发酵型滁菊酱的工艺优化

周頔*，许小倩，潘东润，杜庆飞，蔡华珍

滁州学院生物与食品工程学院（滁州 239000）

滁菊是国家地理标志产品，具有良好的药用功效，是卫生部明确批准的药食兼用植物。研究表明，滁菊含有挥发性精油、多糖、黄酮和多酚等成分[1]，具有优良的降血压、抗病毒、抗氧化、增强免疫等多种功能[2]。尽管滁菊营养成分及功能特性受到广大消费者认可，但其食用形式仍主要是干制菊花用作茶饮，精深加工水平低[3]，不利于滁菊的综合开发利用与推广。

国内盛产鲜花的地区常将可食用花制作成鲜花酱，不仅可以保存鲜花自身的主要活性成分，且外观、滋味怡人，深受消费者喜爱。市售菊花酱的制备方法主要是将整颗菊花糖渍后再进行自然发酵，一般需要发酵数月[4]。传统糖渍法虽简单易行，但制得的鲜花酱一方面酱体颜色呈深褐色、花形破坏严重、甜腻感重，另一方面自然发酵周期长且易受到季节因素影响导致品质不稳定。为改善菊花酱食用品质，有学者尝试新方法制备鲜花酱，如揭国良[5]用超高压技术将鲜花中酶和微生物灭活，以保持酱体中鲜桂花的香气、颜色、风味及营养成分；周俊[6]运用酶法加发酵技术，得到色泽、香气佳，花青素活性保留度高的玫瑰花酱。有研究发现利用乳酸菌发酵鲜花酱可有效调节酱体的色泽、口感、香气等，但相关研究还很少。

副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）属乳杆菌属，是从干酪乳杆菌亚种中划分出的新种。具有调节肠道生态平衡、降血压、预防糖尿病发生、增强免疫力、抑菌等生理功能，广泛存在于人体口腔、肠道、发酵乳制品和植物原料发酵物等环境中[7-8]。已有将副干酪乳杆菌用于乳制品、肉制品、功能食品加工中，增加产品中的营养成分并调节产品风味[9]，但将其用于发酵菊花酱的研究仍鲜见报道。

试验以滁菊花瓣为原料，利用副干酪乳杆菌发酵产生有机酸，改善其食用品质。考察菌种添加量、发酵时间、葡萄糖添加量和蜂蜜添加量4个因素协同作用对发酵型滁菊酱品质的影响，综合考虑滁菊酱感官、色泽、质构、黄酮和多酚含量变化，通过正交试验得到最佳工艺参数，以期为发酵型鲜花酱的开发利用提供支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

滁菊、白砂糖、蜂蜜等、乳糖、葡萄糖（市售）；黄原胶（河南舒怡生物科技有限公司）；副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）（中国工业微生物菌种保藏管理中心）；MRS肉汤（杭州百思生物技术有限公司）；芦丁、酒石酸钾钠、无水乙醇、硫酸亚铁、没食子酸等（天津市科密欧化学试剂有限公司）；所用试剂均为分析纯。

TA-XT plus食品质构-物性测试仪（英国Stable Micro Systems公司）；CR-400美能达分光测色仪（深圳市天友利标准光源有限公司）；LHS-250生化培养箱（上海培因实验仪器有限公司）；PHS-3C酸度计（上海越平科学仪器有限公司）；L530离心机（广州瑞丰实验设备有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 发酵型滁菊酱的工艺流程

