保加利亚乳杆菌预处理制备液态黑蒜技术研究

2024-12-31 00:00:00贾庆超刁伟李柯莹李萌李庆伟张丹王崇华
中国调味品 2024年11期
关键词:预处理

摘要:文章研究了保加利亚乳杆菌预处理制备液态发酵黑蒜技术。以新鲜大蒜为原料,在180 ℃高温下分别对大蒜瓣进行9,10 min蒜氨酸酶灭活,将灭活后的蒜瓣处理成粒径为4 mm的颗粒,加水至液料比为4∶1,添加保加利亚乳杆菌比例为4%、5%、6%,室温下共存16,24,32 h,于恒温80 ℃发酵制备液态黑蒜,以未添加保加利亚乳杆菌的大蒜制备的液态黑蒜为参照(简称未处理),考察共存时间、保加利亚乳杆菌比例和灭酶时间对液态黑蒜品质的影响。液态黑蒜制备的最优条件为高温180 ℃、蒜氨酸酶灭活10 min、保加利亚乳杆菌比例6%、共存时间32 h、发酵时间18 d,此时总酸含量为48.48 g/kg,氨基酸态氮含量为7.79 g/100 g,还原糖含量为44.61 g/100 g,褐变值为62.49,总酚含量为8.779 mg/g,DPPH·、·OH清除率分别为66.92%、45.97%,相比于未处理的液态黑蒜,总酸含量是其3.88倍,氨基酸态氮含量是其1.41倍,还原糖含量是其2.23倍,褐变度是其1.31倍,总酚含量是其1.48倍,DPPH·、·OH清除率分别是其1.40倍和1.15倍。保加利亚乳杆菌预处理制备液态黑蒜技术可以提升黑蒜的品质,缩短黑蒜的发酵时间,具有较广阔的应用前景。

关键词:液态发酵黑蒜;蒜氨酸酶;预处理;保加利亚乳杆菌;品质指标;共存时间;添加比例

中图分类号:TS201.3""""" 文献标志码:A"""" 文章编号:1000-9973(2024)11-0127-09

Study on Preparation Technology of Liquid Black Garlic by

Pretreatment with Lactobacillus bulgaricus

JIA Qing-chao1, DIAO Wei1, LI Ke-ying1, LI Meng1, LI Qing-wei2,

ZHANG Dan2, WANG Chong-hua2*

(1.School of Food Science and Engineering, Zhengzhou University of Science and Technology,

Zhengzhou 450064, China; 2.Henan Vocational College of Agriculture,

Zhengzhou 451450, China)

Abstract: In this paper, the preparation technology of liquid fermented black garlic by pretreatment with Lactobacillus bulgaricus is studied. With fresh garlic as the raw material, garlic cloves are inactivated with alliinase at a high temperature of 180 ℃ for 9,10 min respectively. The inactivated alliinase cloves are processed into particles with a diameter of 4 mm. Water is added until the liquid-solid ratio is 4∶1, and the proportion of Lactobacillus bulgaricus is 4%, 5%, 6%. Garlic and Lactobacillus bulgaricus coexist at room temperature for 16, 24, 32 h, and then they are fermented at a constant temperature of 80 ℃ to prepare liquid black garlic. Using liquid black garlic prepared with garlic without adding Lactobacillus bulgaricus as the reference (referred to untreated group), the effects of coexistence time, proportion of Lactobacillus bulgaricus and enzyme inactivation time on the quality of liquid black garlic are investigated. The optimal conditions for preparation of liquid black garlic are as follows: alliinase is inactivated at a high temperature of 180 ℃ for 10 min, the proportion of Lactobacillus bulgaricus is 6%, the coexistence time is 32 h and the fermentation time is 18 d. At this time, the total acid content is 48.48 g/kg, amino" acid nitrogen content is 7.79 g/100 g, the reducing sugar content is 44.61 g/100 g, the browning value is 62.49, the total phenolic content is 8.779 mg/g, the DPPH·,·OH scavenging rates are 66.92%, 45.97% respectively. Compared with untreated liquid black garlic, the total acid content is 3.88 times, the amino acid nitrogen content is 1.41 times, the reducing sugar content is 2.23 times, the browning degree is 1.31 times, the total phenolic content is 1.48 times, and the DPPH · and · OH scavenging rates are 1.40, 1.15 times respectively. The preparation technology of liquid black garlic by pretreatment with Lactobacillus bulgaricus can improve the quality of black garlic, shorten the fermentation time of black garlic, and has broad application prospects.

