不同淀粉源對(duì)鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中功能成分的影響

葛平珍，王 丹，周才瓊,*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400716；2.貴州省輕工業(yè)科學(xué)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550007）

不同淀粉源對(duì)鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中功能成分的影響

葛平珍1,2，王 丹1，周才瓊1,*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心，重慶 400716；2.貴州省輕工業(yè)科學(xué)研究所，貴州 貴陽(yáng) 550007）

探討3 種淀粉源制備鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中主要功能成分的變化。與發(fā)酵0 d相比，發(fā)酵90 d時(shí)3 種淀粉源制備鲊海椒VC含量顯著下降，VE含量保持穩(wěn)定；3 種淀粉源制備鲊海椒類(lèi)胡蘿卜素及辣椒紅素含量在發(fā)酵過(guò)程中變化不大，辣椒素及二氫辣椒素含量均隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，但芋頭絲以m（辣椒）∶m（玉米面）∶m（芋頭絲）=1∶0.5∶0.5添加比例時(shí)含量較高。游離型多酚、總酚、游離型黃酮和總黃酮在發(fā)酵過(guò)程中均呈先升后降趨勢(shì)，以發(fā)酵30～45 d時(shí)相對(duì)較高（P＜0.05），以添加芋頭或粳米處理為高。表明添加芋頭或粳米作為淀粉源可提升鲊海椒部分功能成分含量，以發(fā)酵30～45 d的鲊海椒功能成分含量較高，因此發(fā)酵30～45 d的鲊海椒可供人們選擇。

鲊海椒；淀粉源；抗氧化營(yíng)養(yǎng)素；類(lèi)胡蘿卜素；多酚；黃酮

發(fā)酵蔬菜制品是發(fā)酵食品中一大類(lèi)，包括腌菜、酸菜、醬菜等。發(fā)酵辣椒制品是以辣椒為主要原料，經(jīng)過(guò)破碎、發(fā)酵等特定工藝加工而成的醬狀或碎狀產(chǎn)品[1]，根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝配方可分為泡辣椒、糟辣椒、豆瓣辣醬、辣椒醬及酸辣醬等。鲊海椒是云、貴、川、渝少數(shù)民族地區(qū)和漢族與少數(shù)民族雜居地區(qū)特色發(fā)酵辣椒制品，是一種經(jīng)乳酸發(fā)酵的地方美食。不同地域因?yàn)槲锂a(chǎn)資源的差異，加工制作中添加原料有所不同，包括玉米、粳米以及使用部分芋頭絲和玉米粉共同作為淀粉源配料等。目前，有少量玉米鲊海椒微生物分離以及對(duì)市售鲊海椒風(fēng)味品質(zhì)及純種發(fā)酵技術(shù)等的研究報(bào)道[2-6]。而對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵過(guò)程中不同淀粉源對(duì)鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中有關(guān)功能成分的比較研究未見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究擬采用鲊海椒制備中常用淀粉配料制備鲊海椒并自然發(fā)酵，對(duì)其發(fā)酵過(guò)程中功能成分的變化進(jìn)行比較研究，并為鲊海椒的工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮二荊條辣椒、芋頭，購(gòu)于重慶市北碚區(qū)天生農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；加碘食鹽、玉米、粳米，購(gòu)于重慶市北碚區(qū)永輝超市。

乙酸乙酯、酒石酸鉀鈉、沒(méi)食子酸（均為分析純）成都市科龍化工試劑廠；甲醇（色譜純） 成都市科龍化工試劑廠；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品 中國(guó)食品藥品檢定研究院。

1.2 儀器與設(shè)備

FA2004A電子天平 上海精天電子儀器有限公司；DHG-9140A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 金壇市富華儀器有限公司；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；UV-2450 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、LC-20A高效液相色譜儀 日本島津公司。

1.3 方法

1.3.1 鲊海椒的制備

新鮮辣椒清洗后瀝干，粉碎；粳米、玉米用粉碎機(jī)粉碎后分別過(guò)40 目篩。3 種鲊海椒原料配比如下：m（辣椒）∶m（粳米面）＝1∶1（A處理）、m（辣椒）∶m（玉米面）＝1∶1（B處理）、m（辣椒）∶m（玉米面）∶m（芋頭絲）＝1∶0.5∶0.5（C處理），鹽添加量5%。將各種原料按配比混合均勻后裝入罐中，水密封，20～30 ℃發(fā)酵，取不同發(fā)酵時(shí)間鲊海椒進(jìn)行分析。

