芒果餡料發酵工藝優化及其對芒果發酵餡料品質的影響

杜方敏 ，張誠，劉亞深，黃少杰，杜冰，方嘉沁

1. 廣州酒家集團利口福食品有限公司（廣州 511442）；2. 廣州市廣式焙烤食品加工工程技術研究開發中心（廣州511442）；3. 廣州酒家集團糧豐園（茂名）食品有限公司（茂名 525000）；4. 華南農業大學食品學院（廣州 510642）

芒果（Mangifera indicaL.）作為一種著名的熱帶水果作物之一，其營養價值很高，成熟的芒果富含維生素、酚類化合物、糖類等物質，并且具有多種香氣物質[1]，因其果肉細膩、風味獨特、汁液豐富，深受人們的喜愛，在全球范圍內被廣泛食用和加工，具有很高的商業價值[2]。我國是世界芒果主要生產國之一，主要種植于海南、廣東、廣西、福建等南部沿海地區[3]，盡管我國的芒果種植面積和產量不斷增加，但我國的芒果加工產業水平不高，芒果的深加工產品較少，少量鮮果會制成原漿、果汁、果脯、果酒[4-5]，但絕大部分的芒果還是以鮮果銷售為主。

近年來，在芒果餡料研究方面，芒果發酵餡料的研究報道與新鮮芒果餡料相比明顯較少，而與此同時，果蔬益生菌發酵技術備受研究人員的關注，逐漸成為熱點[6]，這種技術主要是通過益生菌發酵果蔬，發酵后的果蔬不僅在風味與口感上得到明顯改善，還能在原本的營養價值基礎上提高果蔬的保健功效[7-8]。試驗利用乳酸菌發酵芒果果肉，以發酵芒果的pH和總酸含量為指標，探究最佳的芒果發酵工藝，在此基礎上測定發酵后芒果理化指標與風味物質的變化情況，以期為芒果發酵制品的開發和研究提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮海南金輝芒（廣州市天河區五山超市）；乳酸芽孢桿菌（Bacillussp.）DU-106和植物乳桿菌（菌粉濃度1012CFU/g、華南農業大學新資源與功能性原料研究及評價中心鑒定及保藏）。

蘆丁、沒食子酸、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、α-酮戊二酸、酒石酸、奎寧酸（均為標準品，上海源葉生物科技有限公司）；其他試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

PHs-3C型pH計（上海精密科學儀器有限公司）；UV-1100型紫外分光光度計（上海美譜達儀器有限公司）；DHP600型電熱恒溫培養箱（北京市永光明醫療儀器廠）；Agilent 1260型高效液相色譜儀（美國Agilent公司）；QP2010 Ultra型氣相色譜-質譜聯用儀（日本島津公司）。

1.3 方法

1.3.1 芒果發酵工藝優化單因素試驗

1.3.1.1 菌種添加比例對芒果總酸含量的影響

芒果發酵料液比1∶2.5（g/mL），白砂糖添加量3%，抗壞血酸添加量0.1%，調配完成后進行滅菌處理，冷卻后按照植物乳桿菌∶DU-106=1∶0，1∶1，1∶5，1∶10和0∶1的菌種比例，接種量0.1%，置于28 ℃培養箱中發酵，每隔24 h測定pH和總酸含量。

1.3.1.2 料液比對芒果總酸含量的影響

在調配原料時，將發酵料液比設置為1∶2.0，1∶2.5，1∶3.0，1∶3.5和1∶4.0（g/mL），白砂糖添加量3 g，抗壞血酸添加量0.1%，完成后進行滅菌，冷卻后接種復合菌種（植物乳桿菌∶DU-106=1∶10），接種量0.1%，置于28 ℃培養箱中發酵，每隔24 h測定pH和總酸含量。

1.3.1.3 糖添加量對芒果總酸含量的影響

在調配原料時，分別將白砂糖添加量設為1%，2%，3%，4%和5%，發酵料液比1∶2.5（g/mL），抗壞血酸0.1%，完成后進行滅菌，冷卻后接種復合菌種（植物乳桿菌∶DU-106=1∶10），接種量0.1%，置于28 ℃培養箱中發酵，每隔24 h測定pH和總酸含量。

