2024, Vol. 48
文章信息
- 安庆文, 岳洋, 张全斌. 2024.
- AN Qingwen, YUE Yang, ZHANG Quanbin. 2024.
- 乳酸菌发酵海带的脱腥工艺及成分分析研究
- Study on the deodorization process and component analysis of kelp fermented by lactic acid bacteria
- 海洋科学, 48(4): 97-107
- Marine Sciences, 48(4): 97-107.
- http://dx.doi.org/10.11759/hykx20230302004
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文章历史
- 收稿日期：2023-03-02
- 修回日期：2023-04-23
2. 中国科学院大学, 北京 100049
2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
海带(Saccharina japonica)系药食同源海藻, 已被列入国家卫生健康委员会公布的既是食品又是药品名单。海带富含多糖、蛋白质、有机酸、矿物质等营养成分[1-3], 不仅可以为人体提供生命活动所需要的能量, 而且还具有良好的保健功效, 如海带褐藻多糖硫酸酯能够调节人体免疫力[4], 海带膳食纤维具有良好的通便作用[5]。海带作为十分理想的海洋蔬菜, 是人们日常生活中不可多得的食物, 但也有许多人因其独特的腥味无法接受这类食物, 因而对其产业发展有着一定的限制[6]。因此, 如何去除海带的腥味是其深加工以及高值化利用的关键性技术问题。
目前, 对于海带脱腥工艺与方法的研究报道很多[7], 主要的脱腥方法可分为物理脱腥法、化学脱腥法和生物脱腥法等3种[8]。陈婉珠[9]分别对比了酸法、醇法、甘草、β-环糊精掩蔽法和热水烫煮法等对海带的脱腥效果, 认为热水烫煮法对海带的脱腥效果最好。李应彪等[10]使用不同浓度的绿茶在不同温度、时间对海带进行脱腥处理, 结果显示绿茶的浓度范围在0.5%~1.5%, 处理时间10~20 min, 处理温度60~100 ℃的情况下, 可以取得较好的脱腥效果。段吴勇[11]采用酿酒酵母和嗜热链球菌联合发酵海带, 使得海带的腥味基本消失且产生了淡淡的发酵清香味。对比以上3种海带脱腥方法, 物理脱腥的效果较差, 化学脱腥会引入酸碱等化学物质, 存在安全与污染问题, 而生物脱腥法不仅可以实现海带的有效脱腥、改善风味, 还具有增加营养、利于人体消化吸收等优势。此外, 大多关于海带脱腥的研究报道仅限于脱腥工艺研究, 对海带脱腥后化学成分等方面的变化研究报道较少。由于不同菌种发酵时利用的营养源不同, 其发酵过程中产生的代谢产物也存在较大差异[12], 多种乳酸菌混合发酵可能产生更丰富的风味物质进而达到更加理想的脱腥效果。
本研究选用市售酸奶发酵剂, 利用海带培养基培养筛选后得到乳酸菌发酵种子液, 然后对海带进行发酵脱腥。采用单因素实验确定最佳发酵条件, 采用顶空固相微萃取与气相色谱-质谱(HS-SPME-GC-MS)联用技术测定海带发酵前后挥发性风味物质的变化, 结合有机酸、氨基酸以及感官评价等结果, 探讨海带乳酸菌发酵的脱腥机理, 为海带乳酸菌发酵制品的开发提供参考。
