發酵南瓜醬的研制及品質評價

張杏媛，林少華，賈紅亮，潘 妍，羅紅霞，鄭立紅

（1.北京農業職業學院，北京 102442；2.北京農學院，北京 102200；3.河北科技師范學院食品科技學院，河北昌黎 066600）

南瓜 （Cucurbita moschata，Duch） 屬于葫蘆科南瓜屬一年生蔓生性草本植物，源于美洲[1-2]，其具有較高的營養價值，作為蔬菜和藥用原料在世界各地廣泛種植[3]。南瓜含有的果膠物質可以使胃部對糖的吸收減慢，并且還可以與多余的膽固醇結合，從而減少對膽固醇的吸收，因此具有降血糖和降血脂的作用[4]。

我國傳統的南瓜制品種類繁多，如南瓜粉、南瓜糕、南瓜餅、南瓜餡、南瓜蟹、面拖南瓜片、南瓜團子等，此外南瓜還可以釀酒且兼作藥用，南瓜籽可用作油料作物[5-7]。除南瓜粉的生產較為現代化、產品標準化程度高以外，其他南瓜制品基本上都是家庭制作。而南瓜醬制品在保留了南瓜特有風味的同時具有更長的貯藏期，在我國南瓜醬制品出現較晚且種類貧乏，根據相關研究發現，鞏文慧等人[8]以抹茶和南瓜為原料進行了復合果醬制作工藝及配方的研究，發現在抹茶、南瓜和水的質量比為0.4∶50∶50（m∶m∶m），添加白砂糖15%，檸檬酸0.4%，增稠劑4.3%（均以南瓜和水的總質量為基準）時，可以得到最佳的抹茶南瓜果醬。劉政等人[9]對南瓜醬的最佳工藝參數進行了研究。結果發現，南瓜與水的最佳比例為1∶5，再加入白砂糖、檸檬酸和蘋果酸進行調味，加入黃原膠調整黏稠度，可得到口感風味最吸引人的南瓜醬。黃文書等人[10]以南瓜為主要原料，對辣味南瓜沙司的加工工藝及配方進行了研究，得出工藝配方為南瓜醬30%，黃原膠0.15%，變性淀粉3.5%，辣味調味液20%。以上研究南瓜醬的制作工藝均和果醬類似，果醬制品在制作過程中一般都會加入大量甜味劑，大量的甜味劑可以保證果醬制品具有更長的貨架期，但是會大大降低產品的營養價值，過量糖類的攝入更會導致各種健康疾病。乳酸菌作為一種可以提高食品本身營養價值的發酵菌，被廣泛地用在奶制品、豆制品、泡菜等中，且經過乳酸菌發酵后這些制品具有了更高的營養價值和更好的保健作用。而經過乳酸菌發酵的南瓜醬制品目前尚無研究，將南瓜醬與乳酸菌結合研制發酵型南瓜醬制品可以更好地保留南瓜的營養價值且使其兼具保健價值。在國外，有關南瓜醬制品的研究尚無報道。Pongjanta J 等人[11]研究了南瓜粉在烘焙食品中的應用；Warawaran Roongruangsri 等人[3]對南瓜粉制造的干燥工藝進行了綜述。因此，在發酵型南瓜醬制品的研究上國內外仍處于空白階段。

試驗將南瓜與乳酸菌結合，利用乳酸菌的發酵作用使南瓜醬具有獨特的風味，并增加了營養保健價值，填補了國內外發酵型南瓜醬制品的空白，為南瓜醬制品研究開辟了新的研究思路。同時，南瓜深加工的發展可以增加南瓜消耗，為農民增收致富創造新途徑、豐富南瓜制品的種類，具有良好的發展前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南瓜、芹菜、銀耳，北京利民恒華農業科技有限公司提供；白砂糖，購于當地超市；無水檸檬酸（食品級），河南萬邦實業有限公司提供；牛肉膏、蛋白胨、MRS 培養基，北京奧博星生物技術有限責任公司提供；氯化鈉、氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞等，均為分析純試劑；乳酸菌GF375，中國農業大學功能乳品重點實驗室提供。