1.3.2 主要功能成分分析

1.3.2.1 抗氧化營(yíng)養(yǎng)素

VC含量測(cè)定采用2,6-二氯酚靛酚法[7]。VE含量測(cè)定采用紫外分光光度法[8]。均以干質(zhì)量計(jì)。

1.3.2.2 類(lèi)胡蘿卜素類(lèi)[9]

用100%的丙酮溶液反復(fù)研磨0.5 g樣品至無(wú)色，過(guò)濾，定容至50 mL。以100%丙酮溶液作空白對(duì)照，分別在663、646、470 nm波長(zhǎng)處測(cè)定提取液吸光度，按以下公式計(jì)算類(lèi)胡蘿卜素含量。

式中：ρa(bǔ)為提取液中葉綠素a含量/（μg/mL）；ρb為提取液中葉綠素b質(zhì)量濃度/（μg/mL）；ρc為提取液中類(lèi)胡蘿卜素質(zhì)量濃度/（μg/mL）；Cc為每克樣品干基中類(lèi)胡蘿卜素的含量/（mg/g）；V為提取液體積/mL；m為樣品質(zhì)量/g。

以100%丙酮溶液作空白對(duì)照，于460 nm波長(zhǎng)處測(cè)定提取液吸光度。按以下公式計(jì)算色價(jià)[10]。

1.3.2.3 生物堿類(lèi)[11]

向5.0 g左右樣品中加入50 mL 100%甲醇，在50 ℃、360 W條件下超聲50 min，過(guò)濾，減壓濃縮，定容至5 mL。濾液過(guò)0.45 μm微孔濾膜，色譜條件：色譜柱Kromasil C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；進(jìn)樣量：10 μL；流動(dòng)相：甲醇-水（70∶30，V/V）；流速：1.0 mL/min；柱溫：30 ℃；檢測(cè)波長(zhǎng)：280 nm。各樣品液按上述色譜條件進(jìn)行樣品分析，采用外標(biāo)法對(duì)樣品中辣椒素及二氫辣椒素進(jìn)行定量。

1.3.2.4 多酚類(lèi)

樣品提取[12]：游離酚提取：將4 ℃預(yù)冷20 min的80%丙酮溶液40 mL加入5.0 g樣品中，冰浴條件下10 000 r/min均質(zhì)5 min，5 000 r/min離心10 min，收集上清液。按以上步驟再提取一次，合并兩次上清液，減壓濃縮至原體積的10%左右，用水定容至25 mL，得到游離酚提取液，保存于－20 ℃?zhèn)溆谩＝Y(jié)合態(tài)酚類(lèi)提取：向游離酚提取后的沉淀物中加入40 mL 2 mol/L NaOH溶液，25 ℃條件下振蕩提取1 h，用濃鹽酸調(diào)節(jié)水解液pH值至1后，用100 mL乙酸乙酯萃取3 次，合并萃取相，減壓濃縮，用純水定容至10 mL，得到結(jié)合酚類(lèi)物質(zhì)提取液，保存于－20 ℃冰箱中備用。

測(cè)定方法：參照Dewanto等[13]用Folin-酚測(cè)定多酚含量的方法。向試管中加入0.5 mL H2O、0.125 mL提取液及0.125 mL Folin-酚試劑，混勻，靜置6 min，加入1.25 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 7.5% 的Na2CO3溶液與1 mL H2O，終體積為3 mL。混勻后，25 ℃條件下避光放置90 min。于760 nm波長(zhǎng)處測(cè)定反應(yīng)液吸光度。同時(shí)以0.125 mL H2O代替鲊海椒游離酚類(lèi)提取液/結(jié)合酚類(lèi)提取液作空白對(duì)照。總酚含量以每100 g鲊海椒中所含沒(méi)食子酸當(dāng)量（gallic acid equivalant，GAE）表示（以干質(zhì)量計(jì)），即mg GAE/100 g。

1.3.2.5 黃酮類(lèi)

參照Shen Yun等[14]的方法，移取0.5 mL鲊海椒游離酚類(lèi)物質(zhì)提取液/結(jié)合酚類(lèi)提取液放入試管中，向其中加入2 mL H2O及0.15 mL 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaNO2溶液，混勻，靜置5 min后，加入0.15 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 10% 的AlCl3溶液，混勻，靜置5 min后，再加入1 mL 1 mol/L NaOH溶液，25 ℃條件下放置15 min后于510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。總黃酮以每100 g鲊海椒中所含蘆丁當(dāng)量表示，即mg 蘆丁/100 g。

