接種發(fā)酵和自然發(fā)酵對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響

戚晨晨，陳國(guó)輝*（新疆中亞食品研發(fā)中心（有限公司），新疆 烏魯木齊 830026）

接種發(fā)酵和自然發(fā)酵對(duì)黃瓜品質(zhì)的影響

戚晨晨，陳國(guó)輝*
（新疆中亞食品研發(fā)中心（有限公司），新疆 烏魯木齊 830026）

以加工型黃瓜為主要原料進(jìn)行自然發(fā)酵和接種發(fā)酵，試驗(yàn)結(jié)果表明，接種發(fā)酵和自然發(fā)酵的還原糖消耗總體呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，但接種發(fā)酵過(guò)程中前30 d，還原糖含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，發(fā)酵至120 d時(shí)，還原糖含量分別降至2.5 g/100 g、3.0 g/100 g；總酸測(cè)定試驗(yàn)結(jié)果表明，接種發(fā)酵黃瓜樣品中產(chǎn)酸速度明顯高于自然發(fā)酵黃瓜樣品，當(dāng)發(fā)酵至90 d時(shí)，自然發(fā)酵樣品中總酸含量為4.14 g/kg，接種發(fā)酵樣品中總酸含量為5.75 g/kg。采用固相微萃取結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)采集并分析發(fā)酵黃瓜中揮發(fā)性成分，共檢出52種揮發(fā)性成分，其中接種發(fā)酵與自然發(fā)酵共有的揮發(fā)性成分30種，與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵黃瓜樣品中新增揮發(fā)性成分共15種。

接種發(fā)酵；自然發(fā)酵；還原糖；總酸；揮發(fā)性成分

蔬菜是人們攝入各種營(yíng)養(yǎng)成分的主要來(lái)源之一。除可直接鮮食外，還可以將蔬菜進(jìn)行腌制、速凍、罐藏等［1］。蔬菜的加工利用可滿足消費(fèi)者對(duì)蔬菜種類日益增長(zhǎng)的需求，還可以大幅度的延長(zhǎng)蔬菜的貯藏期，調(diào)節(jié)淡旺季需求平衡，提高附加值［2-3］。

蔬菜發(fā)酵過(guò)程以乳酸菌發(fā)酵活動(dòng)為主，同時(shí)伴隨著輕度的酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵過(guò)程［4］。近年來(lái)，研究者認(rèn)為采用直投式菌劑對(duì)果蔬進(jìn)行發(fā)酵有利于提高發(fā)酵果蔬的品質(zhì)及食用安全性。酸黃瓜酸爽可口、質(zhì)地脆嫩、酸度適宜、開胃解膩，越來(lái)越受到消費(fèi)者的喜愛(ài)［5-7］。酸黃瓜內(nèi)含有豐富的維生素及鉀、鈣、磷、鎂等礦物質(zhì)元素，特別是細(xì)纖維素含量豐富，可降低血液中的膽固醇及甘油三脂的含量，加速?gòu)U物排泄，改善人體新陳代謝。

自然發(fā)酵加工方法是在完全自然的條件下進(jìn)行的。所以生產(chǎn)過(guò)程中不可避免地會(huì)受到許多制約因素的影響（如衛(wèi)生條件的限制、蔬菜生產(chǎn)季節(jié)的限制等［8］）。采用自然發(fā)酵方法還存在著亞硝酸鹽含量高、發(fā)酵周期長(zhǎng)，產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定以及不利于工廠化、規(guī)模化及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等問(wèn)題［9-12］。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)乳酸菌接種發(fā)酵黃瓜和自然發(fā)酵黃瓜品質(zhì)的比較研究，以期進(jìn)一步了解定向發(fā)酵黃瓜的品質(zhì)，為接種發(fā)酵黃瓜生理品質(zhì)研究提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量、感官品質(zhì)及縮短發(fā)酵周期具有一定的參考價(jià)值。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

新鮮加工型黃瓜：新疆中亞食品研發(fā)中心（有限公司）加工型黃瓜種植基地；嗜酸乳桿菌：中國(guó)普通微生物菌種和保藏管理中心；鄰苯二甲酸氫鉀（分析純）：上海金穗生物科技有限公司；氫氧化鈉（分析純）：重慶川東化工（集團(tuán)）有限公司。

1.2儀器與設(shè)備

QP2010氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（gas chromatographymassspectrometer，GC-MS）：杭州瑞析科技有限公司；pH-3C智能酸度計(jì)：成都世紀(jì)方舟科技有限公司。

