榨菜腌制品风味研究进展

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目 前 腌 制 菜 香 气 物 质 的 收 集 常 采 用 蒸 馏 、萃 取、蒸气蒸馏- 萃取、超临界流体萃取、顶空气体捕 集等方法,这些方法理论上都可以应用在榨菜香气 成分的收集中。
萃取法又称浸提法。可直接将风味成分从榨 菜腌制品中提取出来,再利用 GC- MS 技术对榨菜 萃取液进行进一步分析,确定组成风味物质的成
许多研究表明,榨菜如其它蔬菜腌制品一样, 香气和滋味的形成十分复杂,其风味物质是蔬菜在 腌制过程中经过理化变化、生化变化和微生物发酵 作用形成的。
榨菜是由许多不同的化学物质组成的,主要分 为水溶性物质和非水溶性物质,前者溶解于水,组成 榨菜的汁液部分,如糖、果胶、有机酸、多元醇、单宁 物质、无机盐、含氮物质、水溶性微生物等;后者是 组成榨菜的固体部分的物质,有纤维素、半纤维素、 脂肪、脂溶性维生素、淀粉、色素、矿物质和有机盐、 部分含氮物质等[1]。这些物质有的是榨菜风味直接 来源,有的则经过复杂的理化变化后生成一系列榨
(酒精) (氨基丙酸)
(香酯的一种)
(水)
1.2 碳水化合物和糖苷类 碳水化合物是榨菜干物质的主要成分,它含有
糖分、纤维素、半纤维素、果胶等物质。这些物质对 榨菜的风味有密切关系。榨菜内的糖分(单糖和双 糖)在腌制加工过程中,除给榨菜以甜味外,也是微 生物的营养物质。当乳酸菌在糖介质中活动时,可 将糖转变为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。
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榨菜内存在着糖苷类,它是单糖分子与非糖物 质相结合的化合物,它关系到榨菜的色、香、味和利 用价值。青菜头内含有特殊的芥子素,它具有特殊 的苦辣味,在腌制加工过程中,由于腌制(踩踏),压 榨使一部分细胞破裂,细胞内的黑芥子苷酶,使芥 子苷水解,生成具有特殊芳香而又带刺激性气味的 芥子油及葡萄糖和硫酸氢钾,其反应方程式[1]: C10H16KNS2O9+2H2O!C3G5CBS+C6H12O6 +KHSO4
C6H12O6(EMP 途径)→2CH3CHOHCOOH 2.1.2 异型乳酸发酵
乳酸菌进行的这类乳酸发酵是将葡萄糖分解 为乳酸(约 50%) 、乙醇、乙酸及 CO2 等,其发酵机理 比较复杂。其中肠膜明串珠菌使葡萄糖经单磷酸已 糖途径(简称 NMP) 降解生成磷酸甘油醛和乙酰磷 酸。前者按 EMP 途径形成乳酸,乙酰磷酸在脱氢酶 作用下还原为乙醇,其反应式可写为: C6H12O6→CH3CHOHCOOH + CH3CH2OH + CO2
分。超临界流体萃取法则有效地克服了传统分离 方法的不足,它利用在临界温度以上的高压气体 作为溶剂,分离、萃取、精制有机成分[14]。另外,顶 空气体捕集法,是将一定量的固(液)态样品置于有 一定顶端空间的容器中,在一定的温度、压力、 时间等条件下,收集平衡态的上空气体的方法[15]。 目前已得到广泛应用,而且常常与气相色谱法结 合,可以用来分析榨菜等蔬菜腌制品挥发性风味 成分。
在榨菜等蔬菜腌制过程中有少量的醋酸菌对 产品的风味形成有益。除了醋酸本身具有独特风味 外,醋酸可与乙醇形成乙酸乙酯,给腌制品增加了芳 香气味。但是和乳酸发酵、酒精发酵一样,过量会有 不良影响[8]。 3 研究方法
芳香类风味物质的分离技术从过去的分馏萃 取等措施发展到后来的薄层层析、气相色谱及液相 色谱,鉴定技术从化学及物理性质法发展到色谱、质 谱、红外光谱及核磁共振等现代仪器法。这些方法
榨菜在腌制过程中都进行发酵作用,这是由于 天然附着在榨菜表面上的微生物活动引起的。榨菜 的微生物发酵同样是以乳酸为主并伴随少量的乙 醇发酵和微量的醋酸发酵,这些发酵的生成物主要 有乳酸、醋酸和乙醇等物质,它们既对腌制品有防 腐作用,又给产品带来一定的酸味和乙醇的香气。 乳酸代谢过程还可生成 2,3- 丁二醇、乙偶姻及双乙 酰等对风味有重要影响的一类风味物质。可逆,乙 偶姻也可进一步生成 2,3- 丁二醇[4]。 1.5 腌制产物间反应所形成的风味物质
