發酵型滁菊醬的工藝優化

周頔*，許小倩，潘東潤，杜慶飛，蔡華珍

滁州學院生物與食品工程學院（滁州 239000）

滁菊是國家地理標志產品，具有良好的藥用功效，是衛生部明確批準的藥食兼用植物。研究表明，滁菊含有揮發性精油、多糖、黃酮和多酚等成分[1]，具有優良的降血壓、抗病毒、抗氧化、增強免疫等多種功能[2]。盡管滁菊營養成分及功能特性受到廣大消費者認可，但其食用形式仍主要是干制菊花用作茶飲，精深加工水平低[3]，不利于滁菊的綜合開發利用與推廣。

國內盛產鮮花的地區常將可食用花制作成鮮花醬，不僅可以保存鮮花自身的主要活性成分，且外觀、滋味怡人，深受消費者喜愛。市售菊花醬的制備方法主要是將整顆菊花糖漬后再進行自然發酵，一般需要發酵數月[4]。傳統糖漬法雖簡單易行，但制得的鮮花醬一方面醬體顏色呈深褐色、花形破壞嚴重、甜膩感重，另一方面自然發酵周期長且易受到季節因素影響導致品質不穩定。為改善菊花醬食用品質，有學者嘗試新方法制備鮮花醬，如揭國良[5]用超高壓技術將鮮花中酶和微生物滅活，以保持醬體中鮮桂花的香氣、顏色、風味及營養成分；周俊[6]運用酶法加發酵技術，得到色澤、香氣佳，花青素活性保留度高的玫瑰花醬。有研究發現利用乳酸菌發酵鮮花醬可有效調節醬體的色澤、口感、香氣等，但相關研究還很少。

副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）屬乳桿菌屬，是從干酪乳桿菌亞種中劃分出的新種。具有調節腸道生態平衡、降血壓、預防糖尿病發生、增強免疫力、抑菌等生理功能，廣泛存在于人體口腔、腸道、發酵乳制品和植物原料發酵物等環境中[7-8]。已有將副干酪乳桿菌用于乳制品、肉制品、功能食品加工中，增加產品中的營養成分并調節產品風味[9]，但將其用于發酵菊花醬的研究仍鮮見報道。

試驗以滁菊花瓣為原料，利用副干酪乳桿菌發酵產生有機酸，改善其食用品質。考察菌種添加量、發酵時間、葡萄糖添加量和蜂蜜添加量4個因素協同作用對發酵型滁菊醬品質的影響，綜合考慮滁菊醬感官、色澤、質構、黃酮和多酚含量變化，通過正交試驗得到最佳工藝參數，以期為發酵型鮮花醬的開發利用提供支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

滁菊、白砂糖、蜂蜜等、乳糖、葡萄糖（市售）；黃原膠（河南舒怡生物科技有限公司）；副干酪乳桿菌（Lactobacillus paracasei）（中國工業微生物菌種保藏管理中心）；MRS肉湯（杭州百思生物技術有限公司）；蘆丁、酒石酸鉀鈉、無水乙醇、硫酸亞鐵、沒食子酸等（天津市科密歐化學試劑有限公司）；所用試劑均為分析純。

TA-XT plus食品質構-物性測試儀（英國Stable Micro Systems公司）；CR-400美能達分光測色儀（深圳市天友利標準光源有限公司）；LHS-250生化培養箱（上海培因實驗儀器有限公司）；PHS-3C酸度計（上海越平科學儀器有限公司）；L530離心機（廣州瑞豐實驗設備有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 發酵型滁菊醬的工藝流程

