超聲波預(yù)處理結(jié)合控溫控濕發(fā)酵對(duì)黑蒜色變及風(fēng)味品質(zhì)的影響

王浩宇,劉肖,2,趙珠蓮,周才瓊,3*

1(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院,重慶,400715) 2(川北幼兒師范高等?？茖W(xué)校,四川 廣元,628017) 3(重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心,重慶,400715)

大蒜(AlliumsativumL.)是一種廣泛使用的藥食兩用物質(zhì),既是“天然抗生素”,又是重要的調(diào)味料。但大蒜較強(qiáng)的辛辣味和刺激性影響其接受度,加上水分含量高,不耐貯藏,屬半易腐物質(zhì)[1],因此,大蒜及深加工備受關(guān)注。常見的大蒜加工產(chǎn)品有糖蒜、臘八蒜、蒜泥、蒜片和蒜粉等[2-3],近年受關(guān)注的有作為保健食品開發(fā)的大蒜素以及發(fā)酵加工產(chǎn)品如黑蒜[4-5]。

黑蒜是興起于21世紀(jì)初的一種以大蒜為原料、經(jīng)控溫控濕發(fā)酵加工黑變并可直接食用的健康食品[6]。由于發(fā)酵期間各滋味成分含量及組成發(fā)生改變,獲得了較為適當(dāng)?shù)乃崽鹞陡?揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中刺激味含硫化合物如二烯丙基二硫醚、二烯丙基三硫醚含量減少[7],噻吩、呋喃等香氣化合物增加[8],整體口感黏彈軟糯似果脯,在日本、韓國(guó)、泰國(guó)較為流行[9]。近年來(lái),進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)。傳統(tǒng)黑蒜主要采用高溫高濕發(fā)酵[10],制作周期長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月,能耗較高。有少量通過(guò)改進(jìn)工藝技術(shù)來(lái)縮短黑蒜發(fā)酵時(shí)間的研究報(bào)道,如采用三段式變溫發(fā)酵法[11]、低溫冷凍預(yù)處理結(jié)合變溫發(fā)酵法[12]、微波預(yù)處理[13]、高壓預(yù)處理[14],以及將蒜瓣破碎后采用液態(tài)發(fā)酵的方法[15]等,發(fā)酵時(shí)間縮短到15～30 d,但這些方法發(fā)酵時(shí)間仍然較長(zhǎng),有的工藝較為復(fù)雜,或采用粉碎發(fā)酵影響產(chǎn)品應(yīng)用。采用預(yù)處理是縮短黑蒜發(fā)酵時(shí)間的重要手段,一定的預(yù)處理可使大蒜細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)破壞,促進(jìn)美拉德反應(yīng),加快發(fā)酵黑變速度以縮短發(fā)酵工藝周期、降低能源消耗。

超聲波作為一種新食品加工技術(shù)可通過(guò)空穴效應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞,釋放細(xì)胞內(nèi)活性物質(zhì),從而加速食品化學(xué)變化以形成特有風(fēng)味[16],具有易操作,低成本和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)[17],已被廣泛用于食品領(lǐng)域[18]。本研究通過(guò)對(duì)大蒜采用超聲波預(yù)處理后進(jìn)行控溫控濕發(fā)酵,探討黑蒜發(fā)酵中色變及風(fēng)味品質(zhì)變化,以期進(jìn)一步縮短黑蒜發(fā)酵時(shí)間和簡(jiǎn)化工藝。

1 材料與方法

1.1 材料

大蒜,巫山紫紅天蒜股份合作聯(lián)合社。

1.2 主要試劑

硼酸、CuSO4、K2SO4、葡萄糖、3,5-二硝基水楊酸、甲基紅、溴甲酚綠、亞甲基藍(lán)、硫酸鋅、亞鐵氰化鉀、茚三酮、沒食子酸、焦性沒食子酸,成都市科龍化工試劑廠;丙酮酸、2,4-二硝基苯肼、三氯乙酸、福林酚試劑、冰乙酸,重慶駿偉廣生科技有限公司;5-羥甲基糠醛試劑、對(duì)甲基苯胺、巴比妥酸、亮氨酸、高錳酸鉀、乙酸鈉、乙二醇、亮氨酸、異丙醇、抗壞血酸,重慶川東化工試劑廠。以上試劑均為分析純。

