不同發(fā)酵時(shí)期對(duì)黑蒜調(diào)味粉品質(zhì)的影響

王帥 武帥兵 賀羽

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.014

引文格式：王帥，武帥兵，賀羽.不同發(fā)酵時(shí)期對(duì)黑蒜調(diào)味粉品質(zhì)的影響[J].中國(guó)調(diào)味品，2024，49（3）：87-91.

WANG S， WU S B， HE Y. Effect of different fermentation periods on quality of black garlic seasoning powder[J].China Condiment，2024，49（3）：87-91.

摘要：黑蒜富含微量元素與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，作為一種食品或保健品在市面上流行。黑蒜的品質(zhì)也引起了人們的廣泛關(guān)注。普通黑蒜是用新鮮完整的帶皮生蒜在高溫高濕的發(fā)酵箱中自然發(fā)酵90～120 d后制成的。然而生蒜是如何在發(fā)酵過(guò)程中逐漸變黑、黑蒜與生蒜極大的口感差別以及兩者營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的變化基于什么成為人們疑惑的問(wèn)題。該研究選取品相完好的紫皮獨(dú)頭蒜，在專業(yè)的黑蒜發(fā)酵鍋中發(fā)酵10 d，獲得發(fā)酵成功的黑蒜，并在發(fā)酵過(guò)程中對(duì)不同發(fā)酵時(shí)期的黑蒜進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定，經(jīng)過(guò)干燥破碎，制成調(diào)味蒜粉，并對(duì)其中的還原糖含量、總酸含量、總酚含量、水分含量、粗脂肪含量、蛋白質(zhì)含量進(jìn)行測(cè)定，由此探尋蒜在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的變化，從而對(duì)不同發(fā)酵時(shí)期黑蒜調(diào)味粉的品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。該研究可拓展關(guān)于調(diào)味品發(fā)酵方面的知識(shí)，為提高新型功能性調(diào)味粉的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值提供更多的數(shù)據(jù)資源。

關(guān)鍵詞：黑蒜；干燥破碎；調(diào)味粉；發(fā)酵時(shí)期；品質(zhì)

中圖分類號(hào)：TS255.3????? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A????? 文章編號(hào)：1000-9973（2024）03-0087-05

Effect of Different Fermentation Periods on Quality of Black Garlic Seasoning Powder

WANG Shuai1，2， WU Shuai-bing1， HE Yu1，2*

（1.College of Food and Biological Engineering， Xuzhou University of Technology， Xuzhou 221018，

China; 2.Key Construction Laboratory of Food Resources Development and Quality Safety

in Jiangsu Province， Xuzhou University of Technology， Xuzhou 221018， China）

Abstract： Black garlic is rich in trace elements and nutrients， and it is popular in the market as a food or health care product. The quality of black garlic has also attracted people's widespread attention. Ordinary black garlic is made by natural fermentation of fresh and whole raw garlic with skin in a high-temperature and high-humidity fermentation tank for 90～120 d. However， how raw garlic gradually darkens during the fermentation process， what is the basis for the great taste difference between black garlic and raw garlic and the change of the nutritional value of the two have become people's confusion. In this study， intact single-head garlic with purple skin is selected. It is fermented in a professional black garlic fermentation pot for 10 d to obtain successfully fermented black garlic. During the fermentation， the texture of black garlic at different fermentation periods is determined. After drying and crushing， black garlic seasoning powder is prepared. The content of reducing sugar， total acids， total phenols， moisture， crude fat and protein in it is determined， so as to explore the change of garlic during the fermentation and comprehensively evaluate the quality of black garlic seasoning powder at different fermentation periods. This research can expand the knowledge about the fermentation of seasonings， and provide more data resources for improving the nutritional value of new functional seasoning powder.

Key words： black garlic; drying and crushing; seasoning powder; fermentation period; quality

收稿日期：2023-11-01

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金青年項(xiàng)目（32102121）；江蘇省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（BK20211051）；江蘇省高等學(xué)校自然科學(xué)重大項(xiàng)目（21KJA550001，22KJA240003）；江蘇省高校自然基金青年項(xiàng)目（BK20210078）；徐州市科技計(jì)劃重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目（KC21296，KC211124）