1 材料与方法 1.1 材料与试剂本研究所用干海带来自山东荣成, 系新鲜海带经清洗后自然晾晒所得。菌种采用川秀牌(益享10菌型)酸奶发酵粉, 配料为: 麦芽糊精、保加利亚乳杆菌、嗜热链球菌、乳双歧杆菌、鼠李糖乳杆菌、植物乳杆菌、嗜酸乳杆菌、乳酸乳球菌乳脂亚种、肠膜明串珠菌肠膜亚种、乳酸乳球菌双乙酰亚种、乳酸乳球菌乳酸亚种, 采购于北京川秀科技有限公司。液体MRS培养基(g/L): 蛋白胨10.0、牛肉粉10.0、酵母粉5.0、葡萄糖20.0、磷酸氢二钾2.0、柠檬酸铵2.0、乙酸钠5.0、吐温80 1.0 mL、硫酸镁0.1、硫酸锰0.05, pH 6.0~6.4, 121 ℃灭菌20 min; 北京陆桥技术股份有限公司。固体MRS培养基: 在MRS液体培养基的成分基础上加入2%的琼脂粉制成。甲醇(纯度≥99.9%, Thermo); 甲酸(纯度≥98%, TCI); H2O(Milli-Q)。26种有机酸(柠檬酸、乳酸、L-焦谷氨酸、琥珀酸、反丁烯二酸、高香草酸、苹果酸、顺丁烯二酸、丙二酸、戊二酸、香草酸、葡萄糖醛酸、泛酸、烟酸、己二酸、辛二酸、酒石酸、5-羟甲基-2-糠酸、吡哆素、3-甲基戊二酸、乙基丙二酸、DL-3-苯基乳酸、马尿酸、3-吲哚乙酸、3-羟基-3-甲基谷氨酸、苯丙酮酸)标准品及22种氨基酸(色氨酸、丙氨酸、精氨酸、γ-氨基丁酸、丝氨酸、脯氨酸、缬氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、高半胱氨酸、鸟氨酸盐酸盐、天冬氨酸、谷氨酸、甲硫氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺)标准品由苏州帕诺米克生物医药科技有限公司提供。
1.2 仪器与设备DHG-90 30A型电热鼓风干燥箱, 上海精宏实验设备有限公司; XDW-6B实验室专用低温超微粉碎机, 济南达微机械有限公司; TU-1810紫外-可见分光光度计, 北京普析通用仪器有限责任公司; FD-1A-80冷冻干燥机, 博医康实验仪器有限公司; 高速离心机, 天美仪器有限公司; YXQ-LS-50S立式压力蒸气灭菌锅, 上海博讯医疗生物仪器有限公司; 洁净工作台SW- CJ-1FD, 苏州安泰空气技术有限公司。冷冻离心机, Eppendorf 5424R; 混匀仪, Kylin-Bell QL-906; 组织研磨仪, 美壁MB-96S; 滤膜, 津腾0.22 µm PTFE; 高通量组织研磨器, 美壁MB-96; 液相色谱仪, Waters ACQUITY; 质谱仪, Orbitrap AB4000。
1.3 实验方法 1.3.1 海带培养基的制备干海带置于80 ℃恒温干燥箱中烘干至恒重, 经超微粉碎后过筛得海带粉(粒度300目以上)。以干海带粉与去离子水的料液比为1∶20 (w/v, g/mL) 制作基础海带培养基, 121 ℃灭菌20 min后冷却备用。
1.3.2 乳酸菌种子液的制备在超净工作台中, 将1 g菌粉接种至含有100 mL MRS液体培养基的250 mL三角瓶中, 37 ℃恒温培养12 h后, 取1 mL上述菌液接种至100 mL含5%海带的基础培养基中发酵培养。24 h后, 再取1 mL上述培养后的菌液接种至5%海带的基础培养基中, 37 ℃发酵24 h(此过程重复3次)。最后再接种至MRS液体培养基富集培养后, 即得到乳酸菌发酵种子菌液。
1.3.3 海带的乳酸菌发酵单因素实验以海带与水料液比5%(g/mL)、发酵温度37 ℃、发酵时间1 d、菌液接种量5%为基准条件, 固定其他因素及相应的水平, 以pH值为检测指标, 用pH计测定pH值(重复测量3次取平均值), 进行单因素实验, 对发酵工艺进行优化。分别考察料液比[1%、3%、5%、7%、9%、11%(g/mL)]、温度(37 ℃、38 ℃、39 ℃、40 ℃、41 ℃、42 ℃)、时间(0 d、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d、6 d、7 d、8 d)、接种量[1%、3%、5%、7%、9%、11%(mL/mL)]对发酵液pH变化的影响。
1.3.4 乳酸菌发酵海带过程中活菌数的检测参照GB 4789.2—2016《食品微生物学检验菌落总数测定》进行海带乳酸菌发酵过程中的乳酸菌活菌总数的测定[13]。
