不同发酵时期对黑蒜调味粉品质的影响

王帅 武帅兵 贺羽

DOI：10.3969/j.issn.1000-9973.2024.03.014

引文格式：王帥，武帅兵，贺羽.不同发酵时期对黑蒜调味粉品质的影响[J].中国调味品，2024，49（3）：87-91.

WANG S， WU S B， HE Y. Effect of different fermentation periods on quality of black garlic seasoning powder[J].China Condiment，2024，49（3）：87-91.

摘要：黑蒜富含微量元素与营养物质，作为一种食品或保健品在市面上流行。黑蒜的品质也引起了人们的广泛关注。普通黑蒜是用新鲜完整的带皮生蒜在高温高湿的发酵箱中自然发酵90～120 d后制成的。然而生蒜是如何在发酵过程中逐渐变黑、黑蒜与生蒜极大的口感差别以及两者营养价值的变化基于什么成为人们疑惑的问题。该研究选取品相完好的紫皮独头蒜，在专业的黑蒜发酵锅中发酵10 d，获得发酵成功的黑蒜，并在发酵过程中对不同发酵时期的黑蒜进行质构测定，经过干燥破碎，制成调味蒜粉，并对其中的还原糖含量、总酸含量、总酚含量、水分含量、粗脂肪含量、蛋白质含量进行测定，由此探寻蒜在发酵过程中产生的变化，从而对不同发酵时期黑蒜调味粉的品质进行综合评价。该研究可拓展关于调味品发酵方面的知识，为提高新型功能性调味粉的营养价值提供更多的数据资源。

关键词：黑蒜；干燥破碎；调味粉；发酵时期；品质

中图分类号：TS255.3      文献标志码：A      文章编号：1000-9973（2024）03-0087-05

Effect of Different Fermentation Periods on Quality of Black Garlic Seasoning Powder

WANG Shuai1，2， WU Shuai-bing1， HE Yu1，2*

（1.College of Food and Biological Engineering， Xuzhou University of Technology， Xuzhou 221018，

China; 2.Key Construction Laboratory of Food Resources Development and Quality Safety

in Jiangsu Province， Xuzhou University of Technology， Xuzhou 221018， China）

Abstract： Black garlic is rich in trace elements and nutrients， and it is popular in the market as a food or health care product. The quality of black garlic has also attracted people's widespread attention. Ordinary black garlic is made by natural fermentation of fresh and whole raw garlic with skin in a high-temperature and high-humidity fermentation tank for 90～120 d. However， how raw garlic gradually darkens during the fermentation process， what is the basis for the great taste difference between black garlic and raw garlic and the change of the nutritional value of the two have become people's confusion. In this study， intact single-head garlic with purple skin is selected. It is fermented in a professional black garlic fermentation pot for 10 d to obtain successfully fermented black garlic. During the fermentation， the texture of black garlic at different fermentation periods is determined. After drying and crushing， black garlic seasoning powder is prepared. The content of reducing sugar， total acids， total phenols， moisture， crude fat and protein in it is determined， so as to explore the change of garlic during the fermentation and comprehensively evaluate the quality of black garlic seasoning powder at different fermentation periods. This research can expand the knowledge about the fermentation of seasonings， and provide more data resources for improving the nutritional value of new functional seasoning powder.

Key words： black garlic; drying and crushing; seasoning powder; fermentation period; quality

收稿日期：2023-11-01

基金项目：国家自然科学基金青年项目（32102121）；江苏省自然科学基金面上项目（BK20211051）；江苏省高等学校自然科学重大项目（21KJA550001，22KJA240003）；江苏省高校自然基金青年项目（BK20210078）；徐州市科技计划重点研发项目（KC21296，KC211124）

作者简介：王帅（1987—），男，河南安阳人，副教授，博士，研究方向：食品品质评价与调控。

*通信作者：贺羽（1986—），女，山东枣庄人，副教授，博士，研究方向：食品品质评价与调控。

黑蒜外观近似果脯，味道酸甜无刺激，而且食用后不会有生蒜食用后特有的气味，较软的黑蒜吃起来就像果冻一般，可作为点心或甜品端上人们的餐桌。黑蒜保留了生蒜中所蕴含的各类营养物质和功能，口感柔软而富有弹性，增大了人们对其的接受性[1]。其发酵方式与普遍的微生物发酵方式不同，是在高温高湿条件下破坏其自身固有的组织并使其理化性质也发生改变的一种独特的发酵方式[2]。普通品相上乘、表皮完好的新鲜生蒜在高温高湿的发酵环境下，其自身组织被破坏并发生一系列的酶促褐变与非酶促褐变，这种发酵方式与普遍的微生物直接发酵相比有着一些区别。在不断的发酵过程中，黑蒜内部产生了拟黑色素[3-4]，这是发酵过程中黑蒜内的羰氨反应以及美拉德反应等作用导致的，黑蒜具有代表性的独特品貌也由此形成。

