發(fā)酵型滁菊醬的工藝優(yōu)化

周頔*，許小倩，潘東潤，杜慶飛，蔡華珍

滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院（滁州 239000）

滁菊是國家地理標(biāo)志產(chǎn)品，具有良好的藥用功效，是衛(wèi)生部明確批準(zhǔn)的藥食兼用植物。研究表明，滁菊含有揮發(fā)性精油、多糖、黃酮和多酚等成分[1]，具有優(yōu)良的降血壓、抗病毒、抗氧化、增強(qiáng)免疫等多種功能[2]。盡管滁菊營養(yǎng)成分及功能特性受到廣大消費者認(rèn)可，但其食用形式仍主要是干制菊花用作茶飲，精深加工水平低[3]，不利于滁菊的綜合開發(fā)利用與推廣。

國內(nèi)盛產(chǎn)鮮花的地區(qū)常將可食用花制作成鮮花醬，不僅可以保存鮮花自身的主要活性成分，且外觀、滋味怡人，深受消費者喜愛。市售菊花醬的制備方法主要是將整顆菊花糖漬后再進(jìn)行自然發(fā)酵，一般需要發(fā)酵數(shù)月[4]。傳統(tǒng)糖漬法雖簡單易行，但制得的鮮花醬一方面醬體顏色呈深褐色、花形破壞嚴(yán)重、甜膩感重，另一方面自然發(fā)酵周期長且易受到季節(jié)因素影響導(dǎo)致品質(zhì)不穩(wěn)定。為改善菊花醬食用品質(zhì)，有學(xué)者嘗試新方法制備鮮花醬，如揭國良[5]用超高壓技術(shù)將鮮花中酶和微生物滅活，以保持醬體中鮮桂花的香氣、顏色、風(fēng)味及營養(yǎng)成分；周俊[6]運用酶法加發(fā)酵技術(shù)，得到色澤、香氣佳，花青素活性保留度高的玫瑰花醬。有研究發(fā)現(xiàn)利用乳酸菌發(fā)酵鮮花醬可有效調(diào)節(jié)醬體的色澤、口感、香氣等，但相關(guān)研究還很少。

副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）屬乳桿菌屬，是從干酪乳桿菌亞種中劃分出的新種。具有調(diào)節(jié)腸道生態(tài)平衡、降血壓、預(yù)防糖尿病發(fā)生、增強(qiáng)免疫力、抑菌等生理功能，廣泛存在于人體口腔、腸道、發(fā)酵乳制品和植物原料發(fā)酵物等環(huán)境中[7-8]。已有將副干酪乳桿菌用于乳制品、肉制品、功能食品加工中，增加產(chǎn)品中的營養(yǎng)成分并調(diào)節(jié)產(chǎn)品風(fēng)味[9]，但將其用于發(fā)酵菊花醬的研究仍鮮見報道。

試驗以滁菊花瓣為原料，利用副干酪乳桿菌發(fā)酵產(chǎn)生有機(jī)酸，改善其食用品質(zhì)。考察菌種添加量、發(fā)酵時間、葡萄糖添加量和蜂蜜添加量4個因素協(xié)同作用對發(fā)酵型滁菊醬品質(zhì)的影響，綜合考慮滁菊醬感官、色澤、質(zhì)構(gòu)、黃酮和多酚含量變化，通過正交試驗得到最佳工藝參數(shù)，以期為發(fā)酵型鮮花醬的開發(fā)利用提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

滁菊、白砂糖、蜂蜜等、乳糖、葡萄糖（市售）；黃原膠（河南舒怡生物科技有限公司）；副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）（中國工業(yè)微生物菌種保藏管理中心）；MRS肉湯（杭州百思生物技術(shù)有限公司）；蘆丁、酒石酸鉀鈉、無水乙醇、硫酸亞鐵、沒食子酸等（天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司）；所用試劑均為分析純。

TA-XT plus食品質(zhì)構(gòu)-物性測試儀（英國Stable Micro Systems公司）；CR-400美能達(dá)分光測色儀（深圳市天友利標(biāo)準(zhǔn)光源有限公司）；LHS-250生化培養(yǎng)箱（上海培因?qū)嶒瀮x器有限公司）；PHS-3C酸度計（上海越平科學(xué)儀器有限公司）；L530離心機(jī)（廣州瑞豐實驗設(shè)備有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 發(fā)酵型滁菊醬的工藝流程