1) 菊花瓣过筛

将菊花瓣过筛，筛去其中残留的菊花花心和菊花叶，选取无虫、较完整菊花瓣15 g备用。

2) 加入辅料搅拌

将蜂蜜、葡萄糖按照单因素设置的水平分别进行添加，同时添加5%乳糖、2%白砂糖，加水充分混合均匀。

3) 菌种离心收集

将副干酪乳杆菌扩大培养后，用离心机在5 000 r/s条件下离心5 min后，用0.85%生理盐水将其调为悬浮液，放在4 ℃环境下储藏，作为发酵剂备用。

4) 加菌发酵

在无菌环境下接种一定量的副干酪乳杆菌到菊花酱料中，在36 ℃发酵箱中发酵一定时间后取出。副干酪乳杆菌的接种量和发酵时间按照单因素设置的水平进行设定。

5) 调整稠度

加入称量后的0.9%黄原胶搅拌均匀，使滁菊花瓣均匀悬浮在酱体中。

6) 灌装杀菌

将发酵后的菊花酱灌装至玻璃瓶中，置于90 ℃下杀菌30 min。

7) 冷却

将杀菌后的滁菊酱自然冷却至室温。

1.2.2 单因素试验

预试验发现滁菊花瓣最适添加量1.5%，该添加量下滁菊酱香气、外观、口感适中。滁菊花瓣过多会使菊花酱香味过于浓郁，引起消费者的感官不适；过少则香气过淡，外观不足。副干酪乳杆菌最适生长温度36 ℃，因此试验中发酵温度定为36 ℃。在此基础上，以未发酵滁菊酱作对照，选取菌种添加量、发酵时间、葡萄糖添加量、蜂蜜添加量4个因素进行试验。其中菌种添加量水平为1%，2%，3%，4%和5%（按终产品质量百分比），固定菌种发酵6 h、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%；菌种发酵时间水平为5，6，7，8和9 h，固定菌种添加量1%、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%；葡萄糖添加量水平为1%，2%，3%，4%和5%，固定菌种添加量1%、菌种发酵6 h、蜂蜜添加量20%；蜂蜜添加量水平为10%，15%，20%，25%和30%，固定菌种添加量1%、菌种发酵6 h、葡萄糖添加量2%。综合考虑滁菊酱的黄酮含量、多酚含量、色泽、质构和感官评分确定较为合适的添加范围。在此基础上进行正交试验，确定滁菊酱最佳工艺参数。

1.2.3 发酵型滁菊酱的正交试验

在单因素试验的基础上，采用四因素三水平，按L9(34)正交设计进行正交试验，各因素及水平设计如表1所示。

表1 正交设计因素与水平表

根据单因素试验结果，在正交试验中选择黏度、色泽L*值、色泽b*值、感官评分、黄酮含量和多酚含量6个指标，采用综合加权评分法进行参数优化[10]，其中黏度越大、L*值越大、b*值越大、感官评分越高、黄酮和多酚含量越高则综合评分越高。在加权评分时，设定最大黏度为100分，其权重系数为0.1；设定最大L*值为100分，其权重系数为0.1；设定最大b*值为100分，其权重系数为0.1；设定最高感官评分为100分，其权重系数为0.3；设定最大黄酮含量为100分，其权重系数为0.2；设定最大多酚含量为100分，其权重系数为0.2。

式中：T1为试验组感官评分；T2为试验组黄酮含量；T3为试验组多酚含量；T4为试验组黏度值；T5为试验组L*值；T6为试验组b*值；T1max、T2max、T3max、T4max、T5max、T6max均为相应指标中试验组最大值。

1.2.4 滁菊酱品质测定方法

1.2.4.1 滁菊酱色泽的测定

用色差计测色差值，记录L*值（明亮度）、a*值（红绿度）和b*值（黄蓝度），每个样品测6个点，取平均值。

1.2.4.2 滁菊酱质构的测定

采用TA-XT plus物性测试仪测定滁菊酱浓稠度和黏度：探头型号A/BE，测前速度1.00 m/s，测中速度1.00 m/s，测后速度1.00 m/s，触发力5.0 g，位移15 mm[11]。

1.2.4.3 感官评价

选取10名味觉正常的人组成评定小组，感官评价表主要包括滁菊酱的外观形态、色泽、口感、气体和总体可接受性5个方面[12]，总评分以100分计。评分标准见表2。

1.2.4.4 黄酮含量测定

以NaNO2-Al(NO3)3-NaOH为显色剂，用分光光度法测定滁菊酱中黄酮含量。以试剂空白为对照，在510 nm波长处测定吸光度，根据标准曲线计算所测样品的黄酮含量[13]。

1.2.4.5 多酚含量测定

采用GB/T 8313—2018《茶叶中茶多酚和儿茶素类含量的检测方法》，用分光光度法测定滁菊酱中多酚含量。以试剂空白为对照，在540 nm波长处测定吸光度，根据标准曲线计算所测样品的多酚含量[14]。