1.4 數(shù)據(jù)分析

2 結(jié)果與分析

2.1 不同淀粉源對(duì)制備鲊海椒發(fā)酵中抗氧化營(yíng)養(yǎng)素含量的影響

鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中VC及VE含量變化Fig.1 Changes in VC and VE contents during the fermentation process of Zhahaijiao圖 1

由圖1可知，VE含量在發(fā)酵過(guò)程中呈先升后降的趨勢(shì)，發(fā)酵30 d時(shí)達(dá)峰值，A、B、C處理VE含量分別為152.86、96.53、189.80 mg/100 g，至發(fā)酵90 d后三處理VE含量與發(fā)酵0 d時(shí)相當(dāng)，分別為65.49、59.51、87.17 mg/100 g。VC含量在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中呈下降趨勢(shì)，發(fā)酵前期（0～30 d）迅速下降，30 d以后降速趨緩。發(fā)酵30 d和90 d鲊海椒A、B、C處理VC 含量分別為發(fā)酵0 d的46%、24%、24%和12%、13%、11%，發(fā)酵90 d后，3 種鲊海椒中VC的損失率基本相同。

2.2 不同淀粉源對(duì)制備鲊海椒發(fā)酵中主要功能成分的影響

2.2.1 鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中類(lèi)胡蘿卜素及辣椒紅素的變化

圖2 鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中類(lèi)胡蘿卜素含量及色價(jià)的變化Fig.2 Changes in carotenoids content and color value during the fermentation process of Zhahaijiao

由圖2可知，類(lèi)胡蘿卜素含量及色價(jià)以添加芋頭的C處理較高。A處理類(lèi)胡蘿卜素含量及色價(jià)呈緩慢上升趨勢(shì)，發(fā)酵0 d和90 d類(lèi)胡蘿卜素含量分別為0.36、0.45 mg/g，色價(jià)分別為0.84、1.08；B處理類(lèi)胡蘿卜素含量及色價(jià)有緩慢下降趨勢(shì)，發(fā)酵0 d和90 d類(lèi)胡蘿卜素含量分別為0.49、0.40 mg/g，色價(jià)分別為1.11、0.96；C處理類(lèi)胡蘿卜素含量及色價(jià)呈先降（0～15 d）后升（15～30 d）并趨于穩(wěn)定（30～90 d）的趨勢(shì)，發(fā)酵0、15、90 d類(lèi)胡蘿卜素含量分別為0.82、0.61、0.73 mg/g，色價(jià)分別為1.88、1.45、1.73，總體呈下降趨勢(shì)。

2.2.2 鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中生物堿類(lèi)物質(zhì)含量的變化

鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中辣椒素及二氫辣椒素含量的變化Fig.3 Changes in capsaicin and dihydrocapsaicin contents during the fermentation process of Zhahaijiao圖 3

由圖3可知，3 種鲊海椒中辣椒素及二氫辣椒素含量隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)。其中，添加玉米的B處理中辣椒素及二氫辣椒素含量先快速下降（0～30 d）后緩慢下降（30～90 d），發(fā)酵90 d時(shí)，B處理中辣椒素及二氫辣椒素含量分別為發(fā)酵0 d時(shí)的51.6%和54.2%；A處理與C處理中的辣椒素與二氫辣椒素含量均緩慢下降，發(fā)酵90 d時(shí)，A處理辣椒素及二氫辣椒素含量分別為發(fā)酵0 d時(shí)的71.4%和70.4%，C處理分別為發(fā)酵0 d時(shí)的69.2%和75.6%。從原料中辣椒素和二氫辣椒素本底含量以及發(fā)酵90 d后的含量來(lái)看，均以玉米鲊海椒和玉米芋頭絲混合發(fā)酵鲊海椒為高。

2.2.3 鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中多酚類(lèi)物質(zhì)含量的變化