Key words: liquid fermented black garlic; alliinase; pretreatment; Lactobacillus bulgaricus; quality indexes; coexistence time; addition proportion

收稿日期:2024-06-06

基金项目:河南省教育厅高等学校重点研究项目(24B550021);2022年度郑州科技学院研究项目(XJKY08);农业农村部大宗粮食加工实验室开放课题(DZLS201704);河南农业职业学院校级科研团队项目(HNACKT202302)

作者简介:贾庆超(1981—),男,副教授,硕士,研究方向:发酵制品。

*通信作者:王崇华(1981—),男,讲师,硕士,研究方向:农作物。

黑蒜是新鲜大蒜在高温高湿的环境下加工而成的一种无辛辣刺激感、口味酸甜的大蒜深加工食品,具有促进糖尿病人体质恢复、防治流感、增强免疫力、抗癌、抗疲劳、抗衰老、防血栓等功效[1-3]。黑蒜的加工工艺分为固态发酵和液态发酵,目前国内外对黑蒜的研究和生产主要集中于固体发酵,具有温度高、时间长、有一定的蒜臭味、主要品质指标受限制等劣势[4-6]。相比于固态发酵,液态发酵黑蒜因具有加工时间短、营养价值高和生物活性成分含量高等优点而备受研究者的青睐[7],但目前液态黑蒜仍存在品质指标提升有限、工艺繁琐等缺点[8-9]。

近年来,利用微生物预处理制备黑蒜成为新的研究热点。Si等[10]利用保加利亚乳杆菌预处理新鲜大蒜制备固体黑蒜,不仅提升了黑蒜的抗氧化性,而且具有更好的预防妊娠期糖尿病的功效。Ro等[11]利用分离的3种乳酸菌发酵黑蒜提取液,发现乳酸菌可提升提取液中S-烯丙基半胱氨酸等活性物质的含量。但由于大蒜破碎后,其含有的蒜氨酸酶可将蒜氨酸转化成具有灭菌作用的大蒜素,所以目前将乳酸菌直接用于制备液态黑蒜的想法受到阻碍。但Kim等[12]研究表明,将新鲜大蒜于高温(180 ℃)预处理一定时间使蒜氨酸酶失活后,破碎的大蒜可与乳酸菌共存,且共存可使大蒜的抗氧化性等品质指标得到提升。基于这个思路,作者前期做了嗜热链球菌预处理制备液态黑蒜的研究,取得了一定的成果[13]。因此,本研究制备液态黑蒜方案为首先将新鲜大蒜瓣在高温180 ℃下预处理9,10 min,而后破碎成粒径为4 mm左右的液态大蒜,按液料比为4∶1(水∶大蒜,质量比)加入水,再加入一定量的保加利亚乳杆菌,共存一定时间改变大蒜的品质,然后于80 ℃恒温发酵箱中制备液态黑蒜,以未添加保加利亚乳杆菌制备的液态黑蒜为参比(简称未处理),考察保加利亚乳杆菌预处理制备液态大蒜技术,为乳酸菌预处理制备液态黑蒜的研究提供了数据参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜大蒜:邳州徐新食品有限公司;磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、焦性没食子酸、亚硝酸钠、亚铁氰化钾、无水葡萄糖、硫酸亚铁七水合硫酸锌、无水亚硫酸钠、氢氧化钠、无水碳酸钠:郑州派尼化学试剂厂;福林酚(1 mol/L):天津市科密欧化学试剂有限公司;MRS琼脂:上海沃凯生物技术有限公司;3,5-二硝基水杨酸、甲醛、苯酚:天津市天力化学试剂有限公司;酒石酸钾钠、邻菲啰啉、无水乙醇、过氧化氢:天津市风船化学试剂科技有限公司;2,2-联苯基-1-苦基肼基(DPPH·):上海麦克林生化科技有限公司。

1.2 仪器与设备

KL04A台式离心机 湖南凯达科学仪器有限公司;HH-6S电热恒温水浴锅、DHG-9023A恒温发酵箱 无锡玛瑞特科技有限公司;UV-3000紫外可见分光光度计 奥谱天成(夏门)科技有限公司;KQ-5200DB超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司;PHS-2F pH计 上海微川精密仪器有限公司;CR-10 Plus色差仪 柯尼卡美能达光学仪器(上海)有限公司;SQ-ZL立式压力蒸汽灭菌器 河南省三强医疗器械有限责任公司。