1.2 儀器與設備

SW-CJ-2F 型潔凈工作臺，蘇州安泰空氣技術有限公司產品；TG16-WS 型臺式高速離心機，上海盧湘儀離心機儀器有限公司產品；PHS-3E 型PH 計，上海儀電科學儀器股份有限公司產品；THZ-82 型恒溫振蕩器，江蘇太倉市實驗設備廠產品；YP202N 型電子天平，上海菁海儀器有限公司產品；SPX-150B-Z 型生化培養箱、立式滅菌鍋，上海博迅實業有限公司醫療設備廠產品；T6 新世紀型紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司產品。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

制備流程：篩選原料→預處理（清洗、切分、熱燙、蒸熟） →打漿→熬煮（加糖及檸檬酸） →晾涼→接種→分裝→密封→發酵。

1.3.2 操作要點

（1） 選擇形狀規則無外傷或斑點、色澤橘黃明亮的南瓜，以及色澤鮮綠、無萎蔫腐壞、葉柄厚實的芹菜；銀耳則選擇肉肥厚、顏色潔白或微黃、花形完整的產品。

（2） 將南瓜去皮、去瓤、清洗后，切成2 cm 見方的小塊，上鍋蒸至軟爛[12]備用（能用筷子輕松戳透即可，水沸后蒸約20 min）。芹菜去葉清洗后切成長1.5 cm 的小段，于100 ℃沸水中燙2 min 備用。銀耳泡發后去除根部黃色雜質，清洗干凈后備用。

（3） 用打漿機按照南瓜、芹菜和銀耳為4∶1∶1的比例打漿，將南瓜漿加熱熬煮并加入白砂糖和檸檬酸，熬至濃稠醬狀，期間不停攪拌以防煳鍋。將制備好的南瓜醬趁熱置于無菌條件下冷卻至45 ℃左右，按比例接種發酵劑，混合均勻。接種完畢的南瓜醬分裝于提前已滅菌的玻璃罐中，加蓋密封，于特定溫度下靜置發酵。

1.3.3 活菌數測定

在GF375 乳酸菌的MRS 培養基上挑取一環菌苔，接種于盛有50 mL 牛肉膏蛋白胨液體培養基的250 mL 三角瓶中，于37 ℃下靜置培養18 h，即為種子培養液。用此種子培養液分別接入到11 個250 mL三角瓶中（每瓶50 mL 牛肉膏蛋白胨液體培養基），于37 ℃下振蕩培養（150 r/min），未接種的為空白對照。分別按對應培養時間（0，1.5，3.0，4.0，6.0，8.0，10.0，12.0，14.0，16.0，20.0 h） 取出終止培養，立即于波長600 nm 處測定OD 值[13]（以未接種的培養基為對照調節零點）。

以培養時間為橫坐標，OD 值為縱坐標，所得的曲線即為GF375 的生長曲線；參照GB 4789.2—2016[14]測定活菌數。

1.3.4 單因素試驗

南瓜醬發酵工藝單因素試驗見表1。

表1 南瓜醬發酵工藝單因素試驗

1.3.5 正交試驗

在單因素試驗的基礎上，將發酵劑接種量、發酵溫度、白砂糖添加量和發酵時間中較優的發酵條件作為正交試驗的因素，設計L9（34）因素水平表，以酸度和感官評價為評定指標，從而確定最佳的發酵工藝條件[15]。

南瓜醬發酵工藝的正交試驗因素與水平設計見表2。

表2 南瓜醬發酵工藝的正交試驗因素與水平設計

1.3.6 酸度測定

根據GB 5009.239—2016 的方法進行測定[16]。

1.3.7 感官評定

南瓜醬的感官指標主要有質地、色澤、香氣、酸度和甜度，各分項20 分，滿分100 分[17]。邀請15名經培訓后的感官評價員，對南瓜醬各項指標進行評分。

發酵南瓜醬感官評分標準見表3[18]。

表3 發酵南瓜醬感官評分標準

2 結果與分析

2.1 生長曲線及活菌數

采用紫外可見分光光度計測定吸光度，以未接種的對照培養基于波長600 nm 處調節零點，依次測定0~20 h 的培養液吸光度后繪制生長曲線，以確定GF375 的對數生長期。