多酚作為抗氧化物，在預(yù)防癌癥、心血管疾病、糖尿病、骨質(zhì)疏松癥、神經(jīng)性病變及抗炎和抗菌等方面有重要的作用[15]。如表1所示，隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，三處理結(jié)合型多酚、游離型多酚及總酚含量均呈先升后降趨勢(shì)，以發(fā)酵30 d時(shí)相對(duì)較高。添加粳米作為淀粉源的A處理結(jié)合型多酚含量下降，而游離型多酚和總酚含量增加，發(fā)酵90 d時(shí)分別為發(fā)酵0 d時(shí)的67.9%、124.9%和119.4%；添加玉米作為淀粉源的B處理鲊海椒在發(fā)酵過(guò)程中結(jié)合型多酚、游離型多酚和總酚均呈升高趨勢(shì)，發(fā)酵90 d時(shí)分別為發(fā)酵0 d時(shí)的134.4%、109.6%和115.8%，發(fā)酵15 d以上各處理均顯著高于發(fā)酵0 d的處理（P＜0.05）；添加玉米芋頭絲的C處理則均呈下降趨勢(shì)，發(fā)酵90 d時(shí)分別為發(fā)酵0 d時(shí)的52.0%、83.7%和72.7%，發(fā)酵15 d以上各處理均顯著低于發(fā)酵0 d的處理（P＜0.05）。3 個(gè)處理游離型多酚和總酚峰值都出現(xiàn)在發(fā)酵30～45 d，從多酚利用和功能作用考慮，鲊海椒發(fā)酵時(shí)間以1～2 個(gè)月為宜，從多酚本底含量考慮，添加芋頭絲作為淀粉源有利于提升鲊海椒中游離型多酚和總酚含量。

表1 鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中多酚類(lèi)物質(zhì)含量變化Table 1 Changes in polyphenol contents during the fermentation process of Zhahaijiao mg GAE/100 g

2.2.4 鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中黃酮類(lèi)物質(zhì)含量的變化

黃酮類(lèi)化合物有顯著的螯合及抗氧化性能，在改善記憶力、抑制腫瘤新血管形成、防治哮喘、治療糖尿病及其并發(fā)癥、防治骨質(zhì)疏松等方面具有重要作用[16-20]。如表2所示，隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，三處理游離型黃酮及總黃酮含量均呈先升后降趨勢(shì)，以發(fā)酵30～45 d時(shí)相對(duì)較高（P＜0.05）。從具體變化看，添加粳米作為淀粉源的A處理結(jié)合型黃酮、游離型黃酮和總黃酮含量均呈增加趨勢(shì)，發(fā)酵90 d時(shí)分別為發(fā)酵0 d時(shí)的135.5%、106.2%和109.6%；添加玉米作為淀粉源的B處理鲊海椒在發(fā)酵過(guò)程中結(jié)合型黃酮、游離型黃酮和總黃酮有升有降，發(fā)酵90 d時(shí)分別為發(fā)酵0 d時(shí)的61.3%、110.1%和82.8%；添加玉米芋頭絲的C處理則均呈下降趨勢(shì)，發(fā)酵90 d時(shí)分別為發(fā)酵0 d時(shí)的61.8%、90.0%和78.4%。

表2 鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中黃酮類(lèi)物質(zhì)含量變化Table 2 Changes in flavonoid contents during the fermentation process of Zhahaijiao mg蘆丁/100 g

3 討論與結(jié)論

鲊海椒發(fā)酵過(guò)程中，具有抗氧化作用的VE含量保持穩(wěn)定，但VC含量持續(xù)下降，這與鄧勇等[21]關(guān)于榨菜發(fā)酵中VC含量變化的報(bào)道一致。類(lèi)胡蘿卜素及辣椒紅素含量在發(fā)酵過(guò)程中變化不大，但以添加芋頭的C處理較高。有報(bào)道成熟辣椒果實(shí)采摘后，在貯藏過(guò)程中仍能合成類(lèi)胡蘿卜素，但其合成過(guò)程受溫度及光照的影響，當(dāng)水分含量降到一定值時(shí)中斷其生物合成[22]。本研究中，可能受水分及微生物等綜合影響，類(lèi)胡蘿卜素及色價(jià)僅發(fā)生波動(dòng)變化，表明發(fā)酵對(duì)鲊海椒中類(lèi)胡蘿卜素及辣椒紅素的變化影響不大。辣椒素及二氫辣椒素含量均隨發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，以添加玉米的B處理降低較多，從原料本底及發(fā)酵90 d后的含量來(lái)看，以玉米鲊海椒和芋頭絲玉米混合發(fā)酵鲊海椒為高。辣椒素可作為食品調(diào)味劑、保健/功能食品及外用藥品的組成分，其在生物體內(nèi)有加速代謝、鎮(zhèn)痛止癢和抗炎等作用[23]。金紅星等[24]報(bào)道辣椒素類(lèi)物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)小鼠營(yíng)養(yǎng)性肥胖具有預(yù)防作用。辣椒素及二氫辣椒素含量降低，推測(cè)與微生物活動(dòng)及有機(jī)酸的產(chǎn)生有關(guān)，可能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的辣椒素類(lèi)似物。