1) 菊花瓣過篩

將菊花瓣過篩，篩去其中殘留的菊花花心和菊花葉，選取無蟲、較完整菊花瓣15 g備用。

2) 加入輔料攪拌

將蜂蜜、葡萄糖按照單因素設(shè)置的水平分別進(jìn)行添加，同時添加5%乳糖、2%白砂糖，加水充分混合均勻。

3) 菌種離心收集

將副干酪乳桿菌擴(kuò)大培養(yǎng)后，用離心機(jī)在5 000 r/s條件下離心5 min后，用0.85%生理鹽水將其調(diào)為懸浮液，放在4 ℃環(huán)境下儲藏，作為發(fā)酵劑備用。

4) 加菌發(fā)酵

在無菌環(huán)境下接種一定量的副干酪乳桿菌到菊花醬料中，在36 ℃發(fā)酵箱中發(fā)酵一定時間后取出。副干酪乳桿菌的接種量和發(fā)酵時間按照單因素設(shè)置的水平進(jìn)行設(shè)定。

5) 調(diào)整稠度

加入稱量后的0.9%黃原膠攪拌均勻，使滁菊花瓣均勻懸浮在醬體中。

6) 灌裝殺菌

將發(fā)酵后的菊花醬灌裝至玻璃瓶中，置于90 ℃下殺菌30 min。

7) 冷卻

將殺菌后的滁菊醬自然冷卻至室溫。

1.2.2 單因素試驗

預(yù)試驗發(fā)現(xiàn)滁菊花瓣最適添加量1.5%，該添加量下滁菊醬香氣、外觀、口感適中。滁菊花瓣過多會使菊花醬香味過于濃郁，引起消費者的感官不適；過少則香氣過淡，外觀不足。副干酪乳桿菌最適生長溫度36 ℃，因此試驗中發(fā)酵溫度定為36 ℃。在此基礎(chǔ)上，以未發(fā)酵滁菊醬作對照，選取菌種添加量、發(fā)酵時間、葡萄糖添加量、蜂蜜添加量4個因素進(jìn)行試驗。其中菌種添加量水平為1%，2%，3%，4%和5%（按終產(chǎn)品質(zhì)量百分比），固定菌種發(fā)酵6 h、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%；菌種發(fā)酵時間水平為5，6，7，8和9 h，固定菌種添加量1%、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%；葡萄糖添加量水平為1%，2%，3%，4%和5%，固定菌種添加量1%、菌種發(fā)酵6 h、蜂蜜添加量20%；蜂蜜添加量水平為10%，15%，20%，25%和30%，固定菌種添加量1%、菌種發(fā)酵6 h、葡萄糖添加量2%。綜合考慮滁菊醬的黃酮含量、多酚含量、色澤、質(zhì)構(gòu)和感官評分確定較為合適的添加范圍。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正交試驗，確定滁菊醬最佳工藝參數(shù)。

1.2.3 發(fā)酵型滁菊醬的正交試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用四因素三水平，按L9(34)正交設(shè)計進(jìn)行正交試驗，各因素及水平設(shè)計如表1所示。

表1 正交設(shè)計因素與水平表

根據(jù)單因素試驗結(jié)果，在正交試驗中選擇黏度、色澤L*值、色澤b*值、感官評分、黃酮含量和多酚含量6個指標(biāo)，采用綜合加權(quán)評分法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化[10]，其中黏度越大、L*值越大、b*值越大、感官評分越高、黃酮和多酚含量越高則綜合評分越高。在加權(quán)評分時，設(shè)定最大黏度為100分，其權(quán)重系數(shù)為0.1；設(shè)定最大L*值為100分，其權(quán)重系數(shù)為0.1；設(shè)定最大b*值為100分，其權(quán)重系數(shù)為0.1；設(shè)定最高感官評分為100分，其權(quán)重系數(shù)為0.3；設(shè)定最大黃酮含量為100分，其權(quán)重系數(shù)為0.2；設(shè)定最大多酚含量為100分，其權(quán)重系數(shù)為0.2。