1.3方法

1.3.1接種發(fā)酵黃瓜制作流程

1.3.2還原糖和總酸測(cè)定方法

還原糖的測(cè)定參照GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖的測(cè)定》；總酸測(cè)定參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》。

1.3.3接種發(fā)酵、自然發(fā)酵揮發(fā)性性成分分析

稱取發(fā)酵黃瓜約15 g，切碎后研磨成漿，準(zhǔn)確稱取8.000 0 g于40 mL萃取瓶中，55℃水浴鍋加熱20 min，利用固相微萃取進(jìn)行揮發(fā)性成分的收集工作，解吸5 min。

氣相色譜條件：色譜柱Rtx-5MS（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm），進(jìn)樣口溫度220℃，起始溫度35℃，10℃/min升至110℃保持6 min，5℃/min升至150℃保持2 min，7℃/min升至230℃保持2 min。

采用計(jì)算機(jī)譜庫(kù)來(lái)分析質(zhì)譜結(jié)果，確認(rèn)各揮發(fā)性成分及含量。

2　結(jié)果及分析

2.1黃瓜發(fā)酵過(guò)程中還原糖及總酸的變化

圖1　兩種發(fā)酵方式對(duì)發(fā)酵黃瓜中還原糖含量（A）及總酸含量（B）的影響Fig.1 Effect of two fermentation methods on reducing sugar content （A）and reducing acid content（B）in fermented cucumbers

由圖1A可以看出，黃瓜樣品中還原糖含量在自然發(fā)酵和接種發(fā)酵中總體呈現(xiàn)遞減趨勢(shì)，但在接種發(fā)酵過(guò)程中在發(fā)酵前30 d內(nèi)還原糖含量由4.7 g/100 g增長(zhǎng)至5.25 g/100 g，洪兵等［13］的研究結(jié)果表明，接種微生物將發(fā)酵底物中的多糖和蔗糖轉(zhuǎn)化為還原糖，經(jīng)轉(zhuǎn)化的還原糖量大于乳酸菌所消耗的量，所以發(fā)酵初期還原糖含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，當(dāng)發(fā)酵至120 d時(shí)，還原糖含量分別降至2.5 g/100 g、3.0 g/100 g。

由圖1B可以看出，接種發(fā)酵與自然發(fā)酵兩種發(fā)酵方式對(duì)發(fā)酵黃瓜中的總酸含量影響變化趨勢(shì)一致，但與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵黃瓜中總酸含量上升速度快。當(dāng)發(fā)酵至90 d時(shí)，自然發(fā)酵樣品中總酸含量為4.14 g/kg，未達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)（總酸含量≥5.00 g/kg）。接種發(fā)酵樣品中總酸含量為5.75 g/kg，已達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)。

2.2發(fā)酵黃瓜揮發(fā)性成分分析

分別對(duì)自然發(fā)酵黃瓜120 d和接種發(fā)酵黃瓜90 d進(jìn)行GC-MS分析，GC-MS分析總離子流色譜圖見圖2，各揮發(fā)性成分鑒定結(jié)果見表1。

圖2　自然發(fā)酵黃瓜（A）以及接種發(fā)酵黃瓜（B）GC-MS分析總離子流色譜圖Fig.2 Total ion current chromatogram of volatiles in cucumbers of natural fermentation（A）and inoculated fermentation（B）

由表1可知，發(fā)酵黃瓜樣品中共檢測(cè)出揮發(fā)性成分52種，其中自然發(fā)酵黃瓜和接種發(fā)酵黃瓜中共有的揮發(fā)性成分30種，與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵黃瓜樣品中新增揮發(fā)性成分共15種，主要物質(zhì)為澳白檀醇、1-（3-甲氧基-2，4，6-三甲基）乙烯酮、1，3，3-三甲基-2-（2-甲基環(huán)丙基）-1-環(huán)己烯、9-十八碳烯酸乙酯。研究表明，經(jīng)低級(jí)的脂肪醇與大分子質(zhì)量的不飽和脂肪酸生成的酯類，一般均會(huì)具有令人愉悅的果蔬香氣［14-15］，對(duì)發(fā)酵黃瓜的清鮮香氣貢獻(xiàn)較大。

表1　GC-MS分離鑒定出的自然發(fā)酵黃瓜、接種發(fā)酵黃瓜中揮發(fā)性成分Table 1 Volatile compounds of cucumbers by inoculated fermentation and natural fermentation

續(xù)表

兩種不同方式發(fā)酵黃瓜中揮發(fā)性成分化合物的種類及數(shù)量見圖3。

圖3　兩種不同方式發(fā)酵黃瓜中揮發(fā)性成分化合物的種類及數(shù)量Fig.3 Volatile types and quantity in cucumbers of inoculated fermentation and natural fermentation