游離型多酚、總酚、游離型黃酮和總黃酮含量在發(fā)酵過(guò)程中均呈先升后降趨勢(shì)，以發(fā)酵30～45 d時(shí)相對(duì)較高。這與Lee等[25]報(bào)道用枯草芽孢桿菌對(duì)新鮮辣椒勻漿進(jìn)行純種發(fā)酵的結(jié)果一致。推測(cè)鲊海椒在自然條件下發(fā)酵，作為混菌發(fā)酵體系，微生物之間有相互競(jìng)爭(zhēng)作用，且隨著發(fā)酵中有機(jī)酸含量增加，其pH值降低，可能影響發(fā)酵體系中微生物及胞外酶的活性，從而影響發(fā)酵過(guò)程中鲊海椒總多酚及總黃酮的變化。多酚類(lèi)和黃酮類(lèi)物質(zhì)作為抗氧化物，具有多種重要的生理功能。從多酚類(lèi)和黃酮類(lèi)物質(zhì)的功能作用考慮，鲊海椒發(fā)酵時(shí)間以30～45 d為宜。

經(jīng)分析不同淀粉源制備鲊海椒A、B、C三處理初始含水量分別為46.50%、45.57%和64.15%，以玉米芋頭絲鲊海椒水分含量較高。以100 g可食部分計(jì)，A、B、C三處理初始總黃酮含量分別為52.66、50.51、85.56 mg蘆丁/100 g，總多酚含量分別為118.55、107.62、214.60 mg GAE/100 g。從多酚和黃酮類(lèi)本底含量考慮，添加芋頭絲作為淀粉源有利于提升鲊海椒中總酚和黃酮類(lèi)的含量。綜合考慮3 種淀粉源及各種功能成分的變化，添加芋頭絲或粳米作為淀粉源可提升部分功能成分含量，以發(fā)酵30～45 d的鲊海椒功能成分含量較高。

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Functional Components of Zhahaijiao, a Traditional Chinese Fermented Chili Product, Mixed with Starches from Different Botanical Sources during Fermentation

GE Pingzhen1,2, WANG Dan1, ZHOU Caiqiong1,*
(1. Chongqing Engineering Research Center of Regional Food, College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China; 2. Guizhou Light Industry Scientific Research Institute, Guiyang 550007, China)

This study was designed to explore changes in functional components during the fermentation process of Zhahaijiao, a traditional Chinese fermented chili product, made with three different starches, namely japonica rice flour, corn flour and a corn flour-taro shreds mixture, respectively. The results showed that compared with the unfermented control, vitamin C content of Zhahaijiao with each of the three starches fermented for 90 days was significantly decreased while vitamin E remained stable. In addition carotenoids content and color value had little changes. Capsaicin and dihydrocapsaicin presented a downward trend with the extension of fermentation time, and Zhahaijiao with a ratio of chili to corn flour to taro shreds of 1:0.5:0.5 by weight had higher contents of these compounds. The contents of free and total polyphenols as well as free and total flavonoids in three kinds of Zhahaijiao were increased firstly and then decreased, and reached a relatively high level after fermentation for 30-45 days (P ＜ 0.05); they were more abundant in Zhahaijiao with japonica rice flour or taro shreds. Overall, Zhahaijiao with taro or rice starch contained high contents of some functional components. Zhahaijiao fermented for 30-45 days was more suitable for consumption because of the higher contents of functional components.

Zhahaijiao; starch source; antioxidant nutrients; carotenoids; polyphenols; flavonoids

TS201.4

A

1002-6630（2015）21-0191-05

10.7506/spkx1002-6630-201521036

2015-01-08

葛平珍（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称钒踩c質(zhì)量控制。E-mail：gepingzhen1989@126.com

*通信作者：周才瓊（1964—），女，教授，博士，研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)化學(xué)。E-mail：zhoucaiqiong@swu.edu.cn