脱盐盐渍辣椒发酵工艺优化及风味品质研究

罗凤莲，夏延斌，王燕，蒋立文，欧阳建勋

(1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.国家蔬菜加工技术研发分中心，湖南 长沙 410128；3.食品科学与生物技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128；4.湖南省发酵食品工程技术研究中心，湖南 长沙410128)

脱盐盐渍辣椒发酵工艺优化及风味品质研究

罗凤莲1,2,3,4，夏延斌1,2,3,4，王燕1,2,3,4，蒋立文1,2,3,4，欧阳建勋1

(1.湖南农业大学食品科学技术学院，湖南 长沙 410128；2.国家蔬菜加工技术研发分中心，湖南 长沙 410128；3.食品科学与生物技术湖南省重点实验室，湖南 长沙 410128；4.湖南省发酵食品工程技术研究中心，湖南 长沙410128)

以盐渍辣椒为原料，采用正交试验优化脱盐盐渍辣椒发酵工艺，用HS–SPME–GC–MS方法测定脱盐盐渍辣椒发酵前后挥发性成分的变化。结果表明：盐渍辣椒脱盐后，其氯化钠、总糖、总酸、还原糖、氨基酸态氮含量均有显著降低(P<0.05)；脱盐盐渍辣椒发酵的适宜工艺为接种6%的植物乳杆菌菌液，添加4%蔗糖，发酵5 d；脱盐盐渍辣椒接种发酵后，其酯类、醛类物质相对含量分别较发酵前增加了 24%、448%，醇类、烯烃类相对含量分别降低了18%、31%，接种发酵使辣椒中的酯类和醛类物质增加。

盐渍辣椒；脱盐；接种发酵；风味品质；工艺优化

辣椒(Capsicum annuum)是重要的调味品和蔬菜[1]，具有促进胃液分泌和血液循环、镇痛、抗菌、减肥等[2–4]多种生理功能。目前，现代企业生产的剁辣椒大多以高盐盐渍辣椒为原料。该技术存在一定的缺陷，如高盐腌制加大了辣椒中盐溶性物质的溶出、水洗脱盐造成营养损失和环境污染等。笔者研究盐渍辣椒脱盐后的发酵工艺及其发酵前后的风味品质变化，旨在为剁辣椒的工业化生产提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料

盐渍辣椒由湖南长沙坛坛香调料食品有限公司提供；植物乳杆菌、MRS培养基由湖南农业大学食品科技学院微生物实验室提供；硫酸铜、氢氧化钠、酒石酸钾钠、盐酸、乙酸锌、亚铁氰化钾、甲醛、葡萄糖、硝酸银、氯化钠、铬酸钾均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司产品。

主要仪器与设备：GZ–250–S生化培养箱(韶关市广智科技设备发展有限公司)；DHG–9240A干燥箱(上海飞越实验仪器有限公司)； LMQ J3870C灭菌锅(湖南省海狮电器有限公司)；TP–213电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司)；TA–XT Plus质构分析仪(Stable Micro System)；50/30 µm DVB/CAR on PDMS 萃取头(上海安谱科学仪器有限公司)；GCMS–QP2010气相色谱质谱联用仪(日本岛津公司)；DF–101S集热式恒温加热磁力搅拌器(江苏省金坛市医疗仪器厂)。

1.2 方法

1.2.1 菌种发酵液的制备

在无菌条件下取一环植物乳杆菌接种于 MRS液体培养基中，置于37 ℃培养箱中培养48 h，再移取活化后的菌种于MRS 液体培养基中，置于37℃培养箱中培养48 h，用稀释平板计数法测量活菌数，并将活菌数达108CFU/mL以上的定为菌种发酵液。

1.2.2 盐渍辣椒的脱盐和接种发酵

将凉开水和盐渍辣椒按质量比 1∶1混合于容器中，浸泡1.5 h，每30 min搅拌1次，使辣椒含盐量降至10%左右。取出沥干水分，拌料并添加菌种发酵液，装瓶后置于 30 ℃恒温箱发酵，发酵完成后于85 ℃水浴杀菌20 min，得到剁辣椒。

1.2.3 发酵工艺的优化

参照文献[5]、文献[6]中的方法，对接种量A(2%、4%、6%)、加糖量B(2%、4%、6%)、发酵时间C(3、5、7 d)3个因素进行3因素3水平正交试验，分别对产品进行感官评分[7]。感官评分等级分为1级(很好)、2级(好)、3级(一般)、4级(差)、5级(很差)。分别测定产品的总酸含量和脆度，感官评分(w1)、总酸含量(w2)、脆度(w3)的权重系数分别为 0.50、0.25、0.25。用模糊数学综合评价法计算综合评分，作为评价指标。

