巫山紫红天蒜制备蒜醋工艺优化及品质特性研究

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大蒜为药食两用资源,除了具有较好的食疗保健作用外,也是重要的调味料,而被广泛使用。但大蒜季节性强、贮藏期短,加上大蒜辛辣并带有特殊的气味,部分人群难以接受;因此,通过深加工制备的糖蒜、腊八蒜、脱水蒜粉和蒜泥等深受喜爱,新近大蒜深加工产品研究热点还有发酵黑蒜,这些大蒜深加工产品拓展了大蒜的产业链、丰富了大蒜的加工利用途径。考虑大蒜是重要的厨房用调味原料,为此,我们拟采用大蒜为原料,通过酶解、酵母菌生长实验、酒精发酵和醋酸发酵等工艺优化,系统研究蒜醋酿造关键工艺及相关品质特性,制备兼具大蒜和醋的风味的发酵大蒜醋,为大蒜的深加工利用提供新的思路。主要研究结果如下:(1)大蒜汁酶解工艺:以巫山紫红天蒜为原料,考察果胶酶和纤维素酶的酶用量、酶解p H、酶解温度和酶解时间等因素对大蒜酶解的影响。通过单因素试验和正交试验,确定果胶酶和纤维素酶的添加量分别为0.2%(w/w)和0.1%(w/w),酶解p H4.0,40℃酶解2.5 h,在该条件下得到出汁率为(82.3±0.71)%,还原糖含量为(4.35±0.05)mg/m L的大蒜汁。酶解后大蒜汁的出汁率和还原糖含量均有所提高,为大蒜酒醋的酿造提供了基本条件。(2)酵母菌生长试验:为降低大蒜汁的抑菌性,满足酒精发酵中酵母菌的生长需要,以高温处理酶解后的大蒜汁,加入酵母菌培养基做生长试验,正交试验确定大蒜汁高温处理优化工艺条件为处理温度为90℃,处理时间为40 min,料液比为1:6,处理后在酵母菌培养基上的酵母菌菌落数和高温处理大蒜汁的大蒜素含量分别为(170±2.0)cfu/m L、(0.060±0.26)mmol/g。此处理条件既能有效降低大蒜汁的抑菌性,保证酵母菌正常生长又可保留大蒜汁的风味,为后续酒精发酵提供了条件。(3)大蒜汁酒精发酵工艺:选择四种酵母(RW、GJ、SY、BV),以发酵后的酒精度、总酯含量等指标综合考虑,选择BV作为大蒜汁酒精发酵的最佳酵母菌种,并根据酒精度随发酵时间的变化确定酒精发酵时间为96 h。考虑到经过稀释处理的大蒜汁中营养物质的减少,添加6%(w/w)马铃薯作为氮源进行辅助酒精发酵。以发酵液的酒精度、总酸、总酯等为评价指标,以酵母接种量、初始糖度、发酵温度、初始p H为考察因素,通过单因素试验确定各因素的范围,在确定初始糖度为14%的基础上进行响应面优化试验,以酒精度和总酯含量为响应值,优化分析确定酒精发酵最佳条件:发酵温度24℃,酵母接种量0.10%,发酵p H4.50,制得酒精度为10.1%,总酯含量为1.502 g/L的大蒜醋醋基。(4)醋酸发酵及澄清工艺:以最佳酒精发酵工艺得到的大蒜酒为原料进行醋酸发酵。试验以发酵液的总酸、氨基酸态氮等为主要评价指标并结合感官评价,通过单因素试验确定发酵液酒精度、醋酸菌接种量、发酵温度、摇床转速等因素的范围;以总酸和总酯为响应值,通过响应面优化确定醋酸发酵工艺最佳条件为发酵温度32℃,醋酸菌接种量10%,转速110r/min,得到总酸为5.25 g/L,总酯为5.32 g/L的大蒜醋V。比较壳聚糖、硅藻土、CMC、皂土、明胶这五种澄清剂对大蒜醋的澄清效果,结果显示壳聚糖对大蒜醋的澄清效果最佳,添加量1.0 g/L时大蒜醋的透光率T达到89.40%。