由圖3可知，在自然發(fā)酵的黃瓜樣品中，共檢測(cè)出38種揮發(fā)性物質(zhì)，其中酸類3種、醇類4種、酯類5種、酮和醛類5種、萜類21種。從相對(duì)含量上來(lái)看，自然發(fā)酵黃瓜揮發(fā)性成分主要有4，6，8-大柱三烯、1，7-二甲基萘、6-甲基-4，8，9-三羥基-3，4-二氫-蒽-1-酮。在接種發(fā)酵的黃瓜樣品中，共檢測(cè)出45種揮發(fā)性物質(zhì)，其中酯類8種、醇類4種、酮和醛類8種、酸類5種、萜烯類揮發(fā)性成分20種。從相對(duì)含量上來(lái)看，接種發(fā)酵黃瓜樣品中檢出的揮發(fā)性成分主要有丁香酚、1-甲基-1-萘、茶香螺烷、4，6，8-大柱三烯、1-（3，3-二甲基-1-丁炔）-2，2，3，3-四甲基環(huán)丙基烷羧酸、2，6-二叔丁基對(duì)苯二醌。

3　結(jié)論

以加工型黃瓜為發(fā)酵實(shí)驗(yàn)原料，其中還原糖測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明接種發(fā)酵和自然發(fā)酵消耗還原糖速率較一致，但接種發(fā)酵過(guò)程中前30 d，還原糖含量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。總酸測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，接種發(fā)酵黃瓜樣品中產(chǎn)酸速度明顯高于自然發(fā)酵黃瓜樣品。當(dāng)發(fā)酵90 d，接種發(fā)酵黃瓜樣品中總酸含量為5.75 g/kg達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)，自然發(fā)酵黃瓜樣品中總酸含量為4.14 g/kg，未達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)。

發(fā)酵黃瓜樣品中經(jīng)GC-MS測(cè)定分析，共檢出52種揮發(fā)性成分，其中接種發(fā)酵與自然發(fā)酵共有的揮發(fā)性成分30種，與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵黃瓜樣品中新增揮發(fā)性成分共15種，主要物質(zhì)為澳白檀醇、1-（3-甲氧基-2，4，6-三甲基）乙烯酮、1，3，3-三甲基-2-（2-甲基環(huán)丙基）-1-環(huán)己烯、9-十八碳烯酸乙酯。兩種發(fā)酵黃瓜樣品中揮發(fā)性成分種類主要為酯類、醛酮類、醇類及萜烯類等，與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵黃瓜樣品中揮發(fā)性物質(zhì)種類較多。上述差異性表明接種發(fā)酵對(duì)酸黃瓜產(chǎn)品中香氣的形成具有重要的貢獻(xiàn)作用。

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Effect of inocu1ated fermentation and natura1 fermentation on the qua1ity of cucumbers

QI Chenchen，CHEN Guohui* （Centra1 Asia Food Research and Deve1opment Center Co.，Ltd.，Urumqi 830026，China）

Natura1 fermentation and inocu1ated fermentation was performed on main raw materia1s of cucumber.The experimenta1 resu1ts showed that the reducing sugar in natura1 and inocu1ated fermentation cucumber both showed a deceasing trend，but the reducing sugar content by inocu1ated fermentation increased at the first 30 d and then deceased to 2.5 g/100 g and 3.0 g/100 g at 120 d，respective1y.Tota1 acid test resu1ts showed that the acid production rate in inocu1ated fermentation cucumber samp1es were significant1y higher than natura11y fermented cucumber samp1es，and the tota1 acid content was 4.14 g/kg and 5.75 g/kg at 90 d，respective1y.52 kinds of vo1ati1e components were detected in fermented cucumbers by SPME-GC/MS，wherein 30 kinds of vo1ati1e components were contained both in natura1 fermentation and inocu1ated fermentation.Compared with natura1 fermentation，15 kinds of new vo1ati1e compounds were detected in the inocu1ated fermentative cucumber samp1es.

inocu1ated fermentation；natura1 fermentation；reducing sugar；tota1 acid；vo1ati1e components

TS255.5

A

0254-5071（2015）12-0145-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.12.032

2015-10-29

新疆維吾爾自治區(qū)國(guó)際科技合作項(xiàng)目（20156011）

戚晨晨（1978-），女，高級(jí)工程師，碩士，研究方向?yàn)槭称芳庸ぜ夹g(shù)。

陳國(guó)輝（1986-），男，工程師，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品精深加工。