1.2.4 挥发性成分和有关理化指标的测定

参照文献[8]中的方法，采用 Nist 2008和WILEY275谱库检索检测信息，并查询文献资料，对脱盐盐渍辣椒和脱盐接种发酵辣椒的挥发性成分进行鉴定(SI≥80)。

氯化钠含量采用 GB/T 5009.39—2003硝酸银滴定法测定；总酸含量采用GB/T 12456—2008滴定法测定；总糖含量采用GB/T 5009.8—2008 直接滴定法测定；还原糖含量采用GB/T 5009.7—2008直接滴定法测定；氨基酸态氮含量采用 GB/T 5009.39—2003甲醛滴定法测定；脆度采用胡璇等[9]的方法测定。

1.2.5 数据处理

用SPSS 17.0统计软件进行显著性和方差分析。

2 结果与分析

2.1 盐渍辣椒脱盐前后的营养成分

由表1可见，盐渍辣椒脱盐后的氯化钠、还原糖、总糖、总酸、氨基酸态氮含量分别下降了53.9%、46.7%、47.5%、47.2%、44.9%，均下降了44.9%以上，其中氯化钠的下降率最高。脱盐前后氯化钠含量间、总糖含量间、总酸含量间的变化均有极显著差异(P＜0.01)，还原糖含量间、氨基酸态氮含量间的差异显著(P＜0.05)。由于盐渍辣椒中的氯化钠含量高达22.66%，而脱盐后的含盐量为10.43%(植物乳杆菌的耐盐量可达13%[10])，所以，在脱盐盐渍辣椒中接种植物乳杆菌是可行的。由于脱盐后盐渍辣椒的营养成分有一定损失，所以在接种发酵时可添加一定量的蔗糖，以补充发酵底物。

表1 盐渍辣椒脱盐前后的理化指标Table 1 Physical and chemical indicators of salted chili before and after desalination

2.2 脱盐盐渍辣椒接种发酵工艺的优化结果

由表2可见，各因素作用的主次顺序依次为发酵时间、接种量、加糖量。由k值可以得出，A3优于A1、A2，B2优于B1、B3，C2优于C1、C3，因此，初步确定脱盐盐渍辣椒接种发酵的适宜工艺组合为A3B2C2。

表2 脱盐盐渍辣椒接种发酵的正交试验结果Table 2 Orthogonal test results of inoculation fermentation desalted chili

表3方差分析结果表明，接种量、加糖量、发酵时间的影响均存在显著差异，综合考虑后，选定A3B2C2为脱盐盐渍辣椒接种发酵的适宜工艺组合，即接种量为6%，加糖量为4%，发酵时间5 d。

表3 方差分析结果Table 3 Results of variance analysis

2.3 脱盐盐渍辣椒接种发酵后挥发性成分的变化

2.3.1 挥发性成分总离子流图

采用HS–SPME–GC–MS方法，分别检测脱盐盐渍辣椒、脱盐接种发酵辣椒的挥发性成分总离子流图如图1所示。由图1可知，脱盐盐渍辣椒、脱盐接种发酵辣椒中挥发性成分的出峰时间大多在40 min之前，其挥发性成分的最大丰度值分别为1 900 000、2 300 000，脱盐接种发酵辣椒挥发性成分的最大丰度值较发酵前有所增加。

图1 脱盐盐渍辣椒接种发酵前后的HS–SPME–GC–MS总离子流图Fig.1 TIC from desaled chili before and after inoculation fermentation detected by HS–SPME–GC–MS

2.3.2 挥发性成分鉴定结果

对表4中数据进行分析可得各类挥发性成分的组分和相对含量，从脱盐盐渍辣椒、脱盐接种发酵辣椒中分别检出 92、93种挥发性成分，二者挥发性成分的种数基本一致，但是挥发性成分的物质组成及相对含量不同。

表4 脱盐盐渍辣椒和脱盐接种发酵辣椒的挥发性成分鉴定结果Table 4 Volatile components in desalted chili and inoculation fermentation desalted chili

表4 (续)

表4 (续)

表4 (续)

在脱盐盐渍辣椒中，相对含量较高的挥发性成分有芳樟醇(9.79%)、苯乙醇(5.17%)、水杨酸甲酯(3.90%)、α–松油醇(4.69%)、十四酸乙酯(4.29%)、棕榈酸乙酯(14.36%)、亚油酸乙酯(6.88%)、α–紫穗槐烯(3.28%)、佛术烯(2.42%)等。

在脱盐接种发酵辣椒中，相对含量较高的挥发性成分有乙醇(7.91%)、芳樟醇(3.08%)、苯乙醇(5.34%)、水杨酸甲酯(2.62%)、辛酸乙酯(3.05%)、癸酸乙酯(2.64%)、α–紫穗槐烯(2.32%)、月桂酸乙酯(4.65%)、十四酸乙酯(6.24%)、棕榈酸乙酯(15.73%)、亚油酸乙酯(6.61%)、顺–7–十四烯醛(3.70%)等。