作者簡(jiǎn)介：王帥（1987—），男，河南安陽(yáng)人，副教授，博士，研究方向：食品品質(zhì)評(píng)價(jià)與調(diào)控。

*通信作者：賀羽（1986—），女，山東棗莊人，副教授，博士，研究方向：食品品質(zhì)評(píng)價(jià)與調(diào)控。

黑蒜外觀近似果脯，味道酸甜無(wú)刺激，而且食用后不會(huì)有生蒜食用后特有的氣味，較軟的黑蒜吃起來(lái)就像果凍一般，可作為點(diǎn)心或甜品端上人們的餐桌。黑蒜保留了生蒜中所蘊(yùn)含的各類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和功能，口感柔軟而富有彈性，增大了人們對(duì)其的接受性[1]。其發(fā)酵方式與普遍的微生物發(fā)酵方式不同，是在高溫高濕條件下破壞其自身固有的組織并使其理化性質(zhì)也發(fā)生改變的一種獨(dú)特的發(fā)酵方式[2]。普通品相上乘、表皮完好的新鮮生蒜在高溫高濕的發(fā)酵環(huán)境下，其自身組織被破壞并發(fā)生一系列的酶促褐變與非酶促褐變，這種發(fā)酵方式與普遍的微生物直接發(fā)酵相比有著一些區(qū)別。在不斷的發(fā)酵過(guò)程中，黑蒜內(nèi)部產(chǎn)生了擬黑色素[3-4]，這是發(fā)酵過(guò)程中黑蒜內(nèi)的羰氨反應(yīng)以及美拉德反應(yīng)等作用導(dǎo)致的，黑蒜具有代表性的獨(dú)特品貌也由此形成。

隨著人們生活水平的提高，人們的食品消費(fèi)重心從普通的溫飽方面向更深層次的食品保健方面轉(zhuǎn)移，而對(duì)具有保健作用的調(diào)味品的需求更大。黑蒜作為一種營(yíng)養(yǎng)豐富、保健功效顯著的食品，受到人們的廣泛關(guān)注，在我國(guó)也受到了許多消費(fèi)者的青睞。以黑蒜干燥破碎后制得的黑蒜調(diào)味粉兼具保健和調(diào)味功能，是黑蒜深加工的新思路。本研究從不同發(fā)酵時(shí)期的黑蒜入手，測(cè)定其質(zhì)構(gòu)后進(jìn)行干燥破碎，制得黑蒜調(diào)味粉，對(duì)其還原糖、總酸、總酚、粗脂肪、蛋白質(zhì)、水分的含量進(jìn)行測(cè)定，從而對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為人們了解黑蒜、選擇黑蒜、研究黑蒜調(diào)味粉提供更多的科學(xué)數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1? 材料和方法

1.1? 材料和設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)發(fā)酵所用紫皮獨(dú)頭蒜購(gòu)自徐州開明市場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)備包括HJ-3型數(shù)顯恒溫磁力攪拌器、BM-400拍擊式均質(zhì)器、101-1ES數(shù)顯鼓風(fēng)干燥箱、FA2104N電子天平、TMS-Pro食品物性分析儀（質(zhì)構(gòu)儀）和KDA-04A凱氏定氮儀。

1.2? 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1? 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

對(duì)購(gòu)得的紫皮獨(dú)頭蒜進(jìn)行挑選，去除表皮不完整和有霉點(diǎn)的蒜，將剩下的蒜洗凈、烘干后放入黑蒜箱中進(jìn)行發(fā)酵，每3 d取一次蒜進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)，共計(jì)12 d。0 d標(biāo)記為A，后續(xù)記為B、C、D、E。選用圓柱形探頭，測(cè)試模式為TPA（texture profile analysis），測(cè)定不同發(fā)酵時(shí)期蒜的硬度。

1.2.2? 還原糖的測(cè)定

參考丘苑新等[3]的研究方法，并稍作改動(dòng)。為提高樣品黑蒜還原糖的提取率，利用45 ℃溫度下的水浴鍋輔助提取。將不同發(fā)酵時(shí)期的黑蒜樣品真空冷凍干燥后進(jìn)行破碎，過(guò)60目篩待用。稱取5 g樣品置于小燒杯中，加入50 mL水，于45 ℃水浴鍋中微熱溶解1 h，冷卻至室溫，抽濾收集濾液即為樣品溶液。3次平行實(shí)驗(yàn)標(biāo)定堿性酒石酸銅溶液并預(yù)測(cè)樣品溶液。

精確滴定測(cè)定樣品溶液。平行操作3次，取其平均值，樣品中還原糖含量計(jì)算公式如下：

X=C×V1×Vm×V2×1 000×100%。

式中：X表示樣品中還原糖含量（以葡萄糖計(jì)），%；C表示葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mg/mL；V1表示滴定10 mL堿性酒石酸銅溶液消耗的葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V2表示測(cè)定時(shí)消耗樣品溶液的平均體積，mL；m表示樣品質(zhì)量，g；V表示樣品定容體積，mL。

