不同淀粉源對鲊海椒發(fā)酵過程中功能成分的影響

葛平珍，王 丹，周才瓊,*

（1.西南大學食品科學學院，重慶市特色食品工程技術研究中心，重慶 400716；2.貴州省輕工業(yè)科學研究所，貴州 貴陽 550007）

不同淀粉源對鲊海椒發(fā)酵過程中功能成分的影響

葛平珍1,2，王 丹1，周才瓊1,*

（1.西南大學食品科學學院，重慶市特色食品工程技術研究中心，重慶 400716；2.貴州省輕工業(yè)科學研究所，貴州 貴陽 550007）

探討3 種淀粉源制備鲊海椒發(fā)酵過程中主要功能成分的變化。與發(fā)酵0 d相比，發(fā)酵90 d時3 種淀粉源制備鲊海椒VC含量顯著下降，VE含量保持穩(wěn)定；3 種淀粉源制備鲊海椒類胡蘿卜素及辣椒紅素含量在發(fā)酵過程中變化不大，辣椒素及二氫辣椒素含量均隨發(fā)酵時間延長呈下降趨勢，但芋頭絲以m（辣椒）∶m（玉米面）∶m（芋頭絲）=1∶0.5∶0.5添加比例時含量較高。游離型多酚、總酚、游離型黃酮和總黃酮在發(fā)酵過程中均呈先升后降趨勢，以發(fā)酵30～45 d時相對較高（P＜0.05），以添加芋頭或粳米處理為高。表明添加芋頭或粳米作為淀粉源可提升鲊海椒部分功能成分含量，以發(fā)酵30～45 d的鲊海椒功能成分含量較高，因此發(fā)酵30～45 d的鲊海椒可供人們選擇。

鲊海椒；淀粉源；抗氧化營養(yǎng)素；類胡蘿卜素；多酚；黃酮

發(fā)酵蔬菜制品是發(fā)酵食品中一大類，包括腌菜、酸菜、醬菜等。發(fā)酵辣椒制品是以辣椒為主要原料，經過破碎、發(fā)酵等特定工藝加工而成的醬狀或碎狀產品[1]，根據產品生產工藝配方可分為泡辣椒、糟辣椒、豆瓣辣醬、辣椒醬及酸辣醬等。鲊海椒是云、貴、川、渝少數民族地區(qū)和漢族與少數民族雜居地區(qū)特色發(fā)酵辣椒制品，是一種經乳酸發(fā)酵的地方美食。不同地域因為物產資源的差異，加工制作中添加原料有所不同，包括玉米、粳米以及使用部分芋頭絲和玉米粉共同作為淀粉源配料等。目前，有少量玉米鲊海椒微生物分離以及對市售鲊海椒風味品質及純種發(fā)酵技術等的研究報道[2-6]。而對傳統(tǒng)發(fā)酵過程中不同淀粉源對鲊海椒發(fā)酵過程中有關功能成分的比較研究未見報道。因此，本研究擬采用鲊海椒制備中常用淀粉配料制備鲊海椒并自然發(fā)酵，對其發(fā)酵過程中功能成分的變化進行比較研究，并為鲊海椒的工業(yè)化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮二荊條辣椒、芋頭，購于重慶市北碚區(qū)天生農貿市場；加碘食鹽、玉米、粳米，購于重慶市北碚區(qū)永輝超市。

乙酸乙酯、酒石酸鉀鈉、沒食子酸（均為分析純）成都市科龍化工試劑廠；甲醇（色譜純） 成都市科龍化工試劑廠；蘆丁標準品 中國食品藥品檢定研究院。

1.2 儀器與設備

FA2004A電子天平 上海精天電子儀器有限公司；DHG-9140A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海齊欣科學儀器有限公司；HH-6數顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司；旋轉蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；UV-2450 紫外-可見分光光度計、LC-20A高效液相色譜儀 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 鲊海椒的制備

