剁辣椒發(fā)酵過程中滋味物質(zhì)的變化

羅鳳蓮，夏延斌,*，歐陽建勛，王 燕，夏曉鳳

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學食品科學技術學院，湖南 長沙 410128；2.湖南農(nóng)業(yè)大學 國家蔬菜加工技術研發(fā)分中心，湖南 長沙 410128；3.湖南省發(fā)酵食品工程技術研究中心，湖南 長沙 410128；4.湖南省糧食局，湖南 長沙 410008)

在剁辣椒的腌制發(fā)酵過程中其滋味物質(zhì)是在不斷變化的，通過測定滋味物質(zhì)在發(fā)酵過程中的含量，了解滋味物質(zhì)在發(fā)酵過程中的變化及規(guī)律，可為剁辣椒發(fā)酵前進行輔料調(diào)配、工業(yè)化生產(chǎn)提供基礎。辣椒發(fā)酵過程中主要的滋味物質(zhì)有酸味、甜味、鮮味、咸味、辣味等。酸味物質(zhì)主要是由于辣椒表面存在的乳酸菌或人工接種的乳酸菌發(fā)酵糖類產(chǎn)生乳酸所致。乳酸菌在其生長代謝過程中，能產(chǎn)生有機酸、細菌素、過氧化氫等多種拮抗物質(zhì)，同時乳酸菌的生長也會受到食鹽、酸等的抑制。甜味主要是由于辣椒中存在的糖類物質(zhì)或調(diào)配時添加的糖類所提供的。鮮味則是由于辣椒中的氨基酸和食鹽結合形成鮮味或調(diào)配時添加味精(MSG)、5’-肌苷酸(5’-IMP)、5’-鳥苷酸(5’-GMP)等其他鮮味物質(zhì)形成。咸味是由于加入的食鹽所提供的，食鹽同時還有防止辣椒腐敗變質(zhì)、輔助維持辣椒脆性的作用。辣味主要是由于辣椒中存在的辣椒素類物質(zhì)，其中辣椒素和二氫辣椒素二者約占辣椒素類物質(zhì)總量的90%，也提供了約90%的辣感和熱感[1]。另外脆度也是反映剁辣椒品質(zhì)好壞的重要指標之一，可以采用質(zhì)構儀進行測定。質(zhì)構分析測試(texture profile analysis，TPA)是模擬人牙齒咀嚼食物，對試樣進行兩次壓縮的機械過程，該過程能夠測定探頭對試樣的壓力以及其他相關質(zhì)地參數(shù)[2]。TPA已經(jīng)廣泛應用于許多食品的質(zhì)構測定，但是在進行食品品質(zhì)測定時，應采用質(zhì)構儀測定與感官評定相結合的方法，獲得儀器測量和感官測試測量質(zhì)構時的高度相關性[3]。國外對食品質(zhì)地的研究，如水果、面包、土豆、肉類、奶酪等已經(jīng)比較深入[4-7]。國內(nèi)在這方面的研究也越來越多，如大米[8]、面包[9]、肉制品[10-11]、乳制品、果蔬制品(辣椒[12]、蘋果[13]、棗子[14]、番茄[15])等方面。胡璇等[12]研究表明，多片壓縮實驗測得的最大力Fmax值能基本反應剁辣椒的脆度特性。剁辣椒的脆性越好，感官品質(zhì)就越好。

本實驗以地方特色的五爪朝天椒為主料，食鹽為輔料，采用自然發(fā)酵制作剁辣椒。因咸味和辣味主要由添加的食鹽量和辣椒本身含有的辣椒素類物質(zhì)含量的高低決定的，在發(fā)酵過程中基本沒有什么量的變化。所以本研究主要考慮朝天椒在發(fā)酵過程中酸味、甜味、鮮味物質(zhì)含量變化及剁辣椒加工前后脆度的情況，以期為工業(yè)化生產(chǎn)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