1.3 实验方法

1.3.1 液态黑蒜发酵工艺流程

选取新鲜大蒜→去皮→清洗→去根蒂→蒜氨酸酶灭活(180 ℃)→蒜瓣破碎→装罐→加水→加辅料(保加利亚乳杆菌)→室温放置→80 ℃恒温发酵→成品[13]。

操作要点:选取新鲜、无破损、无变质的大蒜,去皮,清洗,去除根蒂,于高温(180 ℃)下灭活蒜氨酸酶,处理时间分别为8,9,10 min,然后破碎成粒度为4 mm的蒜粒,装罐,按液料比4∶1加入水,并加入4%、5%和6%保加利亚乳杆菌(以原料质量为标准),在室温下分别共存16,24,32 h,与未添加保加利亚乳杆菌处理的大蒜于80 ℃恒温恒湿发酵箱中发酵。每3 d取一定量的发酵黑蒜,测定还原糖含量、总酸含量、氨基酸态氮含量、总酚含量、褐变度及抗氧化活性等指标,探究保加利亚乳杆菌比例对液态黑蒜发酵品质的影响。

1.3.2 大蒜中蒜氨酸酶灭活时间的研究

将新鲜蒜瓣放入灭菌的培养皿中,将培养皿放入烘箱中,在180 ℃下分别灭活蒜氨酸酶8,9,10 min,在紫外操作台上冷却至室温,放入灭菌的研钵内研磨成小颗粒(直径1~4 mm),准确称取1.000 g样品于培养皿中,及时倒入15~20 mL MRS琼脂培养基,待培养基凝固后分别吸取1 mL 10-5,10-6稀释度的保加利亚乳杆菌菌液于大蒜培养皿中,转动培养皿使其混合均匀,放置10 min后,将平板反转,于36 ℃下恒温培养16,24,32 h,进行菌落计数。

1.3.3 液态发酵黑蒜品质指标的测定方法

参考于蒙娜[14]的方法测定液态黑蒜发酵中总酸含量;参考GB 5009.235—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸态氮的测定》中的方法测定液态发酵黑蒜中氨基酸态氮含量[15];采用DNS法测定还原糖含量[16],葡萄糖标准曲线方程为Y=1.021X+0.002,相关系数R2=0.999 8;根据Li等[17]的方法,使用色差计测量大蒜发酵过程中的褐变程度:ΔE=[(L—L0)2+(a—a0)2+(b-b0)2]1/2,式中:L、a、b分别为色差计的测定值,L0、a0、b0分别为未处理的大蒜的测定值;根据福林酚法[18]测定液态黑蒜发酵中的总酚含量,没食子酸溶液标准曲线方程为Y=125.552X+0.028 8,相关系数R2=0.997 2;参考何军波等[19]的方法测定液态黑蒜的DPPH·和·OH清除率。

1.4 发酵终点的判断

结合黑蒜的企业标准Q/YLY 0001S—2021、Q/SJC 0001S—2010、Q/STY 0001S—2013、Q/SHD 0001S—2011等,并参考赵雪晴等[20]对黑蒜的研究结果,制定黑蒜的发酵标准:还原糖含量≥25 g/100 g,总酚含量≥8 mg/g,氨基酸态氮含量≥5 g/100 g。参考前期研究结果[13],当总酸含量为30~40 g/kg时,黑蒜酸甜适中,口感良好,黑蒜发酵成熟。低于30 g/kg或高于40 g/kg时,黑蒜酸甜比例不当,口感较差;褐变程度ΔE>60时,黑蒜发酵完成。

1.5 数据处理

数据使用SPSS 22.0软件对数据进行Duncan差异显著性分析,P<0.05表示差异显著,使用Origin 2018软件绘制折线图。

2 结果分析

2.1 灭活时间对保加利亚乳杆菌菌落生长的影响

由表1可知,共存16 h、灭活8 min无菌落产生,灭活9 min和10 min有一定菌落产生,与8 min差异显著;共存24,32 h、灭活8,9,10 min均有菌落产生,灭活9,10 min的菌落总数差异不显著(Pgt;0.05),二者显著大于灭活8 min的菌落总数(Plt;0.05),大蒜中蒜氨酸在蒜氨酸酶的作用下产生蒜素,抑制了保加利亚乳杆菌的生长,所以灭活蒜氨酸酶8 min的效果不如灭活9,10 min。而用未灭酶大蒜作培养基时,共存16,24,32 h均无菌落产生。所以,本研究将9,10 min作为灭活蒜氨酸酶的研究时间,分别将180 ℃高温灭酶后的大蒜按黑蒜发酵步骤加入4%、5%、6%的保加利亚乳杆菌,于室温下共存16,24,32 h,再于80 ℃恒温发酵箱内发酵制备液态黑蒜,以未添加保加利亚乳杆菌的黑蒜作为参比(下文简称未处理),每隔一定时间取出黑蒜样品测定其品质指标,考察保加利亚乳杆菌预处理对液态黑蒜品质指标的影响。