随着人们生活水平的提高，人们的食品消费重心从普通的温饱方面向更深层次的食品保健方面转移，而对具有保健作用的调味品的需求更大。黑蒜作为一种营养丰富、保健功效显著的食品，受到人们的广泛关注，在我国也受到了许多消费者的青睐。以黑蒜干燥破碎后制得的黑蒜调味粉兼具保健和调味功能，是黑蒜深加工的新思路。本研究从不同发酵时期的黑蒜入手，测定其质构后进行干燥破碎，制得黑蒜调味粉，对其还原糖、总酸、总酚、粗脂肪、蛋白质、水分的含量进行测定，从而对其进行综合评价，为人们了解黑蒜、选择黑蒜、研究黑蒜调味粉提供更多的科学数据与实验依据。

1  材料和方法

1.1  材料和设备

本实验发酵所用紫皮独头蒜购自徐州开明市场。实验设备包括HJ-3型数显恒温磁力搅拌器、BM-400拍击式均质器、101-1ES数显鼓风干燥箱、FA2104N电子天平、TMS-Pro食品物性分析仪（质构仪）和KDA-04A凯氏定氮仪。

1.2  实验方法

1.2.1  质构的测定

对购得的紫皮独头蒜进行挑选，去除表皮不完整和有霉点的蒜，将剩下的蒜洗净、烘干后放入黑蒜箱中进行发酵，每3 d取一次蒜进行后续实验，共计12 d。0 d标记为A，后续记为B、C、D、E。选用圆柱形探头，测试模式为TPA（texture profile analysis），测定不同发酵时期蒜的硬度。

1.2.2  还原糖的测定

参考丘苑新等[3]的研究方法，并稍作改动。为提高样品黑蒜还原糖的提取率，利用45 ℃温度下的水浴锅辅助提取。将不同发酵时期的黑蒜样品真空冷冻干燥后进行破碎，过60目筛待用。称取5 g样品置于小烧杯中，加入50 mL水，于45 ℃水浴锅中微热溶解1 h，冷却至室温，抽滤收集滤液即为样品溶液。3次平行实验标定碱性酒石酸铜溶液并预测样品溶液。

精确滴定测定样品溶液。平行操作3次，取其平均值，样品中还原糖含量计算公式如下：

X=C×V1×Vm×V2×1 000×100%。

式中：X表示样品中还原糖含量（以葡萄糖计），%；C表示葡萄糖标准溶液的浓度，mg/mL；V1表示滴定10 mL碱性酒石酸铜溶液消耗的葡萄糖标准溶液的体积，mL；V2表示测定时消耗样品溶液的平均体积，mL；m表示样品质量，g；V表示样品定容体积，mL。

1.2.3  总酸的测定

参考王雅铮等[5]的研究方法，并稍作改动。取上述制得的黑蒜粉5 g，用蒸馏水转移到250 mL容量瓶中。于100 ℃水浴30 min，取出后冷却至室温，利用抽滤瓶进行抽滤，收集滤液待测。空白对照是用蒸馏水代替抽滤得到的滤液，利用酸碱滴定法，根据酸碱中和原理，用碱液滴定试液中的酸，以酚酞为指示剂确定滴定终点，按碱液的消耗量计算食品中的总酸含量。总酸含量以质量分数X计，以g/kg表示，计算公式如下：

X=c×K×Fm×（V1－V2）×1 000。

式中：c表示氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；V1表示滴定试液时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；V2表示空白实验时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；F表示试液的稀释倍数；m表示试样的取样量，g或mL；K表示酸的换算系数：苹果酸0.067；乙酸0.060；酒石酸0.075；柠檬酸0.064；柠檬酸（含一分子结晶水）0.070；乳酸0.090；盐酸0.036；磷酸0.049。