乳酸菌GF375 生長曲線見圖1。

圖1 乳酸菌GF375 生長曲線

由圖1 可知，GF375 在第1~6 h 時活菌濃度呈不斷上升趨勢，并在第6 h 時達到最大。取1 mL 第6 h 的菌液用生理鹽水進行梯度稀釋，進行活菌數測定，試驗結果顯示在1×10-5和1×10-6兩個稀釋度下，平皿的菌落數皆不在30~300，因而不可用。在稀釋度為1×10-7時平皿上的菌數在30~300 且平均數為60，即在進行南瓜醬的接種時，發酵劑的活菌濃度為 6.0×108±1.3×108CFU/mL。

根據GF375 生長曲線及活菌數計數結果可知，在進行發酵南瓜醬接種時應選擇培養至6 h 的菌液，此時菌液單位菌落數最大，為6.0×108±1.3×108CFU/mL。

2.2 單因素試驗

2.2.1 發酵劑接種量的確定

不同發酵劑接種量下酸度和感官評分的變化趨勢見圖2。

圖2 不同發酵劑接種量下酸度和感官評分的變化趨勢

發酵劑接種量是南瓜醬品質重要的影響因素之一，過多容易浪費，過少會影響發酵效果[19-20]。由圖2 可知，樣品的酸度隨接種量的增加而不斷升高，感官評分呈先增加后降低的趨勢。接種量為2%~4%時酸度增加較快，超過4%后增加較緩慢。由此可知，接種量為2%~4%時，乳酸菌產酸量隨初始活菌數的增加而增加，超過4%后產酸量增加不明顯，這是因為在接種量為4%時初始活菌數已經足夠進行發酵，超過4%并不會使酸度進一步增加，因此4%的接種量較為合適。但是，從感官評價來看，在發酵劑接種量為3%時評分最高，且3%與4%的發酵劑接種量時酸度差別并不大。因此，選擇3%的發酵劑接種量最合適。

2.2.2 發酵溫度的確定

不同發酵溫度下酸度和感官評分的變化趨勢見圖3。

圖3 不同發酵溫度下酸度和感官評分的變化趨勢

溫度是影響南瓜醬發酵速度和品質的重要因素之一，發酵溫度低則發酵速度過慢、產酸量少，在發酵前期容易產生腐敗現象。發酵溫度高則發酵速度過快，產酸過快過多，從而影響南瓜醬的口感風味[21]。由圖3 可知，不同發酵溫度下樣品的酸度隨發酵溫度的增加而不斷升高，感官評分先持續升高后又降低，在37 ℃前感官評分隨溫度的升高而增加，最高達到86 分，此時酸度值為2.66 g/kg，超過37 ℃后雖然酸度進一步增加，但感官評分卻呈降低趨勢，這是由于產酸過多使得產品過酸影響了口感所致。因此，選擇37 ℃的發酵溫度較為合適。

2.2.3 白砂糖添加量的確定

不同白砂糖添加量下酸度和感官評分的變化趨勢見圖4。

圖4 不同白砂糖添加量下酸度和感官評分的變化趨勢

由圖4 可知，隨著白砂糖添加量的增加，酸度隨白砂糖添加量增加而降低，感官評分呈先上升后下降的趨勢。在白砂糖添加量為7%和9%時，感官評分結果最高為84 分。白砂糖添加量為3%~7%時，感官評分隨著白砂糖添加量的增加而升高，這是因為在乳酸菌發酵糖類產酸過程中糖酸比會發生變化，當白砂糖添加量過低時，產品口味偏酸，甜味不足。而隨著白砂糖添加量增加中和了部分酸味，使產品口味酸甜適中，因而感官評分較高。而當白砂糖添加量超過9%時，感官評分呈下降趨勢，這是因為白砂糖添加量過多，產品甜味過重，酸味不足[21]。因此，白砂糖添加量為7%時南瓜醬風味最佳。