1.3.5 发酵过程中上清液的各组分测定发酵上清液中可溶性固形物的测定: 分别将海带发酵前(K0)、发酵中期即发酵第2 d(K2)、发酵后期即发酵第6 d(K6), 三组样品经8 000 r/min离心15 min后, 取同等体积的上清液, 分别冷冻干燥至恒重后精确称重, 计算上清液中可溶性固形物的浓度。
总糖的测定采用苯酚-硫酸法[14]。总蛋白的测定采用BCA法[15]。氨基酸态氮的测定方法参照GB5009.235- 2016《食品中氨基酸态氮的测定》[16]。按照WANG等[17]的方法测定还原能力: 用PBS(0.2 mol/L, pH = 6.6)配制一系列不同浓度的样品溶液。取0.13 mL不同浓度的样品, 与1.25 mL铁氰化钾(1%, w/v)混合, 并在50 ℃下孵育20 min。Vc被用作阳性对照。之后, 向反应体系中加入1.25 mL三氯乙酸(TCA, 10%, w/v)停止反应。最后, 向溶液中加入1.5 mL三氯化铁(0.1%, w/v), 在700 nm处测量吸光度。
1.3.6 有机酸组成的测定色谱条件: 采用ACQUITY UPLC® BEH C18色谱柱(2.1×100 mm, 1.7 μm, 美国Waters公司), 进样量5 μL, 柱温40 ℃, 流动相A: 水(含0.1%甲酸), B: 甲醇(含0.1%甲酸)。梯度洗脱条件为0~3 min, 30% B; 3~5 min, 30%~50% B; 5~7 min, 50%~90% B; 7~9 min, 90% B; 9~13 min, 30% B。流速: 0.4 mL/min。质谱条件: 电喷雾电离(ESI)源, 负离子电离模式。离子源温度500 ℃, 离子源电压−4 500 V, 碰撞气41.37 kPa, 气帘气206.85 kPa, 雾化气和辅助气均为344.75 kPa; 采用多重反应监测(MRM)模式进行扫描[18-19]。
1.3.7 氨基酸组成的测定色谱条件: 采用ZORBAX Eclipse XDB-C18色谱柱(4.6×150 mm, 美国安捷伦公司), 进样量5 μL, 柱温40 ℃, 流动相A: 10%甲醇水(含0.1%甲酸), 流动相B: 50%甲醇水(含0.1%甲酸)。梯度洗脱条件为0~6.5 min, 10%~30% B; 6.5~7 min, 30%~100% B; 7~18 min, 100% B; 18~18.5 min, 100%~10% B; 18.5~21 min, 10% B; 0~8 min, 流速0.3 mL/min; 8.5~21 min, 流速0.4 mL/min。质谱条件: 电喷雾电离(ESI)源, 正离子电离模式。离子源温度500 ℃, 离子源电压5 500 V, 碰撞气41.37 kPa, 气帘气206.85 kPa, 雾化气和辅助气均为344.75 kPa; 采用多重反应监测(MRM)进行扫描[20-21]。
1.3.8 挥发性风味物质测定 1.3.8.1 固相微萃取(SPME)取样: 取新制备的海带发酵上清液冻干样品2 g置于20 mL的顶空进样瓶中, 加盖密封进行萃取。萃取条件: 萃取头老化温度250 ℃; 老化时间15 min; 平衡温度60 ℃; 平衡时间30 min; 250 ℃解吸附3 min。
1.3.8.2 GC-MS分析吸取顶空气体1 mL进样。进样口温度250 ℃, 分流比10∶1, 载气为高纯氦气, 流速1.0 mL/min, 传输线温度240 ℃, 柱箱程序升温条件: 40 ℃保持4 min, 以4 ℃/min升到100 ℃, 15 min后, 再以2 ℃/min升到150 ℃, 25 min后, 再以8 ℃/min升到240 ℃, 保持5 min。Orbitrap质谱分辨率选择60 000 FWHM, 扫描范围30~550 m/z, EI模式下离子源温度260 ℃, 电子能量70 eV。
