接种发酵和自然发酵对黄瓜品质的影响

戚晨晨，陈国辉*（新疆中亚食品研发中心（有限公司），新疆 乌鲁木齐 830026）

接种发酵和自然发酵对黄瓜品质的影响

戚晨晨，陈国辉*
（新疆中亚食品研发中心（有限公司），新疆 乌鲁木齐 830026）

以加工型黄瓜为主要原料进行自然发酵和接种发酵，试验结果表明，接种发酵和自然发酵的还原糖消耗总体呈现递减趋势，但接种发酵过程中前30 d，还原糖含量呈现上升趋势，发酵至120 d时，还原糖含量分别降至2.5 g/100 g、3.0 g/100 g；总酸测定试验结果表明，接种发酵黄瓜样品中产酸速度明显高于自然发酵黄瓜样品，当发酵至90 d时，自然发酵样品中总酸含量为4.14 g/kg，接种发酵样品中总酸含量为5.75 g/kg。采用固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术采集并分析发酵黄瓜中挥发性成分，共检出52种挥发性成分，其中接种发酵与自然发酵共有的挥发性成分30种，与自然发酵相比，接种发酵黄瓜样品中新增挥发性成分共15种。

接种发酵；自然发酵；还原糖；总酸；挥发性成分

蔬菜是人们摄入各种营养成分的主要来源之一。除可直接鲜食外，还可以将蔬菜进行腌制、速冻、罐藏等［1］。蔬菜的加工利用可满足消费者对蔬菜种类日益增长的需求，还可以大幅度的延长蔬菜的贮藏期，调节淡旺季需求平衡，提高附加值［2-3］。

蔬菜发酵过程以乳酸菌发酵活动为主，同时伴随着轻度的酒精发酵和醋酸发酵过程［4］。近年来，研究者认为采用直投式菌剂对果蔬进行发酵有利于提高发酵果蔬的品质及食用安全性。酸黄瓜酸爽可口、质地脆嫩、酸度适宜、开胃解腻，越来越受到消费者的喜爱［5-7］。酸黄瓜内含有丰富的维生素及钾、钙、磷、镁等矿物质元素，特别是细纤维素含量丰富，可降低血液中的胆固醇及甘油三脂的含量，加速废物排泄，改善人体新陈代谢。

自然发酵加工方法是在完全自然的条件下进行的。所以生产过程中不可避免地会受到许多制约因素的影响（如卫生条件的限制、蔬菜生产季节的限制等［8］）。采用自然发酵方法还存在着亚硝酸盐含量高、发酵周期长，产品品质不稳定以及不利于工厂化、规模化及标准化生产等问题［9-12］。本实验通过乳酸菌接种发酵黄瓜和自然发酵黄瓜品质的比较研究，以期进一步了解定向发酵黄瓜的品质，为接种发酵黄瓜生理品质研究提供科学依据，对提高产品质量、感官品质及缩短发酵周期具有一定的参考价值。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

新鲜加工型黄瓜：新疆中亚食品研发中心（有限公司）加工型黄瓜种植基地；嗜酸乳杆菌：中国普通微生物菌种和保藏管理中心；邻苯二甲酸氢钾（分析纯）：上海金穗生物科技有限公司；氢氧化钠（分析纯）：重庆川东化工（集团）有限公司。

1.2仪器与设备

QP2010气相色谱-质谱联用仪（gas chromatographymassspectrometer，GC-MS）：杭州瑞析科技有限公司；pH-3C智能酸度计：成都世纪方舟科技有限公司。

1.3方法

1.3.1接种发酵黄瓜制作流程

1.3.2还原糖和总酸测定方法

还原糖的测定参照GB/T 5009.7—2008《食品中还原糖的测定》；总酸测定参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》。

1.3.3接种发酵、自然发酵挥发性性成分分析

称取发酵黄瓜约15 g，切碎后研磨成浆，准确称取8.000 0 g于40 mL萃取瓶中，55℃水浴锅加热20 min，利用固相微萃取进行挥发性成分的收集工作，解吸5 min。

气相色谱条件：色谱柱Rtx-5MS（30.0 m×0.25 mm，0.25 μm），进样口温度220℃，起始温度35℃，10℃/min升至110℃保持6 min，5℃/min升至150℃保持2 min，7℃/min升至230℃保持2 min。

采用计算机谱库来分析质谱结果，确认各挥发性成分及含量。

2　结果及分析

2.1黄瓜发酵过程中还原糖及总酸的变化

图1　两种发酵方式对发酵黄瓜中还原糖含量（A）及总酸含量（B）的影响Fig.1 Effect of two fermentation methods on reducing sugar content （A）and reducing acid content（B）in fermented cucumbers

由图1A可以看出，黄瓜样品中还原糖含量在自然发酵和接种发酵中总体呈现递减趋势，但在接种发酵过程中在发酵前30 d内还原糖含量由4.7 g/100 g增长至5.25 g/100 g，洪兵等［13］的研究结果表明，接种微生物将发酵底物中的多糖和蔗糖转化为还原糖，经转化的还原糖量大于乳酸菌所消耗的量，所以发酵初期还原糖含量呈现上升趋势，当发酵至120 d时，还原糖含量分别降至2.5 g/100 g、3.0 g/100 g。

由图1B可以看出，接种发酵与自然发酵两种发酵方式对发酵黄瓜中的总酸含量影响变化趋势一致，但与自然发酵相比，接种发酵黄瓜中总酸含量上升速度快。当发酵至90 d时，自然发酵样品中总酸含量为4.14 g/kg，未达到出坛标准（总酸含量≥5.00 g/kg）。接种发酵样品中总酸含量为5.75 g/kg，已达到出坛标准。