1) 菊花瓣過篩

將菊花瓣過篩，篩去其中殘留的菊花花心和菊花葉，選取無蟲、較完整菊花瓣15 g備用。

2) 加入輔料攪拌

將蜂蜜、葡萄糖按照單因素設置的水平分別進行添加，同時添加5%乳糖、2%白砂糖，加水充分混合均勻。

3) 菌種離心收集

將副干酪乳桿菌擴大培養后，用離心機在5 000 r/s條件下離心5 min后，用0.85%生理鹽水將其調為懸浮液，放在4 ℃環境下儲藏，作為發酵劑備用。

4) 加菌發酵

在無菌環境下接種一定量的副干酪乳桿菌到菊花醬料中，在36 ℃發酵箱中發酵一定時間后取出。副干酪乳桿菌的接種量和發酵時間按照單因素設置的水平進行設定。

5) 調整稠度

加入稱量后的0.9%黃原膠攪拌均勻，使滁菊花瓣均勻懸浮在醬體中。

6) 灌裝殺菌

將發酵后的菊花醬灌裝至玻璃瓶中，置于90 ℃下殺菌30 min。

7) 冷卻

將殺菌后的滁菊醬自然冷卻至室溫。

1.2.2 單因素試驗

預試驗發現滁菊花瓣最適添加量1.5%，該添加量下滁菊醬香氣、外觀、口感適中。滁菊花瓣過多會使菊花醬香味過于濃郁，引起消費者的感官不適；過少則香氣過淡，外觀不足。副干酪乳桿菌最適生長溫度36 ℃，因此試驗中發酵溫度定為36 ℃。在此基礎上，以未發酵滁菊醬作對照，選取菌種添加量、發酵時間、葡萄糖添加量、蜂蜜添加量4個因素進行試驗。其中菌種添加量水平為1%，2%，3%，4%和5%（按終產品質量百分比），固定菌種發酵6 h、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%；菌種發酵時間水平為5，6，7，8和9 h，固定菌種添加量1%、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%；葡萄糖添加量水平為1%，2%，3%，4%和5%，固定菌種添加量1%、菌種發酵6 h、蜂蜜添加量20%；蜂蜜添加量水平為10%，15%，20%，25%和30%，固定菌種添加量1%、菌種發酵6 h、葡萄糖添加量2%。綜合考慮滁菊醬的黃酮含量、多酚含量、色澤、質構和感官評分確定較為合適的添加范圍。在此基礎上進行正交試驗，確定滁菊醬最佳工藝參數。

1.2.3 發酵型滁菊醬的正交試驗

在單因素試驗的基礎上，采用四因素三水平，按L9(34)正交設計進行正交試驗，各因素及水平設計如表1所示。

表1 正交設計因素與水平表

根據單因素試驗結果，在正交試驗中選擇黏度、色澤L*值、色澤b*值、感官評分、黃酮含量和多酚含量6個指標，采用綜合加權評分法進行參數優化[10]，其中黏度越大、L*值越大、b*值越大、感官評分越高、黃酮和多酚含量越高則綜合評分越高。在加權評分時，設定最大黏度為100分，其權重系數為0.1；設定最大L*值為100分，其權重系數為0.1；設定最大b*值為100分，其權重系數為0.1；設定最高感官評分為100分，其權重系數為0.3；設定最大黃酮含量為100分，其權重系數為0.2；設定最大多酚含量為100分，其權重系數為0.2。

式中：T1為試驗組感官評分；T2為試驗組黃酮含量；T3為試驗組多酚含量；T4為試驗組黏度值；T5為試驗組L*值；T6為試驗組b*值；T1max、T2max、T3max、T4max、T5max、T6max均為相應指標中試驗組最大值。

1.2.4 滁菊醬品質測定方法

1.2.4.1 滁菊醬色澤的測定

用色差計測色差值，記錄L*值（明亮度）、a*值（紅綠度）和b*值（黃藍度），每個樣品測6個點，取平均值。

1.2.4.2 滁菊醬質構的測定

采用TA-XT plus物性測試儀測定滁菊醬濃稠度和黏度：探頭型號A/BE，測前速度1.00 m/s，測中速度1.00 m/s，測后速度1.00 m/s，觸發力5.0 g，位移15 mm[11]。

1.2.4.3 感官評價

選取10名味覺正常的人組成評定小組，感官評價表主要包括滁菊醬的外觀形態、色澤、口感、氣體和總體可接受性5個方面[12]，總評分以100分計。評分標準見表2。

1.2.4.4 黃酮含量測定

以NaNO2-Al(NO3)3-NaOH為顯色劑，用分光光度法測定滁菊醬中黃酮含量。以試劑空白為對照，在510 nm波長處測定吸光度，根據標準曲線計算所測樣品的黃酮含量[13]。

1.2.4.5 多酚含量測定

采用GB/T 8313—2018《茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法》，用分光光度法測定滁菊醬中多酚含量。以試劑空白為對照，在540 nm波長處測定吸光度，根據標準曲線計算所測樣品的多酚含量[14]。

