微波預(yù)處理制備黑蒜工藝優(yōu)化及品質(zhì)比較

朱新鵬，全玉潔

（1.安康學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物科技學(xué)院，陜西 安康 725000；2.陜西省富硒食品工程實(shí)驗(yàn)室，陜西 安康 725000）

大蒜在我國(guó)多以調(diào)味品的形式出現(xiàn)在人們的日常生活中，因具有殺菌、消炎、抗氧化、抗癌、抗冠心病、降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)免疫和防輻射等多種功能而被人們重視，被譽(yù)為天然廣譜抗生素[1]。由于鮮蒜本身存在辛辣味和強(qiáng)烈的刺激性，食用后會(huì)產(chǎn)生令人難以接受的蒜臭味，過(guò)多食用還會(huì)造成對(duì)人體多個(gè)部位不同程度的危害，如刺激胃黏膜，長(zhǎng)期大量食用后嚴(yán)重?fù)p傷人體的眼睛和肝臟[2-3]。

黑蒜又名黑大蒜、發(fā)酵黑蒜，是在適宜的溫度和濕度條件下由大蒜制備而成的蒜制品。黑蒜在加工過(guò)程中發(fā)生了復(fù)雜的變化，顏色逐漸由淺加深。制成黑蒜后消除了大蒜的辛辣味和蒜臭味，不會(huì)對(duì)胃腸道造成刺激而出現(xiàn)不良的癥狀，給人的感覺(jué)是酸甜適口，柔軟而富有彈性，可以直接食用，不用再進(jìn)行處理。加工后的黑蒜中含有大量的功能性成分，如多酚、含硫化合物、生物堿、類黑素以及一些微量元素如硒、鍺等，賦予了黑蒜比鮮大蒜更強(qiáng)大的功效，更容易被人體吸收，其藥理效果也得到增強(qiáng)[4-9]，因此，黑蒜具有很好的發(fā)展前景。

黑蒜品質(zhì)受大蒜品種、加工前處理和加工工藝等的影響。王瑜等[10]比較了獨(dú)頭蒜和多瓣蒜制備黑蒜的主要成分，證明二者無(wú)明顯差異。王海粟等[11]采用-18℃低溫冷凍預(yù)處理與變溫相結(jié)合的工藝制得黑蒜，與傳統(tǒng)黑蒜進(jìn)行比較，表明結(jié)合冷凍預(yù)處理的新工藝可以縮短處理周期，而且其感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)均達(dá)到或優(yōu)于市售傳統(tǒng)黑蒜。趙雪晴等[12]研究證實(shí)，經(jīng)低溫冷凍預(yù)處理后得到的黑蒜品質(zhì)更好。鐘成等[13]采用超高壓預(yù)處理與發(fā)酵聯(lián)用的方法制備了黑蒜，表明超高壓預(yù)處理時(shí)間對(duì)黑蒜的營(yíng)養(yǎng)成分含量有顯著影響。吳清梅等[14]研究了兩種不同工藝制備的黑蒜品質(zhì)，發(fā)現(xiàn)所制黑蒜的成分有顯著差異。

微波技術(shù)以其在加熱、殺菌、萃取、膨化等方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)在食品行業(yè)被廣泛應(yīng)用，給食品加工注入了新的生命力[15]。本文優(yōu)化了大蒜經(jīng)過(guò)微波預(yù)處理的黑蒜加工工藝，分析了微波預(yù)處理對(duì)黑蒜品質(zhì)的影響，以期為黑蒜加工工藝的改進(jìn)提供參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

紫皮獨(dú)頭大蒜，購(gòu)于云南省大理市。

鹽酸、冰乙酸、硫酸銅、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、氫氧化鈉、碳酸鈉、酒石酸鉀鈉、葡萄糖，均為分析純；Folin-酚試劑，上海荔達(dá)生物科技有限公司產(chǎn)品；沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品，廣東光華科技股份有限公司產(chǎn)品。