1.3 儀器與設(shè)備

GCMS-2010氣相質(zhì)譜聯(lián)用儀、UV-2450紫外-可見分光光度計(jì),日本島津公司;KQ-500DE數(shù)控超聲器,昆山超聲儀器有限公司;TG16G離心機(jī),常州崢嶸儀器有限公司;Ultra Scan PRO測(cè)色儀,美國(guó)HunterLab公司;SH010恒溫恒濕試驗(yàn)箱,上海福絮實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備廠。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 超聲波預(yù)處理及黑蒜制備

超聲波預(yù)處理:取新鮮蒜頭500 g,以PVDC膜包裹后置超聲器中,以預(yù)處理后蒜瓣色變?yōu)榛A(chǔ),通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)確定超聲波頻率40 kHz,超聲功率300 W,40 ℃處理30 min,然后置于40 ℃,相對(duì)濕度80%條件下放置平衡48 h。

黑蒜發(fā)酵:設(shè)計(jì)發(fā)酵相對(duì)濕度(70%、80%、90%)和發(fā)酵溫度(70、75、80 ℃)進(jìn)行2項(xiàng)分組全因素發(fā)酵工藝實(shí)驗(yàn),每3 d取樣分析,直至蒜瓣完成黑變。

1.4.2 分析方法

(1)色值[19]:選擇大小相近的去外皮蒜瓣經(jīng)充分研磨后進(jìn)行分析。以標(biāo)準(zhǔn)白板校準(zhǔn),測(cè)量時(shí)分別記錄L*、a*和b*值為所測(cè)樣品亮度、紅度和黃度值,L(明度)軸,0代表黑,100代表白;a(紅-綠)軸,正值為紅,負(fù)值為綠,0為中性色;b(藍(lán)-黃)軸,正值為黃,負(fù)值為藍(lán),0為中性色重復(fù)測(cè)定6次?？偵钪狄詃E*表示,按公式(1)計(jì)算:

(1)

式中:dL*、da*和db*表示處理后蒜瓣色值;L*,a*,b*表示處理前蒜瓣色值。

(2)游離氨基酸總量:參考文獻(xiàn)[20]并稍作修改。稱取1.0 g樣品加入5.0 mL體積分?jǐn)?shù)10%乙酸溶液進(jìn)行研磨勻漿,轉(zhuǎn)移至100 mL容量瓶用蒸餾水定容,濾紙過(guò)濾后,取0.25 mL樣品濾液,置于20 mL干燥的具塞試管中,加入1 mL無(wú)氨蒸餾水、3 mL水合茚三酮試劑和0.1 mL 1 g/L抗壞血酸溶液后混勻,于100 ℃水浴5 min,冷卻,迅速加入5 mL體積分?jǐn)?shù)95%乙醇,蓋好塞子振蕩試管,溶液呈藍(lán)紫色時(shí)用體積分?jǐn)?shù)60%乙醇稀釋至20 mL,在波長(zhǎng)570 nm處測(cè)定吸光值,再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(y=0.050 9x-0.048 9,R2=0.999 6)計(jì)算樣品中游離氨基酸的總量。

(3)其他指標(biāo):水分含量按照GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中直接干燥法;總酸按照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定;可溶性糖按照NY/T 2742—2015《水果及制品可溶性糖的測(cè)定 3,5-二硝基水楊酸比色法》進(jìn)行測(cè)定;5-羥甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)參考安東[11]的方法稍作修改;大蒜素參考朱君芳[21]方法稍作修改。