1.3.8.3 数据处理使用Thermo Scientific TraceFinider软件采集并处理数据, 解卷积后与NIST数据库进行比对, 采用正向匹配度(SI值)、反向匹配度(RSI值)和保留指数(RI值)共同确证未知化合物的定性结果, 化合物鉴定采用比对参数SI和RSI大于800, 或匹配度大于50%。
1.3.9 感官评价感官评价小组由本课题组10人(4名男性、6名女性, 年龄21~27周岁)组成, 参照GB/T 10220—2012《感官分析方法学总论》、GB/T 16291.1—2012《感官分析选拔、培训与管理评价员一般导则第1部分: 优选评价员》、GB/T 10221—2021《感官分析术语》组建感官评价小组, 并进行良好的感官评价训练[22-24]。实验在密闭空间(环境温度25 ℃、相对湿度60%)内进行, 采用双盲机制, 评价员每次品尝样品前均对房间进行通风, 并使用纯净水漱口3次。以酱香气、鱼腥气、酱香味、鱼腥味、酸味、海藻味、回味以及总体评价等8种感官属性的强度(0=无~10=极强)进行评分。将所有得分之间取算术平均值, 并参照GB/T 39625— 2020《感官分析方法学建立感官剖面的导则》将数据呈现为风味剖面图[25]。
1.4 统计分析所有的不同处理均重复3次, 数据结果采用统计软件SPSS 25.0进行方差分析, 数值以平均值表示, 并用GraphPad Prism 8.5.1软件制图。
2 结果与讨论 2.1 海带乳酸菌发酵工艺的确定 2.1.1 海带发酵单因素实验结果由图 1a可知, 当接种量一定时, 发酵初始pH随海带粉料液比的升高而升高, 这是由于海带粉的水溶液呈碱性, 培养基的初始pH随着海带粉添加量的升高而升高。当料液比低于5%时发酵效率过低, 而当料液比高于5%时, 乳酸菌虽然能够正常生长并产生乳酸, 进而降低发酵体系的pH值, 但料液比过高时海带粉容易发生凝集不利于发酵的充分进行, 因此料液比确定为5% (g/mL)。由图 1b可知, 海带乳酸菌发酵的最适温度为40 ℃。随着乳酸菌在海带培养基中的快速增殖, 营养物质消耗以及乳酸积累量增加, pH过低可能对乳酸菌自身产生抑制, 发酵第6 d后pH值的降低明显慢于前5 d(图 1c)。一般而言, 接种量越高发酵进行得越迅速, 接种量高于5%后, 接种量的升高已无法对发酵产生明显的增强作用(图 1d), 综合考虑发酵效率以及经济性, 接种量确定为5%(mL/mL)。
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| 图 1 发酵单因素实验结果 Fig. 1 Results of the single-factor fermentation experiment |
本研究以pH作为发酵优化指标, 主要是出于安全性考虑, 乳酸菌利用海带发酵产酸使pH降低, 进而起到抑菌防腐的作用, 有效避免了发酵过程中的杂菌污染等安全问题[26]。肉毒杆菌是一种生长在缺氧环境下的细菌, 在罐头食品及密封腌渍食物中具有极强的生存能力, 其在繁殖过程中分泌的肉毒毒素是目前已知的毒性最强烈的生物毒素。而肉毒杆菌在pH < 4.5条件下既不生长也不会产生肉毒毒素[27-28]。本实验中的乳酸菌发酵海带能够将pH迅速降低至4.5以下, 保证了发酵食品的安全性。此外, 有研究发现, 在海藻泡菜中接种乳酸菌, 发酵作用能使胆固醇降解并显著降低亚硝酸盐的含量, 进而提高发酵产品的品质[29]。
2.1.2 海带乳酸菌发酵期间的活菌数监测由图 2活菌数检测结果可知, 发酵第0 d即乳酸菌初始接种到海带培养基中时活菌总数为1×108 CFU/mL, 发酵至第2 d乳酸菌活菌数迅速增至6×108 CFU/mL。随着乳酸菌对海带中营养成分的消耗以及乳酸的大量分泌, 乳酸菌自身的增殖和生长状况受到抑制, 第2~4 d活菌数逐渐减少至初始接种时的活菌量, 在第4~6 d时乳酸菌活菌数处在略高于初始活菌数的水平, 在第7 d时乳酸菌活菌数已经低于初始接种活菌数。因此, 为保证乳酸菌对海带培养基的充分发酵, 将发酵时间确定为6 d。
