微生物发酵龙须菜对脱腥及活性物质的影响

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龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)富含海藻多糖、蛋白质、氨基酸等营养活性成分以及多种人体必需的微量元素,具有降血脂、抗氧化等功能性作用。福建省的龙须菜资源非常丰富,但龙须菜存在腥味重、适口性差的问题,导致其综合开发利用能力低下,深加工水平和利用率低。本研究采用微生物发酵对龙须菜进行脱腥处理,首先筛选龙须菜生物发酵适宜微生物菌株,研究环境条件对微生物脱腥效果的影响,研发出龙须菜微生物发酵新技术,并解析龙须菜脱腥前后挥发性风味物质成分变化;进一步分析在发酵过程中龙须菜浆液的总酸、多糖及多糖组分含量、p H值、蛋白、总糖含量等营养活性物质的变化规律,探讨龙须菜微生物发酵的生物转化机制;最后基于龙须菜脱腥技术,研制出风味独特、软硬适中富含嚼劲的龙须糕新产品。研究结果如下:1、龙须菜生物脱腥工艺研究及呈味物质分析。筛选出龙须菜生物脱腥的适宜菌株为酿酒酵母JJ4和副干酪乳杆菌副干酪亚种RP38,脱腥微生物菌种组合为1:1的酿酒酵母JJ4和副干酪乳杆菌副干酪亚种RP38;最优的发酵脱腥工艺参数为:龙须菜基料中添加白砂糖2.0%(w/w)、苹果酸0.2%(w/w)、接种量各5%,发酵时间68 h,发酵温度29℃。此工艺条件下龙须菜无腥味,具有乳酸发酵香、花香味、果香味及醇香味,脱腥增香效果显著。通过HS-SPME-GC/MS分析龙须菜的主要挥发性风味物质为1,1,3,3-四甲基环戊烷、环辛醇、1-甲基环庚醇、辛醛、3-辛酮、癸酸、4-甲基辛酸。经复合菌RJ生物脱腥,主要消耗4-甲基辛酸、羟甲基呋喃酮、3-辛酮、2-十一醛、2-十九烷酮、正壬醛、环辛醇、1-甲基环庚醇、辛醛以及辛酸等物质,产生了β-苯乙醇、己酸乙酯、乙酸苯乙酯、癸酸乙酯、十五烷酸乙酯、1-乙基-1-甲基-环己烷、辛酸异戊酯、壬酸乙酯、十九烷酸乙酯等物质。其中乳酸菌RP38的主要贡献为生物转化消耗了3-辛酮、4-甲基辛酸、十七烷等具有腥味的烃酸类物质,产生了3-亚甲基-壬烷、(E)-2-辛烯醇、苯甲醛等具有香味的醛烃类物质;酵母菌JJ4主要贡献为生物转化消耗了2-十九烷酮、羟甲基呋喃酮、环辛醇等腥味物质,产生了壬酸乙酯、β-苯乙醇、癸酸乙酯、辛酸乙酯、己酸乙酯等具有香气的物质。2、微生物发酵对龙须菜营养活性物质及功能的影响。龙须菜浆液中粗多糖、琼胶多糖及硫酸多糖含量分别为0.315 g/100g、0.13 g/100g、0.035 g/100g,在发酵过程中,其含量先逐渐增加后趋于稳定;p H值、总糖分别为6.99、2.28 g/100g,均在发酵前3d显著下降(P<0.05)后趋于稳定;蛋白质的含量为0.068g/100g,发酵1 d后变化显著(P<0.05)。采用凝胶渗透色谱法及傅里叶红外光谱技术对龙须菜的粗多糖分子量、结构进行分析,结果表明:发酵后龙须菜粗多糖的分子量发生了明显变化,由大分子量降解为更利于被人体吸收的小分子;微生物发酵并不会改变龙须菜多糖的结构,但会增加硫酸多糖的含量;另外,生物发酵后龙须菜的发酵液及粗多糖抗氧化活性显著增强。龙须菜浆液凝胶强度发酵前3d凝胶强度从69.45 g/cm~2下降到35.15 g/cm~2,变化达到极显著水平(P<0.01),通过比较发酵前后龙须菜浆液及不同p H值下的凝胶强度,结果表明p H值是引起凝胶强度改变的主要原因。3、龙须糕的研制。以发酵后的龙须菜为原料,研发无腥龙须糕新产品。通过单因素及正交试验得到最佳的凝胶剂添加配方:果胶添加量1.4%,卡拉胶添加量0.5%。以最优配方为前提,研究得到龙须糕在60℃的干制过程中,水分含量(y)与硬度(x)呈非线关系,其方程为y=-0.7777x~2+16.38x+118.34,R2=0.9964。经过对不同含水量的龙须糕进行感官评判,试验认为,当水分含量在16.5±0.3%时龙须糕品质最佳,进而得到龙须糕干制终点应控制在硬度174~179 N/cm~2,这为龙须糕的干制终点提供了快速的检测判别方法。最终研制出龙须糕软硬适中且风味独特,并且各项理化指标均符合标准DB36/T 1247-2020的要求。
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