(4)揮發(fā)性成分:參照潘璨等[22]的方法并稍作修改。

①揮發(fā)性成分萃取:樣品去皮破碎后,精確稱取2 g置于20 mL頂空進(jìn)樣瓶,50 ℃下水浴平衡30 min后,推出SPME萃取頭,50 ℃下水浴萃取30 min,開始進(jìn)樣分析。

②GC-MS條件:鮮蒜及預(yù)處理大蒜色譜條件:DB-5MS(30 m×0.25 mm,0.25 μm)石英毛細(xì)管色譜柱,進(jìn)樣口溫度250 ℃;載氣(He)流速1 mL/min,不分流;進(jìn)樣量2 mL。升溫程序:初始50 ℃,維持1 min后以3 ℃/min 的升溫速率使溫度上升到75 ℃,維持1 min后以1 ℃/min的速率上升至110 ℃,維持3 min后,再以2 ℃/min的速率上升至150 ℃,維持2 min,最后以10 ℃/min的速率使溫度上升至280 ℃,維持3 min。

黑蒜色譜條件:柱型、進(jìn)樣口設(shè)置溫度、載氣流速、進(jìn)樣量皆同上,起始柱溫50 ℃,維持2 min后,以1 ℃/min的升溫速率將溫度升至75 ℃并維持1 min,然后以10 ℃/min升至90 ℃,維持1 min,再以3 ℃/min升至210 ℃,最后以10 ℃/min升至280 ℃,維持1 min。

質(zhì)譜條件:電子轟擊電離源,電子轟擊能量,70 eV,離子源溫度250 ℃,接口溫度280 ℃,質(zhì)量掃描范圍50～500 amu。

③數(shù)據(jù)分析:

定性分析:通過(guò)NIST08和NIST08S質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)檢索各組分,結(jié)合保留指數(shù)和人工質(zhì)譜解析及參考文獻(xiàn)等方法共同確定。

定量分析:按照峰面積歸一法計(jì)算各組分相對(duì)含量。

1.4.3 發(fā)酵黑蒜的模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)

參考文獻(xiàn)[23]的方法，建立感官評(píng)價(jià)小組、評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)(表1)、評(píng)判對(duì)象因素集、權(quán)重集、評(píng)語(yǔ)集、單因素評(píng)判模糊矩陣，對(duì)樣品進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，得到各個(gè)黑蒜樣品的綜合得分。

1.5 數(shù)據(jù)處理

結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,采用Origin 2018作圖,SPSS 20.0進(jìn)行單因素方差分析、Pearson相關(guān)性分析和主成分分析。P<0.01表示極顯著,P<0.05表示顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑蒜發(fā)酵過(guò)程中感官品質(zhì)的變化

2.1.1 黑蒜發(fā)酵過(guò)程中水分含量變化

如表2所示,在相對(duì)濕度為70%～80%下隨發(fā)酵溫度升高,大蒜含水量在前期快速下降(P<0.05),多數(shù)處理在9 d后保持穩(wěn)定,含水量在(31.96±6.29)%;相對(duì)濕度為 90%條件下發(fā)酵,隨處理溫度升高含水量升高,高于鮮蒜(65.88%)。75和80 ℃處理隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)含水量升高,相對(duì)濕度為 90%條件下發(fā)酵9～15 d時(shí)含水量在57.30%～81.44%波動(dòng)。這可能與高溫高濕下蒸汽更易進(jìn)入蒜瓣有關(guān),此時(shí)可觀察到大蒜發(fā)軟,部分軟爛,表明相對(duì)濕度為 90%太高,不宜作為發(fā)酵濕度條件。后續(xù)發(fā)酵相關(guān)指標(biāo)分析只考慮相對(duì)濕度為 70%～80%的處理。

