微波预处理制备黑蒜工艺优化及品质比较

朱新鹏，全玉洁

（1.安康学院现代农业与生物科技学院，陕西 安康 725000；2.陕西省富硒食品工程实验室，陕西 安康 725000）

大蒜在我国多以调味品的形式出现在人们的日常生活中，因具有杀菌、消炎、抗氧化、抗癌、抗冠心病、降血糖、降血脂、调节免疫和防辐射等多种功能而被人们重视，被誉为天然广谱抗生素[1]。由于鲜蒜本身存在辛辣味和强烈的刺激性，食用后会产生令人难以接受的蒜臭味，过多食用还会造成对人体多个部位不同程度的危害，如刺激胃黏膜，长期大量食用后严重损伤人体的眼睛和肝脏[2-3]。

黑蒜又名黑大蒜、发酵黑蒜，是在适宜的温度和湿度条件下由大蒜制备而成的蒜制品。黑蒜在加工过程中发生了复杂的变化，颜色逐渐由浅加深。制成黑蒜后消除了大蒜的辛辣味和蒜臭味，不会对胃肠道造成刺激而出现不良的症状，给人的感觉是酸甜适口，柔软而富有弹性，可以直接食用，不用再进行处理。加工后的黑蒜中含有大量的功能性成分，如多酚、含硫化合物、生物碱、类黑素以及一些微量元素如硒、锗等，赋予了黑蒜比鲜大蒜更强大的功效，更容易被人体吸收，其药理效果也得到增强[4-9]，因此，黑蒜具有很好的发展前景。

黑蒜品质受大蒜品种、加工前处理和加工工艺等的影响。王瑜等[10]比较了独头蒜和多瓣蒜制备黑蒜的主要成分，证明二者无明显差异。王海粟等[11]采用-18℃低温冷冻预处理与变温相结合的工艺制得黑蒜，与传统黑蒜进行比较，表明结合冷冻预处理的新工艺可以缩短处理周期，而且其感官和营养品质均达到或优于市售传统黑蒜。赵雪晴等[12]研究证实，经低温冷冻预处理后得到的黑蒜品质更好。钟成等[13]采用超高压预处理与发酵联用的方法制备了黑蒜，表明超高压预处理时间对黑蒜的营养成分含量有显著影响。吴清梅等[14]研究了两种不同工艺制备的黑蒜品质，发现所制黑蒜的成分有显著差异。

微波技术以其在加热、杀菌、萃取、膨化等方面的独特优势在食品行业被广泛应用，给食品加工注入了新的生命力[15]。本文优化了大蒜经过微波预处理的黑蒜加工工艺，分析了微波预处理对黑蒜品质的影响，以期为黑蒜加工工艺的改进提供参考借鉴。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

紫皮独头大蒜，购于云南省大理市。

盐酸、冰乙酸、硫酸铜、亚铁氰化钾、乙酸锌、氢氧化钠、碳酸钠、酒石酸钾钠、葡萄糖，均为分析纯；Folin-酚试剂，上海荔达生物科技有限公司产品；没食子酸标准品，广东光华科技股份有限公司产品。

1.1.2 仪器与设备

G70F20CN3P-ZS（W0）型微波炉，SX-4-20 型高温电阻炉，TGL-16G型高速台式离心机，DK-98-11A型电热恒温水浴锅，SHZ-D（III）型循环水式多用真空泵，A1004N型电子天平，SF-G100型黑蒜锅，PHS-3C型pH计，V-1100D型可见分光光度计。

1.2 方法

1.2.1 黑蒜的制备

挑选大小均一、形状规则、完好无损的独蒜，平均质量(45±2)g，去掉外部几层表皮及泥土等，保留最里面的1层表皮。将独蒜按设定的微波功率、时间在微波炉中进行处理。之后取出，将独蒜整齐摆放于黑蒜锅中的蒜头支架上，处理过程中，前120 h温度为80℃，后期温度为70℃，相对湿度则维持在60%~80%之间。黑蒜制备好之后，待冷却至室温后取出备用。

1.2.2 微波预处理单因素试验

1.2.2.1 微波预处理功率的筛选

分别取6个独蒜放入微波炉中，分别在微波功率70、280、490、700 W 功率下处理 6 s，之后置于黑蒜锅中制备12 d。

1.2.2.2 微波预处理时间的筛选

分别取6个独蒜放入微波炉中，在280 W功率下分别处理 3、6、9、12 s，之后置于黑蒜锅中制备 12 d。

1.2.2.3 制备处理时间的筛选

分别取6个独蒜放入微波炉中，在280 W功率下处理 6 s，在黑蒜锅中分别制备 6、8、10、12 d。

1.2.2.4 独蒜投料量的筛选

分别取6、8、10、12个独蒜放入微波炉中，在280W功率下处理6 s，在黑蒜锅中制备12 d。

1.2.3 微波预处理的正交试验

在单因素试验的基础上，采用L9(34)进行正交试验设计，优化微波预处理的黑蒜加工工艺。正交试验因素水平见表1。

表1 微波预处理工艺正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal test of microwave pretreatment process