1.2.3? 總酸的測(cè)定

參考王雅錚等[5]的研究方法，并稍作改動(dòng)。取上述制得的黑蒜粉5 g，用蒸餾水轉(zhuǎn)移到250 mL容量瓶中。于100 ℃水浴30 min，取出后冷卻至室溫，利用抽濾瓶進(jìn)行抽濾，收集濾液待測(cè)?？瞻讓?duì)照是用蒸餾水代替抽濾得到的濾液，利用酸堿滴定法，根據(jù)酸堿中和原理，用堿液滴定試液中的酸，以酚酞為指示劑確定滴定終點(diǎn)，按堿液的消耗量計(jì)算食品中的總酸含量?？偹岷恳再|(zhì)量分?jǐn)?shù)X計(jì)，以g/kg表示，計(jì)算公式如下：

X=c×K×Fm×（V1－V2）×1 000。

式中：c表示氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，mol/L；V1表示滴定試液時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；V2表示空白實(shí)驗(yàn)時(shí)消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，mL；F表示試液的稀釋倍數(shù)；m表示試樣的取樣量，g或mL；K表示酸的換算系數(shù)：蘋果酸0.067；乙酸0.060；酒石酸0.075；檸檬酸0.064；檸檬酸（含一分子結(jié)晶水）0.070；乳酸0.090；鹽酸0.036；磷酸0.049。

1.2.4? 總酚的測(cè)定

參考牛雪[6]的研究方法，并稍作改動(dòng)，將室溫提取時(shí)間從120 min增加到150 min進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。取黑蒜粉5 g在室溫下提取150 min，以3 500 r/min離心5 min，得到黑蒜提取液，待測(cè)。用洗耳球吸取0.5 mL黑蒜提取液置于50 mL三角瓶中，加蒸餾水至25 mL，輕輕晃動(dòng)三角瓶使溶液混勻，然后加入0.2 mol/L的福林酚試劑5 mL和2.5%的Na2CO3溶液10 mL，用蒸餾水定容，將其放入50 ℃的水浴鍋中反應(yīng)20 min，反應(yīng)結(jié)束后拿出三角瓶擦凈瓶外水珠，冷卻至室溫后吸取適量反應(yīng)后的樣品溶液于760 nm處測(cè)定吸光度值，繪制沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.5? 水分的測(cè)定

參考于小禾等[7]的研究方法并稍作改動(dòng)，利用直接干燥法測(cè)定黑蒜中的水分。前后兩次稱量所得的質(zhì)量差不超過(guò)0.002 g，即可視為恒重，記錄數(shù)據(jù)。樣品中水分含量計(jì)算公式如下：

X=m1－m2m1－m3×100%。

式中：X表示樣品中水分含量，%；m1表示稱量瓶（或加海砂、玻棒）和樣品的質(zhì)量，g；m2表示稱量瓶（或加海砂、玻棒）和樣品干燥后的質(zhì)量，g；m3表示稱量瓶（或加海砂、玻棒）的質(zhì)量，g。

1.2.6? 蛋白質(zhì)的測(cè)定

參考秦琳等[8]的實(shí)驗(yàn)方法，并稍作改動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)方法更貼近本研究所需，以確保黑蒜粉蛋白質(zhì)的提取，利用凱氏定氮法計(jì)算不同發(fā)酵時(shí)期黑蒜粉中的蛋白質(zhì)含量，公式如下：

X=（V1－V2）×N×0.014m×10100×F×100。

式中：X表示樣品中蛋白質(zhì)的含量，g；V1表示樣品消耗硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V2表示試劑空白消耗硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；N表示硫酸或鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度；m表示樣品的質(zhì)量（體積），g（mL）；F表示氮換算成蛋白質(zhì)的系數(shù)。

蛋白質(zhì)中的氮含量一般為15%～17.6%，按16%計(jì)算，乘以6.25即為蛋白質(zhì)含量，乳制品系數(shù)為6.38，面粉系數(shù)為5.70，玉米、高粱系數(shù)為6.24，花生系數(shù)為5.46，大米系數(shù)為5.95，大豆及其制品系數(shù)為5.71，肉與肉制品系數(shù)為6.25，大麥、小米、燕麥、裸麥系數(shù)為5.83，芝麻、向日葵系數(shù)為5.30。

