不同熱處理?xiàng)l件和破碎方式對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響

張銘杰，邱志常，鄭振佳，喬旭光

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東泰安271018）

大蒜（Allium sativum L.），是蔥科蔥屬草本植物，藥食兼用，主要食用部分為植物蒜的地下鱗莖部分，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥理作用[1-2]，經(jīng)常食用大蒜能夠祛濕抗毒、健脾強(qiáng)身、降低血壓、改善新陳代謝[3-4]。蒜泥是一種常見(jiàn)的大蒜加工產(chǎn)品，其風(fēng)味主要來(lái)源于大蒜破碎過(guò)程中蒜氨酸與蒜氨酸酶反應(yīng)生成的辛辣味的大蒜素[5]，由于大蒜素類(lèi)化合物的性質(zhì)非常不穩(wěn)定，加工過(guò)程中極易引發(fā)蒜泥品質(zhì)變化[6]。

熱處理可以鈍化引起酶促褐變的酶類(lèi)及大蒜中蒜氨酸酶的活性，控制產(chǎn)品的顏色變化，在蒜泥的加工生產(chǎn)過(guò)程中，被廣泛用作預(yù)處理方式來(lái)控制原料的品質(zhì)變化[7-8]。目前，燙漂在果蔬加工中應(yīng)用較為廣泛，但原料在燙漂過(guò)程中會(huì)損失較多的營(yíng)養(yǎng)成分和可溶性固形物，不利于最終產(chǎn)品的品質(zhì)，并且在燙漂和冷卻過(guò)程中，產(chǎn)生大量的加工廢水，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染[9-11]。近年來(lái)，微波加熱作為新型預(yù)處理方法越來(lái)越多的應(yīng)用于果蔬加工中，該處理方式具有加熱效率高、處理時(shí)間短、加熱均勻且有利于維持果蔬中的營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)[12-13]。前期研究表明，不同的大蒜破碎處理方式能夠顯著影響蒜泥的綠變程度和大蒜素含量，是蒜泥加工過(guò)程中的關(guān)鍵步驟。因此，研究不同熱處理?xiàng)l件和不同破碎方式對(duì)蒜泥加工過(guò)程中品質(zhì)的影響，探討控制蒜泥顏色變化和風(fēng)味劣變的加工工藝，成為大蒜產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的亟待突破的重要技術(shù)瓶頸。

本試驗(yàn)基于大蒜加工過(guò)程中存在的品質(zhì)劣變問(wèn)題以及目前大蒜加工產(chǎn)業(yè)涉及的熱處理方式和破碎方式，以新鮮大蒜為原料，分別采用不同的熱處理方法和破碎方式，研究各個(gè)處理組樣品的大蒜素相對(duì)含量、綠變強(qiáng)度和褐變強(qiáng)度隨加熱時(shí)間、溫度的變化情況，以期為蒜泥產(chǎn)品的品質(zhì)提高和工藝改善提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

大蒜：購(gòu)于山東萊蕪；甲醇、乙腈（色譜純）：山東禹王和天下新材料有限公司；正己烷、甲醇（分析純）：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

HH-4 型數(shù)顯恒溫水浴鍋：常州華冠儀器有限公司；PJ21C-BF 微波處理器：佛山市順德區(qū)美的微波電器制造有限公司；2521H 粉碎機(jī)：蕪湖美的生活電器制造有限公司；T6 紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；LC-20AT 高效液相色譜儀：日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 材料處理

選用完整、無(wú)霉變、無(wú)腐爛的新鮮大蒜，去皮清洗干凈，稱(chēng)取80 g，分別采用整粒熱處理冷卻后再破碎、先破碎再熱處理兩種處理方式以蒜水比5 ∶1（質(zhì)量比）制成蒜泥。

1.2.1.1 燙漂處理方法

分別采用 60、70、80 ℃和 90 ℃燙漂 0、5、10、15、20 min 和25 min，研究各個(gè)處理樣品品質(zhì)變化情況，包括：綠變強(qiáng)度440 nm、綠變強(qiáng)度590 nm、褐變強(qiáng)度420 nm 和大蒜素相對(duì)含量。