新鮮辣椒清洗后瀝干，粉碎；粳米、玉米用粉碎機粉碎后分別過40 目篩。3 種鲊海椒原料配比如下：m（辣椒）∶m（粳米面）＝1∶1（A處理）、m（辣椒）∶m（玉米面）＝1∶1（B處理）、m（辣椒）∶m（玉米面）∶m（芋頭絲）＝1∶0.5∶0.5（C處理），鹽添加量5%。將各種原料按配比混合均勻后裝入罐中，水密封，20～30 ℃發(fā)酵，取不同發(fā)酵時間鲊海椒進行分析。

1.3.2 主要功能成分分析

1.3.2.1 抗氧化營養(yǎng)素

VC含量測定采用2,6-二氯酚靛酚法[7]。VE含量測定采用紫外分光光度法[8]。均以干質量計。

1.3.2.2 類胡蘿卜素類[9]

用100%的丙酮溶液反復研磨0.5 g樣品至無色，過濾，定容至50 mL。以100%丙酮溶液作空白對照，分別在663、646、470 nm波長處測定提取液吸光度，按以下公式計算類胡蘿卜素含量。

式中：ρa為提取液中葉綠素a含量/（μg/mL）；ρb為提取液中葉綠素b質量濃度/（μg/mL）；ρc為提取液中類胡蘿卜素質量濃度/（μg/mL）；Cc為每克樣品干基中類胡蘿卜素的含量/（mg/g）；V為提取液體積/mL；m為樣品質量/g。

以100%丙酮溶液作空白對照，于460 nm波長處測定提取液吸光度。按以下公式計算色價[10]。

1.3.2.3 生物堿類[11]

向5.0 g左右樣品中加入50 mL 100%甲醇，在50 ℃、360 W條件下超聲50 min，過濾，減壓濃縮，定容至5 mL。濾液過0.45 μm微孔濾膜，色譜條件：色譜柱Kromasil C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；進樣量：10 μL；流動相：甲醇-水（70∶30，V/V）；流速：1.0 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測波長：280 nm。各樣品液按上述色譜條件進行樣品分析，采用外標法對樣品中辣椒素及二氫辣椒素進行定量。

1.3.2.4 多酚類

樣品提取[12]：游離酚提?。簩? ℃預冷20 min的80%丙酮溶液40 mL加入5.0 g樣品中，冰浴條件下10 000 r/min均質5 min，5 000 r/min離心10 min，收集上清液。按以上步驟再提取一次，合并兩次上清液，減壓濃縮至原體積的10%左右，用水定容至25 mL，得到游離酚提取液，保存于－20 ℃?zhèn)溆?。結合態(tài)酚類提取：向游離酚提取后的沉淀物中加入40 mL 2 mol/L NaOH溶液，25 ℃條件下振蕩提取1 h，用濃鹽酸調節(jié)水解液pH值至1后，用100 mL乙酸乙酯萃取3 次，合并萃取相，減壓濃縮，用純水定容至10 mL，得到結合酚類物質提取液，保存于－20 ℃冰箱中備用。

測定方法：參照Dewanto等[13]用Folin-酚測定多酚含量的方法。向試管中加入0.5 mL H2O、0.125 mL提取液及0.125 mL Folin-酚試劑，混勻，靜置6 min，加入1.25 mL質量分數為 7.5% 的Na2CO3溶液與1 mL H2O，終體積為3 mL?；靹蚝螅?5 ℃條件下避光放置90 min。于760 nm波長處測定反應液吸光度。同時以0.125 mL H2O代替鲊海椒游離酚類提取液/結合酚類提取液作空白對照?？偡雍恳悦?00 g鲊海椒中所含沒食子酸當量（gallic acid equivalant，GAE）表示（以干質量計），即mg GAE/100 g。

1.3.2.5 黃酮類

參照Shen Yun等[14]的方法，移取0.5 mL鲊海椒游離酚類物質提取液/結合酚類提取液放入試管中，向其中加入2 mL H2O及0.15 mL 質量分數為5%的NaNO2溶液，混勻，靜置5 min后，加入0.15 mL質量分數為 10% 的AlCl3溶液，混勻，靜置5 min后，再加入1 mL 1 mol/L NaOH溶液，25 ℃條件下放置15 min后于510 nm波長處測定吸光度?？傸S酮以每100 g鲊海椒中所含蘆丁當量表示，即mg 蘆丁/100 g。

