不同顏色大蒜品質分析

王旭 ，馬越，趙曉燕，王宇濱，王丹，梁浩

1. 北京市農林科學院蔬菜研究中心，北京市果蔬農產品保鮮與加工重點實驗室，農業部蔬菜產后處理重點實驗室（北京 100097）；2. 河北工程大學（邯鄲 056038）；3. 龍大食品集團有限公司（萊陽 265231）

大蒜是一種富有豐富的維生素、氨基酸、礦物元素等營養成分多年生草本植物[1-5]，是含有特殊的抗菌、抗癌等活性物質的常見調味品[6-8]。日益增強的保健意識，促使人們更加注重強調食品原料及添加劑的天然性、功能性。因為大蒜藥食兼用的特性[9]，各個領域進行了比較深入的研究。我國是世界上大蒜的主要生產國和主要出口貿易國之一，大蒜產業在我國有著舉足輕重的地位[10]，研究開發利用大蒜資源具有重要意義。

在大蒜制品加工過程中，大蒜綠變的情況時常發生。研究發現，低溫可以打破大蒜的休眠期[11-12]。冷藏處理后的大蒜通過粉碎或者一元有機弱酸浸泡后發生顏色變化[13-14]。在大蒜變色過程中，大蒜先變成藍色生成大蒜藍色素。但是大蒜藍色素不穩定，極易降解產生大蒜黃色素[15]。大蒜藍色素和黃色素綜合促使大蒜呈現綠色，但伴隨大蒜藍色素降解大蒜最終會呈現為黃色。大蒜在其變色過程中同時在大蒜組織內發生一系列酶促和非酶促反應[16-19]。3種不同顏色的大蒜其營養成分、感官風味、抗氧化性等有何不同未有報道。試驗以打破休眠期的大蒜為原料，制備白色、綠色和黃色3種顏色大蒜，對總酚含量、還原糖含量、自由基清除率、風味及味道進行測定，探究不同顏色大蒜的營養價值，抗氧化能力及感官品質的差異。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紫皮大蒜（山東金鄉，選擇無機械損傷，無生物病害的完整大蒜）。

乙酸、丙酮、一水合沒食子酸、福林酚、碳酸鈉、葡萄糖、3, 5-二硝基水楊酸、甲醇、氫氧化鈉、丙三醇（均為分析純）。

1.2 儀器與設備

UV-1800紫外分光光度儀（日本島津）；分析天平（梅特勒-托利多儀器有限公司）；飛利浦手持式攪拌機（飛利浦香港電子有限公司）；PEN-3電子鼻（德國Airsense分析儀器有限公司）；SA402BSA-402B味覺分析系統（日本Insent公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 大蒜樣品制備

將大蒜置于4 ℃冰箱中貯藏1個月，打破大蒜的休眠期。

將打破休眠期的大蒜剝皮，棄去有傷痕和個頭較小的蒜瓣，清洗干凈，備用。分別取蒜瓣和5 g/100 mL乙酸溶液以料液比1∶1（g/mL）浸泡于廣口瓶中，貯藏于室溫下，直至大蒜通體變綠、變黃，結果如圖1所示。

1.3.2 總酚含量測定

1.3.2.1 總酚的提取

稱取不同顏色的大蒜各10 g，洗凈，粉碎，用70%丙酮避光冷藏提取3 h，離心并收集上清液。

1.3.2.2 總酚含量的測定

準確稱取一水合沒食子酸，配制標準濃度0，

10，20，30，40和50 μg/mL沒食子酸溶液。標準溶液（或者樣品）反應體系為：1 mL沒食子酸（或者樣品）溶液，1 mL蒸餾水，0.5 mL福林酚溶液。體系反應3～5 min后，加入1.5 mL 10%碳酸鈉溶液。避光條件下反應2 h。反應結束后測定溶液在765 nm處吸光度。標準曲線則根據標準溶液吸光度和濃度繪制。

