乳酸菌發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬工藝優(yōu)化及其風(fēng)味成分分析

申光輝， 馮 孟， 張志清， 陳安均， 黎杉珊， 吳賀君

(四川農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，四川 雅安 625014)

桑葚又名桑果、桑實(shí)、桑棗，富含白藜蘆醇、花青素、黃酮等多種生物活性成分[1-4]，具有抗氧化[5-6]和解酒[7]等功能。中國(guó)桑葚資源豐富，但因其成熟期集中，皮薄，含水量較高，貯藏難度大，資源加工利用率低，導(dǎo)致其深加工產(chǎn)品多元化程度不高。

利用益生乳酸菌發(fā)酵果蔬產(chǎn)生的香氣物質(zhì)來(lái)改善果蔬產(chǎn)品的風(fēng)味，并產(chǎn)生新的功能活性成分，提高其營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值[8-11]，已成為國(guó)內(nèi)外果蔬深加工研究的熱點(diǎn)之一。如利用乳酸菌發(fā)酵制得胡蘿卜汁[12]、番茄汁[13]、石榴汁[14]、南瓜汁[15]和櫻桃果泥[16]等功能性發(fā)酵果蔬汁(漿)產(chǎn)品。利用植物乳桿菌R23進(jìn)行發(fā)酵，使枇杷果汁增加了以醇類和酸類為主的6種揮發(fā)性特征風(fēng)味物質(zhì)[17]。利用嗜酸乳桿菌和植物乳桿菌發(fā)酵，分別增加了西瓜汁中酸類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)和酮類揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[18]。接種保加利亞乳桿菌和嗜熱鏈球菌發(fā)酵龍眼果漿，可增加果漿醇類、醛類、酯類、酮類和酸類等18種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)[19]。

果醬是各種不耐貯藏漿果的主要加工產(chǎn)品[20]。目前，中國(guó)桑葚主要采用傳統(tǒng)果醬加工方式，其含糖量高(≥60%)[21]，產(chǎn)品種類單一，風(fēng)味寡淡，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。因此，低糖桑葚果醬加工新工藝研究對(duì)其產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。多數(shù)研究主要通過(guò)添加胡蘿卜、番茄[22]或紅棗[21]等果蔬原料，提高低糖桑葚果醬的口感風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。近年來(lái)，乳酸菌發(fā)酵工藝逐漸被應(yīng)用于臍橙[23]、藍(lán)靛果[24]及桑葚[25]等果醬的加工中，以改善產(chǎn)品風(fēng)味。但關(guān)于乳酸菌發(fā)酵對(duì)桑葚果醬風(fēng)味物質(zhì)成分影響的報(bào)道較少。本研究擬以桑葚為原材料，以富含VC、礦物質(zhì)等多種營(yíng)養(yǎng)元素的番茄和胡蘿卜為輔料，通過(guò)乳酸菌發(fā)酵改善低糖桑葚復(fù)合果醬的產(chǎn)品風(fēng)味，采用離子色譜法測(cè)定發(fā)酵果醬有機(jī)酸組成及含量，頂空固相微萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法(SPME-GC-MS)分析乳酸菌發(fā)酵對(duì)桑葚果醬揮發(fā)性物質(zhì)的影響，以期為桑葚果醬制備工藝的優(yōu)化提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)材料 桑椹品種為無(wú)核大十果桑，采自四川德昌縣，番茄和胡蘿卜均購(gòu)自本地農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，蔗糖購(gòu)自本地超市，脫脂乳粉購(gòu)自伊利乳業(yè)有限責(zé)任公司，檸檬酸、海藻酸鈉、黃原膠、低甲氧基果膠(LMP)和氯化鈣(食品級(jí))均購(gòu)自河南千志商貿(mào)有限公司，伊仕特酸奶發(fā)酵劑(主要菌種為嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌)購(gòu)自湖北安琪酵母股份有限公司。

