液态黑蒜发酵工艺优化

0引言
大蒜是葱科葱属植物蒜(Allium Sativum L.)的鳞 茎[1]。它是一种有效的功能性食品原料，其以丰富 的营养成分、优良的保健作用、显著的疗效、低廉 的价格、丰富的自然资源、巨大的市场需求，引起 了人们的广泛关注。但是由于大蒜本身存在的刺激 性气味和辛辣味[2]，而且过度食用会对人的胃肠粘 膜细胞造成损伤，使之成为大蒜产业发展的瓶颈。 目前国内消费主要以大蒜原料和初级加工产品为 主[3]，致使大蒜及其制品的附加值不高，也影响了 大蒜产业的发展。
右。目前国内大蒜消费主要以其原料和初级加工产品为主，其附加值不高，故液态黑蒜发酵工艺的研究为大蒜产
业及其深加工的开发利用开辟新的领域。
关键词：发酵，优化，品质调控，SOD 活性，黑蒜
doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2013.18.035
中图分类号：TS201.1
文献标志码：A
1 材料与方法
1.1 材料与仪器 1.1.1 材料
收稿日期：2013-05-24 修订日期：2013-08-21 基金项目：西安市农业科技创新项目：2011Nxc01-13 作者简介：罗仓学（1959－），男，陕西省扶风县人，教授， 研究方向：食品加工及资源综合开发利用。西安 陕西科技大学生命科 学与工程学院，710021。Email：3577180@
市售新鲜紫皮和白皮大蒜（无破损，无发芽）。 1.1.2 试剂
浓硫酸，三（羟甲基）氨基甲烷，邻苯三酚， 没食子酸，无水碳酸钠，葡萄糖，三氯乙酸，
第 18 期
罗仓学等：液态黑蒜发酵工艺优化
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Folin-Ciocalteu 试剂等，以上皆为分析纯。 1.1.3 仪器设备
722 型可见分光光度计（上海金科）；600B 电 子天平（常熟市天量仪器有限责任公司）；800 电 动离心机（上海浦东物理光学仪器厂）；101-2 型 电热鼓风干燥箱（北京科伟永兴仪器有限公司）； CM-5 色差计（日本科尼卡美能达）；榨汁机（广 东美的生活电器制造有限公司）。 1.2 发酵工艺流程
蒜产品感官方面，呈黑褐色，柔软且富有弹性，入 口之后，软烂香甜，且无生食大蒜的辛辣味和刺激 性臭味；在抗氧化性及生理活性方面，多酚类物质 的含量也高出 5 倍以上[5]；其超氧化物歧化酶 （SOD）活性比鲜蒜高出 10 倍以上[6]。日本的研究 结果表明，黑蒜具有防治癌症、促进糖尿病人体质 恢复、防治流感、抗疲劳、降血压、降血脂、降血 糖、防血栓、降胆固醇、抗衰老、增强免疫力、改 善便秘和失眠症状等明显功效[7-8]。日本研究人员经 过多年的摸索，研制出了黑蒜产品，并开发出黑蒜系 列深加工产品，在大蒜加工产品领域掀起了一股热 潮，使大蒜加工产业拥有了更加广阔的前景[9]。而中 国黑蒜加工的技术主要是从日本和韩国引进的，这 样在技术层面上不具有专利使用权，同时中国大蒜 品种的差异在具体加工方面也有所不同，从而造成 经济效益不高，对于黑蒜加工工艺及其加工品的研 制为中国大蒜资源开发利用开辟新的领域[10]。
大蒜在整个发酵过程中，最明显的变化是黑白 度的变化即 L 值的变化，在恒温发酵阶段，对大蒜 泥定期测定 L 值，由图 1 可知，不同发酵温度对大 蒜 L 值的影响是不同的。随着发酵时间的延长，L 值均出现下降趋势，且温度越高，L 值下降趋势越 明显。85℃条件下物料的 L 值在发酵 6 d 内下降较 快，80 和 70℃条件下物料的 L 值在发酵 6 d 内下降 较缓，随后的发酵时间里 L 值变化不明显，这说明， 大蒜黑色素的形成与温度和时间有关，前期高温发 酵可使大蒜中黑色素大量形成。
3）样液抑制邻苯三酚自氧化速率的测定：加入 1mL 样品液，相应减少同体积水，按上述方法操作， 测定加样后自氧化速率 ΔA1，平行测 3 次，取平均 值。计算公式如下：
总活力（U/g）= ΔΑ0 − ΔΑ1 ×100%×反应体积（mL） ΔΑ0 × 50% 样液稀释倍数
× 样液体积（mL） 样品质量（g）
Colour （20% weight）
Black garlic texture （20% weight）
很好
黑褐色，色泽均一
柔软，不粘牙
甜酸俱全，微有苦味
微有蒜臭味
较好
黑褐色，色泽差别较大 较柔软，基本不粘牙
有甜酸感，有苦味，微粗糙感
中度蒜臭味
一般
褐色，色泽不均匀
较硬，中度粘牙
几乎无甜酸感，苦味明显，粗糙感明显 很强的蒜臭味
选取新鲜大蒜→蒜瓣去皮→清水清洗→蒜瓣 破碎→装袋真空密封→发酵箱中发酵→去袋干燥 至含水率为 50%左右→成品 1.3 试验方案 1.3.1 温度对发酵黑蒜的影响