1.2.4  总酚的测定

参考牛雪[6]的研究方法，并稍作改动，将室温提取时间从120 min增加到150 min进行实验。取黑蒜粉5 g在室温下提取150 min，以3 500 r/min离心5 min，得到黑蒜提取液，待测。用洗耳球吸取0.5 mL黑蒜提取液置于50 mL三角瓶中，加蒸馏水至25 mL，轻轻晃动三角瓶使溶液混匀，然后加入0.2 mol/L的福林酚试剂5 mL和2.5%的Na2CO3溶液10 mL，用蒸餾水定容，将其放入50 ℃的水浴锅中反应20 min，反应结束后拿出三角瓶擦净瓶外水珠，冷却至室温后吸取适量反应后的样品溶液于760 nm处测定吸光度值，绘制没食子酸标准曲线。

1.2.5  水分的测定

参考于小禾等[7]的研究方法并稍作改动，利用直接干燥法测定黑蒜中的水分。前后两次称量所得的质量差不超过0.002 g，即可视为恒重，记录数据。样品中水分含量计算公式如下：

X=m1－m2m1－m3×100%。

式中：X表示样品中水分含量，%；m1表示称量瓶（或加海砂、玻棒）和样品的质量，g；m2表示称量瓶（或加海砂、玻棒）和样品干燥后的质量，g；m3表示称量瓶（或加海砂、玻棒）的质量，g。

1.2.6  蛋白质的测定

参考秦琳等[8]的实验方法，并稍作改动，使实验方法更贴近本研究所需，以确保黑蒜粉蛋白质的提取，利用凯氏定氮法计算不同发酵时期黑蒜粉中的蛋白质含量，公式如下：

X=（V1－V2）×N×0.014m×10100×F×100。

式中：X表示样品中蛋白质的含量，g；V1表示样品消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积，mL；V2表示试剂空白消耗硫酸或盐酸标准溶液的体积，mL；N表示硫酸或盐酸标准溶液的当量浓度；m表示样品的质量（体积），g（mL）；F表示氮换算成蛋白质的系数。

蛋白质中的氮含量一般为15%～17.6%，按16%计算，乘以6.25即为蛋白质含量，乳制品系数为6.38，面粉系数为5.70，玉米、高粱系数为6.24，花生系数为5.46，大米系数为5.95，大豆及其制品系数为5.71，肉与肉制品系数为6.25，大麦、小米、燕麦、裸麦系数为5.83，芝麻、向日葵系数为5.30。

1.2.7  粗脂肪的测定

根据文献[9-10]的研究方法，借助旋转蒸发仪进行粗脂肪的测定，计算公式如下：

X=m2－m1m×100%。

式中：X表示粗脂肪含量，%；m表示所取样品质量，mg；m1表示空旋转瓶的质量，mg；m2表示旋转蒸发后旋转瓶的质量，mg。

2  结果与分析

2.1  质构数据分析

消费者选择食品时，质构是一项极为重要的指标。食品生产者对食品的生产评估与销售评判所要考虑的重要方面就是食品的质构。食品的质构在很大程度上反映了一种食品的质量状况以及人们对其的可接受度，对食品质构的监管可以在很大程度上保证一项食品的品质。

由图1可知，蒜在发酵后硬度变低，这是由于蒜中含有多聚糖与一些大分子物质，当蒜开始发酵时，蒜内的淀粉酶和果聚糖聚合酶产生酶解作用与热力作用而不断分解成单糖、双糖，大分子物质不断分解产酸，各类大分子酚类物质也不断降解，此时，随着发酵时间的延长，黑蒜中水分含量下降，硬度随之下降。说明初发酵完成的黑蒜更容易被老年人食用，这也是黑蒜作为保健品在老年群体中流行的一个重要原因。然而随着发酵时间的延长，蒜的硬度开始上升，这是市面上软、硬、适中黑蒜出现的主要原因，发酵时间与黑蒜的硬度呈正相关。

2.2  还原糖数据分析

蒜在发酵过程中由于内部发生酶促褐变与非酶促褐变会随着发酵时间的延长而逐渐变黑。蒜中所含有的多聚糖因为蒜内淀粉酶和果聚糖聚合酶在发酵时产生酶解作用与热力作用而不断分解成单糖、双糖，这是黑蒜甜味较生蒜高的根本原因。在发酵过程中蒜中还原糖和可溶性糖含量的变化使得黑蒜有着比生蒜更强的生理功能。还原糖含量的变化影响着黑蒜的口感，使得黑蒜尝起来带有焦甜味，蒜的颜色变黑并在发酵过程中产酸也受还原糖含量的影响。