2.2 总酸含量

灭活9,10 min时,不同共存时间下保加利亚乳杆菌比例对黑蒜总酸含量的影响见图1。

由图1可知,在不同的灭活、共存时间下,随着发酵时间的延长,不同保加利亚乳杆菌添加比例下液态黑蒜中总酸含量基本上都呈先升高后趋于平缓的趋势,且不同比例保加利亚乳杆菌的发酵黑蒜总酸含量均大于未被处理的发酵黑蒜总酸含量。在3~15 d时黑蒜总酸含量增加缓慢,在15~27 d时总酸含量增加较快,在发酵27 d左右时总酸含量达到最高且趋于平缓。灭活9 min、共存16,24,32 h时,总酸含量达到30 g/kg左右所需时间最短的是保加利亚乳杆菌比例分别为6%、5%、6%,所需时间分别为21,18,15 d,且共存32 h时,保加利亚乳杆菌比例为6%的黑蒜发酵18 d时,总酸含量为41.28 g/kg。灭活10 min、共存16,24,32 h时,总酸含量达到30 g/kg左右所需时间最短的是保加利亚乳杆菌比例分别为5%、5%、6%,所需时间分别为18,18,12 d,且共存32 h时,保加利亚乳杆菌比例为6%的黑蒜发酵18 d时,总酸含量为48.48 g/kg。故当灭活时间为9,10 min时,共存32 h是较优条件,且灭活10 min时黑蒜发酵速率更快,是此时较适宜的灭活时间。于蒙娜[14]在黑蒜液态发酵工艺中,80 ℃下发酵黑蒜的总酸含量大于30 g/kg时,所需发酵时间为18 d,远大于本研究的12 d,由此可知添加保加利亚乳杆菌有利于发酵黑蒜,且蒜氨酸酶灭活10 min、保加利亚乳杆菌比例6%、室温共存时间32 h条件下(设为 B1)的黑蒜发酵速率较快,同时以上分析也说明保加利亚乳杆菌预处理可以缩短黑蒜的发酵时间,加快黑蒜发酵。

2.3 氨基酸态氮含量

灭活9,10 min时,不同共存时间下保加利亚乳杆菌比例对黑蒜氨基酸态氮含量的影响见图2。

由图2可知,在不同的灭活和共存时间下,随着发酵时间的延长,不同保加利亚乳杆菌比例下液态黑蒜的氨基酸态氮含量基本上都是先升高后降低,说明在黑蒜发酵开始一段时间内,蛋白质分解成氨基酸的速率大于美拉德反应消耗氨基酸的速率,而发酵到一定程度后,前者速率小于后者速率[21]。添加不同比例保加利亚乳杆菌的发酵黑蒜的氨基酸态氮含量均大于未被处理的发酵黑蒜。灭活9 min、共存时间为16,24,32 h时,氨基酸态氮含量达到5 g/100 g左右所需时间最短的是保加利亚乳杆菌比例分别为4%、6%、6%,所需时间均为12 d,氨基酸态氮含量分别为4.96,5.03,5.2 g/100 g。灭活10 min、共存时间16,24,32 h时,氨基酸态氮含量达到5 g/100 g左右所需时间最短的是保加利亚乳杆菌比例分别为6%、5%、6%,所需时间均为12 d,氨基酸态氮含量分别为5.38,5.65,6.30 g/100 g。综合以上分析,灭活10 min、共存时间32 h、保加利亚乳杆菌添加量6%是较优条件(设为B2),此时液态黑蒜发酵速率较快,此条件下氨基酸态氮含量最高,为8.58 g/100 g。贾庆超等[22]研究了蒸汽预处理对黑蒜品质的影响,发现液态黑蒜的氨基酸态氮含量最高值小于8 g/100 g;唐仕荣等[23]在研究发酵大蒜加工过程中功能物质与抗氧化活性的变化中发现,在70 ℃环境下发酵得到的氨基酸态氮最高值为2.012 g/100 g,与保加利亚乳杆菌预处理制备液态黑蒜得到的氨基酸态氮含量相差较大,说明保加利亚乳杆菌能够进一步促进液态黑蒜中氨基酸态氮含量的增加,促进液态黑蒜发酵。

