鼠李糖乳桿菌發(fā)酵制備低糖黑蒜脯的工藝研究

李 超

(徐州工程學(xué)院，江蘇 徐州 221018)

鼠李糖乳桿菌發(fā)酵制備低糖黑蒜脯的工藝研究

李 超

(徐州工程學(xué)院，江蘇 徐州 221018)

采用單因素和Box-Behnken試驗(yàn)對(duì)鼠李糖乳桿菌發(fā)酵制備低糖黑蒜脯的工藝進(jìn)行優(yōu)化.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鼠李糖乳桿菌發(fā)酵制備低糖黑蒜脯的最佳工藝參數(shù)為發(fā)酵時(shí)間5.9 h、浸糖時(shí)間30.9 min和浸糖溫度34.8 ℃，此時(shí)感官得分達(dá)最大值96.2.鼠李糖乳桿菌發(fā)酵制備黑蒜脯是一種良好的加工技術(shù)，它不僅保存了黑蒜的營養(yǎng)成分，而且增加了乳酸對(duì)人體所具有的保健功能.

鼠李糖乳桿菌；發(fā)酵；低糖；黑蒜；果脯

黑蒜是由新鮮大蒜在高溫高濕條件下發(fā)酵若干月制備而成的，富含糖、蛋白質(zhì)、氨基酸及肽類等營養(yǎng)成分[1-3]，具有抗氧化、抗衰老、降血糖、降血脂及殺菌等功效[4-10].鼠李糖乳桿菌(Lactobacillusrhamnosus)是研究最多的一種益生菌，腸道黏著率高，定植能力強(qiáng)，屬于第3代益生菌，具有增強(qiáng)免疫力、預(yù)防和輔助治療腹瀉、降低膽固醇及排毒等功效[11-14].本文以黑蒜為原料，對(duì)鼠李糖乳桿菌發(fā)酵制備低糖黑蒜脯的工藝進(jìn)行優(yōu)化，以求為其開發(fā)利用提供技術(shù)參考.

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黑蒜、白砂糖，市售；檸檬酸，山東檸檬生化有限公司；氯化鈣，西隴化工有限公司；鼠李糖乳桿菌，仙農(nóng)生物科技(上海)有限公司.

1.2 儀器

BGZ-76型電熱鼓風(fēng)干燥箱，鄭州南北儀器設(shè)備有限公司；FA2104N型電子天平，上海雙旭電子有限公司.

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

黑蒜→接種→發(fā)酵→加熱浸糖→室溫浸糖→瀝糖→烘干→包裝→成品.

1.3.2 操作要點(diǎn)

1)接種：將黑蒜投入到一定接種量的乳酸菌發(fā)酵劑中浸泡.

2)發(fā)酵：按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在干燥箱中恒溫發(fā)酵.

3)加熱浸糖：按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在干燥箱中加熱浸糖.

4)室溫浸糖：從干燥箱中取出，室溫浸糖6 h.

5)烘干：在60 ℃條件下熱風(fēng)干燥至表面干爽不黏.

6)包裝：將烘干的產(chǎn)品冷卻后用真空包裝機(jī)盡快包裝即為成品.

1.3.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

首先選取接種量、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、浸糖時(shí)間和浸糖溫度為影響因素進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)；然后在單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，選取發(fā)酵時(shí)間、浸糖時(shí)間和浸糖溫度對(duì)感官得分影響顯著的3個(gè)因素進(jìn)行Box-Behnken試驗(yàn)優(yōu)化，因素水平表見表1.

表1 因素水平表

采用最小二乘法擬合方程為：

式中：y為感官得分；x1、x2和x3為自變量；β0為常數(shù)項(xiàng)；β1、β2和β3為線性系數(shù)；β12、β13和β23為交互項(xiàng)系數(shù)；β11、β22和β33為二次項(xiàng)系數(shù).

1.3.4 指標(biāo)測(cè)定

水分檢測(cè)按GB5009.3—2010標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[15]，總糖檢測(cè)按GB/T10782—2006標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[16]，菌落總數(shù)檢測(cè)按GB4789.2—2010標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[17]，大腸桿菌數(shù)檢測(cè)按GB4789.3—2010標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行[18].