1.1.2 儀器與設(shè)備

G70F20CN3P-ZS（W0）型微波爐，SX-4-20 型高溫電阻爐，TGL-16G型高速臺(tái)式離心機(jī)，DK-98-11A型電熱恒溫水浴鍋，SHZ-D（III）型循環(huán)水式多用真空泵，A1004N型電子天平，SF-G100型黑蒜鍋，PHS-3C型pH計(jì)，V-1100D型可見(jiàn)分光光度計(jì)。

1.2 方法

1.2.1 黑蒜的制備

挑選大小均一、形狀規(guī)則、完好無(wú)損的獨(dú)蒜，平均質(zhì)量(45±2)g，去掉外部幾層表皮及泥土等，保留最里面的1層表皮。將獨(dú)蒜按設(shè)定的微波功率、時(shí)間在微波爐中進(jìn)行處理。之后取出，將獨(dú)蒜整齊擺放于黑蒜鍋中的蒜頭支架上，處理過(guò)程中，前120 h溫度為80℃，后期溫度為70℃，相對(duì)濕度則維持在60%~80%之間。黑蒜制備好之后，待冷卻至室溫后取出備用。

1.2.2 微波預(yù)處理單因素試驗(yàn)

1.2.2.1 微波預(yù)處理功率的篩選

分別取6個(gè)獨(dú)蒜放入微波爐中，分別在微波功率70、280、490、700 W 功率下處理 6 s，之后置于黑蒜鍋中制備12 d。

1.2.2.2 微波預(yù)處理時(shí)間的篩選

分別取6個(gè)獨(dú)蒜放入微波爐中，在280 W功率下分別處理 3、6、9、12 s，之后置于黑蒜鍋中制備 12 d。

1.2.2.3 制備處理時(shí)間的篩選

分別取6個(gè)獨(dú)蒜放入微波爐中，在280 W功率下處理 6 s，在黑蒜鍋中分別制備 6、8、10、12 d。

1.2.2.4 獨(dú)蒜投料量的篩選

分別取6、8、10、12個(gè)獨(dú)蒜放入微波爐中，在280W功率下處理6 s，在黑蒜鍋中制備12 d。

1.2.3 微波預(yù)處理的正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用L9(34)進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，優(yōu)化微波預(yù)處理的黑蒜加工工藝。正交試驗(yàn)因素水平見(jiàn)表1。

表1 微波預(yù)處理工藝正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of the orthogonal test of microwave pretreatment process

1.2.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.4.1 總酚含量

采用福林法測(cè)定，總酚含量結(jié)果以沒(méi)食子酸計(jì)，標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作參考鮑建峰等[16]的方法。所測(cè)沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品濃度和吸光值的標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖1。R2=0.998 8，說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)品溶液在所測(cè)濃度范圍與吸光度具有良好的線性相關(guān)性。

1.2.4.2 還原糖含量

采用GB 5009.7—2016[17]中的直接滴定法測(cè)定。

1.2.4.3 總酸含量

按GB/T 12456—2008[18]中的pH電位法測(cè)定。

1.2.4.4 蒜氨酸含量

采用定硫法[19]測(cè)定。

1.2.4.5 黑蒜的感官評(píng)價(jià)

以黑蒜的色澤、質(zhì)地、氣味、口感作為評(píng)定感官指標(biāo)[20]，選10位經(jīng)培訓(xùn)的測(cè)試者對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，測(cè)定結(jié)果以平均值計(jì)，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件作圖，用SPSS 17.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 微波預(yù)處理功率對(duì)黑蒜總酚的影響

由圖1可知，隨微波處理功率的增大，黑蒜中的總酚含量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，微波處理功率為280 W時(shí)，總酚含量達(dá)到最高值，之后增大微波處理功率，總酚含量下降。由于微波預(yù)處理大蒜過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，這種熱效應(yīng)對(duì)大蒜細(xì)胞內(nèi)的極性物質(zhì)進(jìn)行選擇性加熱，從而對(duì)黑蒜中的總酚產(chǎn)生影響。