1.1.2 培養(yǎng)基與試劑 MRS液體培養(yǎng)基：蛋白胨10.00 g，牛肉膏10.00 g，酵母膏5.00 g，磷酸氫二鉀2.00 g，檸檬酸二銨2.00 g，乙酸鈉5.00 g，葡萄糖20.00 g，吐溫-80 1 ml，MgSO4·7H2O 0.50 g，MnSO40.25 g，蒸餾水1 L，pH 6.2～6.4，121 ℃滅菌20 min。乳酸、乙酸、甲酸、蘋(píng)果酸、琥珀酸、酒石酸、草酸、檸檬酸均為分析純，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3 主要儀器設(shè)備 采用儀器設(shè)備主要有：100 型膠體磨(鄭州玉祥公司產(chǎn)品)、WZS-1型阿貝折光儀(上海光學(xué)儀器廠產(chǎn)品)、pHS-320型酸度計(jì)(成都世紀(jì)方舟公司產(chǎn)品)、ZWY-2102C型恒溫?fù)u床(上海智城分析儀器公司產(chǎn)品)、TA-Xplus型質(zhì)構(gòu)儀(超技儀器公司產(chǎn)品)、ICS-1100型離子色譜儀(Thermo公司產(chǎn)品)、7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(Agilent公司產(chǎn)品)、50/30 μm DVB/CAR/PDMS型頂空固相微萃取頭(Supelco公司產(chǎn)品)。

1.2 方法

1.2.1 果漿制備 挑選無(wú)機(jī)械損傷、無(wú)腐爛、無(wú)病蟲(chóng)害的新鮮桑葚、番茄和胡蘿卜，用水漂洗干凈，分別蒸汽漂燙軟化。桑葚漂燙3 min后打漿，番茄十字形切4塊漂燙4 min后打漿，胡蘿卜切0.5 cm厚片漂燙8 min，按0.5 ml/g加水打漿。傳統(tǒng)果醬大都以單一原料果肉進(jìn)行加工，為了使得果醬口感更豐富并提高果醬營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，對(duì)果醬進(jìn)行多種原料復(fù)配。根據(jù)混料試驗(yàn)結(jié)果，將各原料果漿按質(zhì)量比為桑葚∶番茄∶胡蘿卜=7.3∶1.0∶1.7混勻，100 ℃沸水浴殺菌20 min，冷卻備用。

1.2.2 發(fā)酵種子液制備 菌種活化：將滅菌MRS培養(yǎng)液冷卻至室溫，接種乳酸菌菌劑，37 ℃、140 r/min恒溫振蕩培養(yǎng)，連續(xù)傳3代，直到活菌數(shù)大于等于 1×108CFU/ml。

種子液制備：分別配制復(fù)合果漿添加量為25%、50%、75%、100%的MRS培養(yǎng)基，按復(fù)合果漿添加量由低到高進(jìn)行傳代培養(yǎng)，每代均在37 ℃、140 r/min條件下恒溫振蕩培養(yǎng)36 h，使發(fā)酵菌種逐步適應(yīng)復(fù)合果漿的培養(yǎng)條件，每代測(cè)得活菌數(shù)均達(dá)到 1×108CFU/ml以上，即得發(fā)酵種子液。

1.2.3 乳酸菌發(fā)酵條件優(yōu)化 根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，采用L9(34)正交試驗(yàn)，以感官評(píng)價(jià)為指標(biāo)，對(duì)接種量、發(fā)酵時(shí)間、蔗糖添加量、脫脂乳粉添加量4個(gè)主要影響因素進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)因素及水平見(jiàn)表1。將制備好的發(fā)酵種子液接種于殺菌復(fù)合果漿中，37 ℃靜置發(fā)酵。按表2的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)發(fā)酵果漿進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。

表1復(fù)合果漿乳酸菌發(fā)酵L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表

Table1FactorsandlevelsofL9(34)orthogonalexperimentoffruitpulpfermentedbylacticacidbacteria

水平接種量(CFU/ml)發(fā)酵時(shí)間(h)蔗糖添加量(%)脫脂乳粉添加量(%)11×104128321×1051610531×10620127

表2發(fā)酵果漿感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

Table2Sensoryevaluationcriteriaoffermentedfruitpulp

評(píng)分項(xiàng)目 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值口感(35分)口感純正,桑葚味濃,無(wú)異味26～35口感較純正,桑葚味較淡,少有異味16～25風(fēng)味不正,無(wú)桑葚味,有異味0～15氣味(40分)具有桑葚特有香氣和良好酵香味,香氣濃郁31～40具有桑葚獨(dú)特香氣和較為良好的酵香味,香氣較淡16～30不具有桑葚香氣,有異味,較差的酵香味0～15色澤(25分)色澤呈深紫色或紫色,顏色均勻一致21～25色澤呈淡紫色,顏色基本均勻一致16～20不表現(xiàn)紫色,顏色不均勻0～15

