不同产地大蒜加工黑蒜适宜性研究

李嗣生 ，佟利惠 ，任泽宇 ，董浩 ，梁健 ，李宁阳 *

（1.山东农业大学食品科学与工程学院，山东 泰安 271018；2.山东美佳集团有限公司，山东 日照 276826）

黑蒜是用新鲜的大蒜经过清洗、酶化、熟化、干燥等过程加工而成的一种大蒜产品[1]。黑蒜具有很强的生理活性，在保留新鲜大蒜部分原有成分、部分功能的基础上。其超氧化物歧化酶（SOD）的活性、多酚含量等比大蒜提取物分别提高了13倍、10倍、7倍。与大蒜相比，黑蒜在加工过程中蛋白质大量转化为人体必需的氨基酸，其中微量元素如锗、硒等和糖蛋白等活性成分对增强人体免疫力、延缓衰老、杀菌消炎、保持身体健康等方面起到了很好的促进作用，是一种理想的保健食品，特别适合癌症患者及三高人群食用。

黑蒜中的还原糖主要是大蒜多糖，临床表明，大蒜多糖具有抗菌消炎、抗血凝、降血脂和防止动脉粥状硬化的功效，同时还具有保护肝功能、抗肿瘤和预防衰老的作用[2,3]。李朝阳等[4]的研究表明，大蒜多糖在浓度增加的过程中，具有比大蒜素更优的对超氧阴离子自由基和羟自由基的清除能力[5]。黄雪松[6]的薄板层析表明，大蒜多糖由葡萄糖、果糖和半乳糖构成，氨基态氮是蛋白质分解产生的物质，具有极高的营养价值，同时也是酱油中鲜味的主要来源，黑蒜在制作酱油方面有得天独厚的条件（减少色素的添加），所以，检测黑蒜中氨基态氮的含量对黑蒜发酵酱油制品有重要意义。酚类物质是一类广泛存在于植物中的次级代谢产物，具有抗氧化、清除自由基、抑菌、消炎、抗衰老和防治心血管疾病的作用[7]，酚类物质是黑蒜中重要的功能性成分，是衡量黑蒜品质的一个重要指标。黑蒜中富含的羟甲基糠醛（5-HMF），具有抗氧化、改善血液流变学等对人体有利的作用，在中药复方研究中发现，5-HMF有一定的抗心肌缺血作用。本研究以5个产地（山东莱芜、江苏邳州、山东金乡、河南中牟、云南洱海）市售的大蒜为原料，在一定条件下经发酵得黑蒜成品，定期测定发酵过程中黑蒜样品中的还原糖、氨基态氮、总酚、水分和5-HMF的含量，研究不同产地大蒜在发酵成黑蒜的过程中所选指标含量变化的差异。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

鲜蒜，分别购于山东莱芜、江苏邳州、云南洱海、山东金乡、河南中牟五个地区黑蒜。鲜蒜洗净剥去外皮，于实验室恒温箱条件下自制（前3d为90℃，之后70℃）。

试验所用试剂主要有氢氧化钠、盐酸、硫酸铜、亚甲基蓝、酒石酸钾钠、乙酸锌、亚铁氰化钾、冰乙酸、甲醛。

1.2 仪器与设备

天平，浩展科技有限公司；水浴锅，常州国华电器有限公司；可调温电炉，永欣有限公司；磁力搅拌器，JB-3A上海右一有限公司。酸式滴定管，100mL；碱式滴定管，100mL。

1.3 实验方法

1.3.1 还原糖的测定

采用酸碱滴定法，取样品5.0g，研磨并用蒸馏水定容至100mL。吸取碱性酒石酸铜甲液5.0mL和碱性酒石酸铜乙液5.0mL，置于150mL锥形瓶中，加水10mL，加入玻璃珠2～4粒，从滴定管滴加试样溶液至锥形瓶中，控制在2min内加热至沸，保持沸腾继续以每2s滴1滴的速度滴定，直至蓝色刚好褪去为终点，记录样液消耗体积，同法平行操作3份，得出平均消耗体积。

1.3.2 氨基态氮的测定

采用电位滴定法测量黑蒜的氨基态氮含量。称取样品5g，充分研磨，用蒸馏水定容至100mL容量瓶中。吸取样液20mL，置于200mL烧杯中，加水60mL，插入酸度计的玻璃电极，开动磁力搅拌器，用0.05mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至pH值8.2，记录所用氢氧化钠标准溶液体积。向此溶液中加入10mL甲醛，混匀，继续用0.05mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至pH值9.2，记录所用氢氧化钠体积。同时做一空白试验，以水代替样液外，其余与上述方法一致。最后代入公式计算，算出氨基态氮含量（以干物质计）。

1.3.3 总酚的测定

采用Folin-Ciocalteu法。准确称取0.0100g没食子酸，用蒸馏水定容到100mL容量瓶，配成100μg/mL的标准工作溶液。依次吸取没食子酸标准工作溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、10mL 容量瓶中，加入 0.5mL 福林-酚试剂，混匀，室温放置5min，然后再向容量瓶中加入1.5mL 10%的碳酸钠溶液，最后用蒸馏水定容。将定容后的溶液转移至试管中，75℃水浴 10min，室温放置 2～3h，在760nm处测定吸光度，绘制标准曲线。