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| 图 2 海带发酵过程中活菌数的变化 Fig. 2 Changes in the total number of colonies during kelp fermentation |
有研究人员从传统发酵乳中分离出7株保加利亚乳杆菌, 分别经单独发酵培养检测发现, IMAU62115菌株在发酵牛乳中的活菌数最高可达4.95×108 CFU/mL[26]。而本实验的乳酸菌经由海带培养基筛选分析而得, 活菌数能够在发酵海带的第2 d达到6×108 CFU/mL, 且在发酵进行的一周内保持较高的活菌数, 这也是海带培养基乳酸菌混合菌种发酵的优势[30-31]。此外, 本实验所用菌种的安全性均已得到验证, 在开发海带与乳酸菌活菌型相关产品方面, 具有良好的应用前景[32]。
2.2 发酵过程中可溶性固形物的各指标分析测定由图 3知, 与未发酵的K0对照组相比, 发酵2 d和6 d后的上清液中可溶性固形物均显著降低(P < 0.05), 发酵2 d和6 d后的上清液中总糖的量均显著降低(P < 0.05)。发酵2 d和6 d后的上清中总蛋白的量变化均不显著, 发酵第6 d上清中氨基酸态氮的量显著升高(P < 0.05)。
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| 图 3 发酵上清液中各成分的定量分析 Fig. 3 Changes in the concentration of soluble solids in the supernatant 注: 图中分组K0为空白对照, K2为发酵第2 d, K6为发酵第6 d, 下同 |
前人的研究表明, 海带中的碳水化合物如葡萄糖、蔗糖和其他糖的代谢是微生物生长的基础, 也为风味化合物的产生创造条件[33]。也有研究显示, 乳酸菌能够利用海带中的蛋白质, 这也可能是导致氨基酸态氮升高的重要原因[34]。
2.3 发酵过程中总还原力的测定由图 4可知, 与未发酵的K0对照组相比, 发酵2 d和6 d均显著提高了上清液的总还原力(P < 0.05); 而发酵2 d与发酵6 d的样品之间不具有显著性差异, 结合图 2的发酵过程活菌数的检测, 表明总还原力的提升源自乳酸菌发酵海带的产物, 而不受乳酸菌活菌数的影响。这可能是由于乳酸菌的发酵作用, 诱导了海带细胞壁的破坏, 促进各种酚类、海藻多糖等具有抗氧化活性物质的释放引起的[35]。
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| 图 4 总还原力变化 Fig. 4 Changes in total reducing power |
乳酸菌发酵海带上清液冻干样品中26种有机酸含量见表 1。由表 1可知, 发酵前后有机酸质量分数主要变化有: 乳酸升高了22.62 mg/g、琥珀酸升高了156.73 μg/g、泛酸降低了82.72 μg/g、L-焦谷氨酸降低了51.79 μg/g, 其中乳酸变化最为显著。发酵后样品中总有机酸的质量分数较发酵前提高了76.5%。这些变化主要是由于海带中营养成分经乳酸菌代谢产生大量乳酸、琥珀酸等有机酸所致, 乳酸对发酵食品的酸味和香气产生起着至关重要的作用[36], 琥珀酸可产生酸味、呈味, 常用于豆酱、酱油、日本酒、调味料等, 提升食品风味[37]。
| 样品处理 | K0(空白)/(μg·g−1) | K6(发酵6 d后)/(μg·g−1) |
| 乳酸 | 24 504.02 | 47 126.33 |