1.2.4 果醬調(diào)配濃縮工藝優(yōu)化 依據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，采用U6(6×32×2)均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)，以果醬感官品質(zhì)、凝膠強(qiáng)度和黏度為指標(biāo)，對(duì)蔗糖添加量、果漿pH值、復(fù)合增稠劑添加量和CaCl2添加量4個(gè)主要因素進(jìn)行優(yōu)化，試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表3。將發(fā)酵復(fù)合果漿調(diào)整pH后倒入不銹鋼鍋中進(jìn)行預(yù)濃縮，分批添加糖漿，至可溶性固形物含量為40%左右時(shí)加入復(fù)合增稠劑(根據(jù)感官評(píng)價(jià)和質(zhì)構(gòu)獲得的最佳增稠劑配比為：低甲氧基果膠∶黃原膠=1∶1)和凝固劑CaCl2，攪拌均勻獲得發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬。根據(jù)果醬感官要求[26]，并結(jié)合乳酸菌發(fā)酵果醬風(fēng)味特點(diǎn)制定果醬感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表4)。由10名專業(yè)人員組成感官評(píng)價(jià)小組進(jìn)行感官評(píng)價(jià)。凝膠強(qiáng)度、黏度采用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，選用A/BE探頭，d40盤(pán)狀活塞，下降速度1 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，上升速度1 mm/s，觸發(fā)力Auto-5 g，測(cè)試距離20 mm，記錄速度200 pps。

表3果醬調(diào)配濃縮U6(6×32×2)均勻試驗(yàn)因素水平表

Table3FactorsandlevelsofU6(6×32×2)uniformexperimentintheprocessofjamconcentration

水平蔗糖添加量(%)果漿pH值復(fù)合增稠劑添加量(%)CaCl2添加量(%)15.003.200.500.02210.003.700.600.04315.004.200.70420.00525.00630.00

表4發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

Table4Sensoryevaluationcriteriaoffermentedlow-sugarcomplexmulberryjam

評(píng)分項(xiàng)目 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分值氣味(15分)具有桑葚果香和良好的酵香味,香氣濃郁14～15具有桑葚果香和較為良好的酵香味,香氣稍淡11～13無(wú)桑葚果香,有異味0～10色澤(15分)色澤自然明亮,光澤度好,呈紫色或紫紅色14～15色澤較明亮,光澤度較差,淡紫紅色11～13色澤灰暗,光澤度差,非紫紅色0～10口感(30分)酸甜適中,果味濃郁26～30略偏酸或偏甜,果味較淡16～25酸甜比例不協(xié)調(diào)有異味0～15質(zhì)構(gòu)(30分)凝膠良好,無(wú)流散,無(wú)分層析水26～30基本形成凝膠,流散輕微,分層析水較少16～25未形成凝膠,流散緩慢,分層析水較多0～15涂抹性(10分)易涂抹,涂層均勻光滑9～10較易涂抹,涂層均勻但不光滑6～8難涂抹,涂層不均勻,不連貫0～5

1.2.5 果醬有機(jī)酸測(cè)定 采用離子色譜儀測(cè)定。色譜條件：IonPac AS18 (4 mm×250 mm)陰離子交換分析柱，AG18保護(hù)柱(4 mm×50 mm)。KOH淋洗液梯度洗脫條件：0～13 min 2 mmol/L，13～30 min 2～45 mmol/L，30～45 min 45 mmol/L，45～50 min 45～2 mmol/L；淋洗液流速1 ml/min；進(jìn)樣體積25 μl，色譜池溫度35 ℃，柱溫30 ℃，抑制電流112.5 mA。樣品用純水稀釋100倍，過(guò)SPE-RP柱和SPE-Ag柱，去掉3 ml初濾液后經(jīng)0.22 μm濾膜過(guò)濾，進(jìn)樣分析，峰面積按外標(biāo)法進(jìn)行定量。

1.2.6 果醬揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析 為考察乳酸菌發(fā)酵對(duì)桑葚復(fù)合果醬揮發(fā)性成分的影響，采用頂空固相微萃取-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定發(fā)酵低糖復(fù)合果醬的揮發(fā)性物質(zhì)[27]，以未發(fā)酵低糖桑葚果醬為對(duì)照進(jìn)行分析。頂空固相微萃?。喝? g果醬于15 ml采樣瓶中，加入NaCl調(diào)整其質(zhì)量濃度為0.1 g/ml，超聲10 min，插入裝有萃取纖維頭的手動(dòng)進(jìn)樣器，60 ℃萃取30 min，快速移出萃取頭并插入氣相色譜進(jìn)樣口，250 ℃熱解析3 min進(jìn)樣。色譜條件：HP-5MS (30.00 m×0.25 mm×0.25 μm)色譜柱，進(jìn)樣口溫度250 ℃，He載氣流量1 ml/min，不分流。程序升溫：起始溫度40 ℃，保持5 min，然后以5 ℃/min升溫至190 ℃，保持2 min，再以10 ℃/min升溫至250 ℃，保持5 min。質(zhì)譜條件：電子轟擊電離(EI)源，電子能量為70 eV，離子源溫度為230 ℃，質(zhì)量掃描的質(zhì)荷比范圍為33～550，接口溫度為250 ℃。利用GC-MS工作站的NIST 11.L標(biāo)準(zhǔn)圖庫(kù)對(duì)采集到的質(zhì)譜圖進(jìn)行檢索，根據(jù)匹配度來(lái)確定未知化合物，當(dāng)相似度(SI)>80%時(shí)定性為對(duì)應(yīng)化合物，采用峰面積歸一化法計(jì)算各成分相對(duì)百分含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌發(fā)酵工藝條件優(yōu)化