1.4 數據分析

2 結果與分析

2.1 不同淀粉源對制備鲊海椒發(fā)酵中抗氧化營養(yǎng)素含量的影響

鲊海椒發(fā)酵過程中VC及VE含量變化Fig.1 Changes in VC and VE contents during the fermentation process of Zhahaijiao圖 1

由圖1可知，VE含量在發(fā)酵過程中呈先升后降的趨勢，發(fā)酵30 d時達峰值，A、B、C處理VE含量分別為152.86、96.53、189.80 mg/100 g，至發(fā)酵90 d后三處理VE含量與發(fā)酵0 d時相當，分別為65.49、59.51、87.17 mg/100 g。VC含量在整個發(fā)酵過程中呈下降趨勢，發(fā)酵前期（0～30 d）迅速下降，30 d以后降速趨緩。發(fā)酵30 d和90 d鲊海椒A、B、C處理VC 含量分別為發(fā)酵0 d的46%、24%、24%和12%、13%、11%，發(fā)酵90 d后，3 種鲊海椒中VC的損失率基本相同。

2.2 不同淀粉源對制備鲊海椒發(fā)酵中主要功能成分的影響

2.2.1 鲊海椒發(fā)酵過程中類胡蘿卜素及辣椒紅素的變化

圖2 鲊海椒發(fā)酵過程中類胡蘿卜素含量及色價的變化Fig.2 Changes in carotenoids content and color value during the fermentation process of Zhahaijiao

由圖2可知，類胡蘿卜素含量及色價以添加芋頭的C處理較高。A處理類胡蘿卜素含量及色價呈緩慢上升趨勢，發(fā)酵0 d和90 d類胡蘿卜素含量分別為0.36、0.45 mg/g，色價分別為0.84、1.08；B處理類胡蘿卜素含量及色價有緩慢下降趨勢，發(fā)酵0 d和90 d類胡蘿卜素含量分別為0.49、0.40 mg/g，色價分別為1.11、0.96；C處理類胡蘿卜素含量及色價呈先降（0～15 d）后升（15～30 d）并趨于穩(wěn)定（30～90 d）的趨勢，發(fā)酵0、15、90 d類胡蘿卜素含量分別為0.82、0.61、0.73 mg/g，色價分別為1.88、1.45、1.73，總體呈下降趨勢。

2.2.2 鲊海椒發(fā)酵過程中生物堿類物質含量的變化

鲊海椒發(fā)酵過程中辣椒素及二氫辣椒素含量的變化Fig.3 Changes in capsaicin and dihydrocapsaicin contents during the fermentation process of Zhahaijiao圖 3

由圖3可知，3 種鲊海椒中辣椒素及二氫辣椒素含量隨發(fā)酵時間延長呈下降趨勢。其中，添加玉米的B處理中辣椒素及二氫辣椒素含量先快速下降（0～30 d）后緩慢下降（30～90 d），發(fā)酵90 d時，B處理中辣椒素及二氫辣椒素含量分別為發(fā)酵0 d時的51.6%和54.2%；A處理與C處理中的辣椒素與二氫辣椒素含量均緩慢下降，發(fā)酵90 d時，A處理辣椒素及二氫辣椒素含量分別為發(fā)酵0 d時的71.4%和70.4%，C處理分別為發(fā)酵0 d時的69.2%和75.6%。從原料中辣椒素和二氫辣椒素本底含量以及發(fā)酵90 d后的含量來看，均以玉米鲊海椒和玉米芋頭絲混合發(fā)酵鲊海椒為高。