1.2.1.2 微波處理方法

分別采用微波 230、385、540 W 和 700 W 處理 0、30、60 s 和90 s，研究各個(gè)處理樣品品質(zhì)變化情況，包括：綠變強(qiáng)度440 nm、綠變強(qiáng)度590 nm、褐變強(qiáng)度420 nm和大蒜素相對(duì)含量。

1.2.2 蒜泥綠變強(qiáng)度的測(cè)定

參照盧曉明[14]的方法，樣品放置24 h 后，取蒜泥10.00 g 加入10 mL 80%的甲醇，超聲處理30 min，過(guò)濾后取濾液測(cè)定440 nm 和590 nm 下的吸光值L，定義：綠變強(qiáng)度=L440(590)×10。

1.2.3 蒜泥褐變強(qiáng)度的測(cè)定

參照張麗等[15]的方法，樣品放置48 h 后，取蒜泥10.00 g 加入10 mL 去離子水，震蕩處理40 min，過(guò)濾后取濾液測(cè)定420 nm 下的吸光值H，定義：褐變強(qiáng)度=H420×10。

1.2.4 蒜泥中大蒜素相對(duì)含量的測(cè)定

大蒜素相對(duì)含量/%=處理組樣品的大蒜素峰面積/對(duì)照組樣品的大蒜素峰面積×100

1.2.4.1 樣品前處理

稱(chēng)取10.0 g 蒜泥樣品置于100 mL 燒杯中，加入10 mL 正己烷，劇烈震蕩，160 r/min 搖床震搖2 h，5 000 r/min 離心 15 min，取上層有機(jī)層，貯存于-20 ℃冰箱。將上述提取步驟重復(fù)兩次，合并有機(jī)層，35 ℃真空濃縮后，20 mL 乙腈復(fù)溶，0.25 μm 濾膜過(guò)濾待測(cè)。

1.2.4.2 色譜條件

參照文獻(xiàn)[16-18]中的方法并進(jìn)行優(yōu)化，確立的液相色譜條件如下：色譜柱：Agilent Plus C-18 色譜柱（4.6 mm ×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相：乙腈-甲醇-水（55∶10∶35，體積比）；流速：1.0 mL/min；柱溫：25 ℃；進(jìn)樣量：10 μL。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，SPSS 16.0 軟件進(jìn)行平均值、標(biāo)準(zhǔn)差及顯著性統(tǒng)計(jì)分析，Origin Pro8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 燙漂處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響

2.1.1 大蒜破碎后燙漂處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響

不同燙漂溫度和時(shí)間對(duì)破碎后燙漂處理的蒜泥的品質(zhì)影響結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 大蒜破碎后燙漂處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of blanching treatment after garlic crushing on the quality of garlic puree

據(jù)圖1A、1B 可知，隨著燙漂處理時(shí)間的增加和處理溫度的升高蒜泥的綠變強(qiáng)度明顯增大，不同處理組的蒜泥在放置24 h 后均發(fā)生綠變，其中，蒜泥在60 ℃下?tīng)C漂處理5 min 時(shí)，與對(duì)照組相比綠變強(qiáng)度變化不明顯，其余處理時(shí)間和溫度下的蒜泥的綠變程度明顯增強(qiáng)，燙漂25 min 時(shí)蒜泥出現(xiàn)嚴(yán)重的綠變，原因可能為大蒜破碎過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量大蒜素，加熱導(dǎo)致大蒜素與二丙烯基硫代亞磺酸酯、游離的氨基酸等物質(zhì)反應(yīng)加劇，生成大量藍(lán)色物質(zhì)[19-20]，一部分藍(lán)色物質(zhì)由于不穩(wěn)定的特性逐漸分解成黃色物質(zhì)，兩者混合在一起，形成肉眼可見(jiàn)的綠色物質(zhì)，致使蒜泥發(fā)生嚴(yán)重綠變。

據(jù)圖1C 可知，各溫度處理的蒜泥的褐變強(qiáng)度明顯下降，褐變強(qiáng)度均小于0.5，并且5 min 后隨著加熱時(shí)間的增加不同溫度處理的蒜泥褐變強(qiáng)度變化較小。