單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，乳酸菌接種量、發(fā)酵時(shí)間、蔗糖添加量和脫脂乳粉添加量4個(gè)發(fā)酵參數(shù)對(duì)乳酸菌發(fā)酵桑葚復(fù)合果漿的感官品質(zhì)影響較大。表5和表6顯示，各影響因素的主次順序?yàn)椋航臃N量>脫脂乳粉添加量>發(fā)酵時(shí)間>蔗糖添加量。接種量對(duì)發(fā)酵果漿感官分值具有顯著影響，而發(fā)酵時(shí)間、蔗糖添加量和脫脂乳粉添加量對(duì)發(fā)酵果漿感官分值的影響不顯著(表6)。采用L9(34)正交試驗(yàn)確定最佳發(fā)酵條件，接種量1×105CFU/ml、發(fā)酵時(shí)間20 h、蔗糖添加量8%、脫脂乳粉添加量5%，在此條件下進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)酵試驗(yàn)，所得發(fā)酵果漿感官評(píng)分為83.6，與試驗(yàn)組評(píng)分差異不大。

表5乳酸菌發(fā)酵果漿L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

Table5Orthogonalexperimentdesignandresultsoffruitpulpfermentedbylacticacidbacteria

試驗(yàn)號(hào)接種量發(fā)酵時(shí)間蔗糖添加量脫脂乳粉添加量感官分值Ⅰ111174.6±1.0Ⅱ122277.5±0.6Ⅲ133378.9±1.4Ⅳ212379.0±3.1Ⅴ223182.1±0.7Ⅵ231285.1±0.1Ⅶ313379.2±1.4Ⅷ321273.2±0.8Ⅸ332177.4±2.5k177.077.677.678.0k282.177.677.980.6k376.680.580.177.0Rj5.52.92.53.6

k1、k2、k3分別為各因素1水平、2水平、3水平的感官分值的平均值。Rj為極差。1、2、3見(jiàn)表1。

表6乳酸菌發(fā)酵果漿正交試驗(yàn)方差分析結(jié)果

Table6Analysisofvarianceoforthogonalexperimentoffruitpulpfermentedbylacticacidbacteria

變異來(lái)源 平方和自由度均方F值P值接種量111.8233255.91177.58070.0118發(fā)酵時(shí)間33.0700216.53502.24190.1622蔗糖添加量21.0033210.50171.42380.2902脫脂乳粉添加量40.7233220.36172.76070.1162誤差66.380097.3756

2.2 果醬調(diào)配濃縮工藝優(yōu)化

發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬制作的關(guān)鍵工藝在于蔗糖用量、初始pH、復(fù)合增稠劑添加量和CaCl2添加量。蔗糖的加入會(huì)在濃縮過(guò)程中加速果醬凝結(jié)，同時(shí)增加滲透壓，可起到一定的防腐作用，但蔗糖添加過(guò)多則會(huì)掩蓋原料果汁風(fēng)味，導(dǎo)致果醬酸甜比例不適，風(fēng)味較淡，蔗糖添加過(guò)少，則果醬凝結(jié)緩慢，達(dá)不到果醬在甜度上的需求。低糖果醬中蔗糖的添加量低(質(zhì)量分?jǐn)?shù)<50%)，影響果醬的凝膠效果，通過(guò)添加適量的增稠劑和凝固劑，在一定pH條件下才可以形成凝膠狀態(tài)良好、口感細(xì)膩的果醬。因此，采用U6(6×32×2)均勻設(shè)計(jì)確定最佳調(diào)配濃縮條件(表7)。