| 琥珀酸 | 2 057.06 | 2 213.78 |
| 反丁烯二酸 | 10.93 | ND |
| 苹果酸 | 83.13 | 75.64 |
| 顺丁烯二酸 | 14.12 | 12.55 |
| 柠檬酸 | 4.69 | 2.78 |
| 丙二酸 | 95.62 | 97.05 |
| 戊二酸 | 8.52 | 9.14 |
| 香草酸 | ND | ND |
| 葡萄糖醛酸 | 11.97 | 9.40 |
| 泛酸 | 127.51 | 44.79 |
| 烟酸 | 22.47 | 17.08 |
| 己二酸 | 1.68 | 2.35 |
| 酒石酸 | 42.69 | 21.81 |
| 马尿酸 | ND | ND |
| L-焦谷氨酸 | 2 506.49 | 2 454.71 |
| 5-羟甲基-2-糠酸 | 6.20 | 5.90 |
| 3-甲基戊二酸 | ND | ND |
| 乙基丙二酸 | 2.00 | 1.99 |
| 辛二酸 | 3.90 | 5.57 |
| DL-3-苯基乳酸 | 56.22 | 76.09 |
| 吡哆素 | 0.17 | 0.20 |
| 3-吲哚乙酸 | ND | ND |
| 高香草酸 | ND | ND |
| 3-羟基-3-甲基谷氨酸 | 2.85 | 3.04 |
| 苯丙酮酸 | 0.49 | 0.34 |
| 总计 | 29 562.73 | 52 180.55 |
| 注: 表中ND表示未检出 | ||
乳酸菌发酵前后海带上清液冻干样品中的22种氨基酸的质量分数如表 2所示, 除精氨酸和高半胱氨酸未检出, 谷氨酰胺和天冬酰胺的质量分数均降低外, 其余18种氨基酸的质量分数均有所升高, 以甲硫氨酸、甘氨酸、脯氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、色氨酸等提高最为明显, 分别提高了125.24%、48.15%、46.98%、40.57%、30.82%、27.21%, 且8种必需氨基酸的总量提升了25.05%, 总氨基酸的质量分数提高了10.55%。此外, 发酵使鲜味氨基酸(天冬氨酸和谷氨酸)和甜味氨基酸(丙氨酸和甘氨酸)这些风味氨基酸的含量均有所升高, 这也进一步提升了海带的风味口感[38]。同时, 乳酸菌发酵海带引起的氨基酸的组成及含量变化, 也为提升海带的营养价值带来了可能[39]。
| 样品处理 | K0(空白)/(μg·g−1) | K6(发酵6 d后)/ (μg·g−1) |
| 甘氨酸 | 436.34 | 646.42 |
| 丙氨酸 | 3 038.00 | 3 409.60 |
| γ-氨基丁酸 | 108.59 | 124.66 |
| 丝氨酸 | 984.43 | 1 167.55 |
| 脯氨酸 | 732.54 | 1076.70 |
| 缬氨酸 | 624.51 | 791.52 |
| 苏氨酸 | 470.18 | 660.94 |
| 异亮氨酸 | 498.52 | 652.16 |
| 亮氨酸 | 1 014.27 | 1 189.04 |
| 天冬酰胺 | 340.29 | 281.62 |
| 鸟氨酸盐酸盐 | 588.45 | 648.64 |
| 天冬氨酸 | 22 130.66 | 23 821.79 |
| 高半胱氨酸 | ND | ND |
| 谷氨酰胺 | 44.61 | 17.12 |
| 赖氨酸 | 565.27 | 609.28 |
| 谷氨酸 | 15 637.24 | 16 947.47 |
| 甲硫氨酸 | 96.20 | 216.69 |
| 组氨酸 | 88.29 | 101.09 |
| 苯丙氨酸 | 472.46 | 556.27 |
| 精氨酸 | 1.16 | ND |
| 酪氨酸 | 339.93 | 358.69 |
| 色氨酸 | 123.39 | 156.96 |
