底物面湯對(duì)蒲公英漿水品質(zhì)的影響

柳艷云,楊亞強(qiáng),段學(xué)輝

(南昌大學(xué)食品科學(xué)與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西南昌 330047)

蒲公英作為一種廣泛生長的菊科植物,具有悠久的民間食用及藥用歷史[1]。幾千年前就是中國人餐桌上的菜肴,《唐本草》中提到“蒲公英葉似苦苣、斷有白汁、人皆啖之”。幾年來,隨著人們對(duì)養(yǎng)生的追求,以蒲公英為原料的食品更是層出不窮,如蒲公英蔬菜餅干[2]、烹飪食品、乳制品[3]和蒲公英飲品[4]等。研究表明,蒲公英中含有多糖、黃酮、萜類和倍半萜類等藥用成分,具有抗氧化、抗菌抗炎、抗腫瘤、降血糖、保肝利膽、增強(qiáng)免疫力等作用[5-8]。蒲公英中的維生素C和維生素B2含量高于我們?nèi)粘Ｋ秤玫男“撞撕筒げ薣9]。游離氨基酸更是高于大多數(shù)蔬菜,且鮮甜兩類氨基酸含量尤其豐富[10]。其中對(duì)人體的免疫和吸收起重要作用的蘇氨酸和對(duì)人腦能量代謝起調(diào)節(jié)作用的γ-氨基丁酸含量遠(yuǎn)高于其它蔬菜[11-13]。因此,蒲公英菜具有很高的營養(yǎng)價(jià)值。隨著人工種植蒲公英的興起,蒲公英可作為功能性食品開發(fā)的新型材料。

漿水興起并流傳于甘肅中南部地區(qū),由湯汁(即漿水)和發(fā)酵菜(即酸菜)兩部分組成。漿水和酸菜作為面食佐料,在傳承中形成了廣泛而極具特色的漿水飲食文化。近年來,漿水因其營養(yǎng)價(jià)值高、功能特性強(qiáng)及含有益生菌群等特點(diǎn)受到食品研究領(lǐng)域的廣泛關(guān)注[14]。目前,研究主要集中于菌群、發(fā)酵工藝優(yōu)化及發(fā)酵過程中亞硝酸鹽變化情況等方面[15]。但傳統(tǒng)漿水發(fā)酵原料單一,發(fā)酵緩慢、產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定等問題較突出。面湯原料這一在漿水發(fā)酵中為各種微生物提供生長代謝養(yǎng)分的重要物質(zhì)確少被關(guān)注,使得長期以來漿水僅以小麥面湯為原料面湯,但隨著現(xiàn)代人對(duì)精糧的過量攝入、對(duì)粗糧和優(yōu)質(zhì)植物蛋白攝入的不足及漿水產(chǎn)品口感單一等問題的出現(xiàn)。選擇營養(yǎng)豐富、口感優(yōu)質(zhì)的粗糧作為底物面湯原材料,更有利于漿水產(chǎn)品的開發(fā)和營養(yǎng)多樣化的發(fā)展。

針對(duì)以上漿水研究的不足,本文特選用分離自平?jīng)?、定西及天水的三個(gè)自然發(fā)酵漿水樣品的8株乳酸菌為發(fā)酵菌進(jìn)行發(fā)酵體系重建。選取經(jīng)過漂燙除去苦澀味和雜菌的蒲公英菜為發(fā)酵蔬菜,研究含有大量卵磷脂、亞油酸、谷物醇和維生素的玉米面粉;碳水化合物較高的小面面粉;世界性第二食用豆類:含有豐富的蛋白質(zhì)、淀粉、礦物質(zhì)和多種人體必需氨基酸,且蛋白酶解產(chǎn)物有利于益生菌生長和抗氧化等多種功效的豌豆面粉制備發(fā)酵面湯[16-17]。確定這三種易獲得且營養(yǎng)較高的面湯對(duì)乳酸菌發(fā)酵蒲公英漿水發(fā)酵特性、口感及風(fēng)味的影響。旨在響應(yīng)市場(chǎng)需求,加工出口感優(yōu)良、附加值高的蒲公英漿水[18]。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

