发酵南瓜酱的研制及品质评价

张杏媛，林少华，贾红亮，潘 妍，罗红霞，郑立红

（1.北京农业职业学院，北京 102442；2.北京农学院，北京 102200；3.河北科技师范学院食品科技学院，河北昌黎 066600）

南瓜 （Cucurbita moschata，Duch） 属于葫芦科南瓜属一年生蔓生性草本植物，源于美洲[1-2]，其具有较高的营养价值，作为蔬菜和药用原料在世界各地广泛种植[3]。南瓜含有的果胶物质可以使胃部对糖的吸收减慢，并且还可以与多余的胆固醇结合，从而减少对胆固醇的吸收，因此具有降血糖和降血脂的作用[4]。

我国传统的南瓜制品种类繁多，如南瓜粉、南瓜糕、南瓜饼、南瓜馅、南瓜蟹、面拖南瓜片、南瓜团子等，此外南瓜还可以酿酒且兼作药用，南瓜籽可用作油料作物[5-7]。除南瓜粉的生产较为现代化、产品标准化程度高以外，其他南瓜制品基本上都是家庭制作。而南瓜酱制品在保留了南瓜特有风味的同时具有更长的贮藏期，在我国南瓜酱制品出现较晚且种类贫乏，根据相关研究发现，巩文慧等人[8]以抹茶和南瓜为原料进行了复合果酱制作工艺及配方的研究，发现在抹茶、南瓜和水的质量比为0.4∶50∶50（m∶m∶m），添加白砂糖15%，柠檬酸0.4%，增稠剂4.3%（均以南瓜和水的总质量为基准）时，可以得到最佳的抹茶南瓜果酱。刘政等人[9]对南瓜酱的最佳工艺参数进行了研究。结果发现，南瓜与水的最佳比例为1∶5，再加入白砂糖、柠檬酸和苹果酸进行调味，加入黄原胶调整黏稠度，可得到口感风味最吸引人的南瓜酱。黄文书等人[10]以南瓜为主要原料，对辣味南瓜沙司的加工工艺及配方进行了研究，得出工艺配方为南瓜酱30%，黄原胶0.15%，变性淀粉3.5%，辣味调味液20%。以上研究南瓜酱的制作工艺均和果酱类似，果酱制品在制作过程中一般都会加入大量甜味剂，大量的甜味剂可以保证果酱制品具有更长的货架期，但是会大大降低产品的营养价值，过量糖类的摄入更会导致各种健康疾病。乳酸菌作为一种可以提高食品本身营养价值的发酵菌，被广泛地用在奶制品、豆制品、泡菜等中，且经过乳酸菌发酵后这些制品具有了更高的营养价值和更好的保健作用。而经过乳酸菌发酵的南瓜酱制品目前尚无研究，将南瓜酱与乳酸菌结合研制发酵型南瓜酱制品可以更好地保留南瓜的营养价值且使其兼具保健价值。在国外，有关南瓜酱制品的研究尚无报道。Pongjanta J 等人[11]研究了南瓜粉在烘焙食品中的应用；Warawaran Roongruangsri 等人[3]对南瓜粉制造的干燥工艺进行了综述。因此，在发酵型南瓜酱制品的研究上国内外仍处于空白阶段。

试验将南瓜与乳酸菌结合，利用乳酸菌的发酵作用使南瓜酱具有独特的风味，并增加了营养保健价值，填补了国内外发酵型南瓜酱制品的空白，为南瓜酱制品研究开辟了新的研究思路。同时，南瓜深加工的发展可以增加南瓜消耗，为农民增收致富创造新途径、丰富南瓜制品的种类，具有良好的发展前景。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

南瓜、芹菜、银耳，北京利民恒华农业科技有限公司提供；白砂糖，购于当地超市；无水柠檬酸（食品级），河南万邦实业有限公司提供；牛肉膏、蛋白胨、MRS 培养基，北京奥博星生物技术有限责任公司提供；氯化钠、氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、酚酞等，均为分析纯试剂；乳酸菌GF375，中国农业大学功能乳品重点实验室提供。