據(jù)圖1D 可知，大蒜素的相對(duì)含量隨著燙漂處理時(shí)間的增加呈下降趨勢(shì)。60、70、80 ℃和90 ℃下?tīng)C漂處理5 min 時(shí)蒜泥的大蒜素相對(duì)含量分別為93.23 %、87.56%、78.65%、70.84%，表明短時(shí)間的燙漂處理對(duì)大蒜素的破壞較小，之后，由于大蒜素在高溫下不穩(wěn)定[21]，并且蒜氨酸酶在高溫下快速失活，80 ℃和90 ℃燙漂處理的蒜泥中大蒜素相對(duì)含量急劇下降，90 ℃燙漂25 min 時(shí)蒜泥的大蒜素相對(duì)含量?jī)H有9.76%，失去了大蒜原有的辛辣味，而80 ℃及以下溫度處理的蒜泥大蒜素相對(duì)含量均能保持40%以上，感官上具有明顯的鮮蒜味。

結(jié)果表明，大蒜先破碎再經(jīng)燙漂的處理方式能夠有效抑制蒜泥的褐變，并且低溫度的燙漂處理能夠較好的保持蒜泥中大蒜素的含量。但是由于大蒜在破碎過(guò)程中釋放出大量的大蒜素和游離氨基酸，這些物質(zhì)在加熱過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)而加速蒜泥綠變，因此這種破碎方式達(dá)不到理想的品質(zhì)控制效果。

2.1.2 整粒燙漂處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響

不同燙漂溫度和時(shí)間對(duì)整粒燙漂后破碎的蒜泥的品質(zhì)影響結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 整粒燙漂處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of blanching treatment of garlic granules on the quality of garlic puree

據(jù)圖2A、2B 可知，不同處理溫度和時(shí)間對(duì)蒜泥的綠變強(qiáng)度影響顯著，隨著燙漂溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)。不同溫度燙漂處理時(shí)蒜泥的綠變強(qiáng)度迅速下降，其原因?yàn)闋C漂處理破壞了大蒜細(xì)胞中的蒜氨酸酶[22-23]，導(dǎo)致破碎后生成的大蒜素以及發(fā)生反應(yīng)的大蒜素含量減少，因此綠變程度降低。燙漂處理時(shí)間的增加加劇了大蒜中蒜氨酸酶的失活，導(dǎo)致蒜泥的綠變強(qiáng)度進(jìn)一步降低，燙漂至20 min 時(shí)，80 ℃和90 ℃燙漂處理的大蒜在破碎后無(wú)明顯綠變現(xiàn)象。

據(jù)圖2C 可知，蒜泥的褐變強(qiáng)度隨著加熱時(shí)間的增加而迅速減小，并且燙漂處理溫度越高，效果越明顯。大蒜在 70、80 ℃和 90 ℃燙漂 5 min 時(shí)，破碎后得到的蒜泥的褐變強(qiáng)度明顯降低，這是由于燙漂處理導(dǎo)致大蒜細(xì)胞中的氧化酶失活，因此褐變強(qiáng)度降低，此后，隨著氧化酶被進(jìn)一步破壞，蒜泥的褐變強(qiáng)度繼續(xù)下降，燙漂至25 min 時(shí)，不同溫度燙漂處理時(shí)蒜泥的褐變強(qiáng)度均低于0.17。

據(jù)圖2D 可知，不同溫度燙漂處理時(shí)蒜泥的大蒜素相對(duì)含量在燙漂過(guò)程中劇烈降低。其原因與綠變強(qiáng)度下降原因一樣，導(dǎo)致大蒜素的含量迅速下降到70%以下，燙漂處理時(shí)間的增加加劇了大蒜中蒜氨酸酶的失活，蒜泥的大蒜素的含量進(jìn)一步減少，燙漂至20 min時(shí)，80 ℃和90 ℃燙漂處理的大蒜在破碎后由于高溫處理導(dǎo)致大蒜中大部分的細(xì)胞和酶類(lèi)被破壞，此時(shí)的蒜泥的大蒜素相對(duì)含量均降低至10%以下，蒜泥具有明顯的水煮味。

結(jié)果顯示，整粒蒜燙漂過(guò)程中大蒜細(xì)胞被破壞，蒜氨酸酶、過(guò)氧化物酶和多酚氧化酶等酶類(lèi)失活，導(dǎo)致破碎后蒜泥的綠變和褐變被抑制，并且溫度越高、加熱時(shí)間越長(zhǎng)效果越好，但是由于蒜氨酸酶過(guò)度失活，破碎后生成的大蒜素含量較少，蒜泥無(wú)法保留大蒜的鮮香味。