樣品總酚含量用沒食子酸含量表示，按式（1）計算。

圖1 3種顏色的大蒜

式中：C為標準方程求得的總酚量，μg/mL；V為測量時吸取的樣品液體積，mL；n為稀釋倍數；M為樣品質量，g。

1.3.3 還原糖含量測定

1.3.3.1 提取液的制備

分別將20 g不同顏色大蒜充分粉碎成蒜泥，并在100 mL容量瓶中定容。提取時長30 min，提取過程保持恒溫水浴45 ℃。等待提取結束收集其上清液。

1.3.3.2 葡萄糖標準曲線的繪制

準確稱稱葡萄糖，配制葡萄糖標準溶液（1 mg/mL），并且按照表1配制溶液。

表1 試劑配制表

將混合液充分混勻后，置于沸水中反應5 min，迅速冷卻至室溫并定容到6.5 mL。將試管進行避光處理，20 min后于540 nm下測定吸光度。以反應體系中葡萄糖含量和吸光度為橫縱坐標擬合標準曲線。樣品還原糖測定按照標準曲線同樣步驟。

式中：Cr為標準方程式求得的樣品葡萄糖量，mg/mL；Vr為測量時吸取樣品的體積，mL；n為稀釋倍數；Mr為樣品質量，g。

1.3.4 DPPH自由基清除能力測定

分別稱取5 g不同顏色大蒜，用30 mL預冷的甲醇溶液浸提3 h，離心10 min后收集上清液，將上清液定容至25 mL。取2 mL不同處理的大蒜浸提液加入2 mL DPPH（采用甲醇配制2.5 mg/100 mL的DPPH溶液），樣品與DPPH自由基反應液充分混勻后，將試管避光處理30 min，然后測定試管中溶液在517 nm處的吸光度（As）。空白組（A0）為甲醇溶液與DPPH自由基反應液。根據式（2）計算不同處理的大蒜提取液對DPPH自由基的清除率（Sa）。

1.3.5 電子鼻分析

取不同顏色的大蒜各5 g打漿，置于頂空進樣瓶中，靜置5 min。每個處理制樣3個，在室溫25 ℃環境中采用電子鼻進行氣味分析試驗。測定條件：120 s對樣品進行采樣，以300 mL/min氣體流量進行試驗，采樣后的清洗時間設置為120 s。其中，W1C對芳香成分靈敏，苯類；W5S對氮氧化合物很靈敏；W3C對芳香成分靈敏，氨類；W6S對氫化物靈敏；W5C對短鏈烷烴芳香成分靈敏；W1S對甲基類靈敏；W1W對硫化物靈敏；W2S對醇類、醛酮類靈敏；W2W對芳香成分、有機硫化物靈敏；W3S對長鏈烷烴靈敏。

1.3.6 電子舌分析

取不同顏色大蒜各10 g，打漿稀釋并離心取上清液。按照系統預定程序進行檢測。檢測條件：系統清洗時間5 min，樣品測試時間30 s，系統測定回味時間30 s。選定傳感器測定次數（≥4次），并均選取后3次的響應強度數據用于后續分析。

1.4 統計分析

每次試驗重復3次，結果表示為（平均值±SD）。圖像繪制采用Origin 8.0軟件。

2 結果與分析

2.1 不同顏色大蒜總酚含量分析

植物多酚是植物體內次生代謝的產物。植物多酚由于抗氧化活性較高，可有效清除植物體內的自由基，同時也以植保素的形式保護植物。在植物細胞中，大部分多酚類化合物分布在液胞內[20]。不同顏色大蒜總酚含量存在明顯差異。新鮮白色大蒜中總酚含量顯著高于其余2種顏色的大蒜。經過乙酸浸泡，綠色大蒜和黃色大蒜中的總酚含量顯著降低。酚類物質含量的降低，可能是因為乙酸浸泡增加大蒜中液泡膜的通透性，細胞中的酚類物質滲出進而導致總酚含量降低。

