脫鹽鹽漬辣椒發(fā)酵工藝優(yōu)化及風(fēng)味品質(zhì)研究

羅鳳蓮，夏延斌，王燕，蔣立文，歐陽建勛

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.國家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)分中心，湖南 長沙 410128；3.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410128；4.湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙410128)

脫鹽鹽漬辣椒發(fā)酵工藝優(yōu)化及風(fēng)味品質(zhì)研究

羅鳳蓮1,2,3,4，夏延斌1,2,3,4，王燕1,2,3,4，蔣立文1,2,3,4，歐陽建勛1

(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南 長沙 410128；2.國家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)分中心，湖南 長沙 410128；3.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長沙 410128；4.湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙410128)

以鹽漬辣椒為原料，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化脫鹽鹽漬辣椒發(fā)酵工藝，用HS–SPME–GC–MS方法測定脫鹽鹽漬辣椒發(fā)酵前后揮發(fā)性成分的變化。結(jié)果表明：鹽漬辣椒脫鹽后，其氯化鈉、總糖、總酸、還原糖、氨基酸態(tài)氮含量均有顯著降低(P<0.05)；脫鹽鹽漬辣椒發(fā)酵的適宜工藝為接種6%的植物乳桿菌菌液，添加4%蔗糖，發(fā)酵5 d；脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵后，其酯類、醛類物質(zhì)相對含量分別較發(fā)酵前增加了 24%、448%，醇類、烯烴類相對含量分別降低了18%、31%，接種發(fā)酵使辣椒中的酯類和醛類物質(zhì)增加。

鹽漬辣椒；脫鹽；接種發(fā)酵；風(fēng)味品質(zhì)；工藝優(yōu)化

辣椒(Capsicum annuum)是重要的調(diào)味品和蔬菜[1]，具有促進(jìn)胃液分泌和血液循環(huán)、鎮(zhèn)痛、抗菌、減肥等[2–4]多種生理功能。目前，現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的剁辣椒大多以高鹽鹽漬辣椒為原料。該技術(shù)存在一定的缺陷，如高鹽腌制加大了辣椒中鹽溶性物質(zhì)的溶出、水洗脫鹽造成營養(yǎng)損失和環(huán)境污染等。筆者研究鹽漬辣椒脫鹽后的發(fā)酵工藝及其發(fā)酵前后的風(fēng)味品質(zhì)變化，旨在為剁辣椒的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

鹽漬辣椒由湖南長沙壇壇香調(diào)料食品有限公司提供；植物乳桿菌、MRS培養(yǎng)基由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供；硫酸銅、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、鹽酸、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、甲醛、葡萄糖、硝酸銀、氯化鈉、鉻酸鉀均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。

主要儀器與設(shè)備：GZ–250–S生化培養(yǎng)箱(韶關(guān)市廣智科技設(shè)備發(fā)展有限公司)；DHG–9240A干燥箱(上海飛越實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)； LMQ J3870C滅菌鍋(湖南省海獅電器有限公司)；TP–213電子天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)；TA–XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀(Stable Micro System)；50/30 μm DVB/CAR on PDMS 萃取頭(上海安譜科學(xué)儀器有限公司)；GCMS–QP2010氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀(日本島津公司)；DF–101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠)。

1.2 方法

1.2.1 菌種發(fā)酵液的制備

在無菌條件下取一環(huán)植物乳桿菌接種于 MRS液體培養(yǎng)基中，置于37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h，再移取活化后的菌種于MRS 液體培養(yǎng)基中，置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h，用稀釋平板計(jì)數(shù)法測量活菌數(shù)，并將活菌數(shù)達(dá)108CFU/mL以上的定為菌種發(fā)酵液。

