不同產(chǎn)地大蒜加工黑蒜適宜性研究

李嗣生 ，佟利惠 ，任澤宇 ，董浩 ，梁健 ，李寧陽 *

（1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 泰安 271018；2.山東美佳集團(tuán)有限公司，山東 日照 276826）

黑蒜是用新鮮的大蒜經(jīng)過清洗、酶化、熟化、干燥等過程加工而成的一種大蒜產(chǎn)品[1]。黑蒜具有很強(qiáng)的生理活性，在保留新鮮大蒜部分原有成分、部分功能的基礎(chǔ)上。其超氧化物歧化酶（SOD）的活性、多酚含量等比大蒜提取物分別提高了13倍、10倍、7倍。與大蒜相比，黑蒜在加工過程中蛋白質(zhì)大量轉(zhuǎn)化為人體必需的氨基酸，其中微量元素如鍺、硒等和糖蛋白等活性成分對增強(qiáng)人體免疫力、延緩衰老、殺菌消炎、保持身體健康等方面起到了很好的促進(jìn)作用，是一種理想的保健食品，特別適合癌癥患者及三高人群食用。

黑蒜中的還原糖主要是大蒜多糖，臨床表明，大蒜多糖具有抗菌消炎、抗血凝、降血脂和防止動(dòng)脈粥狀硬化的功效，同時(shí)還具有保護(hù)肝功能、抗腫瘤和預(yù)防衰老的作用[2,3]。李朝陽等[4]的研究表明，大蒜多糖在濃度增加的過程中，具有比大蒜素更優(yōu)的對超氧陰離子自由基和羥自由基的清除能力[5]。黃雪松[6]的薄板層析表明，大蒜多糖由葡萄糖、果糖和半乳糖構(gòu)成，氨基態(tài)氮是蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的物質(zhì)，具有極高的營養(yǎng)價(jià)值，同時(shí)也是醬油中鮮味的主要來源，黑蒜在制作醬油方面有得天獨(dú)厚的條件（減少色素的添加），所以，檢測黑蒜中氨基態(tài)氮的含量對黑蒜發(fā)酵醬油制品有重要意義。酚類物質(zhì)是一類廣泛存在于植物中的次級代謝產(chǎn)物，具有抗氧化、清除自由基、抑菌、消炎、抗衰老和防治心血管疾病的作用[7]，酚類物質(zhì)是黑蒜中重要的功能性成分，是衡量黑蒜品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。黑蒜中富含的羥甲基糠醛（5-HMF），具有抗氧化、改善血液流變學(xué)等對人體有利的作用，在中藥復(fù)方研究中發(fā)現(xiàn)，5-HMF有一定的抗心肌缺血作用。本研究以5個(gè)產(chǎn)地（山東萊蕪、江蘇邳州、山東金鄉(xiāng)、河南中牟、云南洱海）市售的大蒜為原料，在一定條件下經(jīng)發(fā)酵得黑蒜成品，定期測定發(fā)酵過程中黑蒜樣品中的還原糖、氨基態(tài)氮、總酚、水分和5-HMF的含量，研究不同產(chǎn)地大蒜在發(fā)酵成黑蒜的過程中所選指標(biāo)含量變化的差異。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮蒜，分別購于山東萊蕪、江蘇邳州、云南洱海、山東金鄉(xiāng)、河南中牟五個(gè)地區(qū)黑蒜。鮮蒜洗凈剝?nèi)ネ馄?，于?shí)驗(yàn)室恒溫箱條件下自制（前3d為90℃，之后70℃）。

試驗(yàn)所用試劑主要有氫氧化鈉、鹽酸、硫酸銅、亞甲基藍(lán)、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、冰乙酸、甲醛。

1.2 儀器與設(shè)備

天平，浩展科技有限公司；水浴鍋，常州國華電器有限公司；可調(diào)溫電爐，永欣有限公司；磁力攪拌器，JB-3A上海右一有限公司。酸式滴定管，100mL；堿式滴定管，100mL。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 還原糖的測定