1.2.5 數據處理

采用Excel進行數據計算及作圖，采用SPSS軟件對試驗數據進行顯著性分析，顯著性水平p＜0.05。

2 結果與討論

2.1 影響滁菊醬品質的單因素試驗

2.1.1 菌種添加量對滁菊醬品質的影響

圖1顯示，隨著菌種添加量提高，黃酮和多酚含量先升后降，菌種添加量1%時含量最高，且均大于對照組。有研究表明，利用益生菌發酵能將產品中黃酮、多酚類物質進行提取并盡可能提高其含量[15]，這可能是添加1%副干酪乳桿菌使得滁菊醬中黃酮和多酚含量增加的原因。菌種添加量高于1%后，產品中的黃酮和多酚含量逐步減少，這可能是由于大量菌種需要消耗滁菊醬中的營養成分以滿足自身代謝需求。

表2 感官評定分值表

圖1 菌種添加量對滁菊醬黃酮和多酚含量的影響

表3顯示色澤方面，菌種的添加會使滁菊醬明亮度L*值顯著增大，且添加量越高L*值越大；菌種添加量小于4%時，滁菊醬b*值明顯低于對照組，添加量大于4%時，滁菊醬的b*值略高于對照組。色澤結果表明菌種的添加會使菊花醬更加明亮、黃度值下降，這可能是因為菌種發酵產生的一些產物會影響醬體色澤，且隨著添加量增大，發酵產物的類型和數量也會發生變化，最終影響滁菊醬色澤變化。結合感官發現，添加1%～5%菌種發酵得到的醬體顏色均較黃亮，可被測試者接受。質構方面，菌種的添加會使滁菊醬的濃稠度和黏度增大，且隨著菌種添加量的提高，濃稠度和黏度逐漸增大。這可能是副干酪乳桿菌發酵產出的胞外多糖增加了產品的濃稠度和黏度，乳酸菌胞外多糖通常以與細菌細胞表面相關聯的膠囊或分泌到周圍介質中的粘液兩種形式存在，可有效增加產品黏度[16]。感官發現添加2%菌種發酵得到的滁菊醬評分最高，產品酸甜適中、滋味佳；菌種添加量大于2%后，滁菊醬口感偏酸。綜合分析，正交試驗選擇添加菌種量1%，2%及3%這3個水平。

表3 菌種添加量對滁菊醬食用品質的影響

2.1.2 不同發酵時間對滁菊醬品質的影響

圖2顯示，與未發酵滁菊醬相比，添加菌種發酵一定時間會使滁菊醬中黃酮與多酚含量增加；隨著發酵時間延長，黃酮和多酚含量均呈先增后減趨勢，發酵7 h滁菊醬的黃酮和多酚含量最高。這可能是由于適當時間的菌種發酵可有效提取并富集產品中營養成分，但隨著發酵時間不斷增加，菌種生長代謝所需消耗的營養成分不足，又會消耗黃酮等營養成分[15]。

表4顯示色澤方面，隨著發酵時間延長，滁菊醬的亮度L*值和黃度b*值無明顯趨勢且總體差異不大，但發酵滁菊醬的亮度L*值均高于對照組，說明發酵得到的一些產物能夠增加產品的明亮度。質構方面，隨著發酵時間增加，滁菊醬的濃稠度及黏度均逐漸減小，這可能與菌種發酵產酸有關。有研究表明，副干酪乳桿菌發酵產物是酸性多糖，多糖通過分子間斥力使分子伸展而分散在水中，形成較穩定的構象。隨著發酵時間延長，菌種不斷產酸導致溶液pH下降，容易破壞這種穩定的構象，最終使溶液黏度和濃稠度下降[17]。感官發現未發酵滁菊醬口感偏甜，評分較低；發酵6 h的滁菊醬酸甜適中、濃稠度適宜、口感最佳；發酵超過6 h后，滁菊醬酸度增加導致評分下降。綜合分析，正交試驗發酵時間選擇5，6和7 h這3個水平。

圖2 發酵時間對滁菊醬黃酮和多酚含量的影響

表4 發酵時間對滁菊醬食用品質的影響

2.1.3 不同葡萄糖添加量對滁菊醬品質的影響

葡萄糖是副干酪乳桿菌發酵所需的底物，其含量多少不僅影響滁菊醬口感，也會大大影響菌的生長情況，進而影響滁菊醬的品質。圖3顯示，隨著葡萄糖添加量提高，黃酮和多酚含量先降后增，葡萄糖添加量3%時達最低值。這種趨勢可能是因為葡萄糖含量較低時，菌種生長所需底物不足因而消耗產品中本身含有的黃酮和多酚物質；但隨著葡萄糖增多，菌種的生長代謝有足夠的底物，且菌種發酵開始提取并富集產品中的黃酮和多酚，使其含量增加。