1）恒温发酵试验 大蒜在发酵过程中主要发生的是 Maillard 反 应[11]，其反应最佳温度范围是 60～100℃。根据文 献，选取 70、80、85℃3 个温度[12]，将破碎粒度为 2 mm 的白皮蒜泥分别进行为期 15 d 的密封、恒温发 酵，在发酵期间定期测定蒜泥的色差变化[13]，并对发 酵结束后的黑蒜泥测定其可溶性糖含量、总酚含 量、SOD 活性，确定黑蒜发酵的时间范围，来探讨 不同温度对大蒜黑变过程的影响。 2）变温发酵试验 基于恒温发酵试验的前提下，将破碎粒度为 2 mm 的白皮蒜泥进行变温发酵[14]，所选取的温度组 合为：80～65、80～70、85～65、85～70℃，发酵前 期为高温，时间为 5～6 d，发酵后期为低温，时间 为 11～13 d，对发酵结束后对黑蒜泥进行感官评价 并测定其可溶性糖含量、总酚含量、SOD 活性，来 确定其最佳发酵温度工艺参数。 1.3.2 不同原料品种对液态黑蒜发酵的影响试验 根据相关文献，紫皮蒜肉的大蒜素含量高于白 皮蒜肉[15]。将破碎粒度为 2 mm 的紫皮蒜汁（料液 质量比为 2∶1）和白皮蒜汁（料液质量比为 2∶1）， 在一定条件下密封变温发酵，选取的温度组合为 85～70℃，发酵前期时间为 6 d，发酵后期时间为 12 d。发酵结束后测定其可溶性糖含量、总酚含量、 SOD 活性，来探究两者在黑蒜中成分的变化，选取 大蒜发酵原料。 1.3.3 不同料液质量比的蒜汁对液态黑蒜发酵的 试验 将破碎粒度为 2 mm 的紫皮蒜泥添加不同质量 比的水分制备成不同比例的蒜汁，其料液质量比分 别为 4∶1、2∶1、4∶3、1∶1 和蒜泥，在一定条 件下密封变温发酵，选取的温度组合为 85～70℃， 发酵前期时间为 6 d，发酵后期时间为 12 d。发酵
第 29 卷 第 18 期 292 2013 年 9 月
农业工程学报 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering
Vol.29 No.18 Sep. 2013
液态黑蒜发酵工艺优化
罗仓学，苏东霞，陈树雨
（陕西科技大学生命科学与工程学院，西安 710021）
甜酸俱全，口感协调
Table 1
气味 （权重 30%）
Odor （30% weight）
基本无蒜臭味
Sensory quality standard for black garlic
可接受度
色泽
蒜肉质地
（权重 20%）
（权重 10%）
（权重 10%）
Acceptability （20% weight）
差
黄色、浅黄色、白色
较硬严重粘牙
得分 Score
80～100 <60～80 <40～60
<40
1.5 数据处理 试验数据采用 SPSS17.0 统计软件进行单因子
方差分析，Duncan 式多重比较，各表中数值以平 均值±标准差表示，以 P＜0.05 作为差异显著性判 断标准。
2 结果与分析
2.1 黑蒜变温发酵工艺参数优化 2.1.1 恒温发酵对发酵黑蒜的影响
结束后测定其可溶性糖含量、总酚含量、SOD 活性， 来探讨不同添加水量对液态黑蒜发酵的影响。 1.3.4 破碎程度对液态黑蒜发酵的影响试验
将新鲜紫皮大蒜瓣分别破碎成粒度为 1、2、 4 mm 的蒜泥，后制备成蒜汁（料液质量比为 2∶1）， 在一定条件下密封变温发酵，选取的温度组合为 85～70℃，发酵前期时间为 6 d，发酵后期时间为 12 d。对发酵结束后的黑蒜汁测定其可溶性糖含量、 总酚含量、SOD 活性，来探讨破碎程度对液态黑蒜 发酵的影响。 1.4 测定方法 1.4.1 感官评价
黑蒜又名黑大蒜、发酵黑蒜，是用新鲜的生蒜， 原料预处理后放在高温高湿的发酵箱里让其自然 发酵一定的时间后制成的食品。它在发酵过程不是 利用微生物发酵而成，而是指在高温高湿条件下， 自身组织遭到破坏后，自身物质所发生的物理、化 学反应，其中黑蒜在黑变过程中主要发生的是 Maillard 反应，其黑色来源主要为 Maillard 反应最 终产物—蛋白黑素，发酵后期伴有部分酶促褐变[4]。 它不仅保留了生大蒜原有的成分、功能，而且在黑
文章编号：1002-6819(2013)-18-0292-06
罗仓学，苏东霞，陈树雨. 液态黑蒜发酵工艺优化[J]. 农业工程学报，2013，29(18)：292－297.
Luo Cangxue, Su Dongxia, Chen Shuyu. Optimization of liquid-fermentation technology for black garlic[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(18): 292－297. (in Chinese with English abstract)
1.4.3 其他测定方法 色差的测定采用 CM-5 分光测色计；含水量
的测定参照 GB/T5009.3；可溶性糖含量按苯酚硫酸比色法测定[18]；总酚含量按福林-酚比色法测 定[19]。