1.2 仪器与设备

SW-CJ-2F 型洁净工作台，苏州安泰空气技术有限公司产品；TG16-WS 型台式高速离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司产品；PHS-3E 型PH 计，上海仪电科学仪器股份有限公司产品；THZ-82 型恒温振荡器，江苏太仓市实验设备厂产品；YP202N 型电子天平，上海菁海仪器有限公司产品；SPX-150B-Z 型生化培养箱、立式灭菌锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂产品；T6 新世纪型紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

制备流程：筛选原料→预处理（清洗、切分、热烫、蒸熟） →打浆→熬煮（加糖及柠檬酸） →晾凉→接种→分装→密封→发酵。

1.3.2 操作要点

（1） 选择形状规则无外伤或斑点、色泽橘黄明亮的南瓜，以及色泽鲜绿、无萎蔫腐坏、叶柄厚实的芹菜；银耳则选择肉肥厚、颜色洁白或微黄、花形完整的产品。

（2） 将南瓜去皮、去瓤、清洗后，切成2 cm 见方的小块，上锅蒸至软烂[12]备用（能用筷子轻松戳透即可，水沸后蒸约20 min）。芹菜去叶清洗后切成长1.5 cm 的小段，于100 ℃沸水中烫2 min 备用。银耳泡发后去除根部黄色杂质，清洗干净后备用。

（3） 用打浆机按照南瓜、芹菜和银耳为4∶1∶1的比例打浆，将南瓜浆加热熬煮并加入白砂糖和柠檬酸，熬至浓稠酱状，期间不停搅拌以防煳锅。将制备好的南瓜酱趁热置于无菌条件下冷却至45 ℃左右，按比例接种发酵剂，混合均匀。接种完毕的南瓜酱分装于提前已灭菌的玻璃罐中，加盖密封，于特定温度下静置发酵。

1.3.3 活菌数测定

在GF375 乳酸菌的MRS 培养基上挑取一环菌苔，接种于盛有50 mL 牛肉膏蛋白胨液体培养基的250 mL 三角瓶中，于37 ℃下静置培养18 h，即为种子培养液。用此种子培养液分别接入到11 个250 mL三角瓶中（每瓶50 mL 牛肉膏蛋白胨液体培养基），于37 ℃下振荡培养（150 r/min），未接种的为空白对照。分别按对应培养时间（0，1.5，3.0，4.0，6.0，8.0，10.0，12.0，14.0，16.0，20.0 h） 取出终止培养，立即于波长600 nm 处测定OD 值[13]（以未接种的培养基为对照调节零点）。

以培养时间为横坐标，OD 值为纵坐标，所得的曲线即为GF375 的生长曲线；参照GB 4789.2—2016[14]测定活菌数。

1.3.4 单因素试验

南瓜酱发酵工艺单因素试验见表1。

表1 南瓜酱发酵工艺单因素试验

1.3.5 正交试验

在单因素试验的基础上，将发酵剂接种量、发酵温度、白砂糖添加量和发酵时间中较优的发酵条件作为正交试验的因素，设计L9（34）因素水平表，以酸度和感官评价为评定指标，从而确定最佳的发酵工艺条件[15]。

南瓜酱发酵工艺的正交试验因素与水平设计见表2。

表2 南瓜酱发酵工艺的正交试验因素与水平设计

1.3.6 酸度测定

根据GB 5009.239—2016 的方法进行测定[16]。

1.3.7 感官评定

南瓜酱的感官指标主要有质地、色泽、香气、酸度和甜度，各分项20 分，满分100 分[17]。邀请15名经培训后的感官评价员，对南瓜酱各项指标进行评分。

发酵南瓜酱感官评分标准见表3[18]。

表3 发酵南瓜酱感官评分标准

2 结果与分析

2.1 生长曲线及活菌数

采用紫外可见分光光度计测定吸光度，以未接种的对照培养基于波长600 nm 处调节零点，依次测定0~20 h 的培养液吸光度后绘制生长曲线，以确定GF375 的对数生长期。