表5顯示色澤方面，隨著葡萄糖添加量提高，滁菊醬亮度L*值先增后減、b*值無顯著規律。此外，葡萄糖添加量低于2%時，滁菊醬明亮度高于未發酵滁菊醬。質構方面，隨著葡萄糖添加量的提高，滁菊醬濃稠度和黏度呈增大趨勢。這說明葡萄糖作為發酵底物可使菌種生長產生胞外多糖，從而增加產品的粘性。感官發現葡萄糖添加量2%時滁菊醬評分最高，此時產品酸甜可口、黏度適中、風味佳。綜合分析，正交試驗葡萄糖添加量選擇1%，2%和3%這3個水平。

2.1.4 不同蜂蜜添加量對滁菊醬品質的影響

圖4顯示，隨著蜂蜜添加量增加，黃酮和多酚含量整體呈增大趨勢。蜂蜜中含有一定量的黃酮和多酚物質，因而添加量越高、黃酮和多酚含量越高；即使菌種發酵生長消耗少量蜂蜜中的葡萄糖，但對產品中的黃酮和多酚含量無顯著影響。

圖3 葡萄糖添加量對滁菊醬黃酮和多酚含量的影響

表5 葡萄糖添加量對滁菊醬食用品質的影響

圖4 蜂蜜添加量對滁菊醬黃酮和多酚含量的影響

表6顯示色澤方面，隨著蜂蜜添加量提高，滁菊醬黃度b*值呈增大趨勢且均比對照組高，亮度L*值無明顯規律。這可能是因為蜂蜜本身呈黃亮色，添加至產品中會對終產品色澤產生顯著影響。質構方面，隨著蜂蜜添加量增加，菊花醬黏度呈增大趨勢，而濃稠度無明顯規律。蜂蜜中含有一定量的葡萄糖，可作為副干酪乳桿菌發酵的底物，菌種發酵產出的胞外多糖增加了滁菊醬的黏度。感官評分呈先增后減趨勢，蜂蜜添加量25%時評分最高，此時滁菊醬風味醇正、甜酸比適宜、口感順滑、風味優良。綜合分析，正交試驗蜂蜜添加量選擇15%，20%和25%的3個水平。

表6 蜂蜜添加量對滁菊醬食用品質的影響

2.2 發酵型滁菊醬正交試驗

按照表1設計正交試驗，測定滁菊醬的黃酮和多酚含量、質構、色澤和感官5個指標，正交試驗結果及方差分析如表7和表8所示。

由表7可知，各因素對滁菊醬綜合評分影響大小順序依次為：C（葡萄糖添加量）＞A（副干酪乳桿菌添加量）＞B（發酵時間）＞D（蜂蜜添加量）。k值和綜合評分均顯示最優工藝參數為A1B2C2D2，即4種因素水平的最佳組合為：副干酪乳桿菌添加量1%，發酵時間6 h，葡萄糖添加量2%，蜂蜜添加量20%。

由表8可知，菌種添加量、發酵時間和葡萄糖添加量對發酵型滁菊醬的品質有顯著性影響（FA＞F0.05臨界值），其中葡萄糖添加量影響最大，而蜂蜜添加量對發酵型滁菊醬的品質無顯著性影響（FA＜F0.05臨界值）。

3 結論

以滁菊花瓣為原料，添加副干酪乳桿菌制作發酵滁菊醬，成品具有滁菊天然的香氣、口味酸甜、色澤黃亮、濃稠適宜，黃酮和多酚營養成分保留度高。在黃酮和多酚保留度方面，菌種添加量提高和發酵時間越長均會使產品中2種物質含量先增后降、蜂蜜添加量提高會使2種物質不斷增多、葡萄糖添加量提高會使2種物質先降后增。色澤方面，菌種添加量提高會使滁菊醬的明亮度增大、黃度下降，葡萄糖添加量提高會使滁菊醬明亮度先增后降，蜂蜜添加量提高會使滁菊醬黃度值上升。質構方面，菌種、葡萄糖和蜂蜜添加量提高均會使滁菊醬濃稠度和黏度增大，發酵時間越長滁菊醬濃稠度和黏度減小。

正交試驗結果顯示制作發酵滁菊醬的最佳工藝組合為：副干酪乳桿菌添加量1%、發酵時間6 h、葡萄糖添加量2%、蜂蜜添加量20%。