 徐州 221018)

采用单因素和Box-Behnken试验对鼠李糖乳杆菌发酵制备低糖黑蒜脯的工艺进行优化.实验结果表明：鼠李糖乳杆菌发酵制备低糖黑蒜脯的最佳工艺参数为发酵时间5.9 h、浸糖时间30.9 min和浸糖温度34.8 ℃，此时感官得分达最大值96.2.鼠李糖乳杆菌发酵制备黑蒜脯是一种良好的加工技术，它不仅保存了黑蒜的营养成分，而且增加了乳酸对人体所具有的保健功能.

鼠李糖乳杆菌；发酵；低糖；黑蒜；果脯

黑蒜是由新鲜大蒜在高温高湿条件下发酵若干月制备而成的，富含糖、蛋白质、氨基酸及肽类等营养成分[1-3]，具有抗氧化、抗衰老、降血糖、降血脂及杀菌等功效[4-10].鼠李糖乳杆菌(Lactobacillusrhamnosus)是研究最多的一种益生菌，肠道黏着率高，定植能力强，属于第3代益生菌，具有增强免疫力、预防和辅助治疗腹泻、降低胆固醇及排毒等功效[11-14].本文以黑蒜为原料，对鼠李糖乳杆菌发酵制备低糖黑蒜脯的工艺进行优化，以求为其开发利用提供技术参考.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黑蒜、白砂糖，市售；柠檬酸，山东柠檬生化有限公司；氯化钙，西陇化工有限公司；鼠李糖乳杆菌，仙农生物科技(上海)有限公司.

1.2 仪器

BGZ-76型电热鼓风干燥箱，郑州南北仪器设备有限公司；FA2104N型电子天平，上海双旭电子有限公司.

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

黑蒜→接种→发酵→加热浸糖→室温浸糖→沥糖→烘干→包装→成品.

1.3.2 操作要点

1)接种：将黑蒜投入到一定接种量的乳酸菌发酵剂中浸泡.

2)发酵：按照实验设计在干燥箱中恒温发酵.

3)加热浸糖：按照实验设计在干燥箱中加热浸糖.

4)室温浸糖：从干燥箱中取出，室温浸糖6 h.

5)烘干：在60 ℃条件下热风干燥至表面干爽不黏.

6)包装：将烘干的产品冷却后用真空包装机尽快包装即为成品.

1.3.3 实验设计

首先选取接种量、发酵温度、发酵时间、糖液质量分数、浸糖时间和浸糖温度为影响因素进行单因素实验；然后在单因素实验结果的基础上，选取发酵时间、浸糖时间和浸糖温度对感官得分影响显著的3个因素进行Box-Behnken试验优化，因素水平表见表1.

表1 因素水平表

采用最小二乘法拟合方程为：

式中：y为感官得分；x1、x2和x3为自变量；β0为常数项；β1、β2和β3为线性系数；β12、β13和β23为交互项系数；β11、β22和β33为二次项系数.

1.3.4 指标测定

水分检测按GB5009.3—2010标准执行[15]，总糖检测按GB/T10782—2006标准执行[16]，菌落总数检测按GB4789.2—2010标准执行[17]，大肠杆菌数检测按GB4789.3—2010标准执行[18].

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 鼠李糖乳杆菌接种量的确定

鼠李糖乳杆菌接种量的确定见表2.由表2可知,随着鼠李糖乳杆菌接种量的增加，感官得分先递增后递减.当鼠李糖乳杆菌接种量过低时，色泽黯淡，透明度差；当鼠李糖乳杆菌接种量过高时，酸味过浓；当鼠李糖乳杆菌接种量为2.5%时，产品均匀一致、有光泽、有透明感，块型完整，颗粒饱满，酸甜适中，质地软硬适中，感官得分达到最大值93.2.故选择鼠李糖乳杆菌接种量为2.5%.

表2 鼠李糖乳杆菌接种量的确定

2.1.2 发酵温度的确定

发酵温度的确定见表3.由表3可知，随着发酵温度的增加，感官得分先递增后递减.当发酵温度过低时，色泽较差，透明度较差；当发酵温度过高时，光泽较差，淡甜味；当发酵温度为40 ℃时，产品均匀一致，有光泽、有透明感，块型完整，颗粒饱满，无破裂，酸甜适中，质地软硬适中，感官得分达到最大值96.0.故选择发酵温度为40 ℃.

表3 发酵温度的确定

2.1.3 发酵时间的确定

发酵时间的确定见表4.由表4可知，随着发酵时间的增加，感官得分先递增后递减.当发酵时间过短时，色泽较差，透明度较差；当发酵时间过长时，偏酸味；当发酵时间为6 h时，产品均匀一致，有光泽、有透明感，块型完整，颗粒饱满，无破裂，酸甜适中，质地软硬适中，感官得分达到最大值96.0.故选择发酵时间为6 h.