1.2.2 鹽漬辣椒的脫鹽和接種發(fā)酵

將涼開水和鹽漬辣椒按質(zhì)量比 1∶1混合于容器中，浸泡1.5 h，每30 min攪拌1次，使辣椒含鹽量降至10%左右。取出瀝干水分，拌料并添加菌種發(fā)酵液，裝瓶后置于 30 ℃恒溫箱發(fā)酵，發(fā)酵完成后于85 ℃水浴殺菌20 min，得到剁辣椒。

1.2.3 發(fā)酵工藝的優(yōu)化

參照文獻(xiàn)[5]、文獻(xiàn)[6]中的方法，對接種量A(2%、4%、6%)、加糖量B(2%、4%、6%)、發(fā)酵時間C(3、5、7 d)3個因素進(jìn)行3因素3水平正交試驗(yàn)，分別對產(chǎn)品進(jìn)行感官評分[7]。感官評分等級分為1級(很好)、2級(好)、3級(一般)、4級(差)、5級(很差)。分別測定產(chǎn)品的總酸含量和脆度，感官評分(w1)、總酸含量(w2)、脆度(w3)的權(quán)重系數(shù)分別為 0.50、0.25、0.25。用模糊數(shù)學(xué)綜合評價法計(jì)算綜合評分，作為評價指標(biāo)。

1.2.4 揮發(fā)性成分和有關(guān)理化指標(biāo)的測定

參照文獻(xiàn)[8]中的方法，采用 Nist 2008和WILEY275譜庫檢索檢測信息，并查詢文獻(xiàn)資料，對脫鹽鹽漬辣椒和脫鹽接種發(fā)酵辣椒的揮發(fā)性成分進(jìn)行鑒定(SI≥80)。

氯化鈉含量采用 GB/T 5009.39—2003硝酸銀滴定法測定；總酸含量采用GB/T 12456—2008滴定法測定；總糖含量采用GB/T 5009.8—2008 直接滴定法測定；還原糖含量采用GB/T 5009.7—2008直接滴定法測定；氨基酸態(tài)氮含量采用 GB/T 5009.39—2003甲醛滴定法測定；脆度采用胡璇等[9]的方法測定。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行顯著性和方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鹽漬辣椒脫鹽前后的營養(yǎng)成分

由表1可見，鹽漬辣椒脫鹽后的氯化鈉、還原糖、總糖、總酸、氨基酸態(tài)氮含量分別下降了53.9%、46.7%、47.5%、47.2%、44.9%，均下降了44.9%以上，其中氯化鈉的下降率最高。脫鹽前后氯化鈉含量間、總糖含量間、總酸含量間的變化均有極顯著差異(P＜0.01)，還原糖含量間、氨基酸態(tài)氮含量間的差異顯著(P＜0.05)。由于鹽漬辣椒中的氯化鈉含量高達(dá)22.66%，而脫鹽后的含鹽量為10.43%(植物乳桿菌的耐鹽量可達(dá)13%[10])，所以，在脫鹽鹽漬辣椒中接種植物乳桿菌是可行的。由于脫鹽后鹽漬辣椒的營養(yǎng)成分有一定損失，所以在接種發(fā)酵時可添加一定量的蔗糖，以補(bǔ)充發(fā)酵底物。

表1 鹽漬辣椒脫鹽前后的理化指標(biāo)Table 1 Physical and chemical indicators of salted chili before and after desalination

2.2 脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵工藝的優(yōu)化結(jié)果

由表2可見，各因素作用的主次順序依次為發(fā)酵時間、接種量、加糖量。由k值可以得出，A3優(yōu)于A1、A2，B2優(yōu)于B1、B3，C2優(yōu)于C1、C3，因此，初步確定脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵的適宜工藝組合為A3B2C2。

表2 脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵的正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Orthogonal test results of inoculation fermentation desalted chili

表3方差分析結(jié)果表明，接種量、加糖量、發(fā)酵時間的影響均存在顯著差異，綜合考慮后，選定A3B2C2為脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵的適宜工藝組合，即接種量為6%，加糖量為4%，發(fā)酵時間5 d。