表7U6(6×32×2)均勻試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

Table7Experimentaldesignandresultsoftheuniformexperiment

試驗(yàn)號(hào)X1X2X3X4Y1Y2(g)Y3(g·s)Ⅰ112277.5212.5-196.5Ⅱ223281.6225.8-216.5Ⅲ331277.8240.3-195.2Ⅳ413181.3283.2-210.3Ⅴ521183.8293.8-218.3Ⅵ632176.3276.3-204.6

X1：蔗糖添加量；X2：果漿初始pH值；X3：復(fù)合增稠劑添加量；X4：CaCl2添加量；Y1：感官評(píng)分；Y2：凝膠強(qiáng)度；Y3：黏聚性。1、2、3見(jiàn)表3。

分別以感官評(píng)分(Y1)、凝膠強(qiáng)度(Y2)及黏聚性(Y3)為優(yōu)化指標(biāo)，采用DPS 7.05軟件進(jìn)行二次多項(xiàng)式逐步回歸分析，建立的回歸方程及檢驗(yàn)結(jié)果分別為：

0.142 9X1X3+27.457 0X1X4

(1)

X1為蔗糖添加量，X2為果漿初始pH值，X3為復(fù)合增稠劑添加量，X4為CaCl2添加量。方程相關(guān)系數(shù)r=0.999 6，F(xiàn)=298.280 0，顯著水平P=0.043 4，剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=0.189 7，調(diào)整相關(guān)系數(shù)ra=0.997 9，Durbin-Watson統(tǒng)計(jì)量d=2.70。

(2)

方程相關(guān)系數(shù)r=0.999 9，F(xiàn)=1 533.100 0，顯著水平P=0.019 2，剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=0.958 0，調(diào)整相關(guān)系數(shù)ra=0.999 6，Durbin-Watson統(tǒng)計(jì)量d=2.66。

(3)

方程相關(guān)系數(shù)r=0.999 9，F(xiàn)=2 963.140 0，顯著水平P=0.013 8，剩余標(biāo)準(zhǔn)差S=0.202 1，調(diào)整相關(guān)系數(shù)ra=0.999 8，Durbin-Watson統(tǒng)計(jì)量d=1.83。

上述結(jié)果表明，所得3個(gè)回歸方程的P值均小于0.05，Durbin-Watson統(tǒng)計(jì)量d均為2.00左右，擬合結(jié)果較好。由各變量顯著性檢驗(yàn)P值大小(表8)可知，各因素對(duì)樣品感官評(píng)分、凝膠強(qiáng)度及黏聚性的影響均存在交互作用(P<0.05)。

表8二次多項(xiàng)式逐步回歸結(jié)果

Table8Theresultsofquadraticpolynomialstepwiseregression

因變量影響因子偏相關(guān)系數(shù)t值P值感官評(píng)分X20.999123.86400.0018X2X2-0.999326.23150.0015X1X3-0.98445.59020.0305X1X40.997714.85690.0045凝膠強(qiáng)度X3-0.99388.93040.0123X2X20.998317.10420.0034X4X4-0.999848.59790.0004X2X40.998820.12110.0025黏聚性X30.999973.75210.0002X3X3-0.999854.42860.0003X4X40.999986.21080.0001X3X4-0.999972.49870.0002

X1、X2、X3、X4見(jiàn)表7注。

根據(jù)回歸方程(1)、(2)、(3)進(jìn)行尋優(yōu)計(jì)算，獲得感官評(píng)分、凝膠強(qiáng)度和黏聚性的最優(yōu)參數(shù)。表9顯示，以不同指標(biāo)所建立的回歸方程得到的尋優(yōu)結(jié)果不完全相同，為驗(yàn)證3個(gè)方程可靠性，分別對(duì)3組最優(yōu)參數(shù)組合進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)(表10)。3個(gè)不同回歸方程所得最優(yōu)參數(shù)條件下制備的樣品感官評(píng)分、凝膠強(qiáng)度、黏聚性指標(biāo)實(shí)測(cè)值與方程預(yù)測(cè)值相對(duì)誤差較小，表明3個(gè)方程的預(yù)測(cè)能力較好。同時(shí)，以感官評(píng)分優(yōu)化獲得的最佳參數(shù)所制備的樣品，其凝膠強(qiáng)度和黏聚性均接近于其他2組優(yōu)化條件下制備的產(chǎn)品，表明采用感官評(píng)價(jià)凝膠強(qiáng)度和黏聚性與質(zhì)構(gòu)儀器測(cè)定結(jié)果差異不大。但以凝膠強(qiáng)度、黏聚性為優(yōu)化指標(biāo)所得最優(yōu)條件制備的果醬的感官評(píng)分略低，這可能是因?yàn)樗崽鸲葘?duì)果醬口感的影響較大，而質(zhì)構(gòu)儀無(wú)法評(píng)價(jià)樣品的酸甜度。因此，綜合感官評(píng)價(jià)、凝膠強(qiáng)度和黏聚性所得的優(yōu)化條件，最終確定調(diào)配濃縮的最優(yōu)組合為：蔗糖添加量28.90%，初始pH值3.8，增稠劑添加量0.50%，氯化鈣添加量0.04%。該條件下制備的發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬呈明亮的紫紅色，具有桑葚清爽的果香，香氣協(xié)調(diào)，酸甜適中，醬體均勻細(xì)膩，凝膠良好，易涂抹，涂層均勻光滑，流散適宜，無(wú)分層析水現(xiàn)象，口感風(fēng)味俱佳。