式中：T1為試驗組感官評分；T2為試驗組黃酮含量；T3為試驗組多酚含量；T4為試驗組黏度值；T5為試驗組L*值；T6為試驗組b*值；T1max、T2max、T3max、T4max、T5max、T6max均為相應(yīng)指標(biāo)中試驗組最大值。

1.2.4 滁菊醬品質(zhì)測定方法

1.2.4.1 滁菊醬色澤的測定

用色差計測色差值，記錄L*值（明亮度）、a*值（紅綠度）和b*值（黃藍(lán)度），每個樣品測6個點，取平均值。

1.2.4.2 滁菊醬質(zhì)構(gòu)的測定

采用TA-XT plus物性測試儀測定滁菊醬濃稠度和黏度：探頭型號A/BE，測前速度1.00 m/s，測中速度1.00 m/s，測后速度1.00 m/s，觸發(fā)力5.0 g，位移15 mm[11]。

1.2.4.3 感官評價

選取10名味覺正常的人組成評定小組，感官評價表主要包括滁菊醬的外觀形態(tài)、色澤、口感、氣體和總體可接受性5個方面[12]，總評分以100分計。評分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.2.4.4 黃酮含量測定

以NaNO2-Al(NO3)3-NaOH為顯色劑，用分光光度法測定滁菊醬中黃酮含量。以試劑空白為對照，在510 nm波長處測定吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算所測樣品的黃酮含量[13]。

1.2.4.5 多酚含量測定

采用GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》，用分光光度法測定滁菊醬中多酚含量。以試劑空白為對照，在540 nm波長處測定吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算所測樣品的多酚含量[14]。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

采用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)計算及作圖，采用SPSS軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析，顯著性水平p＜0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 影響滁菊醬品質(zhì)的單因素試驗

2.1.1 菌種添加量對滁菊醬品質(zhì)的影響

圖1顯示，隨著菌種添加量提高，黃酮和多酚含量先升后降，菌種添加量1%時含量最高，且均大于對照組。有研究表明，利用益生菌發(fā)酵能將產(chǎn)品中黃酮、多酚類物質(zhì)進(jìn)行提取并盡可能提高其含量[15]，這可能是添加1%副干酪乳桿菌使得滁菊醬中黃酮和多酚含量增加的原因。菌種添加量高于1%后，產(chǎn)品中的黃酮和多酚含量逐步減少，這可能是由于大量菌種需要消耗滁菊醬中的營養(yǎng)成分以滿足自身代謝需求。

表2 感官評定分值表

圖1 菌種添加量對滁菊醬黃酮和多酚含量的影響

表3顯示色澤方面，菌種的添加會使滁菊醬明亮度L*值顯著增大，且添加量越高L*值越大；菌種添加量小于4%時，滁菊醬b*值明顯低于對照組，添加量大于4%時，滁菊醬的b*值略高于對照組。色澤結(jié)果表明菌種的添加會使菊花醬更加明亮、黃度值下降，這可能是因為菌種發(fā)酵產(chǎn)生的一些產(chǎn)物會影響醬體色澤，且隨著添加量增大，發(fā)酵產(chǎn)物的類型和數(shù)量也會發(fā)生變化，最終影響滁菊醬色澤變化。結(jié)合感官發(fā)現(xiàn)，添加1%～5%菌種發(fā)酵得到的醬體顏色均較黃亮，可被測試者接受。質(zhì)構(gòu)方面，菌種的添加會使滁菊醬的濃稠度和黏度增大，且隨著菌種添加量的提高，濃稠度和黏度逐漸增大。這可能是副干酪乳桿菌發(fā)酵產(chǎn)出的胞外多糖增加了產(chǎn)品的濃稠度和黏度，乳酸菌胞外多糖通常以與細(xì)菌細(xì)胞表面相關(guān)聯(lián)的膠囊或分泌到周圍介質(zhì)中的粘液兩種形式存在，可有效增加產(chǎn)品黏度[16]。感官發(fā)現(xiàn)添加2%菌種發(fā)酵得到的滁菊醬評分最高，產(chǎn)品酸甜適中、滋味佳；菌種添加量大于2%后，滁菊醬口感偏酸。綜合分析，正交試驗選擇添加菌種量1%，2%及3%這3個水平。