菌株編號(hào)為PL2(Lactobacillusparacasei副干酪乳桿菌)、PL3(Lactobacillusplantarum植物乳桿菌)、PL4(Lactobacilluscasei干酪乳桿菌)、DX1(Lactobacilluspentosus戊糖乳桿菌)、DX4(Lactobacillusamylovorus解淀粉乳桿菌)、TS1(Lactobacillusbuchneri布氏乳桿菌)、TS3(Lactobacillushelveticus瑞士乳桿菌)、TS4(Lactobacillusrhamnosus鼠李糖乳桿菌) 分離自平?jīng)?、定西、天水的三個(gè)漿水樣品,現(xiàn)由本實(shí)驗(yàn)室保藏;小麥面粉(蛋白質(zhì)8.1 g/100 g、脂肪3.3 g/100 g、碳水化合物69.6 g/100 g)、玉米面粉(蛋白質(zhì)13.9 g/100 g、脂肪1.5 g/100 g、碳水化合物73.0 g/100 g)、豌豆面粉(蛋白質(zhì)21.3 g/100 g、脂肪0.8 g/100 g、碳水化合物65.5 g/100 g) 市售;大葉蒲公英菜 產(chǎn)地山東泰安,采收期為2018年3月;酚酞、氫氧化鈉、酒石酸鉀鈉、3,5-二硝基水楊酸、氯化鈉、亞硫酸氫鈉、苯酚 分析純,西隴科學(xué)股份有限公司;MRS培養(yǎng)基 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;氨基酸混合標(biāo)準(zhǔn)品 美國安捷倫科技有限公司。

DSX-280A型高壓滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;756PC紫外可見分光光度 上海光譜儀器有限公司;S-433全自動(dòng)氨基酸分析儀 德國SYKAM公司;SPME固相微萃取手動(dòng)進(jìn)樣器及氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫科技有限公司;AL104電子分析天平 Mettler Toledo公司;KA-1000超低溫高速離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 混合菌種子液的制備 將斜面保藏的菌種在MRS固體培養(yǎng)基上活化,挑取一定量的菌落,制備成具有相同OD值的單菌懸液,按同一體積將各菌懸液接入MRS液體培養(yǎng)基中并置于37 ℃ 的恒溫箱中培養(yǎng)12～16 h,當(dāng)OD值達(dá)到4.0,離心收集活菌,采用生理鹽水洗滌兩次,洗去培養(yǎng)基,于一定量生理鹽水中重懸,制備成種子液。

1.2.2 底物面湯的制備 按10 g/L質(zhì)量比,分別于100 ℃下糊化5 min制成玉米、小麥和豌豆面湯。蒲公英菜200 g/L于沸水中漂燙5 min。將制備好的面湯及蒲公英菜于超凈工作臺(tái)上轉(zhuǎn)入無菌發(fā)酵瓶中,待瓶溫冷卻至35 ℃時(shí),按6%體積比接入種子液,于35 ℃恒溫發(fā)酵9 d,每天測(cè)定蒲公英菜漿水的pH、總酸和還原糖含量。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定

1.2.3.1 pH的測(cè)定 由pH計(jì)直接測(cè)定；

1.2.3.2 總酸含量的測(cè)定 參照 GB/T 12456-2008食品中總酸的測(cè)定；

1.2.3.3 還原糖的測(cè)定 參考3,5-二硝基水楊酸(DNS)法[19];

1.2.3.4 氨基酸的測(cè)定 參考GB 5009.124-2016 食品中氨基酸的測(cè)定,測(cè)定發(fā)酵6 d的漿水;

1.2.3.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測(cè)定 采用頂空固相微萃法與氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用[20-21],采集三種發(fā)酵漿水第6 d的樣品,向20 mL萃取瓶中加入5 mL漿水樣品及2 g NaCl于40 ℃超級(jí)恒溫水浴槽中萃取40 min,250 ℃ 下解吸 5 min。色譜柱(30 mm×0.25 mm×0.25 μm);載氣:氦氣,0.5 mL/min。升溫程序:初始溫度40 ℃,保持5 min,以3 ℃/min升至140 ℃,保持5 min,以10 ℃/min升至230 ℃,保持10 min;質(zhì)譜條件:接口溫度280 ℃,離子源溫度230 ℃,離子化方式EI+,電子能量70 eV,掃描質(zhì)量范圍33～450 amu,質(zhì)譜圖采用NST08數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,人工圖譜解析,并結(jié)合保留時(shí)間等對(duì)各峰進(jìn)行核對(duì)確認(rèn)。并采用峰面積歸一法進(jìn)行定量分析,計(jì)算出各種面湯發(fā)酵成熟漿水檢出的揮發(fā)性物質(zhì)的相對(duì)百分含量;