1.3.2 發酵前后芒果理化性質研究

1.3.2.1 樣品的制備

挑選新鮮芒果，去皮、去核、切塊。芒果發酵料液比1∶2.5（g/mL），白砂糖和抗壞血酸添加量分別為3%和0.1 g，完成后進行滅菌，冷卻至室溫，接種活化后的復合菌種（植物乳桿菌∶DU-106=1∶10），接種量0.1%，28 ℃恒溫發酵。分別測定滅菌后和發酵7 d后芒果相關的理化指標。

1.3.2.2 pH的測定

利用pH計直接測定。

1.3.2.3 酸度的測定

按照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》酸堿滴定法測定樣品的總酸含量（以蘋果酸計，g/kg）。

1.3.2.4 黃酮含量的測定

參考肖學明等[9]的方法并稍作改進，測定芒果中黃酮含量，以蘆丁標準溶液濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，得到標準曲線方程y=1.280 8x-0.002 4，R2=0.999 7，說明線性關系良好。

1.3.2.5 多酚含量的測定

參考楊鄭州等[10]的方法，采用福林酚法測定芒果中的多酚含量，以沒食子酸標準溶液濃度為橫坐標，吸光度為縱坐標，得到標準曲線方程y=35.834x-0.015 4，R2=0.999 1，說明線性關系良好。

1.3.2.6 還原糖的測定

芒果中還原糖參考GB 5009.7—2016《食品中還原糖的測定》進行測定。

1.3.2.7 有機酸的測定

參考GB 5009.157—2016《食品中有機酸的測定》進行測定。根據保留時間及峰面積分別定性及定量，對照標準工作曲線計算出物質含量。

1.3.3 風味物質的測定

參照劉華南等[11]的方法并略作改進，利用氣相色譜-質譜聯用技術（GC-MS）測定芒果發酵前后的揮發性成分。利用數據庫檢索分析氣相質譜數據，得出風味物質的種類及相對含量。

1.4 數據處理

樣品均3次平行測定，取其平均值，采用Excel 2010、Origin 8.6作圖。

2 結果與分析

2.1 芒果發酵工藝優化單因素試驗結果

2.1.1 菌種添加比例對芒果酸度的影響

由圖1（a）可以看出，在發酵初期，芒果中的H+濃度增加，使得芒果pH快速下降，但在發酵后期，各組的芒果pH變化較小，終點均在pH 2.4左右；由圖1（b）可以看出，發酵初期芒果的總酸含量有所減少，推測原因是乳酸菌的生長代謝停滯而不產酸[12]，但隨著發酵的進行，乳酸菌代謝產酸，酸類物質不斷生成積累，總酸含量逐漸增加，因此可以判定植物乳桿菌∶DU-106=1∶10的復合菌種比例產酸最佳。

圖1 乳酸菌菌種添加比例對芒果酸度的影響

2.1.2 發酵料液比對芒果酸度的影響

芒果的料液比大小與發酵液中營養物質和乳酸菌數量相關[2]。根據圖2（a）可知，不同料液比的組別中pH變化相差不大，且發酵終點的pH也較為接近；從圖2（b）可以看出，隨著乳酸菌發酵的進行，各組別芒果中總酸含量逐漸增加，料液比1∶2.5（g/mL）的芒果中生成的總酸含量最多，因此可得出最佳料液比為1∶2.5（g/mL）。

圖2 發酵料液比對芒果酸度的影響

2.1.3 糖添加量對芒果酸度的影響

乳酸菌的正常發酵代謝離不開糖類物質。由圖3可知，在所設置的糖添加梯度中，糖添加量3%，4%和5%的發酵芒果中總酸含量較為相近且均大于糖添加量1%和2%的芒果組別，因此結合成本和口感風味考慮，最佳糖添加量為3%。

圖3 糖添加量對芒果酸度的影響

2.2 芒果發酵前后理化性質的比較研究

2.2.1 芒果發酵前后黃酮、多酚、還原糖、總酸、pH的變化

黃酮和多酚兩種物質廣泛存在于自然界中，兩者都具有抗氧化的功效[13-14]，并且有報道指出多酚對多種慢性疾病具有預防作用[15-16]。由表1可知，芒果經過復合乳酸菌發酵后，其黃酮含量略有減少，而多酚含量大量增加，達7.34±1.12 mg/g，還原糖含量從3.72±0.20 g/100 g減少到1.16±0.04 g/100 g，其作為乳酸菌發酵的碳源，在乳酸菌的利用代謝下生成酸，使得芒果中的總酸含量大量增加，pH從4.36±0.05降低到2.68±0.03。