表9二次多項(xiàng)式逐步回歸濃縮條件尋優(yōu)結(jié)果

Table9Theconcentrationconditionsobtainedbyquadraticpolynomialstepwiseregressionmodel

X1、X2、X3、X4、Y1、Y2、Y3見(jiàn)表7注。

表103組最優(yōu)參數(shù)組合驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

Table10Theactualvaluesofjampreparedwiththreedifferentconcentrationconditions

最優(yōu)參數(shù)組合X1X2X3X4實(shí)測(cè)值Y1Y2Y328.903.800.510.0494.70284.00-197.6027.703.500.500.0285.60289.00-203.5029.204.200.530.0483.20279.00-190.00

X1、X2、X3、X4、Y1、Y2、Y3見(jiàn)表7注。

2.3 有機(jī)酸分析

8種有機(jī)酸混標(biāo)色譜圖如圖1顯示，有機(jī)酸是果醬重要風(fēng)味和特征成分。表11顯示，從果醬樣品中共檢出7種主要有機(jī)酸，與未發(fā)酵果醬相比，乳酸菌發(fā)酵果醬中乳酸含量、乙酸含量和檸檬酸含量增加，琥珀酸含量、草酸含量和蘋(píng)果酸含量降低。因此，通過(guò)乳酸菌發(fā)酵增加了果醬中乳酸、乙酸及檸檬酸含量，特別是乳酸和檸檬酸含量的增加，改善了果醬感官品質(zhì)，賦予發(fā)酵果醬厚重的口感。

1：乳酸；2：乙酸；3：甲酸；4：琥珀酸；5：蘋(píng)果酸；6：酒石酸；7：草酸；8：檸檬酸。圖1 8種有機(jī)酸標(biāo)樣離子色譜圖Fig.1 Ion chromatogram of eight organic acids

2.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)分析

表12顯示，2種桑葚果醬樣品中總共鑒定出13種揮發(fā)性成分，其中酯類8種，烯類4種，脂肪酸1種。其中乳酸菌發(fā)酵果醬中檢出11種揮發(fā)性成分，占總峰面積的40.61%，酯類7種，占36.42%，烯類3種，占1.98%，脂肪酸類1種，占2.21%。未發(fā)酵果醬中檢出5種揮發(fā)性成分，占總峰面積的30.41%，酯類3種，占27.65%，烯類2種，占2.76%。

發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬風(fēng)味物質(zhì)主要來(lái)源于原料和乳酸菌發(fā)酵代謝產(chǎn)物，即濃縮過(guò)程中新產(chǎn)生的物質(zhì)。通過(guò)對(duì)發(fā)酵果醬和未發(fā)酵果醬的揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)兩者有3種共有的揮發(fā)性物質(zhì)，其中發(fā)酵果醬右旋萜二烯和反-9-十八烯酸甲酯的相對(duì)含量均低于未發(fā)酵果醬，可能是因?yàn)槠湓诎l(fā)酵過(guò)程中的相關(guān)發(fā)酵底物被乳酸菌代謝利用。發(fā)酵果醬與未發(fā)酵果醬相比，增加了8種揮發(fā)性物質(zhì)，包括5種酯類，2種烯類和1種脂肪酸，這些化合物賦予了桑葚發(fā)酵果醬獨(dú)特的風(fēng)味和香氣。酯類化合物是發(fā)酵果蔬中一種很重要的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，具有特殊的香味，同時(shí)酯類物質(zhì)的閾值一般較低，對(duì)整個(gè)體系風(fēng)味的貢獻(xiàn)很大[19]。因此，酯類物質(zhì)是乳酸菌發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬風(fēng)味的重要成分。