2.2.3 鲊海椒發(fā)酵過程中多酚類物質含量的變化

多酚作為抗氧化物，在預防癌癥、心血管疾病、糖尿病、骨質疏松癥、神經性病變及抗炎和抗菌等方面有重要的作用[15]。如表1所示，隨發(fā)酵時間延長，三處理結合型多酚、游離型多酚及總酚含量均呈先升后降趨勢，以發(fā)酵30 d時相對較高。添加粳米作為淀粉源的A處理結合型多酚含量下降，而游離型多酚和總酚含量增加，發(fā)酵90 d時分別為發(fā)酵0 d時的67.9%、124.9%和119.4%；添加玉米作為淀粉源的B處理鲊海椒在發(fā)酵過程中結合型多酚、游離型多酚和總酚均呈升高趨勢，發(fā)酵90 d時分別為發(fā)酵0 d時的134.4%、109.6%和115.8%，發(fā)酵15 d以上各處理均顯著高于發(fā)酵0 d的處理（P＜0.05）；添加玉米芋頭絲的C處理則均呈下降趨勢，發(fā)酵90 d時分別為發(fā)酵0 d時的52.0%、83.7%和72.7%，發(fā)酵15 d以上各處理均顯著低于發(fā)酵0 d的處理（P＜0.05）。3 個處理游離型多酚和總酚峰值都出現在發(fā)酵30～45 d，從多酚利用和功能作用考慮，鲊海椒發(fā)酵時間以1～2 個月為宜，從多酚本底含量考慮，添加芋頭絲作為淀粉源有利于提升鲊海椒中游離型多酚和總酚含量。

表1 鲊海椒發(fā)酵過程中多酚類物質含量變化Table 1 Changes in polyphenol contents during the fermentation process of Zhahaijiao mg GAE/100 g

2.2.4 鲊海椒發(fā)酵過程中黃酮類物質含量的變化

黃酮類化合物有顯著的螯合及抗氧化性能，在改善記憶力、抑制腫瘤新血管形成、防治哮喘、治療糖尿病及其并發(fā)癥、防治骨質疏松等方面具有重要作用[16-20]。如表2所示，隨發(fā)酵時間延長，三處理游離型黃酮及總黃酮含量均呈先升后降趨勢，以發(fā)酵30～45 d時相對較高（P＜0.05）。從具體變化看，添加粳米作為淀粉源的A處理結合型黃酮、游離型黃酮和總黃酮含量均呈增加趨勢，發(fā)酵90 d時分別為發(fā)酵0 d時的135.5%、106.2%和109.6%；添加玉米作為淀粉源的B處理鲊海椒在發(fā)酵過程中結合型黃酮、游離型黃酮和總黃酮有升有降，發(fā)酵90 d時分別為發(fā)酵0 d時的61.3%、110.1%和82.8%；添加玉米芋頭絲的C處理則均呈下降趨勢，發(fā)酵90 d時分別為發(fā)酵0 d時的61.8%、90.0%和78.4%。

表2 鲊海椒發(fā)酵過程中黃酮類物質含量變化Table 2 Changes in flavonoid contents during the fermentation process of Zhahaijiao mg蘆丁/100 g

3 討論與結論

鲊海椒發(fā)酵過程中，具有抗氧化作用的VE含量保持穩(wěn)定，但VC含量持續(xù)下降，這與鄧勇等[21]關于榨菜發(fā)酵中VC含量變化的報道一致。類胡蘿卜素及辣椒紅素含量在發(fā)酵過程中變化不大，但以添加芋頭的C處理較高。有報道成熟辣椒果實采摘后，在貯藏過程中仍能合成類胡蘿卜素，但其合成過程受溫度及光照的影響，當水分含量降到一定值時中斷其生物合成[22]。本研究中，可能受水分及微生物等綜合影響，類胡蘿卜素及色價僅發(fā)生波動變化，表明發(fā)酵對鲊海椒中類胡蘿卜素及辣椒紅素的變化影響不大。辣椒素及二氫辣椒素含量均隨發(fā)酵時間延長呈下降趨勢，以添加玉米的B處理降低較多，從原料本底及發(fā)酵90 d后的含量來看，以玉米鲊海椒和芋頭絲玉米混合發(fā)酵鲊海椒為高。辣椒素可作為食品調味劑、保健/功能食品及外用藥品的組成分，其在生物體內有加速代謝、鎮(zhèn)痛止癢和抗炎等作用[23]。金紅星等[24]報道辣椒素類物質發(fā)酵產物對小鼠營養(yǎng)性肥胖具有預防作用。辣椒素及二氫辣椒素含量降低，推測與微生物活動及有機酸的產生有關，可能轉化為相應的辣椒素類似物。