表4 发酵时间的确定

2.1.4 糖液质量分数的确定

糖液质量分数的确定见表5.由表5可知，随着糖液质量分数的增加，感官得分先递增后递减.当糖液质量分数过低时，只有淡甜味；糖液质量分数过高时，透明度差，干缩、返砂且甜味过浓；当糖液质量分数为30%时，产品均匀一致，有光泽、有透明感，块型完整，颗粒饱满，无破裂，酸甜适中，质地软硬适中，感官得分达到最大值96.0.故选择糖液质量分数为30%.

表5 糖液质量分数的确定

2.1.5 浸糖时间的确定

浸糖时间的确定见表6.由表6可知，随着浸糖时间的增加，感官得分先递增后递减.当浸糖时间过短时，稍微透明，只有淡甜味；当浸糖时间过长时，色泽黯淡、透明度差，干缩、返砂且甜味过浓；当浸糖时间为30 min时，产品均匀一致，有光泽、有透明感，块型完整，颗粒饱满，无破裂，酸甜适中，质地软硬适中，感官得分达到最大值96.0.故选择浸糖时间为30 min.

表6 浸糖时间的确定

2.1.6 浸糖温度的确定

浸糖温度的确定见表7.由表7可知，随着浸糖温度的增加，感官得分先递增后递减.当浸糖温度过低时，色泽黯淡，透明度较差；当浸糖温度过高时，色泽黯淡，透明度差，甜味较浓；当浸糖温度为35 ℃时，产品均匀一致，有光泽、有透明感，块型完整，颗粒饱满，无破裂，酸甜适中，质地软硬适中，感官得分达到最大值96.0.故选择浸糖温度为35 ℃.

表7 浸糖温度的确定

2.2 Box-Behnken试验

2.2.1 模型建立及显著性检验

表8 Box-Behnken试验结果

方差分析结果见表9.

表9 方差分析结果

注：*表示P<0.05;**表示P<0.01.

2.2.2 响应曲面分析与优化

依据回归方程，作响应曲面图，见图1～图3.比较3组响应面图并结合表9中P值可知，模型的一次项都显著；交互项和二次项极显著.对所得到的方程逐步回归，删除不显著项，再求一阶偏导，并令其为0，得最佳工艺参数为发酵时间5.9 h、浸糖时间30.9 min和浸糖温度34.8 ℃，此时感官得分达最大值95.8，经3次验证实验，实测值96.2.

图1 发酵时间和浸糖时间相互作用响应面

图2 发酵时间和浸糖温度相互作用响应面

图3 浸糖时间和浸糖温度相互作用响应面

2.3 产品质量指标

1)感官指标：均匀一致，有光泽、有透明感，块型完整，颗粒饱满，无破裂，酸甜适中，质地软硬适中.

2)理化指标：水分16%～22%，总糖(以转化糖计)≤40%.

3)微生物指标：菌落总数≤500 CFU/g，大肠菌群≤30 MPN/100 g，致病菌不得检出.

3 结论

鼠李糖乳杆菌发酵制备低糖黑蒜脯的最佳工艺参数为：发酵时间5.9 h，浸糖时间30.9 min，浸糖温度34.8 ℃，此时感官得分达最大值96.2；采用鼠李糖乳杆菌发酵制备黑蒜脯是一种良好的加工技术，它不仅保存了黑蒜的营养成分，而且增加了乳酸对人体所具有的保健功能，是一项具有广阔应用前景的加工技术.

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(编辑 武 峰)

Preparation of Low-sugar Black Garlic Fruit UsingLactobacillusrhamnosus

LI Chao

(Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221018, China)

The preparation of low-sugar black garlic fruit usingLactobacillusrhamnosuswas optimized by the technology of single factor test and Box-Behnken test in the paper.The results show that the optimal parameters for preparing low-sugar black garlic fruit usingLactobacillusrhamnosuswere fermentation time 5.9 h,sugar soaking time 30.9 min and sugar soaking temperature of 34.8 ℃.Under the optimum conditions,the sensory score reached the maximum value 96.2.The preparation of low-sugar black garlic fruit usingLactobacillusrhamnosusis a good processing technology.It not only preserved the nutritional components of black garlic,but also increased the health care function of lactic acid to the human body.

Lactobacillusrhamnosus;fermentation;low-sugar;black garlic;preserved fruit

2016-08-17

国家星火计划项目(2014GA690101，2014GA90103)；国家科技富民强县专项行动计划项目(BN2012102)；徐州市科技计划项目(KC15N0019)；徐州工程学院青年项目(XKY2014321)

李 超(1978-)，男，副教授，博士，主要从事天然产物化学与食品加工研究.

TS255.41

A

1674-358X(2016)04-0037-07