2.2发酵黄瓜挥发性成分分析

分别对自然发酵黄瓜120 d和接种发酵黄瓜90 d进行GC-MS分析，GC-MS分析总离子流色谱图见图2，各挥发性成分鉴定结果见表1。

图2　自然发酵黄瓜（A）以及接种发酵黄瓜（B）GC-MS分析总离子流色谱图Fig.2 Total ion current chromatogram of volatiles in cucumbers of natural fermentation（A）and inoculated fermentation（B）

由表1可知，发酵黄瓜样品中共检测出挥发性成分52种，其中自然发酵黄瓜和接种发酵黄瓜中共有的挥发性成分30种，与自然发酵相比，接种发酵黄瓜样品中新增挥发性成分共15种，主要物质为澳白檀醇、1-（3-甲氧基-2，4，6-三甲基）乙烯酮、1，3，3-三甲基-2-（2-甲基环丙基）-1-环己烯、9-十八碳烯酸乙酯。研究表明，经低级的脂肪醇与大分子质量的不饱和脂肪酸生成的酯类，一般均会具有令人愉悦的果蔬香气［14-15］，对发酵黄瓜的清鲜香气贡献较大。

表1　GC-MS分离鉴定出的自然发酵黄瓜、接种发酵黄瓜中挥发性成分Table 1 Volatile compounds of cucumbers by inoculated fermentation and natural fermentation

续表

两种不同方式发酵黄瓜中挥发性成分化合物的种类及数量见图3。

图3　两种不同方式发酵黄瓜中挥发性成分化合物的种类及数量Fig.3 Volatile types and quantity in cucumbers of inoculated fermentation and natural fermentation

由图3可知，在自然发酵的黄瓜样品中，共检测出38种挥发性物质，其中酸类3种、醇类4种、酯类5种、酮和醛类5种、萜类21种。从相对含量上来看，自然发酵黄瓜挥发性成分主要有4，6，8-大柱三烯、1，7-二甲基萘、6-甲基-4，8，9-三羟基-3，4-二氢-蒽-1-酮。在接种发酵的黄瓜样品中，共检测出45种挥发性物质，其中酯类8种、醇类4种、酮和醛类8种、酸类5种、萜烯类挥发性成分20种。从相对含量上来看，接种发酵黄瓜样品中检出的挥发性成分主要有丁香酚、1-甲基-1-萘、茶香螺烷、4，6，8-大柱三烯、1-（3，3-二甲基-1-丁炔）-2，2，3，3-四甲基环丙基烷羧酸、2，6-二叔丁基对苯二醌。

3　结论

以加工型黄瓜为发酵实验原料，其中还原糖测定实验结果表明接种发酵和自然发酵消耗还原糖速率较一致，但接种发酵过程中前30 d，还原糖含量呈现上升趋势。总酸测定实验结果表明，接种发酵黄瓜样品中产酸速度明显高于自然发酵黄瓜样品。当发酵90 d，接种发酵黄瓜样品中总酸含量为5.75 g/kg达到出坛标准，自然发酵黄瓜样品中总酸含量为4.14 g/kg，未达到出坛标准。

发酵黄瓜样品中经GC-MS测定分析，共检出52种挥发性成分，其中接种发酵与自然发酵共有的挥发性成分30种，与自然发酵相比，接种发酵黄瓜样品中新增挥发性成分共15种，主要物质为澳白檀醇、1-（3-甲氧基-2，4，6-三甲基）乙烯酮、1，3，3-三甲基-2-（2-甲基环丙基）-1-环己烯、9-十八碳烯酸乙酯。两种发酵黄瓜样品中挥发性成分种类主要为酯类、醛酮类、醇类及萜烯类等，与自然发酵相比，接种发酵黄瓜样品中挥发性物质种类较多。上述差异性表明接种发酵对酸黄瓜产品中香气的形成具有重要的贡献作用。

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Effect of inocu1ated fermentation and natura1 fermentation on the qua1ity of cucumbers

QI Chenchen，CHEN Guohui* （Centra1 Asia Food Research and Deve1opment Center Co.，Ltd.，Urumqi 830026，China）

Natura1 fermentation and inocu1ated fermentation was performed on main raw materia1s of cucumber.The experimenta1 resu1ts showed that the reducing sugar in natura1 and inocu1ated fermentation cucumber both showed a deceasing trend，but the reducing sugar content by inocu1ated fermentation increased at the first 30 d and then deceased to 2.5 g/100 g and 3.0 g/100 g at 120 d，respective1y.Tota1 acid test resu1ts showed that the acid production rate in inocu1ated fermentation cucumber samp1es were significant1y higher than natura11y fermented cucumber samp1es，and the tota1 acid content was 4.14 g/kg and 5.75 g/kg at 90 d，respective1y.52 kinds of vo1ati1e components were detected in fermented cucumbers by SPME-GC/MS，wherein 30 kinds of vo1ati1e components were contained both in natura1 fermentation and inocu1ated fermentation.Compared with natura1 fermentation，15 kinds of new vo1ati1e compounds were detected in the inocu1ated fermentative cucumber samp1es.

inocu1ated fermentation；natura1 fermentation；reducing sugar；tota1 acid；vo1ati1e components

TS255.5

A

0254-5071（2015）12-0145-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2015.12.032

2015-10-29

新疆维吾尔自治区国际科技合作项目（20156011）

戚晨晨（1978-），女，高级工程师，硕士，研究方向为食品加工技术。

陈国辉（1986-），男，工程师，硕士，研究方向为农产品精深加工。