2.2.2 芒果發酵前后有機酸含量的變化

利用高效液相色譜法對芒果發酵前后的有機酸進行測定，檢測得到樣品中主要有機酸為蘋果酸、乳酸、α-酮戊二酸、檸檬酸、酒石酸及奎寧酸。其發酵前后的含量變化如表2所示。

表2 芒果發酵前后有機酸含量的變化

乳酸菌利用糖類物質為原料，通過發酵代謝，能產生大量有機酸。發酵后乳酸含量明顯增加，此結果與李嘯[17]所報道的乳酸為乳酸菌發酵生成的主要有機酸這一結果一致；奎寧酸含量也從發酵前的8.0 mg/kg增加到發酵后的155.8 mg/kg，奎寧酸的生成有利于提高芒果的抗氧化活性[18]；而蘋果酸的含量從38.8 mg/kg減少到15.3 mg/kg，推測其原因是發酵過程中，蘋果酸在乳酸菌蘋果乳酸酶的作用下發生脫羧反應[19]，生成乳酸和CO2；有研究表明，檸檬酸對風味物質的產生具有重要作用，乳酸菌在發酵過程中能直接分解檸檬酸，從而形成風味物質和短鏈脂肪酸[20]，因此發酵結束后檸檬酸含量明顯降低。

芒果中的有機酸總量經發酵后顯著增加，其不僅能降低人體腸道的pH，抑制有害菌的正常生理活動，還能有效促進人體對多種無機物的吸收利用[2]。

2.3 芒果發酵前后風味物質的變化

利用氣相色譜-質譜聯用技術測定芒果發酵前后的揮發性物質，結果見表3。在發酵前的芒果中，檢測出25種香氣物質，萜烯類物質有15種（58.44%）、醛類物質有3種（1 1.3 7%）、酯類物質有3種（12.81%）、酮類物質有3種（14.89%）、其他類物質有1種（2.50%）；經乳酸發酵后，芒果的香氣成分種類和含量都有明顯變化，檢測出18種化合物，萜烯類有11種、醛類物質有2種、酯類物質有1種、酮類物質有3種、其他類物質有1種，其中發酵后的萜烯類物質、醛類物質和酯類物質的種類和相對含量均有所減少，其相對含量分別減少2.21%，2.74%和6.52%；而發酵后酮類物質有明顯增多，其含量增加9.38%；其他類物質含量也有所增加。

表3 芒果發酵前后揮發性化合物的變化

在芒果果肉的發酵前后，萜烯類物質始終是芒果香氣成分中種類最多且含量最高的一類物質[21-22]，多種萜烯類物質具有刺激性風味[23]，而經發酵后，萜烯類物質含量下降，推測原因是該物質在發酵過程中發生了氧化反應，從而降解生成酮類等其他物質[24]；酮類物質具有持久的花果香氣[2]，發酵后芒果中的酮類物質含量從14.89%增加到24.27%，對芒果的風味有明顯的加強作用；酯類物質具有怡人的芳香氣味和果香，是發酵產品中重要的香氣成分[25]，芒果果肉發酵后主要的酯類物質為2-甲氨基苯甲酸甲酯。經發酵，芒果中的揮發性成分發生變化，產生少量新的萜烯類、酮類和其他類物質，使得發酵后的芒果風味更佳豐富，具有微弱的花果香氣味。

3 結論

通過單因素試驗，優化得出芒果的最佳工藝條件：白砂糖添加量3%、料液比1∶2.5（g/mL）、復合菌種植物乳桿菌和乳酸芽孢桿菌接種比例1∶10。在最佳發酵工藝條件下，經乳酸菌發酵后的芒果酸度明顯增大，黃酮含量略有減少，而多酚含量明顯上升，有機酸總含量顯著增加；乳酸菌發酵后的芒果香氣成分種類和含量均有變化，少量的萜烯類、酮類和其他類物質生味生成，使芒果的氣味更加平和。試驗結果為芒果發酵餡料制品的開發、研究及其在食品工業的應用提供理論依據。