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 鼠李糖乳桿菌接種量的確定

鼠李糖乳桿菌接種量的確定見表2.由表2可知,隨著鼠李糖乳桿菌接種量的增加，感官得分先遞增后遞減.當(dāng)鼠李糖乳桿菌接種量過低時(shí)，色澤黯淡，透明度差；當(dāng)鼠李糖乳桿菌接種量過高時(shí)，酸味過濃；當(dāng)鼠李糖乳桿菌接種量為2.5%時(shí)，產(chǎn)品均勻一致、有光澤、有透明感，塊型完整，顆粒飽滿，酸甜適中，質(zhì)地軟硬適中，感官得分達(dá)到最大值93.2.故選擇鼠李糖乳桿菌接種量為2.5%.

表2 鼠李糖乳桿菌接種量的確定

2.1.2 發(fā)酵溫度的確定

發(fā)酵溫度的確定見表3.由表3可知，隨著發(fā)酵溫度的增加，感官得分先遞增后遞減.當(dāng)發(fā)酵溫度過低時(shí)，色澤較差，透明度較差；當(dāng)發(fā)酵溫度過高時(shí)，光澤較差，淡甜味；當(dāng)發(fā)酵溫度為40 ℃時(shí)，產(chǎn)品均勻一致，有光澤、有透明感，塊型完整，顆粒飽滿，無破裂，酸甜適中，質(zhì)地軟硬適中，感官得分達(dá)到最大值96.0.故選擇發(fā)酵溫度為40 ℃.

表3 發(fā)酵溫度的確定

2.1.3 發(fā)酵時(shí)間的確定

發(fā)酵時(shí)間的確定見表4.由表4可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，感官得分先遞增后遞減.當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過短時(shí)，色澤較差，透明度較差；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間過長時(shí)，偏酸味；當(dāng)發(fā)酵時(shí)間為6 h時(shí)，產(chǎn)品均勻一致，有光澤、有透明感，塊型完整，顆粒飽滿，無破裂，酸甜適中，質(zhì)地軟硬適中，感官得分達(dá)到最大值96.0.故選擇發(fā)酵時(shí)間為6 h.

表4 發(fā)酵時(shí)間的確定

2.1.4 糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的確定

糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的確定見表5.由表5可知，隨著糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，感官得分先遞增后遞減.當(dāng)糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過低時(shí)，只有淡甜味；糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時(shí)，透明度差，干縮、返砂且甜味過濃；當(dāng)糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，產(chǎn)品均勻一致，有光澤、有透明感，塊型完整，顆粒飽滿，無破裂，酸甜適中，質(zhì)地軟硬適中，感官得分達(dá)到最大值96.0.故選擇糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%.

表5 糖液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的確定

2.1.5 浸糖時(shí)間的確定

浸糖時(shí)間的確定見表6.由表6可知，隨著浸糖時(shí)間的增加，感官得分先遞增后遞減.當(dāng)浸糖時(shí)間過短時(shí)，稍微透明，只有淡甜味；當(dāng)浸糖時(shí)間過長時(shí)，色澤黯淡、透明度差，干縮、返砂且甜味過濃；當(dāng)浸糖時(shí)間為30 min時(shí)，產(chǎn)品均勻一致，有光澤、有透明感，塊型完整，顆粒飽滿，無破裂，酸甜適中，質(zhì)地軟硬適中，感官得分達(dá)到最大值96.0.故選擇浸糖時(shí)間為30 min.

表6 浸糖時(shí)間的確定

2.1.6 浸糖溫度的確定

浸糖溫度的確定見表7.由表7可知，隨著浸糖溫度的增加，感官得分先遞增后遞減.當(dāng)浸糖溫度過低時(shí)，色澤黯淡，透明度較差；當(dāng)浸糖溫度過高時(shí)，色澤黯淡，透明度差，甜味較濃；當(dāng)浸糖溫度為35 ℃時(shí)，產(chǎn)品均勻一致，有光澤、有透明感，塊型完整，顆粒飽滿，無破裂，酸甜適中，質(zhì)地軟硬適中，感官得分達(dá)到最大值96.0.故選擇浸糖溫度為35 ℃.