1.2.3.6 感官評(píng)價(jià) 取發(fā)酵6 d的豌豆、小麥、玉米面湯漿水樣品各100 mL,由20位食品發(fā)酵專業(yè)人員(男女各10人)根據(jù)表1感官品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對(duì)三種漿水進(jìn)行打分,總分100分[22-23]。

表1 發(fā)酵蒲公英漿水感官品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The evaluation standard ondandelion jiangshui sensory quality

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 17.0方差分析法(ANOVA)和Origin 8.0對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖,每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)數(shù)為3次,結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。

2 結(jié)果與分析

2.1 三種面湯發(fā)酵漿水理化指標(biāo)分析

圖1 三種蒲公英菜漿水理化指標(biāo)變化Fig.1 Change of physical and chemical indicators of three kinds of dandelion leaves jiangshui

采用玉米面湯、小麥面湯和豌豆面湯發(fā)酵蒲公英漿水,測(cè)定這3種漿水中pH、總酸含量、還原糖含量變化情況,結(jié)果如圖1所示。

由圖1可知,蒲公英漿水發(fā)酵過程中,三種底物面湯對(duì)其pH、總酸及還原糖均有影響。三種漿水pH隨發(fā)酵天數(shù)增加先快速下降后趨于平穩(wěn),總酸含量先快速上升后趨于平穩(wěn)。發(fā)酵初期,隨著乳酸菌大量繁殖,還原糖被快速消耗,含量急劇下降。整個(gè)發(fā)酵過程中,小麥面湯還原糖含量高,發(fā)酵速度較快,但發(fā)酵終點(diǎn)總酸含量與豌豆面湯漿水較接近,二者總酸含量及產(chǎn)酸速度均明顯高于玉米面湯漿水,玉米面湯漿水整體發(fā)酵速度緩慢,產(chǎn)酸量少,最不利于接種發(fā)酵蒲公英漿水。

表2 三種蒲公英菜漿水氨基酸含量及相對(duì)含量Table 2 Amino acid contents and relative content of three kinds of dandelion leaves jiangshui

注:ND未被檢測(cè)到的物質(zhì);同行字母不同表示具有顯著性差異(P<0.05);表3、表4同。

2.2 三種面湯發(fā)酵漿水氨基酸分析

氨基酸是食品呈味的關(guān)鍵因素,對(duì)食品的呈味起著直接或間接的作用。3種蒲公英漿水氨基酸含量,結(jié)果如表2所示。

由表2可知,豌豆、小麥、玉米面湯漿水中氨基酸含量分別為12.890、5.700、2.191 mg/100 mL,分別含16、14、12種氨基酸。豌豆面湯漿水中甜味氨基酸、鮮味氨基酸和苦味氨基酸的相對(duì)含量分別為52.48%、29.97%、17.55%,甜味和鮮味氨基酸的總量為82.45%。小麥面湯漿水中三者相對(duì)含量為38.24%、41.12%和20.65%,甜味和鮮味氨基酸的總量為79.36%。玉米面湯漿水中三者相對(duì)含量為56.10、27.96%和15.94%,甜味和鮮味氨基酸的總量為84.07%。三種面湯中豌豆面湯和玉米面湯漿水各類氨基酸占比相似,二者發(fā)酵過程中主要產(chǎn)甜味氨基酸,但豌豆面湯總氨基酸和單一氨基酸含量均顯著高于玉米面湯漿水(P<0.05)。小麥面湯在漿水發(fā)酵過程中主要產(chǎn)鮮味氨基酸,其產(chǎn)氨基酸的種類和含量介于豌豆面湯和玉米面湯之間。三種面湯發(fā)酵漿水的總體特點(diǎn)是鮮味和甜味氨基酸約占總氨基酸含量的80%,玉米面湯漿水中幾種必需基酸缺失,總氨基酸含量遠(yuǎn)低于前兩者,豌豆面湯漿水中氨基酸種類多、總氨基酸含量高,鮮、甜味氨基酸比例大,有利于接種發(fā)酵漿水呈味。