2.4 还原糖含量

还原糖是大蒜发生美拉德反应的重要底物,其还原糖含量不仅影响黑蒜在发酵过程中褐变的速率,而且影响其口感。黑蒜中影响还原糖含量的因素有两个:一是保加利亚乳杆菌具有胞外果聚糖水解酶活性[24],促进大蒜多糖的水解,影响还原糖含量,同时大蒜中淀粉酶和果聚糖聚合酶等发生酶解作用使多糖分解成单糖和双糖,增加了黑蒜中还原糖含量[8];二是发酵过程中美拉德反应消耗还原糖,使液态黑蒜中还原糖含量下降[22]。灭活9,10 min时,不同共存时间下保加利亚乳杆菌比例对还原糖含量的影响见图3。

由图3可知,在不同的灭活和共存时间下,随着发酵时间的延长,不同保加利亚乳杆菌比例下液态黑蒜还原糖含量基本上都是先升高后趋于平缓,且添加不同比例保加利亚乳杆菌的发酵黑蒜的还原糖含量均大于未处理的。灭活时间9 min、共存时间为16,24,32 h时,还原糖含量大于25 g/100 g所需时间最短的是保加利亚乳杆菌比例分别为4%、6%、4%,所需发酵时间分别为12,9,9 d,还原糖含量分别为30.42,26.72,29.84 g/100 g,由此可知,此时较优条件是共存32 h、保加利亚乳杆菌比例4%;灭活时间为10 min、共存时间为16,24,32 h时,还原糖含量大于25 g/100 g所需时间最短的是保加利亚乳杆菌比例均为6%,所需发酵时间分别为12,6,12 d,还原糖含量分别为31.86,27.39,32.16 g/100 g,由此可知,此时最优条件为共存24 h、保加利亚乳杆菌比例6%,在此条件下,发酵时间为12 d时,还原糖含量为40.3 g/100 g,说明此时发酵速率较快。综上分析,保加利亚乳杆菌比例为6%、共存时间为24 h、蒜氨酸酶灭活10 min时(设为B3)还原糖含量较高。李超峰等[25]采用糖化变温处理工艺,得到还原糖含量为32.14 g/100 g;崔春兰等[26]采用5个阶段发酵法制备黑蒜,黑蒜中还原糖含量为7.8 g/100 g,这两种方法制备的黑蒜均低于本文预处理所得还原糖含量。以上数据表明,保加利亚乳杆菌的添加会进一步促进多糖水解成还原糖,提升美拉德反应底物浓度,增加美拉德反应速率,有利于缩短黑蒜的制备时间。

2.5 褐变程度ΔE

大蒜在发酵过程中褐变程度随着发酵时间的延长而增大,一是由于保加利亚乳杆菌体内果聚糖水解酶活性大[24],加强美拉德反应和大蒜中类黑精产生;二是在发酵过程中发生酶促褐变反应和非酶促褐变反应,从而产生呈褐色物质[27]。灭活9,10 min时,不同共存时间下保加利亚乳杆菌比例对黑蒜褐变程度ΔE的影响见图4。

由图4可知,在不同的灭活和共存时间下,随着发酵时间的延长,保加利亚乳杆菌比例对液态黑蒜褐变程度的影响都是先升高后趋于平缓,液态黑蒜的褐变程度在发酵前期增加幅度较大,发酵到一定程度后增加缓慢,且添加不同比例保加利亚乳杆菌的发酵黑蒜的褐变程度均大于未处理的。灭活9 min、共存时间16 h时,5%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在18 d时褐变程度为60.01,4%、6%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在21 d时才达到60;共存24 h时,6%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在18 d时褐变程度为64.56,4%、5%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在21 d时褐变程度才达到60;共存32 h时,5%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在18 d时褐变程度为61.88,4%、6%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在21 d时才达到60;灭活10 min、共存16 h时,4%、5%、6%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜均在21 d时褐变程度大于60;共存24 h时,4%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在18 d时褐变程度为60.69,而5%、6%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在21 d时褐变程度才达到60;共存32 h时,5%、6%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜均在18 d时满足发酵要求,二者褐变程度分别为60.3,62.49,而4%保加利亚乳杆菌比例的黑蒜在21 d时才大于60。基于以上分析,考虑到褐变程度的大小,灭活10 min、共存32 h、保加利亚乳杆菌比例6%是较优条件(设为B4)。