1.2.5 数据处理

采用Excel进行数据计算及作图，采用SPSS软件对试验数据进行显著性分析，显著性水平p＜0.05。

2 结果与讨论

2.1 影响滁菊酱品质的单因素试验

2.1.1 菌种添加量对滁菊酱品质的影响

图1显示，随着菌种添加量提高，黄酮和多酚含量先升后降，菌种添加量1%时含量最高，且均大于对照组。有研究表明，利用益生菌发酵能将产品中黄酮、多酚类物质进行提取并尽可能提高其含量[15]，这可能是添加1%副干酪乳杆菌使得滁菊酱中黄酮和多酚含量增加的原因。菌种添加量高于1%后，产品中的黄酮和多酚含量逐步减少，这可能是由于大量菌种需要消耗滁菊酱中的营养成分以满足自身代谢需求。

表2 感官评定分值表

图1 菌种添加量对滁菊酱黄酮和多酚含量的影响

表3显示色泽方面，菌种的添加会使滁菊酱明亮度L*值显著增大，且添加量越高L*值越大；菌种添加量小于4%时，滁菊酱b*值明显低于对照组，添加量大于4%时，滁菊酱的b*值略高于对照组。色泽结果表明菌种的添加会使菊花酱更加明亮、黄度值下降，这可能是因为菌种发酵产生的一些产物会影响酱体色泽，且随着添加量增大，发酵产物的类型和数量也会发生变化，最终影响滁菊酱色泽变化。结合感官发现，添加1%～5%菌种发酵得到的酱体颜色均较黄亮，可被测试者接受。质构方面，菌种的添加会使滁菊酱的浓稠度和黏度增大，且随着菌种添加量的提高，浓稠度和黏度逐渐增大。这可能是副干酪乳杆菌发酵产出的胞外多糖增加了产品的浓稠度和黏度，乳酸菌胞外多糖通常以与细菌细胞表面相关联的胶囊或分泌到周围介质中的粘液两种形式存在，可有效增加产品黏度[16]。感官发现添加2%菌种发酵得到的滁菊酱评分最高，产品酸甜适中、滋味佳；菌种添加量大于2%后，滁菊酱口感偏酸。综合分析，正交试验选择添加菌种量1%，2%及3%这3个水平。

表3 菌种添加量对滁菊酱食用品质的影响

2.1.2 不同发酵时间对滁菊酱品质的影响

图2显示，与未发酵滁菊酱相比，添加菌种发酵一定时间会使滁菊酱中黄酮与多酚含量增加；随着发酵时间延长，黄酮和多酚含量均呈先增后减趋势，发酵7 h滁菊酱的黄酮和多酚含量最高。这可能是由于适当时间的菌种发酵可有效提取并富集产品中营养成分，但随着发酵时间不断增加，菌种生长代谢所需消耗的营养成分不足，又会消耗黄酮等营养成分[15]。

表4显示色泽方面，随着发酵时间延长，滁菊酱的亮度L*值和黄度b*值无明显趋势且总体差异不大，但发酵滁菊酱的亮度L*值均高于对照组，说明发酵得到的一些产物能够增加产品的明亮度。质构方面，随着发酵时间增加，滁菊酱的浓稠度及黏度均逐渐减小，这可能与菌种发酵产酸有关。有研究表明，副干酪乳杆菌发酵产物是酸性多糖，多糖通过分子间斥力使分子伸展而分散在水中，形成较稳定的构象。随着发酵时间延长，菌种不断产酸导致溶液pH下降，容易破坏这种稳定的构象，最终使溶液黏度和浓稠度下降[17]。感官发现未发酵滁菊酱口感偏甜，评分较低；发酵6 h的滁菊酱酸甜适中、浓稠度适宜、口感最佳；发酵超过6 h后，滁菊酱酸度增加导致评分下降。综合分析，正交试验发酵时间选择5，6和7 h这3个水平。

图2 发酵时间对滁菊酱黄酮和多酚含量的影响

表4 发酵时间对滁菊酱食用品质的影响

2.1.3 不同葡萄糖添加量对滁菊酱品质的影响

葡萄糖是副干酪乳杆菌发酵所需的底物，其含量多少不仅影响滁菊酱口感，也会大大影响菌的生长情况，进而影响滁菊酱的品质。图3显示，随着葡萄糖添加量提高，黄酮和多酚含量先降后增，葡萄糖添加量3%时达最低值。这种趋势可能是因为葡萄糖含量较低时，菌种生长所需底物不足因而消耗产品中本身含有的黄酮和多酚物质；但随着葡萄糖增多，菌种的生长代谢有足够的底物，且菌种发酵开始提取并富集产品中的黄酮和多酚，使其含量增加。