表2 含水量在黑蒜發(fā)酵過(guò)程中的變化 單位：%

2.1.2 黑蒜發(fā)酵過(guò)程中色澤的變化

5-HMF是 Maillard 反應(yīng)重要的中間產(chǎn)物,也是色素沉積的潛在條件[24],5-HMF是黑蒜的呈色物質(zhì)之一[25]。5-HMF在發(fā)酵中的變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示,5-HMF隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)逐漸升高,6 d后快速上升(P<0.05),在相同相對(duì)濕度條件下隨處理溫度升高而升高,表明在本發(fā)酵濕度范圍升高發(fā)酵溫度可加速大蒜黑變。有報(bào)道5-HMF含量隨溫度和時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程[26],高溫下5-HMF含量隨溫度的升高呈指數(shù)增長(zhǎng)趨勢(shì),本實(shí)驗(yàn)結(jié)果與之相符。

a-相對(duì)濕度70%; b-相對(duì)濕度80%圖1 5-HMF在黑蒜發(fā)酵過(guò)程中的變化Fig.1 Changes of 5-HMF in black garlic fermentation

色值在發(fā)酵中的變化實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。在相同相對(duì)濕度條件下,隨發(fā)酵溫度升高色變?cè)龃?隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)色值快速升高后保持穩(wěn)定(P<0.05)。色值對(duì)應(yīng)蒜瓣色澤見圖3,相對(duì)濕度為70%,75 ℃發(fā)酵3 d時(shí)的色值56.93,此時(shí)蒜瓣呈棕褐色(圖3-a),發(fā)酵到6 d時(shí),蒜瓣呈棕黑色,此時(shí)色值66.84(圖3-b);在相對(duì)濕度為70%,70 ℃發(fā)酵12 d時(shí)的色值71.73,此時(shí)蒜瓣呈黑色(圖3-c),相對(duì)濕度為70%,80 ℃發(fā)酵9 d時(shí)的色值81.96(圖3-d),發(fā)現(xiàn)色值>70可判斷黑蒜發(fā)酵黑變完成。本實(shí)驗(yàn)中,發(fā)酵6 d時(shí)各處理的色值在49.03～72.91,呈棕褐到棕黑色;以色變>70完成黑變?yōu)橄拗?圖2),相對(duì)濕度為70%時(shí)發(fā)酵9 d各處理溫度均完成黑變,相對(duì)濕度為80%發(fā)酵15 d均完成黑變,即低相對(duì)濕度和較高的發(fā)酵溫度更利于發(fā)酵黑變,與前述5-HMF變化不一致,表明發(fā)酵黑變可能還受其他因素如維生素C和酚類物質(zhì)等氧化褐變的影響。

a-相對(duì)濕度70%; b-相對(duì)濕度80%圖2 色值在黑蒜發(fā)酵過(guò)程中的變化Fig.2 Changes of color value during black garlic fermentation

a-相對(duì)濕度為70%,75 ℃發(fā)酵3 d;b-相對(duì)濕度為70%,75 ℃發(fā)酵6 d;c-相對(duì)濕度為70%,70 ℃發(fā)酵12 d;d-相對(duì)濕度為70%,80 ℃發(fā)酵9 d圖3 黑蒜發(fā)酵中的色值變化及對(duì)應(yīng)色澤Fig.3 Change of color value and corresponding color in black garlic fermentation

2.2 黑蒜發(fā)酵中滋味品質(zhì)成分的變化

2.2.1 可溶性糖含量的變化

可溶性糖含量隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)快速增加(P<0.05)后下降,峰值在發(fā)酵9 d左右,此時(shí)甜味感最強(qiáng)(圖4)。這種變化的可能原因是大蒜含水量不斷下降,其次是大蒜總糖在發(fā)酵過(guò)程中的降解,后期下降可能與美拉德反應(yīng)的消耗有關(guān)。不同相對(duì)濕度均以75 ℃下發(fā)酵時(shí)可溶性糖保持較高水平,發(fā)酵9～12 d時(shí)含量波動(dòng)在41.02%～44.06%。

a-相對(duì)濕度70%; b-相對(duì)濕度80%圖4 發(fā)酵黑蒜的可溶性糖含量變化Fig.4 Changes in soluble sugar content of fermented black garlic