3 結(jié) 論

本研究獲得了乳酸菌發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬的最佳工藝：乳酸菌接種量 1×105CFU/ml，蔗糖添加量8.00%，脫脂乳粉添加量5.00%，發(fā)酵20 h,調(diào)整pH為3.8，蔗糖添加量28.90%，增稠劑(低甲氧基果膠∶黃原膠=1∶1)添加量0.50%，CaCl2添加量0.04%，進(jìn)行濃縮，獲得的發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬產(chǎn)品呈明亮的紫紅色，具有桑葚果香和乳酸發(fā)酵芳香氣味，組織細(xì)膩，酸甜適中，穩(wěn)定性好，其總糖含量(<42.00%)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)果醬(含糖量≥65.00%)，符合當(dāng)前消費(fèi)者對(duì)食品三低(低糖、低鹽、低脂肪)的要求。利用乳酸菌對(duì)復(fù)合果漿進(jìn)行發(fā)酵，增加了低糖桑葚復(fù)合果醬中乳酸含量、乙酸含量、檸檬酸含量以及揮發(fā)性物質(zhì)種類和含量，尤其是酯類香氣成分，改善了產(chǎn)品的風(fēng)味。

表11發(fā)酵低糖桑葚復(fù)合果醬與未發(fā)酵果醬有機(jī)酸含量的比較

Table11Comparisonoforganicacidscontentinfermentedlow-sugarcomplexmulberryjamandunfermentedjam

樣品 有機(jī)酸含量(mg/g)乳酸乙酸甲酸琥珀酸蘋(píng)果酸酒石酸草酸檸檬酸發(fā)酵果醬1.937±0.0050.162±0.0110.023±0.0030.984±0.0110.282±0.005-0.065±0.00616.400±0.256未發(fā)酵果醬0.083±0.0020.014±0.0010.029±0.0023.165±0.0180.704±0.008-0.088±0.00314.709±0.312

-：未檢測(cè)出化合物。

表12乳酸菌發(fā)酵對(duì)桑葚果醬揮發(fā)性成分的影響

Table12Effectoflacticacidbacteriafermentationonvolatilecomponentsofmulberryjam

編號(hào)保留時(shí)間(min)CAS號(hào)化合物名稱相對(duì)含量(%)發(fā)酵果醬未發(fā)酵果醬112.513387-41-5檜烯0.27-212.5228634-89-1β-側(cè)柏烯-0.43314.445989-27-5右旋萜二烯1.582.33415.4799-85-4萜品烯0.13-537.555129-60-214-甲基十五酸甲酯6.13-637.56112-39-0棕櫚酸甲酯-5.62739.521731-92-6十七酸甲酯0.20-840.60112-63-0亞油酸甲酯8.66-940.691937-62-8反-9-十八烯酸甲酯13.9419.291041.05112-61-8硬脂酸甲酯2.892.741141.4260-33-3亞油酸2.21-1241.871000336-44-09,11-十八碳二烯酸甲酯1.19-1343.431120-28-1花生酸甲酯3.41-

-：未檢測(cè)出化合物。

在果蔬汁發(fā)酵中，不同的乳酸菌菌種對(duì)果蔬汁的適應(yīng)性及其對(duì)原料功能性成分的影響不同[15,18,28]。本研究?jī)H采用市售乳酸菌發(fā)酵菌劑進(jìn)行試驗(yàn)，證實(shí)了乳酸菌發(fā)酵可通過(guò)產(chǎn)生乳酸等有機(jī)酸以及酯類等香氣成分改善桑葚低糖果醬的風(fēng)味，但仍需進(jìn)一步篩選適應(yīng)性更強(qiáng)的發(fā)酵菌株，并分析發(fā)酵對(duì)桑葚功能性活性成分及其有效性的影響。

[3] KOCA I, USTUN N S, KOCA A F, et al. Chemical composition, antioxidant activity and anthocyanin profiles of purple mulberry (Morusrubra) fruits[J]. Journal of Food Agriculture and Environment, 2008, 6(2): 39-42.

[4] 張秀梅,劉玉革,朱祝英,等. 不同成熟度桑葚果實(shí)和葉片的多酚、黃酮和抗氧化性研究[J]. 果樹(shù)學(xué)報(bào), 2014, 321(4): 660-666.

[5] WU X Y, LIANG L H, ZOU Y, et al. Aqueous two-phase extraction, identification and antioxidant activity of anthocyanins from mulberry (MorusatropurpureaRoxb.) [J]. Food Chemistry, 2011, 129(2): 443-453.

[6] 張培麗,張 帥,陳雪香,等. 桑葚多糖對(duì)H2O2誘導(dǎo)PC-12細(xì)胞氧化損傷的保護(hù)作用[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2015, 31(11): 20-24.