表5显示色泽方面，随着葡萄糖添加量提高，滁菊酱亮度L*值先增后减、b*值无显著规律。此外，葡萄糖添加量低于2%时，滁菊酱明亮度高于未发酵滁菊酱。质构方面，随着葡萄糖添加量的提高，滁菊酱浓稠度和黏度呈增大趋势。这说明葡萄糖作为发酵底物可使菌种生长产生胞外多糖，从而增加产品的粘性。感官发现葡萄糖添加量2%时滁菊酱评分最高，此时产品酸甜可口、黏度适中、风味佳。综合分析，正交试验葡萄糖添加量选择1%，2%和3%这3个水平。

2.1.4 不同蜂蜜添加量对滁菊酱品质的影响

图4显示，随着蜂蜜添加量增加，黄酮和多酚含量整体呈增大趋势。蜂蜜中含有一定量的黄酮和多酚物质，因而添加量越高、黄酮和多酚含量越高；即使菌种发酵生长消耗少量蜂蜜中的葡萄糖，但对产品中的黄酮和多酚含量无显著影响。

图3 葡萄糖添加量对滁菊酱黄酮和多酚含量的影响

表5 葡萄糖添加量对滁菊酱食用品质的影响

图4 蜂蜜添加量对滁菊酱黄酮和多酚含量的影响

表6显示色泽方面，随着蜂蜜添加量提高，滁菊酱黄度b*值呈增大趋势且均比对照组高，亮度L*值无明显规律。这可能是因为蜂蜜本身呈黄亮色，添加至产品中会对终产品色泽产生显著影响。质构方面，随着蜂蜜添加量增加，菊花酱黏度呈增大趋势，而浓稠度无明显规律。蜂蜜中含有一定量的葡萄糖，可作为副干酪乳杆菌发酵的底物，菌种发酵产出的胞外多糖增加了滁菊酱的黏度。感官评分呈先增后减趋势，蜂蜜添加量25%时评分最高，此时滁菊酱风味醇正、甜酸比适宜、口感顺滑、风味优良。综合分析，正交试验蜂蜜添加量选择15%，20%和25%的3个水平。

表6 蜂蜜添加量对滁菊酱食用品质的影响

2.2 发酵型滁菊酱正交试验

按照表1设计正交试验，测定滁菊酱的黄酮和多酚含量、质构、色泽和感官5个指标，正交试验结果及方差分析如表7和表8所示。

由表7可知，各因素对滁菊酱综合评分影响大小顺序依次为：C（葡萄糖添加量）＞A（副干酪乳杆菌添加量）＞B（发酵时间）＞D（蜂蜜添加量）。k值和综合评分均显示最优工艺参数为A1B2C2D2，即4种因素水平的最佳组合为：副干酪乳杆菌添加量1%，发酵时间6 h，葡萄糖添加量2%，蜂蜜添加量20%。

由表8可知，菌种添加量、发酵时间和葡萄糖添加量对发酵型滁菊酱的品质有显著性影响（FA＞F0.05临界值），其中葡萄糖添加量影响最大，而蜂蜜添加量对发酵型滁菊酱的品质无显著性影响（FA＜F0.05临界值）。

3 结论

以滁菊花瓣为原料，添加副干酪乳杆菌制作发酵滁菊酱，成品具有滁菊天然的香气、口味酸甜、色泽黄亮、浓稠适宜，黄酮和多酚营养成分保留度高。在黄酮和多酚保留度方面，菌种添加量提高和发酵时间越长均会使产品中2种物质含量先增后降、蜂蜜添加量提高会使2种物质不断增多、葡萄糖添加量提高会使2种物质先降后增。色泽方面，菌种添加量提高会使滁菊酱的明亮度增大、黄度下降，葡萄糖添加量提高会使滁菊酱明亮度先增后降，蜂蜜添加量提高会使滁菊酱黄度值上升。质构方面，菌种、葡萄糖和蜂蜜添加量提高均会使滁菊酱浓稠度和黏度增大，发酵时间越长滁菊酱浓稠度和黏度减小。

正交试验结果显示制作发酵滁菊酱的最佳工艺组合为：副干酪乳杆菌添加量1%、发酵时间6 h、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%。