2.6 总酚含量

大蒜经过高温灭活蒜氨酸酶后,阻断了大蒜中γ-谷氨酰基半胱氨酸水解,同时也氧化成细胞毒性化合物,使得γ-谷氨酰基半胱氨酸在发酵过程中转化成酚类物质[22],然后呈稳定趋势,其原因是乳酸菌可促进美拉德反应的进行和多酚氧化酶的作用,液体发酵黑蒜的总酚含量变化明显。灭活9,10 min时,不同共存时间下保加利亚乳杆菌比例对黑蒜总酚含量的影响见图5。

由图5可知,在不同的灭活和共存时间下,随着发酵时间的延长,不同保加利亚乳杆菌比例下液态黑蒜总酚含量都是先升高后趋于平缓,且添加不同比例保加利亚乳杆菌的发酵黑蒜的总酚含量均大于未处理的。灭活9 min、共存16,24,32 h时,液态黑蒜总酚含量达到8 mg/g左右所需时间最短的分别是保加利亚乳杆菌比例为5%、6%、6%,总酚含量分别为8.18,8.022,8.12 mg/g,所需时间分别为18,15,15 d,其中共存24,32 h,保加利亚乳杆菌比例均为6%时,第18天时总酚含量分别为8.425,8.401 mg/g。灭活10 min、共存16,24,32 h时,液态黑蒜总酚含量达到8 mg/g所需时间最短的分别为保加利亚乳杆菌比例为4%、6%、6%,总酚含量分别为8.275,8.325,8.033 mg/g,所需时间分别为18,18,12 d,而共存32 h,保加利亚乳杆菌比例为6%时,发酵液态黑蒜在第18天时总酚含量为8.779 mg/g。综上所述,较优条件为灭活10 min、共存时间32 h、保加利亚乳杆菌比例6%(设为B5),液态黑蒜发酵第30天时,总酚含量为10.671 mg/g,未处理黑蒜的总酚含量为8.101 mg/g,增加了30%。唐仕荣等[23]研究恒温发酵固体大蒜,发现固态发酵黑蒜的总酚含量在发酵30 d后达到最大值,仅为3.3 mg/g左右;汤薇等[3]研究美拉德反应液对黑蒜发酵的影响,测得黑蒜中总酚含量为2.097 mg/g。以上数据表明,保加利亚乳杆菌的添加会进一步促进液态黑蒜中总酚含量的增加,进而提升黑蒜的品质指标。

2.7 抗氧化性

2.7.1 DPPH·清除率

灭活9,10 min时,不同共存时间下保加利亚乳杆菌比例对黑蒜DPPH·清除率的影响见图6。

由图6可知,在不同的灭活和共存时间下,不同保加利亚乳杆菌比例下液态黑蒜DPPH·清除率随着发酵时间的延长而升高,且添加不同比例保加利亚乳杆菌的发酵黑蒜的DPPH·清除率均大于未处理的。灭活9 min、共存16,24,32 h时,DPPH·清除率上升速率较快的是保加利亚乳杆菌比例分别为5%、5%、6%,发酵至30 d时,最大清除率分别为84.89%、86.16%、89.92%。灭活10 min、共存16,24,32 h时,DPPH·清除率上升速率较快的是保加利亚乳杆菌比例分别为6%、5%、6%,发酵至30 d时,最大清除率分别为85.69%、85.71%、87.21%。综上所述,较优条件是灭活9 min、共存32 h、保加利亚乳杆菌比例6%(设为B6)。王玉荣等[28]研究黑蒜的简易制备及其抗氧化活性的测定中黑蒜DPPH·清除率为77.5%;钟成等[29]研究超高压预处理大蒜后发酵黑蒜,发现保压15 min预处理后黑蒜中DPPH·清除率为45%左右。由此可见,添加保加利亚乳杆菌预处理能够提高液态黑蒜的DPPH·清除率,且比例为6%时液态黑蒜的抗氧化性更高。

2.7.2 ·OH清除率

大蒜在发酵过程中,·OH清除率随着发酵时间的延长不断增大,其原因包括两方面:一是黑蒜在发酵过程中产生大量的酚类、黄酮类以及多种美拉德反应产物[30],这些物质都具有一定抗氧化性;二是保加利亚乳杆菌在死亡裂解后细胞内的提取物和在代谢过程中产生硫化合物、半胱氨酸、还原型谷胱甘肽等抗氧化性物质[31]。灭活9,10 min时,不同共存时间下保加利亚乳杆菌比例对黑蒜·OH清除率的影响见图7。