表3 采用GC-MS分析三種蒲公英菜漿水揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)組成及含量Table 3 Gas chromatography-mass spectrometry analysis results ofvolatile flavor compounds in three kinds of dandelion leaves jiangshui

2.3 三種面湯發(fā)酵漿水揮發(fā)性成分分析

由表3可知,三種面湯發(fā)酵漿水中共檢出36種揮發(fā)性物質(zhì),其中單萜類9種,醇類11種,醛類4種,酮類2種,酯類5種,其它5種。

豌豆面湯發(fā)酵漿水中共檢出28種揮發(fā)性物質(zhì),主要為萜烯類(共8種,總含量27.401%),醇類(9種,總含量63.772%),醛類(2種),酮類(2種),酯類(4種)。相對(duì)含量較高的物質(zhì)為4-萜品醇(26.091%)、α-萜品醇(25.965%)、檸檬烯(19.940%)、芳樟醇(8.983%)、γ-萜品烯(3.011%)。

小麥面湯發(fā)酵漿水中共檢出28種揮發(fā)性物質(zhì),主要為萜烯類(9種,總含量24.123%)、醇類(9種,總含量57.750%)、酮類(2種),酯類(4種)。相對(duì)含量較高的物質(zhì)為4-萜品醇(20.402%)、α-萜品醇(33.974%)、檸檬烯(18.885%)、乙酸芳樟脂(12.590%)、γ-萜品烯(3.034%)。

玉米面湯發(fā)酵漿水中共檢出27種揮發(fā)性物質(zhì),其中萜烯類(9種,總含量11.242%),醇類7種(總含量為65.012%),醛類(3種),酮類(1種),酯類(4種),其它3種。相對(duì)含量較高的物質(zhì)為4-萜品醇(26.493%)、α-萜品醇(34.203%)、檸檬烯(5.952%)、乙酸芳樟脂(13.342%)、橙花乙酸酯(4.642%)。

結(jié)果顯示,三種漿水中萜烯類、醇類及酯類總含量占揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的90%以上,是構(gòu)成蒲公英漿水特征香味的主體成分。三種漿水含量最多的揮發(fā)性成分均為4-萜品醇、α-萜品醇、檸檬烯。其中豌豆和小麥面湯有利于蒲公英漿水產(chǎn)萜烯類物質(zhì),二者尤其有利于蒲公英漿水產(chǎn)生檸檬烯和γ-萜品烯(P<0.05)。豌豆和玉米面湯則有利于蒲公英漿水產(chǎn)萜烯醇類物質(zhì),除產(chǎn)生4-萜品醇、α-萜品醇外,豌豆面湯有利于芳樟醇的生成,玉米面湯有利于α-萜品醇和石竹烯醇的生成。三種面湯蒲公英漿水醛酮類物質(zhì)相對(duì)含量較小,因其閾值較低,對(duì)漿水的總體風(fēng)味會(huì)有一定影響。三種面湯漿水酯類占比情況表明,玉米面湯最有利于蒲公英漿水產(chǎn)生酯類物質(zhì),如乙酸芳樟酯、茴香酸乙酯和橙花乙酸酯等。由于接菌發(fā)酵蒲公英漿水醇類物質(zhì)多來源于發(fā)酵過程中蔬菜自身物質(zhì)的釋放和轉(zhuǎn)化[24],如萜品醇、芳樟醇、香葉醇等萜烯醇及其衍生物,因其親水性強(qiáng)[25]、閾值低,經(jīng)發(fā)酵可賦予漿水濃郁的果、木香味。醛酮類物質(zhì)主要來源于發(fā)酵過程中各種代謝途徑,如糖代謝、脂肪酸代謝和氨基酸代謝等。酯類物質(zhì)來源于醇和酸的酯化反應(yīng)。因此,豌豆面湯和小麥面湯在發(fā)酵過程中主要促進(jìn)蔬菜自身物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和菌的代謝,玉米面湯則對(duì)漿水發(fā)酵后期的酯化反應(yīng)影響較大。