采用酸堿滴定法，取樣品5.0g，研磨并用蒸餾水定容至100mL。吸取堿性酒石酸銅甲液5.0mL和堿性酒石酸銅乙液5.0mL，置于150mL錐形瓶中，加水10mL，加入玻璃珠2～4粒，從滴定管滴加試樣溶液至錐形瓶中，控制在2min內(nèi)加熱至沸，保持沸騰繼續(xù)以每2s滴1滴的速度滴定，直至藍(lán)色剛好褪去為終點(diǎn)，記錄樣液消耗體積，同法平行操作3份，得出平均消耗體積。

1.3.2 氨基態(tài)氮的測定

采用電位滴定法測量黑蒜的氨基態(tài)氮含量。稱取樣品5g，充分研磨，用蒸餾水定容至100mL容量瓶中。吸取樣液20mL，置于200mL燒杯中，加水60mL，插入酸度計(jì)的玻璃電極，開動(dòng)磁力攪拌器，用0.05mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH值8.2，記錄所用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液體積。向此溶液中加入10mL甲醛，混勻，繼續(xù)用0.05mol/L氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至pH值9.2，記錄所用氫氧化鈉體積。同時(shí)做一空白試驗(yàn)，以水代替樣液外，其余與上述方法一致。最后代入公式計(jì)算，算出氨基態(tài)氮含量（以干物質(zhì)計(jì)）。

1.3.3 總酚的測定

采用Folin-Ciocalteu法。準(zhǔn)確稱取0.0100g沒食子酸，用蒸餾水定容到100mL容量瓶，配成100μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)工作溶液。依次吸取沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)工作溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、10mL 容量瓶中，加入 0.5mL 福林-酚試劑，混勻，室溫放置5min，然后再向容量瓶中加入1.5mL 10%的碳酸鈉溶液，最后用蒸餾水定容。將定容后的溶液轉(zhuǎn)移至試管中，75℃水浴 10min，室溫放置 2～3h，在760nm處測定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

精確移取適量黑蒜試樣液，按照上述方法測定吸光度，并計(jì)算樣液中總酚的含量（以干物質(zhì)計(jì)）。

1.3.4 5-HMF的測定

將待測溶液移取2.00mL兩份，分別加入兩支試管中，后各加入5.00mL 60g/mL對甲基苯胺溶液。準(zhǔn)確移取1.00mL水加入任一試管中，該試管作為空白對照。在非空白對照試管中加入5mg/mL的巴比妥酸溶液1.00mL，立即搖蕩混勻。將此溶液加入比色皿中，在550nm波長處測量最大吸光度值，計(jì)算5-HMF含量（以干物質(zhì)計(jì)）[8]。

1.3.5 水分含量的測定

參照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.3-2010直接干燥法，干燥溫度為60～65℃。

1.3.6 黑蒜感官性質(zhì)評價(jià)指標(biāo)

運(yùn)用感官評定的方法，選取10名經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)人員進(jìn)行感官評定，對加工過程中的黑蒜從色澤、質(zhì)構(gòu)、口感、風(fēng)味、可接受度等方面進(jìn)行評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1，統(tǒng)計(jì)各樣品獲得總分值，總分45分。

2 結(jié)果與分析

2.1 大蒜產(chǎn)地對黑蒜還原糖的影響

圖1所示，隨著加工時(shí)間延長，黑蒜中的還原糖含量呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，以6～8d變化最為明顯，這可能是因?yàn)樵谶@段期間，高溫使大蒜組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，加速了大蒜中多糖的分解和還原糖的產(chǎn)生[9,10]。從結(jié)果來看，不同產(chǎn)地的黑蒜還原糖含量無明顯差異，其中以江蘇邳州大蒜最終還原糖含量最高，上升趨勢最明顯，云南洱海的獨(dú)頭蒜次之，山東萊蕪的最低。

表1 黑蒜評定因子及評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Assessment factors and scoring standards of black garlic

圖1 不同產(chǎn)地對黑蒜中還原糖的影響Fig.1 Effect of different habitats on reducing sugar in black garlic

2.2 大蒜產(chǎn)地對黑蒜氨基態(tài)氮的影響

如圖2（見下頁）所示，樣品中的氨基態(tài)氮含量隨發(fā)酵時(shí)間的延長而增加，推測是由于蛋白質(zhì)變性，黑蒜中的大分子蛋白質(zhì)分解成為小分子氨基酸，并且其累計(jì)速度遠(yuǎn)大于化學(xué)反應(yīng)的消耗速度，最終表現(xiàn)為氨基態(tài)氮含量增加[11]。在初始狀態(tài)，幾種樣品的氨基態(tài)氮含量差距不明顯，在發(fā)酵前6d，上升較為緩慢，之后有比較大的增幅。發(fā)酵第11d，江蘇邳州的氨基態(tài)氮含量最高，為0.112g/100mL；其次為萊蕪的樣品，其它產(chǎn)地的變化一致。

