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自然发酵与人工接种发酵湖南芥菜的挥发性风味组分和品质分析

食品科学杂志2018-06-25 17:44:58

发酵芥菜是具有中国地域特色的一种食品,长期以来作为日常佐餐食品深受人们喜爱,市场需求量非常大。为实现泡菜的工业化生产,保证泡菜的风味品质,制备低盐、低亚硝酸盐、高品质、好风味的产品,人工接种发酵越来越受到关注。



来自湖南农业大学食品科学与技术学院的侯爱香、王一淇和黄晴等人在芥菜自然发酵过程中菌相变化规律的基础上,从自然发酵芥菜中筛选出植物乳杆菌、戊糖片球菌和肠系膜明串珠菌R2,将冻干发酵剂重新投入到新鲜芥菜中制备人工接种发酵芥菜,对比自然发酵芥菜与人工接种发酵芥菜样品的挥发性风味物质、感官品质变化。采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)技术对不同发酵芥菜样品的挥发性风味组分进行分析,并结合泡菜品质的栅栏因子亚硝酸盐含量、pH值以及感官评价分析发酵芥菜挥发性风味组分与感官品质之间存在的关系,在此基础上对重要风味组分的可能来源及其对泡菜特殊风味的贡献特征进行讨论,旨在为人工接种发酵芥菜的大规模工业化生产提供一定科学理论依据。


01

挥发性风味组分的测定结果


不同发酵处理芥菜样品中挥发性组分的出峰时间大多数均在35 min之前,ABCD四组样品其挥发性成分的最大丰度值分别为5000005000002500002300002 种人工接种发酵芥菜样品的最大丰度值较2 种自然发酵芥菜样品有所增加。


02

挥发性风味组分的鉴定


ABCD四组发酵芥菜样品挥发性组分共鉴定出64 种,分别为酯类、醇类、酮类、醛类、烃类、酸类、腈类、硫化物、酚类、杂环类以及其他化合物共11 类。不同发酵剂、不同发酵方式获得的芥菜样品,其挥发性风味成分的种类和相对含量均具有明显不同。


03

挥发性风味组分种类的比较分析


酯类、醇类、醛类、烃类、腈类、杂环类和酚类这7 类挥发性物质是在ABCD样品中普遍存在的,其中AB样品的酯类物质种类明显比自然发酵的样品CD丰富,而醇类物质则是自然发酵样品比人工接种发酵样品丰富。酸类物质在AC样品中没有检测出来,在BD样品只有1 种酸类化合物,且相对含量也很少,分别只有0.14%0.26%。酮类物质在BC样品中没有检出,分别在AD样品中检出2 种和3 种,但总相对含量也很低,仅为0.25%0.97%D组样品不含硫化物,A样品不含其他挥发性化合物。在ABC样品中,从相对含量比较,酯类物质是绝对优势的挥发性风味成分,硫化物相对含量在AC样品中也较高,是非常重要的风味物质。D样品的酯类物质略低于其醇类和腈类物质,也是重要的挥发性风味物质。此外烃类、醛类和杂环化合物在4 组样品中都占一定比例,对发酵芥菜的风味形成起到促进作用。



04

亚硝酸盐含量和pH值测定结果


相对于自然发酵的CD样品,人工接种的AB样品亚硝酸盐含量明显降低,但4 组样品亚硝酸盐含量都在国家安全标准20 mg/kg以下。人工接种发酵的芥菜样品中,B样品亚硝酸盐含量比A样品低,两组样品仅发酵菌种有差异,即B组发酵剂中多了肠系膜明串珠菌。自然发酵的芥菜样品中,控温密封发酵的C组样品亚硝酸盐含量比大池室温完全自然发酵要低。同时,研究发现4 组发酵芥菜样品pH值都降到了4.0以下,相对于自然发酵,人工接种的发酵芥菜样品pH值相对较低,与亚硝酸盐含量的规律一致,其pH值大小依次是ABCD


05

不同发酵处理芥菜感官评分结果


ABC三组样品的感官评分相近,且都高于D组样品。控温人工接种发酵芥菜和控温自然发酵芥菜在色泽形态、香气、滋味和形态等方面没有明显差异,感官评分都较高,说明芥菜自身所有的乳酸菌和接种的植物乳杆菌、戊糖片球菌和肠系膜明串珠菌R2都在25 ℃生长良好。大池室温完全自然发酵的D组样品,一是室温变化影响芥菜中乳酸菌的生长,二是露天大池发酵,杂菌容易污染芥菜,导致该组样品品质受到影响,使感官评分较低。


结 ?论


控温人工接种发酵和控温自然发酵芥菜其主要挥发性风味成分较相似,相对含量最高的成分为酯类,均在40.02%以上,而大池室温完全自然发酵芥菜的挥发性风味成分相差较大,相对含量最高的成分为醇类,仅为5.51%4 组芥菜共分离鉴定出64 种(11 类)挥发性风味成分,其中接种植物乳杆菌与戊糖片球菌组合的发酵芥菜鉴定出挥发性风味组分21 种(9 类),酯类物质7 种;接种植物乳杆菌、戊糖片球菌和肠系膜明串珠菌组合的发酵芥菜鉴定出挥发性风味组分24 种(10 类),酯类物质8 种;控温自然发酵芥菜共鉴定出挥发性风味成分20 种(9 类),酯类物质5 种;大池室温完全自然发酵芥菜共鉴定出挥发性风味成分32 种(10 类),醇类物质7 种,酯类物质6 种。人工接种发酵芥菜的亚硝酸盐含量和pH值都比自然发酵低,人工接种发酵和控温自然发酵芥菜感官评分相近,其评分都高于大池室温完全自然发酵芥菜。因此,接种人工发酵剂对保障发酵芥菜的商品性和安全性具有促进作用,值得进一步研究和推广。


本文《自然发酵与人工接种发酵湖南芥菜的挥发性风味组分和品质分析》来源于《食品科学》2018396237-245页,作者:侯爱香,王一淇,黄晴,李宗军。DOI:10.7506/spkx1002-6630-201806037。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。


修改/编辑:李莹;责编:张睿梅

图片来源于百度图片


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