由图2可知，蒜在发酵过程中还原糖含量稳定增长，说明在蒜的发酵过程中，酶促褐变与非酶促褐变不断稳定作用，蒜中所含有的多聚糖被不断分解成单糖、双糖，使得蒜随着发酵的进行具有更好的口感与甜味，颜色变黑。

2.3  总酸数据分析

蒜在发酵过程中，其富含的一些大分子产物不断分解产酸，使得蒜中总酸含量不断升高，赋予了黑蒜独特的口味。

由图3可知，黑蒜粉中总酸的含量在发酵初期平稳增长，发酵中期呈现出稳定的状态，发酵后期急速增长。总酸含量的变化很大一部分原因是蒜中一些大分子物质分解产酸，在不同的发酵阶段产酸的速度发生变化，成熟黑蒜的总酸含量是未发酵的生蒜的5倍左右。

2.4  总酚数据分析

酚类物质的含量是影响黑蒜功能性的主要指标。随着发酵时间的延长，蒜中各类大分子酚类物质降解，其他物质转化，使得黑蒜中的多酚类物质含量是普通鲜蒜的5倍以上，因此黑蒜较普通鲜蒜有着更好的抗氧化性。王首人等[11]研究表明黑蒜多酚含量、过氧化氢活性以及超氧化物歧化酶（SOD）活性比新鲜大蒜分别增加了7，10，13倍[12-14]。

由图4可知，蒜在发酵前总酚含量较低，发酵后总酚含量稳定增长，发酵成熟的黑蒜粉中所含有的总酚是未发酵独头蒜的7倍左右。酚类物质是影响蒜功能性的重要物质，总酚含量的增加意味着蒜的功能性得到了极大的提升。总酚含量的变化是蒜中大分子酚类物质的降解与其他物质转化的结果，这也意味着黑蒜粉比生蒜有更好的抗氧化活性。

2.5  水分数据分析

陈玲等[15]的研究表明，黑蒜的硬度与水分有着极大的关联，当水分含量大时，黑蒜的硬度偏小，使得黑蒜的适口性更好，随着发酵时间的延长，黑蒜中水分含量下降，硬度上升。

由图5可知，随着发酵时间的延长，黑蒜粉中的水分含量越来越少，这也是图1中黑蒜的硬度越来越大的一个原因。

2.6  蛋白质数据分析

随着黑蒜粉中蛋白质含量的增加，黑蒜参与多种人體重要的生理功能，其维持组织生长、更新和修复，氧化供能的作用逐渐突出。

由图6可知，发酵后的黑蒜粉蛋白质含量是普通生蒜的3倍左右，这也是黑蒜比普通生蒜保护脾肝的作用更优的根本原因。

2.7  粗脂肪数据分析

提到脂肪，就不可避免地将其与减肥健身联系到一起，适量的粗脂肪使黑蒜粉在供给能量、维持生命活动的基础上阻止了更多粗脂肪的摄入，对于追求减肥瘦身的人群来说，黑蒜粉可以在保证营养摄入的同时维持体型。

由图7可知，随着发酵时间的延长，黑蒜粉中粗脂肪含量不断降低。

3  结论

本研究以品相完整的普通紫皮独头蒜为实验材料，利用黑蒜发酵箱对紫皮独头蒜进行发酵，在缩短发酵时间的同时保证了黑蒜的成熟率。本研究通过对不同发酵时期黑蒜粉的还原糖含量、总酸含量、总酚含量、水分含量、蛋白质含量、粗脂肪含量的测定来探究不同发酵时期黑蒜粉的品质。由本研究可以发现，不同发酵时期黑蒜粉的品质不同，随着发酵时间的延长，黑蒜日益成熟，其品质也越来越好。随着发酵时间的延长，黑蒜粉中所含有的还原糖、总酸、总酚、蛋白质含量逐渐增加，这是黑蒜功能性的保障，也是黑蒜的保健功能比普通生蒜更好，抗氧化、防癌抗癌、消炎杀菌、保肝护脾的功能更好的原因，而水分含量、粗脂肪含量的下降使得黑蒜的口感变硬，塑身效果更好。

因此可以看出，不同发酵时期的黑蒜粉品质比生蒜粉好。发酵初期的黑蒜粉含有极多的营养物质。发酵中期的黑蒜粉具有适中的口感、风味和丰富的营养物质，使其所面向的群体更广阔。发酵末期的黑蒜因其偏硬的质地排除了大部分老年人群体，但对于调味粉的制备更有益，又由于其粗脂肪含量更低，更受健身减肥的青年人群喜爱。对于不同发酵时期的黑蒜的深加工具有重要的指导意义。

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