2.2.4 發酵時間的確定

不同發酵時間下酸度和感官評價的變化趨勢見圖5。

圖5 不同發酵時間下酸度和感官評價的變化趨勢

由圖5 可知，隨著發酵時間的增加，感官評分呈先增加后降低的趨勢，在4 h 時評分最高為85 分，但此時酸度并不高，在8 h 時酸度達到最大為3.22 g/kg，但此時感官品質較差。8 h 后酸度開始下降，酸度總體呈現先增加后減少的趨勢；在發酵至6 h 時酸度為2.87 g/kg，感官評分為80 分，兩者皆較合適。因此，選擇發酵時間為6 h 最佳，此時產品口味酸甜適中。

2.3 南瓜醬發酵工藝的正交優化

為確定南瓜醬發酵工藝的最佳條件，選取4 項單因素試驗中較優的發酵條件為探討因素，設計L9（34）正交試驗因素水平表，進行正交試驗，發酵完成后進行感官評價。

正交試驗結果及分析見表4。

表4 正交試驗結果及分析

由表4 可知，各因素對發酵南瓜醬感官評分的影響從大到小依次為C>A>D>B，即白砂糖添加量>發酵劑接種量> 發酵時間> 發酵溫度。結果表明，最佳工藝組合方式為A3B2C2D3，即發酵劑接種量4%，白砂糖添加量7%，發酵時間7 h，發酵溫度37 ℃。但是在正交試驗設計中并無該組合，所以在A3B2C2D3條件下進行3 組平行試驗進行驗證。結果表明，在此條件下得到的發酵南瓜醬感官評分為92 分，產品質地均勻、色澤金黃、香氣濃郁、酸甜適中。

3 結論

南瓜作為我國的一種經濟性作物，產量高、耐貯藏、營養保健價值較高，但是有關南瓜的食用方式方法仍然局限于初級的廚房加工食用，消耗量較低，從而造成南瓜上市的季節大量滯銷。如今，有關南瓜的工業加工產物非常少，根據已有的研究發現南瓜醬制品可以很好地呈現南瓜特有的風味，且經過加工更有利于長途運輸和保存。而發酵型南瓜醬制品目前還沒有出現過，試驗在分別進行不同發酵劑接種量、不同白砂糖添加量、不同發酵時間和不同發酵溫度試驗之后，發現南瓜醬制品同酸乳制品、泡菜制品具有相同屬性，4 個因素均對南瓜醬的口感風味有不同程度的影響，且其規律性相同，因而在進行發酵條件試驗的時候可以借鑒乳制品或泡菜制品發酵的相關試驗方式方法；對于發酵劑接種量來說，相對于酸乳制品發酵南瓜醬所需的接種量更高，這是因為奶制品中有更多適合乳酸菌發酵的營養物質乳酸；對于白砂糖添加量來說，泡菜制品在制作過程中一般是不需要加糖，因為2 種產品的風味不同，泡菜更多的是突出其酸味，南瓜醬則適合酸甜口味；發酵時間和發酵溫度則是為了找到適合目標菌株生長繁殖和產生代謝產物的最適條件，自然發酵的泡菜其發酵菌種非單一菌種，只有在適宜條件下才能得到口感風味俱佳的產品，并且若發酵不當有可能產生有毒有害物質，試驗采用的是經中國農業大學功能乳品重點實驗室篩選得到的功能性乳酸菌，在合適的條件下可以迅速生長繁殖并產生有益于人體的代謝產物。綜上所述，合適的發酵條件可以在相對較少的接種量下保證在相對短的時間內得到最佳風味的發酵南瓜醬。經過4 種發酵條件的試驗比較發現，發酵劑接種量4%，白砂糖添加量7%，發酵時間7 h，發酵溫度37 ℃時可以得到色澤鮮亮、質地綿密、入口微酸、后味微甜，具有特殊風味的發酵南瓜醬。

發酵南瓜醬的研究開發，進一步提升了南瓜醬的營養功效，豐富了南瓜制品的種類，為發酵南瓜醬制品工業化生產提供了參考依據，并為提升南瓜產品的綜合加工利用及開發新產品提供了新思路、新方案和新工藝。