乳酸菌GF375 生长曲线见图1。

图1 乳酸菌GF375 生长曲线

由图1 可知，GF375 在第1~6 h 时活菌浓度呈不断上升趋势，并在第6 h 时达到最大。取1 mL 第6 h 的菌液用生理盐水进行梯度稀释，进行活菌数测定，试验结果显示在1×10-5和1×10-6两个稀释度下，平皿的菌落数皆不在30~300，因而不可用。在稀释度为1×10-7时平皿上的菌数在30~300 且平均数为60，即在进行南瓜酱的接种时，发酵剂的活菌浓度为 6.0×108±1.3×108CFU/mL。

根据GF375 生长曲线及活菌数计数结果可知，在进行发酵南瓜酱接种时应选择培养至6 h 的菌液，此时菌液单位菌落数最大，为6.0×108±1.3×108CFU/mL。

2.2 单因素试验

2.2.1 发酵剂接种量的确定

不同发酵剂接种量下酸度和感官评分的变化趋势见图2。

图2 不同发酵剂接种量下酸度和感官评分的变化趋势

发酵剂接种量是南瓜酱品质重要的影响因素之一，过多容易浪费，过少会影响发酵效果[19-20]。由图2 可知，样品的酸度随接种量的增加而不断升高，感官评分呈先增加后降低的趋势。接种量为2%~4%时酸度增加较快，超过4%后增加较缓慢。由此可知，接种量为2%~4%时，乳酸菌产酸量随初始活菌数的增加而增加，超过4%后产酸量增加不明显，这是因为在接种量为4%时初始活菌数已经足够进行发酵，超过4%并不会使酸度进一步增加，因此4%的接种量较为合适。但是，从感官评价来看，在发酵剂接种量为3%时评分最高，且3%与4%的发酵剂接种量时酸度差别并不大。因此，选择3%的发酵剂接种量最合适。

2.2.2 发酵温度的确定

不同发酵温度下酸度和感官评分的变化趋势见图3。

图3 不同发酵温度下酸度和感官评分的变化趋势

温度是影响南瓜酱发酵速度和品质的重要因素之一，发酵温度低则发酵速度过慢、产酸量少，在发酵前期容易产生腐败现象。发酵温度高则发酵速度过快，产酸过快过多，从而影响南瓜酱的口感风味[21]。由图3 可知，不同发酵温度下样品的酸度随发酵温度的增加而不断升高，感官评分先持续升高后又降低，在37 ℃前感官评分随温度的升高而增加，最高达到86 分，此时酸度值为2.66 g/kg，超过37 ℃后虽然酸度进一步增加，但感官评分却呈降低趋势，这是由于产酸过多使得产品过酸影响了口感所致。因此，选择37 ℃的发酵温度较为合适。

2.2.3 白砂糖添加量的确定

不同白砂糖添加量下酸度和感官评分的变化趋势见图4。

图4 不同白砂糖添加量下酸度和感官评分的变化趋势

由图4 可知，随着白砂糖添加量的增加，酸度随白砂糖添加量增加而降低，感官评分呈先上升后下降的趋势。在白砂糖添加量为7%和9%时，感官评分结果最高为84 分。白砂糖添加量为3%~7%时，感官评分随着白砂糖添加量的增加而升高，这是因为在乳酸菌发酵糖类产酸过程中糖酸比会发生变化，当白砂糖添加量过低时，产品口味偏酸，甜味不足。而随着白砂糖添加量增加中和了部分酸味，使产品口味酸甜适中，因而感官评分较高。而当白砂糖添加量超过9%时，感官评分呈下降趋势，这是因为白砂糖添加量过多，产品甜味过重，酸味不足[21]。因此，白砂糖添加量为7%时南瓜酱风味最佳。