分析大蒜发酵醋醋酸含量不高可能与三个因素有关:一是发酵过程中的过氧化反应,二是菌种自身发酵性能,三是大蒜本身抑菌特性等,具体影响原因机制有待研究。(5)大蒜醋饮料和大蒜甜醋产品配制试验:以发酵大蒜醋为原料,以醋中醋酸含量范围相关标准为基础,采用模糊感官评价法优选出大蒜醋饮料V1和大蒜甜醋V2的最佳配制比例,大蒜饮料醋配制比例:柠檬酸添加量0.6%,白砂糖添加量2.0%,大蒜原醋添加量97.4%;大蒜甜醋配制比例:市售恒顺9°米醋添加量34%,大蒜原醋添加量66%。(6)大蒜醋产品品质特点分析及质量标准建立对大蒜原醋、大蒜醋饮料和大蒜甜醋三种大蒜醋产品分析比较品质特点并建立质量标准。基本理化指标方面:大蒜原醋和大蒜醋饮料中还原糖含量达到0.717 mg/m L和0.226mg/m L,醋体酸甜口感适中,大蒜甜醋总酸含量3.310 g/100m L,可做调味醋。大蒜特征物质总硫代亚磺酸酯经发酵后仍达0.055 mmol/g。有机酸方面:对大蒜醋产品进行有机酸分析发现大蒜原醋中各有机酸的味觉强度TAV占其总酸味强度比的大小顺序为乳酸(56.08%)、乙酸(34.13%)、琥珀酸(6.93%)、柠檬酸(1.78%)、苹果酸(0.67%)、酒石酸(0.28%)、草酸(0.13%),大蒜原醋的主要特征有机酸为乳酸和乙酸,对大蒜醋的风味贡献最大。挥发性风味物质方面:采用HS-SPME-GC-MS分离鉴定了大蒜醋产品及鲜蒜中的挥发性风味物质,大蒜原醋、大蒜醋饮料、大蒜甜醋挥发性风味物质分别有81、73、45种,酯类、酸类、醇类和硫化物是影响大蒜醋产品风味的重要物质,其中特征性风味物质分别有7种、8种、8种,大蒜原醋的特征风味物质有乙酸异戊酯、正己酸乙酯、辛酸乙酯、苯乙醇、乙酸己酯、2-甲基丁酸乙酯、正己醇。对大蒜醋产品特征风味物质进行剖面分析可知,白兰地酒香和瓜果清香是大蒜醋的主要特征风味,同时有蜂蜜甜香等味道的辅助,构成了蒜醋独特的风味特征。蒜醋产品中含量较稀少挥发性成分有17种,虽然不能决定蒜醋主体风味,但是仍对蒜醋整体风味具有辅助贡献。对挥发性含硫化合物分析研究可知,鲜蒜中检测出19种含硫化合物,其中含量最高的是二烯丙基三硫醚,发酵后的大蒜醋含硫化合物种类和含量都发生较大变化,大蒜原醋中含硫化合物减少到11种,在发酵过程中经过粉碎、高温、稀释及微生物作用,不稳定的含硫化合物发生降解和挥发,但3,4-二甲基噻吩和硫化丙烯在发酵后含量增加,赋予了大蒜醋独特的淡蒜香气。大蒜醋饮料感官品质:淡黄色有光泽;酸甜适宜,丰满醇厚;蒜香醋香协调,无不良气味;产品均匀澄清,无肉眼可见的杂质。理化指标:总酸(以乙酸计)5.25 g/L,可溶性固形物8.2%。细菌总数<30 cfu/m L,大肠菌群和致病菌未检出。本试验酿造配制的大蒜醋饮料的各项指标符合NYT 2987-2016《绿色食品果醋饮料》和SBT10337-2012《配制食醋》标准的要求,可以作为一种醋饮料应用于果蔬醋行业。大蒜甜醋感官品质:淡黄色有光泽;酸甜适宜,丰满醇厚;蒜香醋香协调,无不良气味;产品均匀澄清,无肉眼可见的杂质。理化指标:总酸(以乙酸计)33.1 g/L,可溶性固形物7.3%。细菌总数<20 cfu/m L,大肠菌群和致病菌未检出。本试验酿造配制的大蒜甜醋的各项指标符合SBT10337-2012《配制食醋》和GB2719-2003《食醋卫生标准》的要求,可以作为一种调味醋应用于调味品行业。
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