基金项目:浙江省宁波市科技攻关项目(2004C100037) 作者简介:刘璞(1978- ),男,在读硕士研究生。研究方向:生物技术 与食品开发。
菜特有的风味物质。 1.1 蛋白质和氨基酸
据分析榨菜成品中含氨基酸达 17 种之多,其 中谷氨酸、天门冬氨酸含量最高,而谷氨酸及天门 冬氨酸钠盐具有强烈鲜味。研究表明,甘氨酸的甜 味为砂糖的 0.8 倍,丙氨酸的甜味为砂糖的 1.2 倍, 色氨酸的甜味为砂糖的 35 倍[2]。氨基酸还可与醇类 起酯化反应生成酯,而具有芳香味。因此氨基酸含 量越丰富,则鲜味、甜味和香味越浓。
目前, 风味物质常用的分离方法有酸碱分级分 离、柱色谱分离法、真空浓缩、冷浓缩等。
酸碱分级分离法是首先用酸或碱将混合物分 离,然后根据物质特点利用沉淀、蒸馏、层析、柱色谱 进一步分离、提取、鉴定。柱色谱分离法在微生物发 酵下游产物的提取纯化方面广泛应用。如液相色谱 仪器分析前纯化样品用的 sep 小柱等。微量样品的 真空浓缩是根据风味物质样品成分沸点不同进行 分级分离。冷浓缩含水体系的香物质可直接进样分 析测定或采取少量的溶剂萃取进一步提高目标物 质的浓度便于准确分析测定[16]。 3.2.2 香气成分的鉴定
榨菜腌制发酵产生的酸性物质主要是一些挥 发性脂肪酸和一些有机酸。有机酸总酸度一般用酸 碱滴定法,测定方法主要有气相色谱法和液相色谱 法,也有应用离子色谱法的报道。
常规化学分析法仅能测定总酸度, 而将有机酸 转变为弱极性的酯类衍生物以增大挥发性和热稳 定性,便可进行 GC 分析[11]。有对正庚烷与异丙醇混 合溶剂提取样品的有机酸进行甲酯化,再经气相色 谱仪分离鉴定的报道[12]。而对多数有机酸而言,采 用液相色谱法分析鉴定更直接,更简便。 3.2 香气物质的分析
在榨菜后熟环境中比较适合酵母菌的生长发 育,酵母菌在缺氧条件下进行酒精发酵生成乙醇, 乙醇本身具有微香,若与有机酸结合生成酯,更能 增加榨菜的香气。酵母菌包括鲁氏酵母、圆酵母、隐 球酵母等有益酵母。鲁氏酵母,既具有酒精发酵作 用,又分解戊糖生成 4- 乙基- 创木酚(醤香),对榨菜 的风味有好处[7]。 2.4 醋酸发酵
根据乳酸菌的活动情况, 可将榨菜发酵过程分 为 三 个 阶 段 即 初 期 — ——以 异 型 乳 酸 发 酵 为 主 , 中 期—— —进行正型乳酸发酵并积累乳酸, 后期— ——产 品风味形成并最终导致乳酸发酵结束。 2.1.1 正型乳酸发酵
乳酸菌进行的这类乳酸发酵, 几乎可以将全部 葡萄糖转化为乳酸(80 %以上) 。这一过程是葡萄糖 经糖酵解( EMP) 途径降解为丙酮酸,丙酮酸再被还 原为乳酸,其反应式可写为:
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既提高了鉴定速度和准确性,又节省了检测时间。 3.1 味感物质的分析
在榨菜腌制品中,味感物质主要是蛋白质及氨 基酸类和酸性物质两大类。 3.1.1 蛋白质及氨基酸的分析
榨菜系腌制菜中的咸菜类, 自身蛋白质和其分 解产物氨基酸是主要营养来源。目前,氨基酸态氮含 量——甲醛滴定法&蛋白质含量——凯氏定氮法[9]和 紫外吸收法等& 榨菜腌制液氨基酸的组成分析常用 层析法(纸层析和薄层层析)和色谱法(GC 和 HPLC) 等。有报道[10],氨基酸的测定— ——柱前衍生高效液 相色谱法(HewlettPackard 1100)。 3.1.2 酸性物质的分析
不同的蔬菜腌制品有其自身的特征风味,而榨 菜是一种半干态的具有轻微乳酸发酵的腌制品。通 过发酵腌制会产生各种风味物质,赋予榨菜特有的 风味和营养成分,受到广大消费者的青睐。对榨菜 风味成分的研究,可以进一步剖析其风味物质来 源,从而采用各种手段来加强和改善风味物质形 成,使榨菜制品色、香、味以及安全性得到本质的改 善,拓展榨菜腌制品的发展空间,扩大市场空间和 消费群体,同时获得更大经济效益。 1 风味成分
而短乳杆菌的异型乳酸发酵与肠膜明串珠菌 类似,但由于没乙醇脱氢酶,不能使乙酰磷酸还原为 乙醇,而是将其水解生成乙酸可写为: C6H12O6+O2→CH3CHOHCOOH+CH3COOH+CO2+或 乙酸:C5H10O5→CH3CHOHCOOH + CH3COOH[6] 2.3 酒精发酵