由图7可知,在不同的灭活和共存时间下,不同保加利亚乳杆菌比例下液态黑蒜·OH清除率随着发酵时间的延长而升高,且添加不同比例保加利亚乳杆菌的发酵黑蒜的·OH清除率均大于未处理的。灭活9 min、共存16,24,32 h时,·OH清除率上升速率较快的是保加利亚乳杆菌比例分别为5%、4%、6%,发酵至30 d时,最大清除率分别为74.88%、73.19%、71.07%。灭活10 min、共存16,24,32 h时,·OH清除率上升速率较快的是保加利亚乳杆菌比例分别为6%、5%、6%,发酵至30 d时,最大清除率分别为75.81%、77.92%、81.69%。综上所述,较优条件是灭活10 min、共存32 h、保加利亚乳杆菌比例6%(设为B7)。王玉荣等[28]研究黑蒜的简易制备及其抗氧化活性的测定中黑蒜中·OH清除率的最高值为78%左右;钟成等[29]研究超高压预处理大蒜后发酵黑蒜,发现保压20 min预处理后黑蒜中·OH清除率为75%左右,由此可得灭活蒜氨酸酶利用保加利亚乳杆菌预处理的大蒜在发酵过程中·OH清除率更好,能够提升·OH清除率。

3 结论

本研究以新鲜大蒜为原料,采用高温灭活蒜氨酸酶促使保加利亚乳杆菌与灭活破碎的大蒜能够共存的方法制备液态黑蒜。对文中较优条件B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7综合分析,液态黑蒜最优制备条件为180 ℃蒜氨酸酶灭活10 min、保加利亚乳杆菌比例6%、共存时间32 h、液态黑蒜制备时间18 d,此时总酸含量为48.48 g/kg,氨基酸态氮含量为7.79 g/100 g,还原糖含量为44.61 g/100 g,褐变值为62.49,总酚含量为8.779 mg/g,DPPH·清除率为66.92%,·OH清除率为45.97%,未处理液态黑蒜总酸含量是其3.88倍,氨基酸态氮含量是其1.41倍,还原糖含量是其2.23倍,褐变度是其1.31倍,总酚含量是其1.48倍,DPPH·清除率和·OH清除率分别是其1.40倍和1.15倍。

该试验方案操作简单,加入保加利亚乳杆菌后的液体发酵黑蒜的各项品质指标均优于未处理的大蒜,从结果来看,保加利亚乳杆菌预处理对黑蒜的品质指标产生较大影响,可以提升黑蒜的品质指标,缩短黑蒜的发酵时间,具有较大应用前景。下一步工作重点是探究保加利亚乳杆菌对黑蒜品质指标影响的原因,并进一步研究其他种类乳酸菌对黑蒜品质指标的影响,探索如何将此技术应用于黑蒜生产中。

参考文献:

[1]张黎明,杨明,曹梦晖,等.黑蒜的制备工艺及其营养与保健功效研究[J].安徽农业科学,2017,45(24):83-85.

[2]LOFTY S N, SAAD R, EL-MASSREY K F, et al. Effects of pH on headspace volatiles and properties of Maillard reaction products derived from enzymatically hydrolyzed quinoa protein-xylose model system[J].LWT-Food Science and Technology,2021,145:1208-1213.

[3]汤薇,时培宁,王颖,等.风味黑大蒜快速发酵工艺研究[J].中国调味品,2019,44(10):101-104.

[4]马丽.黑蒜的加工工艺及营养成分研究进展[J].食品安全导刊,2023(24):185-187,192.

[5]WANG B B, ZHONG Y, WANG D F, et al. Formation, evolution, and antioxidant activity of melanoidins in black garlic under different storage conditions[J].Foods,2023,12(20):3727.

[6]叶淼,刘春凤,李梓语,等.黑蒜的营养功能及其加工工艺研究进展[J].食品与发酵工业,2022,48(1):292-300.

[7]贾庆超,张梦月,于婉婉,等.低温预处理对液态发酵黑蒜品质的影响[J].中国调味品,2023,48(7):73-80.

[8]罗仓学,苏东霞,陈树雨.液态黑蒜发酵工艺优化[J].农业工程学报,2013,29(18):292-297.

[9]MA L, ZHAO C Y, CHEN J F, et al. Effects of anaerobic fermentation on black garlic extract by Lactobacillus: changes in flavor and functional components[J].Frontiers in Nutrition,2021,8:1-12.

[10]SI L H, LIN R X, JIA Y, et al. Lactobacillus bulgaricus improves antioxidant capacity of black garlic in the prevention of gestational diabetes mellitus: a randomized control trial[J].Bioscience Reports,2019,39(8):1-39.