表3 菌種添加量對滁菊醬食用品質(zhì)的影響

2.1.2 不同發(fā)酵時間對滁菊醬品質(zhì)的影響

圖2顯示，與未發(fā)酵滁菊醬相比，添加菌種發(fā)酵一定時間會使滁菊醬中黃酮與多酚含量增加；隨著發(fā)酵時間延長，黃酮和多酚含量均呈先增后減趨勢，發(fā)酵7 h滁菊醬的黃酮和多酚含量最高。這可能是由于適當(dāng)時間的菌種發(fā)酵可有效提取并富集產(chǎn)品中營養(yǎng)成分，但隨著發(fā)酵時間不斷增加，菌種生長代謝所需消耗的營養(yǎng)成分不足，又會消耗黃酮等營養(yǎng)成分[15]。

表4顯示色澤方面，隨著發(fā)酵時間延長，滁菊醬的亮度L*值和黃度b*值無明顯趨勢且總體差異不大，但發(fā)酵滁菊醬的亮度L*值均高于對照組，說明發(fā)酵得到的一些產(chǎn)物能夠增加產(chǎn)品的明亮度。質(zhì)構(gòu)方面，隨著發(fā)酵時間增加，滁菊醬的濃稠度及黏度均逐漸減小，這可能與菌種發(fā)酵產(chǎn)酸有關(guān)。有研究表明，副干酪乳桿菌發(fā)酵產(chǎn)物是酸性多糖，多糖通過分子間斥力使分子伸展而分散在水中，形成較穩(wěn)定的構(gòu)象。隨著發(fā)酵時間延長，菌種不斷產(chǎn)酸導(dǎo)致溶液pH下降，容易破壞這種穩(wěn)定的構(gòu)象，最終使溶液黏度和濃稠度下降[17]。感官發(fā)現(xiàn)未發(fā)酵滁菊醬口感偏甜，評分較低；發(fā)酵6 h的滁菊醬酸甜適中、濃稠度適宜、口感最佳；發(fā)酵超過6 h后，滁菊醬酸度增加導(dǎo)致評分下降。綜合分析，正交試驗發(fā)酵時間選擇5，6和7 h這3個水平。

圖2 發(fā)酵時間對滁菊醬黃酮和多酚含量的影響

表4 發(fā)酵時間對滁菊醬食用品質(zhì)的影響

2.1.3 不同葡萄糖添加量對滁菊醬品質(zhì)的影響

葡萄糖是副干酪乳桿菌發(fā)酵所需的底物，其含量多少不僅影響滁菊醬口感，也會大大影響菌的生長情況，進(jìn)而影響滁菊醬的品質(zhì)。圖3顯示，隨著葡萄糖添加量提高，黃酮和多酚含量先降后增，葡萄糖添加量3%時達(dá)最低值。這種趨勢可能是因為葡萄糖含量較低時，菌種生長所需底物不足因而消耗產(chǎn)品中本身含有的黃酮和多酚物質(zhì)；但隨著葡萄糖增多，菌種的生長代謝有足夠的底物，且菌種發(fā)酵開始提取并富集產(chǎn)品中的黃酮和多酚，使其含量增加。

表5顯示色澤方面，隨著葡萄糖添加量提高，滁菊醬亮度L*值先增后減、b*值無顯著規(guī)律。此外，葡萄糖添加量低于2%時，滁菊醬明亮度高于未發(fā)酵滁菊醬。質(zhì)構(gòu)方面，隨著葡萄糖添加量的提高，滁菊醬濃稠度和黏度呈增大趨勢。這說明葡萄糖作為發(fā)酵底物可使菌種生長產(chǎn)生胞外多糖，從而增加產(chǎn)品的粘性。感官發(fā)現(xiàn)葡萄糖添加量2%時滁菊醬評分最高，此時產(chǎn)品酸甜可口、黏度適中、風(fēng)味佳。綜合分析，正交試驗葡萄糖添加量選擇1%，2%和3%這3個水平。