圖2 不同產(chǎn)地對黑蒜中氨基態(tài)氮的影響Fig.2 Effect of different habitats on amino nitrogen

2.3 大蒜產(chǎn)地對黑蒜總酚的影響

如圖3所示，在黑蒜制作過程中，總酚含量呈現(xiàn)上升趨勢，這是因?yàn)檫^高的溫度使多酚氧化酶活性受到抑制甚至失活，酚酶作用減弱，且蒜樣本身的多酚類物質(zhì)在受熱過程中大分子化合物分解成小分子物質(zhì)，釋放出更多的酚羥基，因此隨著發(fā)酵地進(jìn)行，總酚含量持續(xù)增加，各產(chǎn)地變化趨勢基本一致，江蘇邳州產(chǎn)地的大蒜最終總酚含量最高。

圖3 不同產(chǎn)地對黑蒜中總酚的影響Fig.3 Effect of different habitats on total phenolics in black garlic

2.4 大蒜產(chǎn)地對5-HMF含量的影響

5-HMF主要是由己糖經(jīng)加熱分解而產(chǎn)生的[12]，食品中HMF主要由焦糖化反應(yīng)和美拉德反應(yīng)。黑蒜在加工過程中發(fā)生糖的熱降解反應(yīng)產(chǎn)生，己糖在酸性條件下加熱分解，脫去3分子水后形成5-HMF；還原性糖與氨基酸反應(yīng)，生成5-HMF。如圖4所示，黑蒜中5-HMF在熟化過程中增加迅速，其中第6d變化最為明顯。經(jīng)過對比，不同產(chǎn)地對5-HMF的含量影響較小，其中云南洱海獨(dú)頭蒜最終含量較高。

圖4 不同產(chǎn)地對黑蒜中5-HMF的影響Fig.4 Effect of different habitats on 5-HMF in black garlic

2.5 大蒜產(chǎn)地對黑蒜水分的影響

如圖5所示，大蒜中水分含量與品種密切相關(guān)，最終水分含量受到加工條件的影響，在裝袋加工的方式下，各產(chǎn)地黑蒜水分含量基本一致，并無明顯差異。

圖5 不同產(chǎn)地對黑蒜中水分的影響Fig.5 Effect of different habitats on water in black garlic

3 結(jié)論

不同產(chǎn)地的大蒜加工成黑蒜的還原糖含量差別不大，其中以山東萊蕪的含糖量最高，江蘇邳州還原糖的含量最高。黑蒜中的氨基態(tài)氮在加工過程中含量不斷上升，其中江蘇邳州的樣品最為明顯。各樣品上升時(shí)間點(diǎn)較為一致，發(fā)生在加工的第6d。江蘇邳州樣品氨基態(tài)氮最終含量最高，超過其余產(chǎn)地。隨著發(fā)酵的持續(xù)進(jìn)行，總酚含量在持續(xù)增加。發(fā)酵約8d后，黑蒜發(fā)酵進(jìn)入后熟階段，此階段中蒜樣的總酚含量增長速度明顯減緩，但略有增加。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，黑蒜發(fā)酵品質(zhì)的總酚含量指標(biāo)中，江蘇邳州的質(zhì)量最佳，但各產(chǎn)地差異不明顯。5-HMF隨發(fā)酵天數(shù)的增加而增加，且速度較快，各產(chǎn)地間差異不大。

在實(shí)際應(yīng)用中，若用黑蒜制作黑蒜汁時(shí)對還原糖要求較高，可選擇邳州產(chǎn)地的大蒜制取黑蒜產(chǎn)品；若用黑蒜制作黑蒜粉等保健食品時(shí)對氨基態(tài)氮要求較高，可選擇江蘇邳州產(chǎn)地的大蒜；其余指標(biāo)差異并不明顯，如對指標(biāo)無特殊要求，根據(jù)成本、質(zhì)量等其他要求選擇。