辣椒：朝天椒的栽培品種五爪“簇生椒”，來自湖南省郴州市臨武縣金江鎮(zhèn)大沖鄉(xiāng)，又稱大沖辣椒。

辣椒素晶體標樣(95%純度)、二氫辣椒素晶體標樣(90%純度) 美國Sigma公司；硫酸銅、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、鹽酸、氫氧化鈉、葡萄糖、鄰苯二甲酸氫鉀、甲醛(分析純)、甲醇、四氫呋喃(色譜純)國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

TA- XT plus 質(zhì)構分析儀 英國Stable Micro System有限公司；Agilent 1100 servies高效液相色譜儀(紫外檢測器) 安捷倫科技有限公司；純水機 Hi-tech Instruments公司；RE5223型旋轉蒸發(fā)儀 上海滬西分析儀器有限公司；GM-0.33Ⅱ隔膜真空泵 天津市騰達過濾器件廠；FW177中藥粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 剁辣椒的生產(chǎn)工藝流程

朝天椒→整理→清洗晾干→剁碎→加鹽拌勻→裝瓶密封→自然發(fā)酵→剁辣椒

1.3.2 剁辣椒處理方法

以朝天椒為原料制成剁辣椒，辣椒的加鹽量分別為8%、10%、12%、16%、20%，自然發(fā)酵4周，每隔7d測定各指標，每個處理重復2次，結果取平均值。

剁辣椒發(fā)酵4周后，采用質(zhì)構儀測定了不同食鹽含量剁辣椒的脆度，并與鮮朝天椒的脆度進行比較。

1.3.3 指標測定

水分的測定采用直接干燥法[16]；還原糖及總糖的測定采用直接滴定法[16]；總酸和氨基酸態(tài)氮含量的測定采用電位滴定法[16]；辣椒素和二氫辣椒素含量的測定采用按照GB/T 21266—2007《辣椒及辣椒制品中辣椒素類物質(zhì)測定及辣度表示方法》[17]標準測定。

脆度的測定[12]：采用多片壓縮實驗，挑選6片大小一致、厚度均勻的椒片作為測試對象，三正三反，分兩排，正反交錯排列平鋪在實驗臺上，用P/100柱形探頭執(zhí)行下壓測試Fmax(g)，每個樣品重復測定6次，結果取平均值。測定參數(shù)：探頭P/100，測前速率2mm/s，測試速率1mm/s，測后速率10mm/s，壓縮比例80%，壓力5g，數(shù)據(jù)采集速率200pps。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用統(tǒng)計分析軟件SPSS17.0對數(shù)據(jù)方差分析。

2 結果與分析

2.1 新鮮朝天椒中主要滋味物質(zhì)含量的分析

表1 新鮮朝天椒的主要滋味物質(zhì)含量Table 1 Contents of main tasty materials in fresh Capsicum annuum var.conoides fruits

新鮮朝天椒的水分、總糖、還原糖、總酸、氨基酸態(tài)氮、辣椒素和二氫辣椒素的含量如表1所示。根據(jù)王燕[18]檢測的一般市售干辣椒粉的辣椒素含量為1.098mg/g，二氫辣椒素含量為0.472mg/g，朝天椒(干樣計)的辣椒素和二氫辣椒素含量分別是一般市售干辣椒粉的兩倍以上。相對于湖南資興市碑記鄉(xiāng)的碑記大辣椒[19]，其總糖、還原糖的含量要高于碑記大辣椒，而水分含量大大低于碑記大辣椒。產(chǎn)生這樣的差距是由于朝天椒的品種差異、產(chǎn)地地形特殊等原因。朝天椒更適合于作為加工型辣椒使用。