2.1.4 不同蜂蜜添加量對滁菊醬品質(zhì)的影響

圖4顯示，隨著蜂蜜添加量增加，黃酮和多酚含量整體呈增大趨勢。蜂蜜中含有一定量的黃酮和多酚物質(zhì)，因而添加量越高、黃酮和多酚含量越高；即使菌種發(fā)酵生長消耗少量蜂蜜中的葡萄糖，但對產(chǎn)品中的黃酮和多酚含量無顯著影響。

圖3 葡萄糖添加量對滁菊醬黃酮和多酚含量的影響

表5 葡萄糖添加量對滁菊醬食用品質(zhì)的影響

圖4 蜂蜜添加量對滁菊醬黃酮和多酚含量的影響

表6顯示色澤方面，隨著蜂蜜添加量提高，滁菊醬黃度b*值呈增大趨勢且均比對照組高，亮度L*值無明顯規(guī)律。這可能是因為蜂蜜本身呈黃亮色，添加至產(chǎn)品中會對終產(chǎn)品色澤產(chǎn)生顯著影響。質(zhì)構(gòu)方面，隨著蜂蜜添加量增加，菊花醬黏度呈增大趨勢，而濃稠度無明顯規(guī)律。蜂蜜中含有一定量的葡萄糖，可作為副干酪乳桿菌發(fā)酵的底物，菌種發(fā)酵產(chǎn)出的胞外多糖增加了滁菊醬的黏度。感官評分呈先增后減趨勢，蜂蜜添加量25%時評分最高，此時滁菊醬風(fēng)味醇正、甜酸比適宜、口感順滑、風(fēng)味優(yōu)良。綜合分析，正交試驗蜂蜜添加量選擇15%，20%和25%的3個水平。

表6 蜂蜜添加量對滁菊醬食用品質(zhì)的影響

2.2 發(fā)酵型滁菊醬正交試驗

按照表1設(shè)計正交試驗，測定滁菊醬的黃酮和多酚含量、質(zhì)構(gòu)、色澤和感官5個指標(biāo)，正交試驗結(jié)果及方差分析如表7和表8所示。

由表7可知，各因素對滁菊醬綜合評分影響大小順序依次為：C（葡萄糖添加量）＞A（副干酪乳桿菌添加量）＞B（發(fā)酵時間）＞D（蜂蜜添加量）。k值和綜合評分均顯示最優(yōu)工藝參數(shù)為A1B2C2D2，即4種因素水平的最佳組合為：副干酪乳桿菌添加量1%，發(fā)酵時間6 h，葡萄糖添加量2%，蜂蜜添加量20%。

由表8可知，菌種添加量、發(fā)酵時間和葡萄糖添加量對發(fā)酵型滁菊醬的品質(zhì)有顯著性影響（FA＞F0.05臨界值），其中葡萄糖添加量影響最大，而蜂蜜添加量對發(fā)酵型滁菊醬的品質(zhì)無顯著性影響（FA＜F0.05臨界值）。

3 結(jié)論

以滁菊花瓣為原料，添加副干酪乳桿菌制作發(fā)酵滁菊醬，成品具有滁菊天然的香氣、口味酸甜、色澤黃亮、濃稠適宜，黃酮和多酚營養(yǎng)成分保留度高。在黃酮和多酚保留度方面，菌種添加量提高和發(fā)酵時間越長均會使產(chǎn)品中2種物質(zhì)含量先增后降、蜂蜜添加量提高會使2種物質(zhì)不斷增多、葡萄糖添加量提高會使2種物質(zhì)先降后增。色澤方面，菌種添加量提高會使滁菊醬的明亮度增大、黃度下降，葡萄糖添加量提高會使滁菊醬明亮度先增后降，蜂蜜添加量提高會使滁菊醬黃度值上升。質(zhì)構(gòu)方面，菌種、葡萄糖和蜂蜜添加量提高均會使滁菊醬濃稠度和黏度增大，發(fā)酵時間越長滁菊醬濃稠度和黏度減小。

正交試驗結(jié)果顯示制作發(fā)酵滁菊醬的最佳工藝組合為：副干酪乳桿菌添加量1%、發(fā)酵時間6 h、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%。