表3 方差分析結(jié)果Table 3 Results of variance analysis

2.3 脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵后揮發(fā)性成分的變化

2.3.1 揮發(fā)性成分總離子流圖

采用HS–SPME–GC–MS方法，分別檢測脫鹽鹽漬辣椒、脫鹽接種發(fā)酵辣椒的揮發(fā)性成分總離子流圖如圖1所示。由圖1可知，脫鹽鹽漬辣椒、脫鹽接種發(fā)酵辣椒中揮發(fā)性成分的出峰時間大多在40 min之前，其揮發(fā)性成分的最大豐度值分別為1 900 000、2 300 000，脫鹽接種發(fā)酵辣椒揮發(fā)性成分的最大豐度值較發(fā)酵前有所增加。

圖1 脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵前后的HS–SPME–GC–MS總離子流圖Fig.1 TIC from desaled chili before and after inoculation fermentation detected by HS–SPME–GC–MS

2.3.2 揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果

對表4中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可得各類揮發(fā)性成分的組分和相對含量，從脫鹽鹽漬辣椒、脫鹽接種發(fā)酵辣椒中分別檢出 92、93種揮發(fā)性成分，二者揮發(fā)性成分的種數(shù)基本一致，但是揮發(fā)性成分的物質(zhì)組成及相對含量不同。

表4 脫鹽鹽漬辣椒和脫鹽接種發(fā)酵辣椒的揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果Table 4 Volatile components in desalted chili and inoculation fermentation desalted chili

表4 (續(xù))

表4 (續(xù))

表4 (續(xù))

在脫鹽鹽漬辣椒中，相對含量較高的揮發(fā)性成分有芳樟醇(9.79%)、苯乙醇(5.17%)、水楊酸甲酯(3.90%)、α–松油醇(4.69%)、十四酸乙酯(4.29%)、棕櫚酸乙酯(14.36%)、亞油酸乙酯(6.88%)、α–紫穗槐烯(3.28%)、佛術(shù)烯(2.42%)等。

在脫鹽接種發(fā)酵辣椒中，相對含量較高的揮發(fā)性成分有乙醇(7.91%)、芳樟醇(3.08%)、苯乙醇(5.34%)、水楊酸甲酯(2.62%)、辛酸乙酯(3.05%)、癸酸乙酯(2.64%)、α–紫穗槐烯(2.32%)、月桂酸乙酯(4.65%)、十四酸乙酯(6.24%)、棕櫚酸乙酯(15.73%)、亞油酸乙酯(6.61%)、順–7–十四烯醛(3.70%)等。

2.3.3 脫鹽接種發(fā)酵辣椒的分類

由圖2、圖3可知，脫鹽鹽漬辣椒中揮發(fā)性成分相對含量最高的是酯類，其次分別為醇類、烯烴類、酸類、酚類等，組成物種類最多的依次為酯類、烯烴類、醇類、醛類、酸類等；脫鹽接種發(fā)酵剁辣椒中揮發(fā)性成分相對含量最高的是酯類，其次分別為醇類、烯烴類、醛類、酸類等，組成物種類最多的依次為酯類、烯烴類、醇類、醛類、酸類等；脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵后，其酯類、醛類物質(zhì)相對含量分別較發(fā)酵前增加了24%、448%，醇類、烯烴類物質(zhì)相對含量分別降低了17%、31%。在2種辣椒中，脫鹽接種發(fā)酵辣椒的酯類、醛類組成物種類較多，酯類的相對含量較高。

圖2 脫鹽鹽漬辣椒和脫鹽接種發(fā)酵辣椒揮發(fā)性成分的組成物種類Fig.2 Kinds of volatile components in desalted chili and inoculation fermentation desalted chili

圖3 脫鹽鹽漬辣椒和脫鹽接種發(fā)酵辣椒揮發(fā)性成分的相對含量Fig.3 Relative content of volatile components in desalted chili and inoculation fermentation desalted chili