2.2.2 總酸含量的變化

總酸含量隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)顯著升高(P<0.05)(圖5),表明延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間會(huì)使黑蒜產(chǎn)品酸味增強(qiáng)。相對(duì)濕度為70%下發(fā)酵,總酸含量隨發(fā)酵溫度升高而升高,在相對(duì)濕度為80%下發(fā)酵6 d后則以75 ℃處理最高;表明高溫低濕發(fā)酵會(huì)增強(qiáng)黑蒜產(chǎn)品酸味感。

a-相對(duì)濕度70%; b-相對(duì)濕度80%圖5 黑蒜發(fā)酵中總酸含量的變化Fig.5 Changes of total acid content of black garlic in fermentation

2.2.3 游離氨基酸含量的變化

如圖6,游離氨基酸含量隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)呈先增后降趨勢(shì),這可能與蛋白質(zhì)在濕熱作用下水解生成氨基酸以及參與美拉德反應(yīng)逐漸消耗有關(guān)。峰值多出現(xiàn)在第9 天,相對(duì)濕度為70%和80%時(shí)游離氨基酸峰值含量分別在0.74%～1.10%濕基和0.52%～0.58%濕基,說(shuō)明較低濕度有利于游離氨基酸的積累。延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間不利于黑蒜鮮味品質(zhì)特征。

a-相對(duì)濕度70%; b-相對(duì)濕度80%圖6 發(fā)酵黑蒜游離氨基酸含量的變化Fig.6 Changes of free amino acid content in fermented black garlic

2.2.4 大蒜素含量的變化

如圖7,大蒜素含量隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。在相同相對(duì)濕度下,隨發(fā)酵溫度升高,大蒜素含量降低,其中相對(duì)濕度為80%時(shí)大蒜素含量水平總體低于相對(duì)濕度為70%;大蒜素含量適度下降有利于降低黑蒜產(chǎn)品的辛辣刺激性和苦味感[27]。

a-相對(duì)濕度70%; b-相對(duì)濕度80%圖7 發(fā)酵黑蒜大蒜素含量的變化(%濕基)Fig.7 Changes of allicin content of black garlic in fermentation(% wet basis)

2.3 發(fā)酵黑蒜感官品質(zhì)評(píng)價(jià)及發(fā)酵工藝選擇

對(duì)前述不同相對(duì)濕度和溫度的條件發(fā)酵6～15 d,合計(jì)24個(gè)樣品采用模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)綜合評(píng)判(圖8)。8分以上9個(gè)樣品,分值在8.00～8.45,含水量27.20%～44.95%(中值34.64%),可溶性糖30.87%～44.06%,游離氨基酸0.213%～0.798%,大蒜素含量0.045%～0.134%,這種波動(dòng)表明感官品質(zhì)受多種因素影響。

a-相對(duì)濕度70%; b-相對(duì)濕度80%圖8 不同發(fā)酵時(shí)段黑蒜模糊數(shù)學(xué)綜合感官評(píng)價(jià)得分圖Fig.8 Fuzzy mathematics comprehensive sensory evaluation score chart of black garlic in different fermentation periods

從發(fā)酵時(shí)間看,發(fā)酵12 d分值在8.00～8.21的有4個(gè)樣品,分別是相對(duì)濕度80%、75 ℃和相對(duì)濕度70%下溫度在70～80 ℃,說(shuō)明相對(duì)濕度為70%較好;發(fā)酵9 d受歡迎的有4個(gè)樣品,分別是相對(duì)濕度為70%、75或80 ℃,或相對(duì)濕度為80%、75或80 ℃。兼顧品質(zhì)和效率,選擇相對(duì)濕度為70%、75 ℃下發(fā)酵9 d為發(fā)酵優(yōu)化條件。