| 必需氨基酸 | 3 864.81 | 4 832.86 |
| 总计 | 48 335.33 | 53 434.21 |
| 注: 表中ND表示未检出 | ||
由发酵前后挥发性物质的总离子流图(图 5), 结合图 6发酵前后的挥发性风味物质成分种类及相对含量可知, 发酵使挥发性风味物质成分种类由发酵前的8种增加到11种, 这种种类的增加意味着有更多更丰富的物质产生; 同时醛类、酚类等物质的比重减少, 酯类、醇类、酸类等物质的比重增加。前人的研究表明, 醛类物质含量降低对海带腥味的祛除发挥着主要的作用[40]。此外, L-乳酸的相对含量由发酵前的9.4%升高至发酵后的61.8%, 这种乳酸含量的大幅度升高也会进一步使得海带挥发性的腥味减轻[41]。
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| 图 5 海带发酵前后的总离子流色谱图 Fig. 5 Total ion chromatogram (TIC) of kelp before and after fermentation |
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| 图 6 海带发酵前后挥发性风味成分种类及相对含量 Fig. 6 Types and relative contents of volatile flavor components before and after kelp fermentation |
为了进一步表征发酵过程中的感官方面的指标变化, 进行感官评价测定, 结果如图 7所示。乳酸菌发酵2 d时海带较发酵前的鱼腥气和海藻味就明显降低, 同时海带的酱香味、酱香气、回味、酸味及总体质量等也有所提高; 而发酵6 d时的上述感官评分明显优于发酵2 d, 也即是说达到了更为充分的发酵效果。结合前述的GC-MS结果, 乳酸菌发酵海带具有明显的脱腥及改善风味的作用。
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| 图 7 海带发酵过程中的感官评价 Fig. 7 Sensory evaluation of kelp during fermentation |
海藻的发酵生产, 虽然已有二十多年的专门研究, 但仍然是一个尚处于开发起步阶段的新领域[42]。早期有许多从海洋生物质中获得有价值的发酵产品, 但主要集中在生产乙醇和甲烷方面[36]。不少研究报道了将发酵海藻应用于食品领域, 如Uchida等[43]开发的风味特征与标准酱油相似但钠含量较低的发酵海藻酱; Reboleira等[42]开发的可长时间贮存的发酵海藻饮料。不论是从生物活性物质的富集, 还是开发新的风味与营养均佳食品, 海藻作为发酵基质仍具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景[44]。
3 结论本实验采用乳酸菌混菌发酵海带, 单因素实验探究最适宜的发酵条件: 温度40 ℃、料液比5%(g/mL)、接种量5%(mL/mL)、时间6 d。在该发酵条件下发酵后的海带, 可溶性固形物均显著降低(P < 0.05), 总糖含量显著降低(P < 0.05), 氨基酸态氮和总还原力显著提高(P < 0.05), 总有机酸的量提高了76.51%、总氨基酸的量提高了10.55%。GC-MS结果显示, 海带发酵后的挥发性成分中醛类、酚类等物质的比重减少, 酯类、醇类、酸类等物质的比重增加。感官评价结果表明, 海带发酵后, 酱香味、酱香气、回味、酸味及总体质量等感官指标均明显提高, 脱腥效果显著。本实验结果为新型海带乳酸菌制品研发提供了技术和理论支持。
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