[7] 劉 瑋,陳 亮,吳志明,等. 3種不同產(chǎn)地桑葚抗氧化成分含量及能力測(cè)定[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā), 2016, 37(6):22-26.

[8] LEE A C, HONG Y H. Development of functional yogurts prepared with mulberries and mulberry tree leaves[J]. Korean Journal for Food Science of Animal Resources, 2010, 30(4): 649-654.

[9] 謝明勇,熊 濤,關(guān)倩倩. 益生菌發(fā)酵果蔬關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 中國(guó)食品學(xué)報(bào), 2014, 14(10): 1-9.

[10] 李建軍，周劍忠，董 月，等．乳酸菌胞外多糖對(duì)黑莓果酒品質(zhì)的影響[J]．江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017,45(6):178-181.

[11] 陳智慧,鄒宇曉,劉 凡,等. 基于微生物轉(zhuǎn)化技術(shù)的桑椹食品加工研究進(jìn)展[J]. 蠶業(yè)科學(xué), 2016, 42 (2): 336-340.

[12] 李雅乾,田洪濤,蘇旭東,等. 雙歧桿菌發(fā)酵胡蘿卜汁酸乳貯藏穩(wěn)定性研究[J]. 食品與機(jī)械, 2006, 22(4): 94-96.

[13] YOON K Y, WOODAMS E E, HANG Y D. Probiotication of tomato juice by lactic acid bacteria[J]. Microbiology, 2004, 42: 315-318.

[14] MOUSAVI Z E, MOUSAVI S M, RAZAVI S H, et al. Fermentation of pomegranate juice by probiotic lactic acid bacteria[J].World Journal of Microbiol Biotechnology, 2011, 27(1): 123-128.

[15] 彭興興,林偉鋒,陳 中,等. 兩株乳桿菌發(fā)酵南瓜汁過(guò)程中揮發(fā)性物質(zhì)的研究[J]. 中國(guó)釀造, 2016, 35(4): 92-97.

[16] RAFFAELLA D C, ROSALINDA F S, GIOVANNA M, et al. Exploitation of sweet cherry (PrunusaviumL.) puree added of stem infusion through fermentation by selected autochthonous lactic acid bacteria[J]. Food Microbiology, 2011, 28(5): 900-909.

[17] 林曉姿,魏 巍,何志剛,等. 植物乳桿菌R23發(fā)酵枇杷果汁的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)解析[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào), 2015, 29(7):1329-1336.

[18] 陳 中,徐柳柳,林偉鋒. 兩種乳桿菌發(fā)酵西瓜汁揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2016, 32(3): 291-299.

[19] 劉 磊,汪 浩,張名位,等. 龍眼乳酸菌發(fā)酵工藝條件優(yōu)化及其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 48(20): 4147-4158.

[20] 王中鳳,韋 田,劉 燕,等. 基于滲透脫水的草莓魔芋醬加工工藝優(yōu)化[J]. 食品與機(jī)械, 2016, 32(4): 215-218.

[21] 鄒宇曉,吳娛明,施 英,等. 低糖桑椹紅棗營(yíng)養(yǎng)果醬的研制[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2008, 24(11): 1130-1132.

[22] 汪 燕,方建平. 多維低糖桑椹果醬的研制[J]. 食品工業(yè)科技, 2006, 27(1): 135-136.

[23] 衛(wèi) 娜,徐 曼. 利用乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)臍橙果醬的工藝研究[J]. 現(xiàn)代食品科技, 2012, 28(6): 667-669.

[24] 陳麗杰,孫廣仁,孫 楊,等. 發(fā)酵型藍(lán)靛果復(fù)合果醬的研究[J]. 中國(guó)釀造, 2012, 31(6): 185-188.

[25] 高 媛,李春艷,董 艷,等. 植物乳桿菌發(fā)酵桑葚枸杞果醬的工藝優(yōu)化[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2015, 43(5): 266-267, 341.

[26] 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局. 果醬: GB/T 22474-2008 [S]. 北京: 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2009.

[27] BUTKHUP L, JEENPHAKDEE M, JORJONG S, et al. HS-SPME-GCMS analysis of volatile aromatic compounds in alcohol related beverages made with mulberry fruits[J]. Food Science and Biotechnology, 2011, 20(4): 1021-1032.

[28] 張麗華,劉夢(mèng)培,鄧瑩楠,等. 不同乳酸菌發(fā)酵對(duì)紅棗汁貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2017, 38(4): 332-336, 347.