精确移取适量黑蒜试样液，按照上述方法测定吸光度，并计算样液中总酚的含量（以干物质计）。

1.3.4 5-HMF的测定

将待测溶液移取2.00mL两份，分别加入两支试管中，后各加入5.00mL 60g/mL对甲基苯胺溶液。准确移取1.00mL水加入任一试管中，该试管作为空白对照。在非空白对照试管中加入5mg/mL的巴比妥酸溶液1.00mL，立即摇荡混匀。将此溶液加入比色皿中，在550nm波长处测量最大吸光度值，计算5-HMF含量（以干物质计）[8]。

1.3.5 水分含量的测定

参照国家标准GB 5009.3-2010直接干燥法，干燥温度为60～65℃。

1.3.6 黑蒜感官性质评价指标

运用感官评定的方法，选取10名经过专业培训人员进行感官评定，对加工过程中的黑蒜从色泽、质构、口感、风味、可接受度等方面进行评分，评分标准见表1，统计各样品获得总分值，总分45分。

2 结果与分析

2.1 大蒜产地对黑蒜还原糖的影响

图1所示，随着加工时间延长，黑蒜中的还原糖含量呈现逐渐上升的趋势，以6～8d变化最为明显，这可能是因为在这段期间，高温使大蒜组织细胞结构遭到破坏，加速了大蒜中多糖的分解和还原糖的产生[9,10]。从结果来看，不同产地的黑蒜还原糖含量无明显差异，其中以江苏邳州大蒜最终还原糖含量最高，上升趋势最明显，云南洱海的独头蒜次之，山东莱芜的最低。

表1 黑蒜评定因子及评分标准Table 1 Assessment factors and scoring standards of black garlic

图1 不同产地对黑蒜中还原糖的影响Fig.1 Effect of different habitats on reducing sugar in black garlic

2.2 大蒜产地对黑蒜氨基态氮的影响

如图2（见下页）所示，样品中的氨基态氮含量随发酵时间的延长而增加，推测是由于蛋白质变性，黑蒜中的大分子蛋白质分解成为小分子氨基酸，并且其累计速度远大于化学反应的消耗速度，最终表现为氨基态氮含量增加[11]。在初始状态，几种样品的氨基态氮含量差距不明显，在发酵前6d，上升较为缓慢，之后有比较大的增幅。发酵第11d，江苏邳州的氨基态氮含量最高，为0.112g/100mL；其次为莱芜的样品，其它产地的变化一致。

图2 不同产地对黑蒜中氨基态氮的影响Fig.2 Effect of different habitats on amino nitrogen

2.3 大蒜产地对黑蒜总酚的影响

如图3所示，在黑蒜制作过程中，总酚含量呈现上升趋势，这是因为过高的温度使多酚氧化酶活性受到抑制甚至失活，酚酶作用减弱，且蒜样本身的多酚类物质在受热过程中大分子化合物分解成小分子物质，释放出更多的酚羟基，因此随着发酵地进行，总酚含量持续增加，各产地变化趋势基本一致，江苏邳州产地的大蒜最终总酚含量最高。

图3 不同产地对黑蒜中总酚的影响Fig.3 Effect of different habitats on total phenolics in black garlic

2.4 大蒜产地对5-HMF含量的影响

5-HMF主要是由己糖经加热分解而产生的[12]，食品中HMF主要由焦糖化反应和美拉德反应。黑蒜在加工过程中发生糖的热降解反应产生，己糖在酸性条件下加热分解，脱去3分子水后形成5-HMF；还原性糖与氨基酸反应，生成5-HMF。如图4所示，黑蒜中5-HMF在熟化过程中增加迅速，其中第6d变化最为明显。经过对比，不同产地对5-HMF的含量影响较小，其中云南洱海独头蒜最终含量较高。

图4 不同产地对黑蒜中5-HMF的影响Fig.4 Effect of different habitats on 5-HMF in black garlic

2.5 大蒜产地对黑蒜水分的影响

如图5所示，大蒜中水分含量与品种密切相关，最终水分含量受到加工条件的影响，在装袋加工的方式下，各产地黑蒜水分含量基本一致，并无明显差异。

图5 不同产地对黑蒜中水分的影响Fig.5 Effect of different habitats on water in black garlic

3 结论

不同产地的大蒜加工成黑蒜的还原糖含量差别不大，其中以山东莱芜的含糖量最高，江苏邳州还原糖的含量最高。黑蒜中的氨基态氮在加工过程中含量不断上升，其中江苏邳州的样品最为明显。各样品上升时间点较为一致，发生在加工的第6d。江苏邳州样品氨基态氮最终含量最高，超过其余产地。随着发酵的持续进行，总酚含量在持续增加。发酵约8d后，黑蒜发酵进入后熟阶段，此阶段中蒜样的总酚含量增长速度明显减缓，但略有增加。实验结果表明，黑蒜发酵品质的总酚含量指标中，江苏邳州的质量最佳，但各产地差异不明显。5-HMF随发酵天数的增加而增加，且速度较快，各产地间差异不大。

在实际应用中，若用黑蒜制作黑蒜汁时对还原糖要求较高，可选择邳州产地的大蒜制取黑蒜产品；若用黑蒜制作黑蒜粉等保健食品时对氨基态氮要求较高，可选择江苏邳州产地的大蒜；其余指标差异并不明显，如对指标无特殊要求，根据成本、质量等其他要求选择。