2.2.4 发酵时间的确定

不同发酵时间下酸度和感官评价的变化趋势见图5。

图5 不同发酵时间下酸度和感官评价的变化趋势

由图5 可知，随着发酵时间的增加，感官评分呈先增加后降低的趋势，在4 h 时评分最高为85 分，但此时酸度并不高，在8 h 时酸度达到最大为3.22 g/kg，但此时感官品质较差。8 h 后酸度开始下降，酸度总体呈现先增加后减少的趋势；在发酵至6 h 时酸度为2.87 g/kg，感官评分为80 分，两者皆较合适。因此，选择发酵时间为6 h 最佳，此时产品口味酸甜适中。

2.3 南瓜酱发酵工艺的正交优化

为确定南瓜酱发酵工艺的最佳条件，选取4 项单因素试验中较优的发酵条件为探讨因素，设计L9（34）正交试验因素水平表，进行正交试验，发酵完成后进行感官评价。

正交试验结果及分析见表4。

表4 正交试验结果及分析

由表4 可知，各因素对发酵南瓜酱感官评分的影响从大到小依次为C>A>D>B，即白砂糖添加量>发酵剂接种量> 发酵时间> 发酵温度。结果表明，最佳工艺组合方式为A3B2C2D3，即发酵剂接种量4%，白砂糖添加量7%，发酵时间7 h，发酵温度37 ℃。但是在正交试验设计中并无该组合，所以在A3B2C2D3条件下进行3 组平行试验进行验证。结果表明，在此条件下得到的发酵南瓜酱感官评分为92 分，产品质地均匀、色泽金黄、香气浓郁、酸甜适中。

3 结论

南瓜作为我国的一种经济性作物，产量高、耐贮藏、营养保健价值较高，但是有关南瓜的食用方式方法仍然局限于初级的厨房加工食用，消耗量较低，从而造成南瓜上市的季节大量滞销。如今，有关南瓜的工业加工产物非常少，根据已有的研究发现南瓜酱制品可以很好地呈现南瓜特有的风味，且经过加工更有利于长途运输和保存。而发酵型南瓜酱制品目前还没有出现过，试验在分别进行不同发酵剂接种量、不同白砂糖添加量、不同发酵时间和不同发酵温度试验之后，发现南瓜酱制品同酸乳制品、泡菜制品具有相同属性，4 个因素均对南瓜酱的口感风味有不同程度的影响，且其规律性相同，因而在进行发酵条件试验的时候可以借鉴乳制品或泡菜制品发酵的相关试验方式方法；对于发酵剂接种量来说，相对于酸乳制品发酵南瓜酱所需的接种量更高，这是因为奶制品中有更多适合乳酸菌发酵的营养物质乳酸；对于白砂糖添加量来说，泡菜制品在制作过程中一般是不需要加糖，因为2 种产品的风味不同，泡菜更多的是突出其酸味，南瓜酱则适合酸甜口味；发酵时间和发酵温度则是为了找到适合目标菌株生长繁殖和产生代谢产物的最适条件，自然发酵的泡菜其发酵菌种非单一菌种，只有在适宜条件下才能得到口感风味俱佳的产品，并且若发酵不当有可能产生有毒有害物质，试验采用的是经中国农业大学功能乳品重点实验室筛选得到的功能性乳酸菌，在合适的条件下可以迅速生长繁殖并产生有益于人体的代谢产物。综上所述，合适的发酵条件可以在相对较少的接种量下保证在相对短的时间内得到最佳风味的发酵南瓜酱。经过4 种发酵条件的试验比较发现，发酵剂接种量4%，白砂糖添加量7%，发酵时间7 h，发酵温度37 ℃时可以得到色泽鲜亮、质地绵密、入口微酸、后味微甜，具有特殊风味的发酵南瓜酱。

发酵南瓜酱的研究开发，进一步提升了南瓜酱的营养功效，丰富了南瓜制品的种类，为发酵南瓜酱制品工业化生产提供了参考依据，并为提升南瓜产品的综合加工利用及开发新产品提供了新思路、新方案和新工艺。