表7 浸糖溫度的確定

2.2 Box-Behnken試驗(yàn)

2.2.1 模型建立及顯著性檢驗(yàn)

表8 Box-Behnken試驗(yàn)結(jié)果

方差分析結(jié)果見表9.

表9 方差分析結(jié)果

注：*表示P<0.05;**表示P<0.01.

2.2.2 響應(yīng)曲面分析與優(yōu)化

依據(jù)回歸方程，作響應(yīng)曲面圖，見圖1～圖3.比較3組響應(yīng)面圖并結(jié)合表9中P值可知，模型的一次項(xiàng)都顯著；交互項(xiàng)和二次項(xiàng)極顯著.對(duì)所得到的方程逐步回歸，刪除不顯著項(xiàng)，再求一階偏導(dǎo)，并令其為0，得最佳工藝參數(shù)為發(fā)酵時(shí)間5.9 h、浸糖時(shí)間30.9 min和浸糖溫度34.8 ℃，此時(shí)感官得分達(dá)最大值95.8，經(jīng)3次驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，實(shí)測(cè)值96.2.

圖1 發(fā)酵時(shí)間和浸糖時(shí)間相互作用響應(yīng)面

圖2 發(fā)酵時(shí)間和浸糖溫度相互作用響應(yīng)面

圖3 浸糖時(shí)間和浸糖溫度相互作用響應(yīng)面

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)

1)感官指標(biāo)：均勻一致，有光澤、有透明感，塊型完整，顆粒飽滿，無破裂，酸甜適中，質(zhì)地軟硬適中.

2)理化指標(biāo)：水分16%～22%，總糖(以轉(zhuǎn)化糖計(jì))≤40%.

3)微生物指標(biāo)：菌落總數(shù)≤500 CFU/g，大腸菌群≤30 MPN/100 g，致病菌不得檢出.

3 結(jié)論

鼠李糖乳桿菌發(fā)酵制備低糖黑蒜脯的最佳工藝參數(shù)為：發(fā)酵時(shí)間5.9 h，浸糖時(shí)間30.9 min，浸糖溫度34.8 ℃，此時(shí)感官得分達(dá)最大值96.2；采用鼠李糖乳桿菌發(fā)酵制備黑蒜脯是一種良好的加工技術(shù)，它不僅保存了黑蒜的營養(yǎng)成分，而且增加了乳酸對(duì)人體所具有的保健功能，是一項(xiàng)具有廣闊應(yīng)用前景的加工技術(shù).

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(編輯 武 峰)

Preparation of Low-sugar Black Garlic Fruit UsingLactobacillusrhamnosus

LI Chao

(Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221018, China)

The preparation of low-sugar black garlic fruit usingLactobacillusrhamnosuswas optimized by the technology of single factor test and Box-Behnken test in the paper.The results show that the optimal parameters for preparing low-sugar black garlic fruit usingLactobacillusrhamnosuswere fermentation time 5.9 h,sugar soaking time 30.9 min and sugar soaking temperature of 34.8 ℃.Under the optimum conditions,the sensory score reached the maximum value 96.2.The preparation of low-sugar black garlic fruit usingLactobacillusrhamnosusis a good processing technology.It not only preserved the nutritional components of black garlic,but also increased the health care function of lactic acid to the human body.

Lactobacillusrhamnosus;fermentation;low-sugar;black garlic;preserved fruit

2016-08-17

國家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2014GA690101，2014GA90103)；國家科技富民強(qiáng)縣專項(xiàng)行動(dòng)計(jì)劃項(xiàng)目(BN2012102)；徐州市科技計(jì)劃項(xiàng)目(KC15N0019)；徐州工程學(xué)院青年項(xiàng)目(XKY2014321)

李 超(1978-)，男，副教授，博士，主要從事天然產(chǎn)物化學(xué)與食品加工研究.

TS255.41

A

1674-358X(2016)04-0037-07