1.2.7? 粗脂肪的測(cè)定

根據(jù)文獻(xiàn)[9-10]的研究方法，借助旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行粗脂肪的測(cè)定，計(jì)算公式如下：

X=m2－m1m×100%。

式中：X表示粗脂肪含量，%；m表示所取樣品質(zhì)量，mg；m1表示空旋轉(zhuǎn)瓶的質(zhì)量，mg；m2表示旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后旋轉(zhuǎn)瓶的質(zhì)量，mg。

2? 結(jié)果與分析

2.1? 質(zhì)構(gòu)數(shù)據(jù)分析

消費(fèi)者選擇食品時(shí)，質(zhì)構(gòu)是一項(xiàng)極為重要的指標(biāo)。食品生產(chǎn)者對(duì)食品的生產(chǎn)評(píng)估與銷售評(píng)判所要考慮的重要方面就是食品的質(zhì)構(gòu)。食品的質(zhì)構(gòu)在很大程度上反映了一種食品的質(zhì)量狀況以及人們對(duì)其的可接受度，對(duì)食品質(zhì)構(gòu)的監(jiān)管可以在很大程度上保證一項(xiàng)食品的品質(zhì)。

由圖1可知，蒜在發(fā)酵后硬度變低，這是由于蒜中含有多聚糖與一些大分子物質(zhì)，當(dāng)蒜開始發(fā)酵時(shí)，蒜內(nèi)的淀粉酶和果聚糖聚合酶產(chǎn)生酶解作用與熱力作用而不斷分解成單糖、雙糖，大分子物質(zhì)不斷分解產(chǎn)酸，各類大分子酚類物質(zhì)也不斷降解，此時(shí)，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，黑蒜中水分含量下降，硬度隨之下降。說(shuō)明初發(fā)酵完成的黑蒜更容易被老年人食用，這也是黑蒜作為保健品在老年群體中流行的一個(gè)重要原因。然而隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，蒜的硬度開始上升，這是市面上軟、硬、適中黑蒜出現(xiàn)的主要原因，發(fā)酵時(shí)間與黑蒜的硬度呈正相關(guān)。

2.2? 還原糖數(shù)據(jù)分析

蒜在發(fā)酵過(guò)程中由于內(nèi)部發(fā)生酶促褐變與非酶促褐變會(huì)隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸變黑。蒜中所含有的多聚糖因?yàn)樗鈨?nèi)淀粉酶和果聚糖聚合酶在發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生酶解作用與熱力作用而不斷分解成單糖、雙糖，這是黑蒜甜味較生蒜高的根本原因。在發(fā)酵過(guò)程中蒜中還原糖和可溶性糖含量的變化使得黑蒜有著比生蒜更強(qiáng)的生理功能。還原糖含量的變化影響著黑蒜的口感，使得黑蒜嘗起來(lái)帶有焦甜味，蒜的顏色變黑并在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)酸也受還原糖含量的影響。

由圖2可知，蒜在發(fā)酵過(guò)程中還原糖含量穩(wěn)定增長(zhǎng)，說(shuō)明在蒜的發(fā)酵過(guò)程中，酶促褐變與非酶促褐變不斷穩(wěn)定作用，蒜中所含有的多聚糖被不斷分解成單糖、雙糖，使得蒜隨著發(fā)酵的進(jìn)行具有更好的口感與甜味，顏色變黑。

2.3? 總酸數(shù)據(jù)分析

蒜在發(fā)酵過(guò)程中，其富含的一些大分子產(chǎn)物不斷分解產(chǎn)酸，使得蒜中總酸含量不斷升高，賦予了黑蒜獨(dú)特的口味。

由圖3可知，黑蒜粉中總酸的含量在發(fā)酵初期平穩(wěn)增長(zhǎng)，發(fā)酵中期呈現(xiàn)出穩(wěn)定的狀態(tài)，發(fā)酵后期急速增長(zhǎng)。總酸含量的變化很大一部分原因是蒜中一些大分子物質(zhì)分解產(chǎn)酸，在不同的發(fā)酵階段產(chǎn)酸的速度發(fā)生變化，成熟黑蒜的總酸含量是未發(fā)酵的生蒜的5倍左右。