2.2 不同發(fā)酵時間剁辣椒中總糖含量的變化

總糖含量的高低體現(xiàn)了剁辣椒中甜味特性。由圖1可知，剁辣椒的總糖含量在發(fā)酵過程中是呈下降趨勢的。因為在剁辣椒發(fā)酵的過程中，乳酸菌等微生物消耗了一定的糖，所以總糖含量有不同程度地降低。從發(fā)酵時間上來看，發(fā)酵第1周剁辣椒總糖含量下降趨勢明顯，剁辣椒的總糖含量與新鮮辣椒存在有顯著差異(P＜0.05)，接下來幾周下降趨緩，剁辣椒的總糖含量變化無顯著差異(P＞0.05)。剁辣椒食鹽含量為8%、10%、12%時，隨著食鹽含量的升高，發(fā)酵剁辣椒的總糖含量逐漸升高，因為食鹽含量高對乳酸菌的生長有抑制作用，乳酸發(fā)酵消耗的總糖要少。剁辣椒食鹽含量為16%、20%時，總糖含量隨著鹽含量的升高而降低，可能是高鹽條件下導致辣椒組織成分的溶出，造成測定時辣椒中的總糖含量減少。剁辣椒發(fā)酵期間，添加8%食鹽的剁辣椒總糖含量最低，與其他食鹽含量的剁辣椒總糖含量存在有顯著性差異(P＜0.05)。

圖1 發(fā)酵過程中總糖含量的變化Fig.1 Change in total sugar content in chopped chilli during fermentation

2.3 不同發(fā)酵時間剁辣椒中還原糖含量的變化

圖2 發(fā)酵過程中還原糖含量變化Fig.2 Change in reduce sugar content in chopped chilli during fermentation

還原糖含量的高低亦體現(xiàn)了剁辣椒中甜味特性。由圖2可知，剁辣椒的還原糖含量在發(fā)酵過程中總體是呈下降趨勢的，添加8%食鹽的剁辣椒還原糖含量最低，與其他食鹽含量的剁辣椒還原糖含量存在有顯著性差異(P＜0.05)。從發(fā)酵時間和食鹽含量上來看，還原糖的變化趨勢與總糖基本一致。因為乳酸發(fā)酵過程中消耗了還原糖，隨著發(fā)酵的進行，還原糖含量逐漸降低，而高鹽又會抑制乳酸發(fā)酵。由表1可知辣椒中的還原糖是總糖主要組成部分，圖2也說明剁辣椒在發(fā)酵過程中主要消耗利用的是還原糖。

2.4 不同發(fā)酵時間剁辣椒中總酸含量的變化

圖3 發(fā)酵過程中總酸含量的變化Fig.3 Change in total acid content in chopped chilli during fermentation

總酸含量的高低可以反映剁辣椒中酸味物質(zhì)含量的多少，體現(xiàn)了剁辣椒中酸味特性。由圖3可知，發(fā)酵過程中，剁辣椒中總酸含量呈上升趨勢。從發(fā)酵時間上來看，開始發(fā)酵至第1周時總酸含量上升較快，剁辣椒的總酸含量與新鮮辣椒存在有顯著差異(P＜0.05)，之后上升趨勢漸緩，剁辣椒的總酸含量變化無顯著差異(P＞0.05)?？偹岷可仙怯捎谌樗峋l(fā)酵產(chǎn)生了乳酸所致，這于鐘敏[20]、秦禮康[21]等的研究一致。剁辣椒食鹽含量為8%、10%、12%、16%、20%時，隨著食鹽含量的升高，發(fā)酵剁辣椒的總酸含量逐漸降低，因為高鹽條件下抑制了乳酸菌的生長，因而產(chǎn)酸量隨之下降。剁辣椒發(fā)酵期間，添加8%食鹽的剁辣椒總酸含量最大，與其他食鹽含量的剁辣椒總酸含量之間有顯著性差異(P＜0.05)，添加20%食鹽的剁辣椒總酸含量最小，與其他食鹽含量的剁辣椒總酸含量之間有顯著性差異(P＜0.05)。

2.5 不同發(fā)酵時間剁辣椒中氨基酸態(tài)氮含量的變化

圖4 發(fā)酵過程中氨基酸態(tài)氮含量的變化Fig.4 Change in total amino acid nitrogen content in chopped chilli during fermentation