2.2 微波處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響

2.2.1 大蒜破碎后微波處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響

不同加熱功率和時(shí)間對(duì)破碎后微波處理的蒜泥的品質(zhì)影響結(jié)果見(jiàn)圖3。

據(jù)圖3A、3B 可知，蒜泥經(jīng)過(guò)微波處理后，綠變強(qiáng)度呈上升趨勢(shì)，微波處理功率越高，上升越明顯。不同處理組的蒜泥在放置24 h 后均發(fā)生綠變，表明破碎后微波處理的方式不能有效控制蒜泥的綠變，蒜泥微波處理30 s 時(shí)，處理組蒜泥的綠變強(qiáng)度與對(duì)照組相比差異不明顯，隨著微波處理時(shí)間的增加，蒜泥的綠變強(qiáng)度顯著增強(qiáng)，在90 s 時(shí)高功率處理的蒜泥在加工過(guò)程中由于過(guò)度熟化顏色嚴(yán)重變黃，并且伴有焦糊的現(xiàn)象。

圖3 大蒜破碎后微波處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of microwave treatment after garlic crushing on the quality of garlic puree

據(jù)圖3C 可知，蒜泥的褐變強(qiáng)度和大蒜素相對(duì)含量隨著加熱時(shí)間的增加而迅速減小，并且不同微波功率處理的蒜泥之間具有顯著性差異（P＜0.05）。不同微波功率燙漂處理30 s 時(shí)，蒜泥的褐變強(qiáng)度迅速降低，表明微波處理能夠破壞引起蒜泥褐變的氧化酶，燙漂處理60 s 后，不同處理組的蒜泥的褐變強(qiáng)度基本不變，表明此時(shí)蒜泥中大部分的氧化酶已經(jīng)失活。

據(jù)圖 3D 可知，230、385、540 W 和 700 W 微波功率處理30s 時(shí)，各樣品中大蒜素的含量分別為84.79%、58.91%、37.00%、29.53%，具有顯著性差異（P＜0.05），表明不同微波功率對(duì)大蒜素的破壞程度顯著不同，隨著微波處理時(shí)間的增加，樣品中大蒜素的含量進(jìn)一步下降，540 W 和700 W 微波處理60 s 時(shí)樣品中大蒜素的相對(duì)含量下降到30%以下，700 W 處理90 s 時(shí)蒜泥的大蒜素相對(duì)含量?jī)H為9.48 %，感官上蒜泥的風(fēng)味較差。

結(jié)果說(shuō)明，大蒜破碎后再微波處理的方式能夠有效控制蒜泥的褐變，并且處理效率明顯高于燙漂處理，然而蒜泥加工24 h 后會(huì)發(fā)生明顯的綠變，并且大蒜素的含量下降明顯，因此這種破碎方式達(dá)不到理想的品質(zhì)控制效果。

2.2.2 整粒微波處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響

不同加熱功率和時(shí)間對(duì)整粒微波處理后破碎的蒜泥的品質(zhì)影響結(jié)果見(jiàn)圖4。

圖4 整粒微波處理對(duì)蒜泥品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of microwave treatment of garlic granules on the quality of garlic puree

蒜泥的褐變強(qiáng)度、綠變強(qiáng)度及大蒜素的相對(duì)含量均隨著加熱功率和時(shí)間的增加而減小，這與大蒜整粒熱水處理后破碎的蒜泥品質(zhì)變化趨勢(shì)基本一致。

據(jù)圖4A、4B 可知，綠變強(qiáng)度變化較小，這是由于整粒大蒜在該條件下微波處理過(guò)程中加熱不充分，對(duì)蒜氨酸酶的活性破壞較小。385、540 W 和770 W 微波處理大蒜時(shí)，破碎后蒜泥的綠變強(qiáng)度隨著加熱時(shí)間急劇降低，表明較高的微波處理功率使蒜氨酸酶大量失活，大蒜破碎后生成的大蒜素及參與綠變反應(yīng)的大蒜素迅速減少，因此綠變強(qiáng)度降低，540 W 和770 W 微波處理60 s 時(shí)蒜泥在放置24 h 后無(wú)明顯綠變，表明微波處理效果明顯好于燙漂處理，能夠控制蒜泥的綠變。