圖2 不同顏色大蒜總酚含量

2.2 不同顏色大蒜還原糖含量比較

不同顏色大蒜還原糖含量存在明顯差異（如圖3所示）。結果發現，還原糖含量：黃色大蒜＞綠色大蒜＞新鮮白色大蒜。經過乙酸浸泡過的大蒜中還原糖含量明顯高于新鮮白色大蒜。在低溫條件下，淀粉分解酶活性大于淀粉合成酶活性[21]，促使淀粉在淀粉分解酶作用下轉化為還原糖，積累了大量的還原糖。植物體內的β-淀粉酶最適酸堿條件為偏酸性[22]，γ-淀粉酶也最常見于植物和細菌并且其最佳pH 3。大蒜經過醋酸浸泡為其中β-淀粉酶提供偏酸性條件，促使淀粉降解為還原糖。植物體中的β-淀粉酶主要存在于細胞質中，其他區域分布較少[22]。Ziegler[23]認為β-淀粉酶在液泡中也有所分布。大蒜經過醋酸浸泡，細胞膜和液泡膜的通透性增強，促使淀粉分解酶與淀粉更加充分反應進而促使生成更多還原糖。

2.3 不同顏色大蒜自由基清除能力分析

如圖4所示，不同顏色大蒜都具有較好的清除自由基能力，處理方式不同，清除率也存在明顯差異。清除自由基能力順序為新鮮白色大蒜＞綠色大蒜＞黃色大蒜。多酚具有很好的清除自由基能力，然而清除自由基的能力卻與其含量相反，這是由于大蒜中除了含有多酚外還含有其他的豐富的具有清除自由基能力的活性物質（如大蒜素等含硫化合物等）[24]，在大蒜綠變及黃變的途徑中大蒜素是必不可少的物質，在大蒜變成綠色大蒜和黃色大蒜時消耗大蒜素進而導致大蒜素含量降低，從而減弱綠色大蒜和黃色大蒜的抗氧化活性。此外，由于醋酸浸泡，大蒜中的富有清除自由基能力的活性物質溶出，導致活性物質減少，進而使清除能力下降。

圖3 不同處理對大蒜中還原糖含量的影響

圖4 不同處理對大蒜的自由基清除能力的影響

2.4 不同顏色大蒜的風味分析

不同顏色的大蒜對傳感器的響應雷達圖如圖5所示。結果發現，不同顏色大蒜的風味輪廓相似，其響應值存在顯著差異。有關氮氧化合物（W5S）和硫化物（W1W）的感應器具有明顯響應值變化，黃色大蒜＞綠色大蒜＞新鮮白色大蒜。不同顏色的大蒜氮氧化合物（W5S）和無機硫化物（W1W）的響應值變化與顏色相關。黃色大蒜對W5S和W1W傳感器的響應值最高。

圖5 不同處理對大蒜中氣味的影響

2.5 不同顏色大蒜的味道分析

由圖6可知，不同處理的大蒜味道豐富。不同處理的大蒜在豐富性、鮮味、澀味回味、苦味回味、澀味上差異不顯著，而在咸味、甜味、酸味、苦味上存在明顯差異。由于綠色大蒜、黃色大蒜經過醋酸浸泡，在酸味上保持較好酸味，同時甜度下降。相對于咸味來說，在水果、蔬菜中低濃度的咸味是咸味傳感器對樣品中有機酸鹽的響應。經過醋酸浸泡，綠色大蒜和黃色大蒜中有機酸含量減少，進而咸味相對于新鮮白色大蒜降低。苦味推測可能是傳感器對樣品中的含有的礦物質等成分的應答，而黃色大蒜和綠色大蒜中的礦物質含量因為細胞膜通透性增加而顯著降低，導致苦味存在明顯差異。

圖6 不同處理對大蒜的味道的影響

3 結論

不同顏色大蒜的營養價值、抗氧化能力及感官品質存在顯著差異。新鮮白色大蒜中含有較多的總酚，綠蒜次之，黃蒜最少。還原糖含量恰恰相反，黃色大蒜含量最高。不同顏色大蒜都具有較好的清除自由基能力，清除自由基能力順序為新鮮白色大蒜＞綠色大蒜＞黃色大蒜。在氣味檢測中，有關氮氧化合物（W5S）和硫化物（W1W）的感應器具有明顯響應值變化，且響應值大小排序為黃色大蒜＞綠色大蒜＞新鮮白色大蒜。味覺上咸味、甜味、酸味、苦味存在明顯差異。綠色大蒜和黃色大蒜在酸味上保持較好酸味，同時甜度下降。新鮮白色大蒜可以較好維持咸味和苦味。