[11]RO K S, CHEN Y, DU L, et al. Improvement of s-allylcysteine content, probiotic properties and constipation prevention effect of black garlic by the lactic acid bacteria fermentation[J].Process Biochemistry,2022,115(6):110-117.

[12]KIM Y S, BAEK H H, CHUNG M I, et al. Garlic fermentation by lactic acid bacteria[J].Food Science and Biotechnology,2009,18(5):1279-1283.

[13]贾庆超,何军波,李望铭,等.嗜热链球菌对液态发酵黑蒜品质的影响[J].食品工业科技,2024,45(16):168-181.

[14]于蒙娜.黑蒜液态发酵工艺研究[D].泰安:山东农业大学,2019.

[15]国家卫生和计划生育委员会.食品安全国家标准 食品中氨基酸态氮的测定:GB 5009.235—2016[S].北京:中国标准出版社,2016.

[16]盛政,杜文凯,王崇崇,等.茶多酚对茶食品中还原糖检测方法的影响[J].茶叶科学,2023,43(4):567-575.

[17]LI N Y, LU X M, PEI H B, et al. Effect of freezing pretreatment on the processing time and quality of black garlic[J].Journal of Food Process Engineering,2015,38(4):329-335.

[18]任晓岚,段涵怡,杨雪,等.桑叶蛋白的超声分级提取及体外抗氧化活性分析[J].饲料工业,2023,44(7):15-24.

[19]何军波,贾庆超.模糊数学评价结合响应面法优化黑蒜香菇酱制备工艺及抗氧化活性和储藏分析[J].食品工业科技,2023,44(19):47-56.

[20]赵雪晴,李嗣生,侯文博,等.不同预处理对黑蒜品质的影响[J].食品工业科技,2017,38(23):1-4.

[21]丘苑新,杨静娴,何娣,等.黑蒜快速发酵工艺研究[J].中国调味品,2021,46(3):114-117.

[22]贾庆超,宋志强.蒸汽预处理对黑蒜品质的影响[J].中国调味品,2023,48(2):132-137.

[23]唐仕荣,陈尚龙,苗敬芝,等.发酵大蒜加工过程中功能物质与抗氧化活性的变化研究[J].中国调味品,2018,43(10):17-21.

[24]邱志常.黑蒜加工过程中微生物群落结构变化及其对品质形成的影响[D].泰安:山东农业大学,2022.

[25]李超峰,沈银涵,吴雯雯,等.糖化变温的不同处理对黑蒜品质的影响[J].生物资源,2020,42(2):254-261.

[26]崔春兰,郑虎哲,田跃,等.黑大蒜发酵过程中功能性成分以及抗氧化活性的动态变化研究[J].食品工业科技,2015,36(16):151-154.

[27]VINAYAGAM R, LEE K E, AMBATI R R, et al. Recent development in black garlic: nutraceutical applications and health-promoting phytoconstituents[J].Food Reviews International,2023,39(6):3534-3554.

[28]王玉荣,曲田丽,高敏,等.黑蒜的简易制备及其抗氧化活性的测定[J].食品科技,2014,39(1):268-271,276.

[29]钟成,徐国娟,吴晓英,等.保压时间对黑蒜部分营养成分和抗氧化作用的影响[J].现代食品科技,2014,30(3):49-52,136.

[30]王卫东,王滢,王超,等.美拉德反应对大蒜营养成分和抗氧化性的影响[J].食品科技,2013,38(4):42-44,48.

[31]刘晶,孟杨,赵征.保加利亚乳杆菌发酵乳清的抗氧化性研究[J].食品工业科技,2012,33(9):146-149.

猜你喜欢
预处理
求解奇异线性系统的右预处理MINRES 方法
基于预处理MUSIC算法的分布式阵列DOA估计
制导与引信(2017年3期)2017-11-02 05:16:56
藏红花酸预处理对大鼠心肌缺血再灌注损伤中Caspase-3、TNF-α、NF-κB表达的影响
中成药(2016年4期)2016-05-17 06:08:04
浅谈PLC在预处理生产线自动化改造中的应用
工业设计(2016年11期)2016-04-16 02:50:19
关于对称正定的H—矩阵的预处理方法
络合萃取法预处理H酸废水
环境科技(2015年6期)2015-11-08 11:14:26
PMU数据预处理及压缩算法
瑞芬太尼预处理对心肺转流心脏缺血后损伤的保护作用
基于自适应预处理的改进CPF-GMRES算法
远端缺血预处理心肌保护作用的研究进展