游離型多酚、總酚、游離型黃酮和總黃酮含量在發(fā)酵過程中均呈先升后降趨勢，以發(fā)酵30～45 d時相對較高。這與Lee等[25]報道用枯草芽孢桿菌對新鮮辣椒勻漿進行純種發(fā)酵的結果一致。推測鲊海椒在自然條件下發(fā)酵，作為混菌發(fā)酵體系，微生物之間有相互競爭作用，且隨著發(fā)酵中有機酸含量增加，其pH值降低，可能影響發(fā)酵體系中微生物及胞外酶的活性，從而影響發(fā)酵過程中鲊海椒總多酚及總黃酮的變化。多酚類和黃酮類物質作為抗氧化物，具有多種重要的生理功能。從多酚類和黃酮類物質的功能作用考慮，鲊海椒發(fā)酵時間以30～45 d為宜。

經分析不同淀粉源制備鲊海椒A、B、C三處理初始含水量分別為46.50%、45.57%和64.15%，以玉米芋頭絲鲊海椒水分含量較高。以100 g可食部分計，A、B、C三處理初始總黃酮含量分別為52.66、50.51、85.56 mg蘆丁/100 g，總多酚含量分別為118.55、107.62、214.60 mg GAE/100 g。從多酚和黃酮類本底含量考慮，添加芋頭絲作為淀粉源有利于提升鲊海椒中總酚和黃酮類的含量。綜合考慮3 種淀粉源及各種功能成分的變化，添加芋頭絲或粳米作為淀粉源可提升部分功能成分含量，以發(fā)酵30～45 d的鲊海椒功能成分含量較高。

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Functional Components of Zhahaijiao, a Traditional Chinese Fermented Chili Product, Mixed with Starches from Different Botanical Sources during Fermentation

GE Pingzhen1,2, WANG Dan1, ZHOU Caiqiong1,*
(1. Chongqing Engineering Research Center of Regional Food, College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Guizhou Light Industry Scientific Research Institute, Guiyang 550007, China)

This study was designed to explore changes in functional components during the fermentation process of Zhahaijiao, a traditional Chinese fermented chili product, made with three different starches, namely japonica rice flour, corn flour and a corn flour-taro shreds mixture, respectively. The results showed that compared with the unfermented control, vitamin C content of Zhahaijiao with each of the three starches fermented for 90 days was significantly decreased while vitamin E remained stable. In addition carotenoids content and color value had little changes. Capsaicin and dihydrocapsaicin presented a downward trend with the extension of fermentation time, and Zhahaijiao with a ratio of chili to corn flour to taro shreds of 1:0.5:0.5 by weight had higher contents of these compounds. The contents of free and total polyphenols as well as free and total flavonoids in three kinds of Zhahaijiao were increased firstly and then decreased, and reached a relatively high level after fermentation for 30-45 days (P ＜ 0.05); they were more abundant in Zhahaijiao with japonica rice flour or taro shreds. Overall, Zhahaijiao with taro or rice starch contained high contents of some functional components. Zhahaijiao fermented for 30-45 days was more suitable for consumption because of the higher contents of functional components.

Zhahaijiao; starch source; antioxidant nutrients; carotenoids; polyphenols; flavonoids

TS201.4

A

1002-6630（2015）21-0191-05

10.7506/spkx1002-6630-201521036

2015-01-08

葛平珍（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品安全與質量控制。E-mail：gepingzhen1989@126.com

*通信作者：周才瓊（1964—），女，教授，博士，研究方向為食品營養(yǎng)化學。E-mail：zhoucaiqiong@swu.edu.cn