研究表明,蒲公英漿水中萜烯類、萜烯醇類及醛酮類化合物占比較多。其中萜烯類、萜烯醇類及其衍生物不僅對(duì)蔬菜風(fēng)味貢獻(xiàn)大,還是蒲公英的主要活性成分之一,具有抗菌、抗癌、抗氧化、和抗病毒等多種藥理活性[26-28],如α-萜品醇具有甜香、鈴蘭花香,4-萜品醇具有木香、紫丁香香氣,它們被證實(shí)是魚腥草注射液的主要活性成分,具有抗菌、消炎、平喘等功效[29]。檸檬烯具有柑橘香和松香,有良好的鎮(zhèn)咳、祛痰、抑菌作用,復(fù)方檸檬烯常被用于利膽、溶石、促進(jìn)消化液分泌和排除腸內(nèi)積氣等病癥[30]。芳樟醇具有花香、木香、及微弱的柑橘香味,是全球每年用量最大的香料和調(diào)味品,具有鎮(zhèn)痛、抗焦慮、鎮(zhèn)靜催眠、降低體溫、抗炎、抗菌抗腫瘤、降壓、保肝、抗抑郁、增加藥物經(jīng)皮吸收、局部麻醉等作用[31]。而添加豌豆面湯作為發(fā)酵原料最有利于這些物質(zhì)的產(chǎn)生,玉米面湯中含量較高的酯類物質(zhì)雖能賦予產(chǎn)品香氣,但其他附加值較低,小麥面湯在發(fā)酵蒲公英漿水中產(chǎn)各類物質(zhì)的能力介于豌豆與玉米面湯之間。因此,豌豆面湯更有利于蒲公英漿水產(chǎn)香及萜烯類化合物的產(chǎn)生。

2.4 三種面湯發(fā)酵蒲公英漿水感官評(píng)定

由表4可知,用三種不同面湯發(fā)酵的蒲公英菜漿水,在色澤、風(fēng)味、口感和接受度等感官品質(zhì)方面具有顯著差異(P<0.05)。三者中,玉米面湯漿水澄清度差、酸度較低、口感粗糙,主要原因是玉米面粉顆粒度大,不利于沉降。小麥面湯漿水及豌豆面湯漿水色澤清亮透明、酸度較高,其中豌豆面湯發(fā)酵漿水果木香味濃郁,口感醇厚且有淡淡的豆香味,接受度高,被認(rèn)為是三種漿水中質(zhì)量最優(yōu)的漿水。

表4 三種蒲公英漿水品質(zhì)評(píng)價(jià)得分(分)Table 4 The result of three dandelionjiangshui sensory quality(scores)

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了不同種類面湯對(duì)蒲公英漿水發(fā)酵過程中pH、總酸、還原糖的變化情況和氨基酸、揮發(fā)性化合物的含量和組成,綜合了漿水的色澤、風(fēng)味、口感及接受度等感官評(píng)價(jià)指標(biāo),確定豌豆面湯為接菌發(fā)酵蒲公英漿水的在最佳底物面湯。結(jié)果表明,小麥面湯漿水與豌豆面湯漿水發(fā)酵速度及總酸含量均優(yōu)于玉米面湯漿水。發(fā)酵后豌豆、小麥及玉米面湯漿水中分別含16、14、12種氨基酸,含量分別為12.893、5.700和2.195 mg/100 mL,分別含有揮發(fā)性物質(zhì)28、28、27種。三種漿水中豌豆面湯漿水含氨基酸量顯著高于其它面湯漿水。4-萜品醇、α-萜品醇、檸檬烯是三種漿水含量最高的揮發(fā)性物質(zhì),也是蒲公英菜漿水的主要揮發(fā)性物質(zhì)。其中豌豆面湯有利于蒲公英漿水產(chǎn)烯萜類和烯萜醇類物質(zhì),玉米面湯有利于蒲公英漿水產(chǎn)脂,小麥面湯發(fā)酵蒲公英漿水產(chǎn)各類物質(zhì)的能力介于豌豆和玉米面湯之間。感官評(píng)價(jià)中,以豌豆面湯為發(fā)酵底物的漿水,酸度醇厚,香味濃,感官評(píng)定分值最高。綜上所述,豌豆面湯對(duì)蒲公英漿水發(fā)酵過程和結(jié)果均有積極影響。本實(shí)驗(yàn)對(duì)漿水的基本指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定,對(duì)漿水呈味起決定作用的氨基酸和揮發(fā)性化合物進(jìn)行了定性及定量研究,為漿水產(chǎn)品的口感和品質(zhì)定性提供了更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)?？蔀楹罄m(xù)蒲公英漿水及其他漿水產(chǎn)品的開發(fā)提供一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。