2.4 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)在黑蒜發(fā)酵中的變化

分析鮮蒜(FG)、超聲波預(yù)處理大蒜(UG)和優(yōu)化發(fā)酵工藝制備黑蒜(UBG)的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)變化,共檢出31種揮發(fā)性物質(zhì)。FG、UG和UBG分別檢出19、19和17種揮發(fā)性物質(zhì);FG、UG以具有辛辣和蒜香風(fēng)味的硫醚類為主,分別檢出8種和7種,相對(duì)含量分別占75.78%和81.25%,以具有辛辣刺激的蒜香味的二烯丙基二硫醚占比最高,制備成黑蒜后,二烯丙基二硫醚占比有所下降,具有蒜香味的二烯丙基硫醚從原料的1.56%增加至43.44%,使黑蒜辛辣刺激性下降,同時(shí)具有洋蔥和碳烤風(fēng)味的噻烷類增加,還產(chǎn)生了具有蒜香和肉香味的2-乙基-1,3-噻唑烷-4-羧酸鹽(表3)。

表3 超聲波預(yù)處理及發(fā)酵黑蒜的揮發(fā)性成分種類及含量比較Table 3 Comparison of the types and contents of volatile components in ultrasonic pretreatment and fermented black garlic

2.4.1 揮發(fā)性物質(zhì)的主成分分析

對(duì)樣品中硫醚類、噻吩類、烷類、酯類、酸類及其他類揮發(fā)性物質(zhì)相對(duì)含量進(jìn)行主成分分析,得到各主成分的特征值、方差貢獻(xiàn)率、累計(jì)方差貢獻(xiàn)率,見表4,特征根λ1=3.835,特征根λ2=2.165,前2個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)100%,即涵蓋了全部信息。

揮發(fā)性物質(zhì)載荷分析如圖9,相對(duì)含量最高的硫醚類風(fēng)味物質(zhì)與PC1高度正相關(guān)(載荷系數(shù)>0.8),其他含硫化合物為PC1中載荷最高的正相關(guān)揮發(fā)性物質(zhì)(載荷系數(shù)>0.8),而酸類及烷類與PC1高度負(fù)相關(guān)(載荷系數(shù)<-0.8);PC2中載荷最高的正相關(guān)揮發(fā)性物質(zhì)為噻吩類(載荷系數(shù)>0.8)。上述結(jié)果說(shuō)明硫醚類、其他含硫化合物、酸類、烷類及噻吩類是FG、UG、UBG中含量發(fā)生顯著變化的揮發(fā)性物質(zhì)。

表4 主成分特征根和貢獻(xiàn)率Table 4 Principal component characteristic root and contribution rate

圖9 樣品中揮發(fā)性物質(zhì)的載荷分析圖Fig.9 Looding plot of volatile substances in samples

樣品得分如圖10,FG、UG、UBG位于圖中3個(gè)象限,表明它們之間有較大差異。UG及FG位于PC1中正半軸,在PC1中兩者間差異不大;UBG位于PC1中負(fù)半軸,與UG、FG間有顯著差異,具體體現(xiàn)在硫醚類、其他硫化合物、酸類及烷類揮發(fā)性物質(zhì)的不同。在PC2中,UG與UBG位于正半軸,兩者間差異體現(xiàn)在噻吩類揮發(fā)性物質(zhì)的不同;FG位于負(fù)半軸,與UBG的差異體現(xiàn)在酯類揮發(fā)性物質(zhì)的不同,與UG的差異體現(xiàn)在噻吩類揮發(fā)性物質(zhì)的不同。