2.4 感官評價結(jié)果

脫鹽鹽漬辣椒的質(zhì)量為 3級(感官評價為“一般”)左右，色澤相對較紅，脆度較好，香氣、酸味較淡，質(zhì)量一般；脫鹽接種發(fā)酵辣椒的感官質(zhì)量為2級(感官評價為“好”)，其發(fā)酵香味、鮮味、酸味都較脫鹽鹽漬辣椒有較大提升。

3 結(jié)論與討論

鹽漬辣椒脫鹽后氯化鈉、總糖、總酸含量有極顯著降低(P＜0.01)，還原糖、氨基酸態(tài)氮含量有顯著降低(P＜0.05)。脫鹽鹽漬辣椒接種發(fā)酵的適宜工藝為：接種6%的植物乳桿菌菌液，添加4%蔗糖，發(fā)酵5 d。

采用 HS–SPME–GC–MS方法，從脫鹽鹽漬辣椒、脫鹽接種發(fā)酵剁辣椒中分別鑒定出92、93種揮發(fā)性成分。脫鹽鹽漬辣椒發(fā)酵后，其酯類、醛類物質(zhì)相對含量顯著升高，醇類、烯烴類物質(zhì)相對含量顯著降低，接種發(fā)酵使辣椒中的酯類和醛類物質(zhì)增加。唐鑫等[11]對接種發(fā)酵后的鹽漬辣椒浸出汁進(jìn)行檢測，共檢測出36種揮發(fā)性成分，相對含量較高的有酯類、醇類、烯類(酯類組成物的數(shù)量有10種，占所有揮發(fā)性風(fēng)味成分的78.41%)[11]。本研究中得到的揮發(fā)性成分類別與文獻(xiàn)[11]中的基本一致，但揮發(fā)性成分種類比文獻(xiàn)[11]中的多，這可能與二者使用的原料、加工工藝條件、GC–MS分析條件等因素有關(guān)。酯類和醛類物質(zhì)對發(fā)酵辣椒的風(fēng)味品質(zhì)有著重要的賦香作用[12]，說明接種發(fā)酵有利于形成脫鹽鹽漬辣椒的酯類和醛類香氣，提升發(fā)酵辣椒的風(fēng)味品質(zhì)。

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責(zé)任編輯：王賽群

英文編輯：王 庫

Fermentation process optimization and flavor quality of desalted chili

LUO Fenglian1,2,3,4, XIA Yanbin1,2,3,4, WANG Yan1,2,3,4, JIANG Liwen1,2,3,4, OUYANG Jianxun1
(1.College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2.National R＆D Center for Vegetable Processing, Changsha 410128, China; 3.Hunan Provincial Key Laboratory of Food Science and Biotechnology, Changsha 410128, China; 4.Hunan Provincial Research Center of Engineering and Technology for Fermented Food, Changsha 410128, China)

By taking salted chili as materials, the fermentation process in making desalted chili were optimized through orthogonal experiment, and the change of volatile flavor components before and after fermentation were determined by headspace solid phase microextraction gas chromatography and mass spectrometry (HS–SPME–GC–MS).The results indicated that NaCl, total sugar, total acid, reducing sugar and amino acid nitrogen content in desalted chili reduced significantly after desalination (P<0.05).The appropriate fermentation process of desalted chili was 6% Lactobacillus plantarum, 4% sugar, and fermentation for 5 days.The relative content of esters and aldehydes of inoculation fermentation desalted chili increased 24% and 448% respectively than desalted chili, while alcohols and olefins decreased 18% and 31% respectively.Inoculation fermentation was helpful to improve the flavor of esters and aldehydes in chili.

salted chili; desalination; inoculation fermentation; flavor quality; process optimization

TS255.54

：A

：1007-1032(2017)01-0071-08

2016–03–30

2016–12–05

湖南省科技重大專項(xiàng)(2015NK1003)

羅鳳蓮(1973—)，女，湖南邵陽人，博士，副教授，主要從事食品化學(xué)研究，1351600014@qq.com