1.2.4 测定项目与方法

1.2.4.1 总酚含量

采用福林法测定，总酚含量结果以没食子酸计，标准曲线的制作参考鲍建峰等[16]的方法。所测没食子酸标准品浓度和吸光值的标准曲线见图1。R2=0.998 8，说明标准品溶液在所测浓度范围与吸光度具有良好的线性相关性。

1.2.4.2 还原糖含量

采用GB 5009.7—2016[17]中的直接滴定法测定。

1.2.4.3 总酸含量

按GB/T 12456—2008[18]中的pH电位法测定。

1.2.4.4 蒜氨酸含量

采用定硫法[19]测定。

1.2.4.5 黑蒜的感官评价

以黑蒜的色泽、质地、气味、口感作为评定感官指标[20]，选10位经培训的测试者对其进行感官评价，测定结果以平均值计，评定标准见表2。

1.2.5 数据处理

采用Excel软件作图，用SPSS 17.0对试验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 微波预处理功率对黑蒜总酚的影响

由图1可知，随微波处理功率的增大，黑蒜中的总酚含量呈现先增大后减小的趋势，微波处理功率为280 W时，总酚含量达到最高值，之后增大微波处理功率，总酚含量下降。由于微波预处理大蒜过程中会产生热效应，这种热效应对大蒜细胞内的极性物质进行选择性加热，从而对黑蒜中的总酚产生影响。

2.1.2 微波预处理时间对黑蒜总酚的影响

由图2可见，随着微波预处理时间的延长，黑蒜总酚含量前期呈缓慢上升趋势，微波预处理为12 s时达到最大值。由于微波所具有的加热和干燥作用，继续延长时间将导致大蒜水分大幅下降，不利于后续的处理并导致制备的黑蒜干硬。因而，进行微波预处理时间不宜再延长。

2.1.3 制备时间对黑蒜总酚的影响

由图3可见，随着制备处理时间的增加，黑蒜总酚含量呈先上升后下降的趋势，在制备时间为10 d时，总酚含量达到最大值。可能是经微波预处理后的大蒜在制备前期，其他物质如糖类、有机酸等转化为酚类物质，导致总酚含量升高。而在制备后期，随着时间的延长，酚类物质发生分解转化为其他物质，导致总酚含量下降。

2.1.4 独蒜投料量对黑蒜总酚的影响

由图4可见，随着独蒜投放量的增加总酚含量虽有下降，但下降的程度很低。可能是在试验范围内，独蒜投放量的增加对微波处理不敏感。所以在正交试验中不列为考察因素，以投放6个独蒜进行正交试验。

2.2 正交试验结果

由表3可以看出，对黑蒜总酚含量各因素影响的主次顺序为：B微波预处理时间＞A微波预处理功率＞C制备时间。微波预处理制备黑蒜的优化工艺为：A3B3C2，这一结果与正交试验中9号相同，即在投放6个独蒜，微波预处理功率为490 W下处理12 s后，制备处理10 d（其中前120 h温度为80℃，后期温度为70℃），相对湿度则维持在60%~80%之间。

表3 微波预处理工艺正交试验结果Table 3 Results of the orthogonal experiment of microwave pretreatment process

2.3 验证试验及品质比较

根据优化的微波预处理工艺制备黑蒜，以不经微波预处理（其他工艺条件相同）制备的黑蒜作为对照，同时进行3次平行试验进行品质比较，测定其总酚、还原糖、总酸、蒜氨酸含量，并进行感官评定，结果见表4。

由表4可以看出，经微波预处理工艺制备的黑蒜，与不经微波处理工艺制备的黑蒜，在总酚、还原糖、总酸含量上极显著高于对照（P＜0.01），而二者的蒜氨酸含量无显著差异。感官评定结果表明，微波预处理工艺制备的黑蒜评分高于对照。

表4 验证试验与空白试验结果Table 4 Results from the confirmatory experiment and from the control

3 结论

本试验将微波用于黑蒜加工的预处理，在单因素试验的基础上，采用正交试验优化的工艺为：投放6个独蒜，微波预处理功率490 W，微波预处理时间12 s，制备处理时间10 d（其中前120 h温度为80℃，后期温度为70℃），相对湿度维持在60%～80%之间。在该工艺条件下，黑蒜的总酚、还原及总酸含量均极显著高于对照（P＜0.01），感官评定结果较好。说明在黑蒜的制备中，可以对大蒜先经微波进行预处理，再在高温高湿条件下制备黑蒜，黑蒜品质能得到有效提高，且时间较短。