2.3.3 脱盐接种发酵辣椒的分类

由图2、图3可知，脱盐盐渍辣椒中挥发性成分相对含量最高的是酯类，其次分别为醇类、烯烃类、酸类、酚类等，组成物种类最多的依次为酯类、烯烃类、醇类、醛类、酸类等；脱盐接种发酵剁辣椒中挥发性成分相对含量最高的是酯类，其次分别为醇类、烯烃类、醛类、酸类等，组成物种类最多的依次为酯类、烯烃类、醇类、醛类、酸类等；脱盐盐渍辣椒接种发酵后，其酯类、醛类物质相对含量分别较发酵前增加了24%、448%，醇类、烯烃类物质相对含量分别降低了17%、31%。在2种辣椒中，脱盐接种发酵辣椒的酯类、醛类组成物种类较多，酯类的相对含量较高。

图2 脱盐盐渍辣椒和脱盐接种发酵辣椒挥发性成分的组成物种类Fig.2 Kinds of volatile components in desalted chili and inoculation fermentation desalted chili

图3 脱盐盐渍辣椒和脱盐接种发酵辣椒挥发性成分的相对含量Fig.3 Relative content of volatile components in desalted chili and inoculation fermentation desalted chili

2.4 感官评价结果

脱盐盐渍辣椒的质量为 3级(感官评价为“一般”)左右，色泽相对较红，脆度较好，香气、酸味较淡，质量一般；脱盐接种发酵辣椒的感官质量为2级(感官评价为“好”)，其发酵香味、鲜味、酸味都较脱盐盐渍辣椒有较大提升。

3 结论与讨论

盐渍辣椒脱盐后氯化钠、总糖、总酸含量有极显著降低(P＜0.01)，还原糖、氨基酸态氮含量有显著降低(P＜0.05)。脱盐盐渍辣椒接种发酵的适宜工艺为：接种6%的植物乳杆菌菌液，添加4%蔗糖，发酵5 d。

采用 HS–SPME–GC–MS方法，从脱盐盐渍辣椒、脱盐接种发酵剁辣椒中分别鉴定出92、93种挥发性成分。脱盐盐渍辣椒发酵后，其酯类、醛类物质相对含量显著升高，醇类、烯烃类物质相对含量显著降低，接种发酵使辣椒中的酯类和醛类物质增加。唐鑫等[11]对接种发酵后的盐渍辣椒浸出汁进行检测，共检测出36种挥发性成分，相对含量较高的有酯类、醇类、烯类(酯类组成物的数量有10种，占所有挥发性风味成分的78.41%)[11]。本研究中得到的挥发性成分类别与文献[11]中的基本一致，但挥发性成分种类比文献[11]中的多，这可能与二者使用的原料、加工工艺条件、GC–MS分析条件等因素有关。酯类和醛类物质对发酵辣椒的风味品质有着重要的赋香作用[12]，说明接种发酵有利于形成脱盐盐渍辣椒的酯类和醛类香气，提升发酵辣椒的风味品质。

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责任编辑：王赛群

英文编辑：王 库

Fermentation process optimization and flavor quality of desalted chili

LUO Fenglian1,2,3,4, XIA Yanbin1,2,3,4, WANG Yan1,2,3,4, JIANG Liwen1,2,3,4, OUYANG Jianxun1
(1.College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China; 2.National R＆D Center for Vegetable Processing, Changsha 410128, China; 3.Hunan Provincial Key Laboratory of Food Science and Biotechnology, Changsha 410128, China; 4.Hunan Provincial Research Center of Engineering and Technology for Fermented Food, Changsha 410128, China)

By taking salted chili as materials, the fermentation process in making desalted chili were optimized through orthogonal experiment, and the change of volatile flavor components before and after fermentation were determined by headspace solid phase microextraction gas chromatography and mass spectrometry (HS–SPME–GC–MS).The results indicated that NaCl, total sugar, total acid, reducing sugar and amino acid nitrogen content in desalted chili reduced significantly after desalination (P<0.05).The appropriate fermentation process of desalted chili was 6% Lactobacillus plantarum, 4% sugar, and fermentation for 5 days.The relative content of esters and aldehydes of inoculation fermentation desalted chili increased 24% and 448% respectively than desalted chili, while alcohols and olefins decreased 18% and 31% respectively.Inoculation fermentation was helpful to improve the flavor of esters and aldehydes in chili.

salted chili; desalination; inoculation fermentation; flavor quality; process optimization

TS255.54

：A

：1007-1032(2017)01-0071-08

2016–03–30

2016–12–05

湖南省科技重大专项(2015NK1003)

罗凤莲(1973—)，女，湖南邵阳人，博士，副教授，主要从事食品化学研究，1351600014@qq.com