圖10 樣品的得分圖Fig.10 Scoring plot of samples

具體看,UBG中,硫醚類占主導(dǎo),相對(duì)含量最高的為二烯丙基硫醚(43.44%),較FG有極顯著增加;相對(duì)含量次高的為二烯丙基二硫醚(26.89%),較FG有明顯下降;其余硫醚類相對(duì)含量均較FG有明顯降低。FG中3-乙烯基-4-烯-1,2-環(huán)己硫醚、二戊基二硫醚、3-乙烯基-5-烯-1,2-環(huán)己硫醚、烯丙基甲基二硫醚均未在UBG中檢出,硫醚類物質(zhì)種類較鮮蒜時(shí)減少,推測(cè)高溫高濕發(fā)酵使FG中硫醚類化合物斷裂和重排,引起各組分間相對(duì)含量變化,使黑蒜產(chǎn)品刺激性氣味顯著降低。黑蒜中增加較多的還有具蒜香和肉香味的2-乙基-1,3-噻唑烷-4-羧酸鹽(9.63%)和1,3,5-三噻烷(5.66%),加上其他揮發(fā)性香氣物質(zhì),共同構(gòu)成了黑蒜特殊香氣。

2.4.2 揮發(fā)性物質(zhì)歸類及氣味貢獻(xiàn)值分析

經(jīng)對(duì)揮發(fā)性物質(zhì)氣味種類進(jìn)行歸類(圖11),與FG、UG相比,UBG中新產(chǎn)生出果香甜味及酒香味物質(zhì),味道較濃郁的洋蔥味與橡膠味的物質(zhì)種類減少,呈刺激辛辣味的物質(zhì)種類較FG與UG明顯減少。

圖11 揮發(fā)性物質(zhì)的氣味類型Fig.11 Odor types of volatile substances

查閱風(fēng)味成分氣味閾值并計(jì)算其氣味貢獻(xiàn)值(表5),顯示從鮮蒜到黑蒜產(chǎn)品,具有刺激蒜味和硫磺味的二烯丙基三硫醚氣味貢獻(xiàn)下降,而具有辛辣刺激蒜香味的二烯丙基二硫醚、具有蒜香味的二烯丙基硫醚、蒜香和碳烤香味的1,3-二噻烷和2-甲基-1,3-二噻烷氣味貢獻(xiàn)度增加,還增加了具有果香甜味的丁酸苯乙酯和2-乙酰基呋喃。這些變化使黑蒜產(chǎn)品蒜香味突出,刺激及辛辣味明顯降低,同時(shí)還有微弱的果香味、碳烤香味。

表5 主要揮發(fā)性物質(zhì)的氣味值及其風(fēng)味描述Table 5 Odor value and flavor description of main volatile substances in black garlic

3 結(jié)論

含水量是黑蒜質(zhì)感最重要指標(biāo),在相對(duì)濕度為90%條件下發(fā)酵蒜瓣含水量升高可導(dǎo)致大蒜發(fā)軟,部分軟爛,不宜作為發(fā)酵濕度條件。黑變是黑蒜最重要感官品質(zhì)指標(biāo),提高溫度可加快黑變,但高相對(duì)濕度為不利于黑變,結(jié)合蒜瓣感官色澤觀察,色值>70可判斷發(fā)酵黑變完成。

滋味成分分析顯示,延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間和提高發(fā)酵溫度均可提高黑蒜產(chǎn)品酸味感并降低甜鮮味感和辛辣刺激的苦味感。經(jīng)模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)得到優(yōu)化后的發(fā)酵工藝:相對(duì)濕度為70%,75 ℃下發(fā)酵9 d。以鮮蒜和超聲預(yù)處理蒜瓣為對(duì)照,研究該最佳工藝發(fā)酵黑蒜揮發(fā)性風(fēng)味品質(zhì)特點(diǎn),顯示鮮蒜和蒜瓣以具有辛辣蒜味的硫醚類為主,制備成黑蒜后,具有辛辣刺激蒜味的二烯丙基二硫醚占比下降,具有蒜香味的二烯丙基硫醚增加,具有洋蔥和碳烤風(fēng)味的噻烷類增加,還產(chǎn)生了具有蒜香和肉香味的2-乙基-1,3-噻唑烷-4-羧酸鹽。主成分分析和氣味貢獻(xiàn)值分析進(jìn)一步確定了黑蒜產(chǎn)品特征香氣為蒜香味,有碳烤和肉香味和微弱的果香味。