2.1.2 微波預(yù)處理時(shí)間對(duì)黑蒜總酚的影響

由圖2可見(jiàn)，隨著微波預(yù)處理時(shí)間的延長(zhǎng)，黑蒜總酚含量前期呈緩慢上升趨勢(shì)，微波預(yù)處理為12 s時(shí)達(dá)到最大值。由于微波所具有的加熱和干燥作用，繼續(xù)延長(zhǎng)時(shí)間將導(dǎo)致大蒜水分大幅下降，不利于后續(xù)的處理并導(dǎo)致制備的黑蒜干硬。因而，進(jìn)行微波預(yù)處理時(shí)間不宜再延長(zhǎng)。

2.1.3 制備時(shí)間對(duì)黑蒜總酚的影響

由圖3可見(jiàn)，隨著制備處理時(shí)間的增加，黑蒜總酚含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，在制備時(shí)間為10 d時(shí)，總酚含量達(dá)到最大值?？赡苁墙?jīng)微波預(yù)處理后的大蒜在制備前期，其他物質(zhì)如糖類、有機(jī)酸等轉(zhuǎn)化為酚類物質(zhì)，導(dǎo)致總酚含量升高。而在制備后期，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，酚類物質(zhì)發(fā)生分解轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，導(dǎo)致總酚含量下降。

2.1.4 獨(dú)蒜投料量對(duì)黑蒜總酚的影響

由圖4可見(jiàn)，隨著獨(dú)蒜投放量的增加總酚含量雖有下降，但下降的程度很低?？赡苁窃谠囼?yàn)范圍內(nèi)，獨(dú)蒜投放量的增加對(duì)微波處理不敏感。所以在正交試驗(yàn)中不列為考察因素，以投放6個(gè)獨(dú)蒜進(jìn)行正交試驗(yàn)。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

由表3可以看出，對(duì)黑蒜總酚含量各因素影響的主次順序?yàn)椋築微波預(yù)處理時(shí)間＞A微波預(yù)處理功率＞C制備時(shí)間。微波預(yù)處理制備黑蒜的優(yōu)化工藝為：A3B3C2，這一結(jié)果與正交試驗(yàn)中9號(hào)相同，即在投放6個(gè)獨(dú)蒜，微波預(yù)處理功率為490 W下處理12 s后，制備處理10 d（其中前120 h溫度為80℃，后期溫度為70℃），相對(duì)濕度則維持在60%~80%之間。

表3 微波預(yù)處理工藝正交試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Results of the orthogonal experiment of microwave pretreatment process

2.3 驗(yàn)證試驗(yàn)及品質(zhì)比較

根據(jù)優(yōu)化的微波預(yù)處理工藝制備黑蒜，以不經(jīng)微波預(yù)處理（其他工藝條件相同）制備的黑蒜作為對(duì)照，同時(shí)進(jìn)行3次平行試驗(yàn)進(jìn)行品質(zhì)比較，測(cè)定其總酚、還原糖、總酸、蒜氨酸含量，并進(jìn)行感官評(píng)定，結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可以看出，經(jīng)微波預(yù)處理工藝制備的黑蒜，與不經(jīng)微波處理工藝制備的黑蒜，在總酚、還原糖、總酸含量上極顯著高于對(duì)照（P＜0.01），而二者的蒜氨酸含量無(wú)顯著差異。感官評(píng)定結(jié)果表明，微波預(yù)處理工藝制備的黑蒜評(píng)分高于對(duì)照。

表4 驗(yàn)證試驗(yàn)與空白試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Results from the confirmatory experiment and from the control

3 結(jié)論

本試驗(yàn)將微波用于黑蒜加工的預(yù)處理，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用正交試驗(yàn)優(yōu)化的工藝為：投放6個(gè)獨(dú)蒜，微波預(yù)處理功率490 W，微波預(yù)處理時(shí)間12 s，制備處理時(shí)間10 d（其中前120 h溫度為80℃，后期溫度為70℃），相對(duì)濕度維持在60%～80%之間。在該工藝條件下，黑蒜的總酚、還原及總酸含量均極顯著高于對(duì)照（P＜0.01），感官評(píng)定結(jié)果較好。說(shuō)明在黑蒜的制備中，可以對(duì)大蒜先經(jīng)微波進(jìn)行預(yù)處理，再在高溫高濕條件下制備黑蒜，黑蒜品質(zhì)能得到有效提高，且時(shí)間較短。