氨基酸態(tài)氮含量可以反映剁辣椒中鮮味物質(zhì)的多少，體現(xiàn)了剁辣椒中鮮味特性。由圖4可知，發(fā)酵過程中，剁辣椒中的氨基酸態(tài)氮含量是呈上升趨勢的。氨基酸態(tài)氮含量上升是辣椒含有的蛋白質(zhì)經(jīng)微生物及其本身含有的水解酶作用，逐步分解為氨基酸所致。從發(fā)酵時間上來看，剁辣椒的氨基酸態(tài)氮含量在發(fā)酵3、4周左右含量要高于發(fā)酵1、2周，兩者存在有顯著性差異(P＜0.05)。剁辣椒食鹽含量為10%、12%、16%、20%時，隨著食鹽含量的升高，發(fā)酵剁辣椒的氨基酸態(tài)氮含量逐漸降低，因為高鹽條件下抑制了微生物的生長及辣椒本身含有的水解酶的作用所致。剁辣椒發(fā)酵期間，添加20%食鹽的剁辣椒氨基酸態(tài)氮含量最小，與其他食鹽含量的剁辣椒氨基酸態(tài)氮含量(16%食鹽剁辣椒除外)存在有顯著性差異(P＜0.05)，而8%食鹽含量的剁辣椒的氨基酸態(tài)氮含量與其他食鹽含量的剁辣椒的氨基酸態(tài)氮含量(20%食鹽剁辣椒除外)無顯著性差異(P＞0.05)。

2.6 不同食鹽含量剁辣椒脆度的變化

表2 不同食鹽含量剁辣椒的脆度Table 2 Effect of NaCl content on the frangibility of chopped chili

表3 不同食鹽含量的剁辣椒脆度的方差分析Table 3 Analysis of variance for the frangibility of chopped chili with different NaCl contents

由表2可知，不同食鹽含量腌制的剁辣椒，在發(fā)酵4周后其脆度值不同。其中10%的食鹽含量的剁辣椒的脆度值最大，12%食鹽含量的剁辣椒脆度值最低。通過方差分析表3可知，不同食鹽含量條件下的剁辣椒，其脆度之間無顯著性差異(P=0.440)。而鮮朝天椒和發(fā)酵后的剁辣椒，其脆度之間有極顯著性差異。辣椒發(fā)酵過程中伴隨著組織軟化、脆度降低，其原因是由于微生物分泌果膠酶，果膠發(fā)生了水解，導致溶解性增加[20,22]。所以朝天椒在制作剁辣椒時，宜于發(fā)酵之前添加適量的CaCl2進行保脆[23]。

3 結 論

本實驗測定了朝天椒的主要滋味物質(zhì)含量，水分含量77.24g/100g、總糖含量3.62g/100g、還原糖含量3.25g/100g、總酸含量0.26g/100g、氨基酸態(tài)氮含量0.048g/100g、辣椒素含量2.241mg/g(以干樣計)、二氫辣椒素含量1.299mg/g(以干樣計)。朝天椒作為一種地方特色辣椒，具有水分含量低、味辣，總糖、氨基酸態(tài)氮含量高等特點。

不同食鹽含量，不同發(fā)酵時間下朝天椒剁辣椒的滋味物質(zhì)含量呈現(xiàn)一定規(guī)律性變化。添加8%食鹽的剁辣椒乳酸發(fā)酵作用最強，消耗的總糖和還原糖、產(chǎn)生的總酸與其他食鹽含量剁辣椒之間存在顯著性差異(P＜0.05)，但氨基酸態(tài)氮含量與其他食鹽含量剁辣椒的氨基酸態(tài)氮含量(20%食鹽剁辣椒除外)無顯著性差異(P＞0.05)。在自然發(fā)酵3、4周左右，剁辣椒的氨基酸態(tài)氮含量要高于自然發(fā)酵1、2周，兩者存在有顯著性差異(P＜0.05)。相比較而言，剁辣椒的乳酸發(fā)酵受高食鹽含量(10%食鹽以上)的影響更大，而分解蛋白質(zhì)產(chǎn)生氨基酸的微生物及辣椒本身含有的水解酶受到高食鹽含量(16%食鹽以上)的影響要小。新鮮朝天椒加工成剁辣椒后，脆度值極顯著降低，而不同食鹽含量的剁辣椒產(chǎn)品之間脆度無顯著性差異(P=0.440)。

朝天椒制作剁辣椒時應根據(jù)其發(fā)酵過程中滋味物質(zhì)含量變化的特點，發(fā)酵前進行適當?shù)奶?、酸、鮮味等調(diào)配，以獲得品質(zhì)更佳的剁辣椒。

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