2.4? 總酚數(shù)據(jù)分析

酚類物質(zhì)的含量是影響黑蒜功能性的主要指標(biāo)。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，蒜中各類大分子酚類物質(zhì)降解，其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化，使得黑蒜中的多酚類物質(zhì)含量是普通鮮蒜的5倍以上，因此黑蒜較普通鮮蒜有著更好的抗氧化性。王首人等[11]研究表明黑蒜多酚含量、過(guò)氧化氫活性以及超氧化物歧化酶（SOD）活性比新鮮大蒜分別增加了7，10，13倍[12-14]。

由圖4可知，蒜在發(fā)酵前總酚含量較低，發(fā)酵后總酚含量穩(wěn)定增長(zhǎng)，發(fā)酵成熟的黑蒜粉中所含有的總酚是未發(fā)酵獨(dú)頭蒜的7倍左右。酚類物質(zhì)是影響蒜功能性的重要物質(zhì)，總酚含量的增加意味著蒜的功能性得到了極大的提升?？偡雍康淖兓撬庵写蠓肿臃宇愇镔|(zhì)的降解與其他物質(zhì)轉(zhuǎn)化的結(jié)果，這也意味著黑蒜粉比生蒜有更好的抗氧化活性。

2.5? 水分?jǐn)?shù)據(jù)分析

陳玲等[15]的研究表明，黑蒜的硬度與水分有著極大的關(guān)聯(lián)，當(dāng)水分含量大時(shí)，黑蒜的硬度偏小，使得黑蒜的適口性更好，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，黑蒜中水分含量下降，硬度上升。

由圖5可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，黑蒜粉中的水分含量越來(lái)越少，這也是圖1中黑蒜的硬度越來(lái)越大的一個(gè)原因。

2.6? 蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)分析

隨著黑蒜粉中蛋白質(zhì)含量的增加，黑蒜參與多種人體重要的生理功能，其維持組織生長(zhǎng)、更新和修復(fù)，氧化供能的作用逐漸突出。

由圖6可知，發(fā)酵后的黑蒜粉蛋白質(zhì)含量是普通生蒜的3倍左右，這也是黑蒜比普通生蒜保護(hù)脾肝的作用更優(yōu)的根本原因。

2.7? 粗脂肪數(shù)據(jù)分析

提到脂肪，就不可避免地將其與減肥健身聯(lián)系到一起，適量的粗脂肪使黑蒜粉在供給能量、維持生命活動(dòng)的基礎(chǔ)上阻止了更多粗脂肪的攝入，對(duì)于追求減肥瘦身的人群來(lái)說(shuō)，黑蒜粉可以在保證營(yíng)養(yǎng)攝入的同時(shí)維持體型。

由圖7可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，黑蒜粉中粗脂肪含量不斷降低。

3? 結(jié)論

本研究以品相完整的普通紫皮獨(dú)頭蒜為實(shí)驗(yàn)材料，利用黑蒜發(fā)酵箱對(duì)紫皮獨(dú)頭蒜進(jìn)行發(fā)酵，在縮短發(fā)酵時(shí)間的同時(shí)保證了黑蒜的成熟率。本研究通過(guò)對(duì)不同發(fā)酵時(shí)期黑蒜粉的還原糖含量、總酸含量、總酚含量、水分含量、蛋白質(zhì)含量、粗脂肪含量的測(cè)定來(lái)探究不同發(fā)酵時(shí)期黑蒜粉的品質(zhì)。由本研究可以發(fā)現(xiàn)，不同發(fā)酵時(shí)期黑蒜粉的品質(zhì)不同，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，黑蒜日益成熟，其品質(zhì)也越來(lái)越好。隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，黑蒜粉中所含有的還原糖、總酸、總酚、蛋白質(zhì)含量逐漸增加，這是黑蒜功能性的保障，也是黑蒜的保健功能比普通生蒜更好，抗氧化、防癌抗癌、消炎殺菌、保肝護(hù)脾的功能更好的原因，而水分含量、粗脂肪含量的下降使得黑蒜的口感變硬，塑身效果更好。

因此可以看出，不同發(fā)酵時(shí)期的黑蒜粉品質(zhì)比生蒜粉好。發(fā)酵初期的黑蒜粉含有極多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。發(fā)酵中期的黑蒜粉具有適中的口感、風(fēng)味和豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使其所面向的群體更廣闊。發(fā)酵末期的黑蒜因其偏硬的質(zhì)地排除了大部分老年人群體，但對(duì)于調(diào)味粉的制備更有益，又由于其粗脂肪含量更低，更受健身減肥的青年人群喜愛(ài)。對(duì)于不同發(fā)酵時(shí)期的黑蒜的深加工具有重要的指導(dǎo)意義。

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