據(jù)圖4C 可知，在230 W 微波處理大蒜30 s 時(shí)，蒜泥的褐變強(qiáng)度變化較小，這是由于整粒大蒜在該條件下微波加熱過(guò)程中燙漂不充分，對(duì)氧化酶的活性破壞較小。高微波功率處理時(shí)蒜泥的褐變強(qiáng)度迅速降低，表明大蒜中的氧化酶迅速失活，540 W 和770 W 微波處理30 s 時(shí)蒜泥無(wú)肉眼可見(jiàn)褐變現(xiàn)象。

據(jù)圖4D 可知，大蒜素的相對(duì)含量變化較小，這也是由于整粒大蒜在該條件下微波加熱過(guò)程中燙漂不充分，對(duì)蒜氨酸酶的活性破壞較小；較高微波功率加熱處理大蒜時(shí)，破碎后蒜泥的大蒜素的相對(duì)含量隨著加熱時(shí)間急劇降低，大蒜素的相對(duì)含量減少到75%以下，微波處理時(shí)間的增加導(dǎo)致蒜氨酸酶的進(jìn)一步失活，540 W 和770 W 微波處理60 s 時(shí)蒜泥的大蒜素含量保持在20%以上，表明微波處理效果明顯好于燙漂處理，能夠控制蒜泥的綠變，同時(shí)保持較高的大蒜素含量。

大蒜在540 W 微波功率處理60 s 時(shí)，破碎后的蒜泥既不發(fā)生褐變也不發(fā)生綠變，并且大蒜素的含量保持在40%以上，隨著加熱功率和時(shí)間的增大，雖然蒜泥的綠變和褐變得到了較好的控制，但是大蒜中的蒜氨酸酶嚴(yán)重失活，蒜泥中的大蒜素的相對(duì)含量減少到30%以下，失去了大蒜特有的鮮辣味。

綜合分析，低微波功率及短時(shí)間處理能夠較大程度的保持蒜泥中的大蒜素含量，但是產(chǎn)品容易發(fā)生褐變；處理功率過(guò)高或者時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，蒜泥產(chǎn)品的顏色控制效果較好，但是蒜氨酸酶失活嚴(yán)重且大蒜素分解和反應(yīng)較多，產(chǎn)品中大蒜素含量較低，并且產(chǎn)品易發(fā)生焦糊。采用540 W 微波處理大蒜60 s 冷卻后破碎的方法，能夠較好的控制蒜泥的顏色，又能較好的保持蒜泥的風(fēng)味。與燙漂方式相比，微波處理大蒜效率更高、加熱更均勻，其既能控制產(chǎn)品的顏色變化，又能減少對(duì)大蒜素的破壞，保持大蒜特有的鮮辣味。

3 結(jié)論

蒜泥的熱處理?xiàng)l件對(duì)蒜泥品質(zhì)影響顯著，在熱加工過(guò)程中，褐變強(qiáng)度和大蒜素含量明顯下降，其中，燙漂處理方式無(wú)法同時(shí)控制蒜泥的顏色變化及風(fēng)味劣變，微波處理方式能夠有效控制蒜泥的褐變和綠變，同時(shí)又較少的破壞大蒜素，其處理效果明顯優(yōu)于燙漂處理。不同的破碎處理方式對(duì)蒜泥的顏色和風(fēng)味影響顯著，先破碎再熱處理的蒜泥極易發(fā)生綠變，并且蒜泥的大蒜素含量損失較多，整粒蒜米熱處理后再破碎的蒜泥顏色控制效果較好，同時(shí)大蒜素的損失在可接受的范圍內(nèi)。試驗(yàn)研究表明，采用540 W、60 s 的微波處理?xiàng)l件結(jié)合整粒蒜米微波處理后再破碎的加工方法，能夠有效控制樣品的顏色變化，又能較好的保持蒜泥的風(fēng)味，此研究為蒜泥加工過(guò)程中的保質(zhì)減損及后續(xù)蒜泥產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供了良好的理論依據(jù)。