在发酵过程中,榨菜内的蛋白质在蛋白酶的作 用下,逐渐分解成各种氨基酸,从而产生鲜、香味。 其总反应方程式为:
蛋白质—水解→多肽—水解→RCH(NH2)·COOH (氨基酸的通式)
氨基酸在酸的作用下变成醇,醇与酸化合为酯,产生香味,反
应方程如下[1]:
C2H5OH+CH3CH(NH2)COOH→CH3CH(NH2)COOC2H5+H2O
比如有机酸或氨基酸与发酵中的乙醇产生酯 化反应,生成乳酸乙酯、醋酸乙酯、氨基丙酸乙酯等 酯类物质,形成不同的芳香。氨基酸与戊糖或甲基 戊糖的还原产物 4- 羧基戊烯醛作用生成含有氨基 类的烯醛类的香味物质[5]。氨基酸种类不同,与戊糖 作用所产生的香味风味也有差别。 2 风味形成的主要机理
常见的腌制蔬菜的风味都是由其含有的不同 芳香物质所决定的,榨菜也不例外8榨菜的风味机理 除了自身的呈味物质和加入的调味料因素外,主要 机理是微生物发酵作用,其中起主导作用的是乳酸 菌的乳酸发酵作用。 2.1 乳酸发酵
ADVANCES OF STUDY ON FLAVOR OF PICKLED MUSTARD TUBER LIU Pu,WU Zu- fang,WENG Pei- fang
(College of Life Science and Biotechnology,Ningbo University,Ningbo 315211) Abs tra ct:This article presents the flavor composition and its formation mechanism of pickled mustard tuber and analyses the characteristics of main flavor substance.The technological development of ex- traction,separation and determination of flavor bodies in pickled mustard tuber is introduced. Ke y words :mustard tuberZ pickled ZflavorZ mechanismZ separationZ determination
(黑芥子苷)(水)(芥子油)(葡萄糖) (硫酸氢钾) 1.3 有机酸类
榨菜腌制品中由于微生物发酵作用产生的有 机酸主要有乳酸和醋酸等,是风味的主要来源之 一。乳酸本身就是一种较好的调味剂,其酸味较醋酸 柔和、爽口,况且,乳酸发酵产生的酸和醇,在榨菜腌 制品后熟阶段发生酯化反应并生成芳香物质很重 要,乳酸、醋酸等有机酸与醇类结合成羧酸酯类,低 级羧酸酯具有香味。不同的酸与醇结合形成不同的 酯,具有不同的花果香味。乳酸等参与形成香酯类给 榨菜腌制品增加了特殊的风味[3]。 1.4 发酵作用产生的风味物质
香气物质成分很复杂,通常都是多种挥发性物 质综合作用下产生的结果。而每一种蔬菜腌制品都 有其特征风味物质,且这种特征风味物质挥发性较 强,特别是十字花科植物中都含有一种含硫和氮的葡 萄糖苷类物质在腌制加工过程,由于内源酶作用下, 每一种硫糖苷都能产生相应的特征风味物质[13]。榨 菜腌制品有其自身的特征香气,主要是由异硫氰酸 酯类、腈类和二甲基三硫这一组特殊香气成分所形 成的,酯类、杂环类及其他含氧化合物也对香气有 一定贡献。这些特征香气成分均系原料中的芥子苷 在芥子苷酶作用下的水解产物 [7]。 3.2.1 香气成分的收集、分离
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榨菜腌制品风味研究进展
刘 璞,吴祖芳,翁佩芳 (宁波大学生命科学与生物工程学院,宁波 315211)
摘要:阐述了榨菜腌制品的风味成分、形成机理,分析了主要风味物质的呈味特点,并介绍了榨菜腌制品风味物质提 取、分离、检测的研究新进展。 关键词:榨菜Z 腌制Z 风味Z 机理Z 分离Z 鉴定
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