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紫薯的营养价值很高,其丰富的花青素和纤维素等对人体健康非常有益。目前,紫薯因营养与健康的特征成为消费热点,紫薯加工产品种类丰富,但也存在产品色泽与质量风味不佳及低水平重复的问题。近年来,采用微生物发酵生产高营养的,风味佳的产品成为研究热点。同时,发酵产品在市场所占比例快速增长,且显示出良好的市场前景。本文以鲜紫薯为原料,利用低糖酵母对紫薯生粉进行发酵,以抗氧化能力为考察指标,确定了发酵紫薯粉的最佳制备工艺,并分析其风味特征,为紫薯的高值转化利用提供新的途径,拓展产业链。
通过单因素试验,得到发酵紫薯粉的最佳工艺条件。在单因素的基础上,进行响应面分析,建立回归模型,结合实际情况调整最佳制备工艺为:酵母添加量0.95%,料液比10∶22(g/mL),发酵时间16h,发酵温度23℃,此时发酵紫薯粉抗氧化能力为404.94mgVC/100g,验证值与预测值相差0.56%,证明得到的模型可靠。通过对发酵前后的紫薯粉的抗氧化能力及总酚、总黄酮含量的对比分析,结果表明发酵紫薯粉的总酚含量为123.85mgGAE/100g,总黄酮含量为610.64mg芦丁/100g均高于未发酵紫薯粉,发酵紫薯粉的抗氧化能力高于未发酵紫薯粉。对两种紫薯粉的花青素含量及稳定性进行测定,发现经发酵的紫薯粉中的花青素稳定性优于未发酵紫薯粉。
对5个不同发酵时间的发酵紫薯粉游离氨基酸进行分析测定,结果表明,在5个样品中检测到21种游离氨基酸,其中谷氨酸和天冬氨酸含量最为丰富。5个样品的总游离氨基酸含量(TFAAs)的范围为1.03-3.98mg/g;必需氨基酸含量(EAAs)的范围在0.07-1.25mg/g,EAAs占TFAAs百分比为6.94%-31.27%,发酵时间为16h的发酵紫薯粉表现最佳。同时,具有同样滋味特征的游离氨基酸,其含量在发酵过程中的变化趋势较为接近。根据呈味特征,各时间点的发酵紫薯粉呈味氨基酸组成模式一致,均表现出鲜味和甜味氨基酸含量较高。谷氨酸味道强度值(TAV )大于1,对发酵紫薯粉呈味有贡献。主成分分析(PCA )结果显示,5个样品的TFAAs提取出4个主成分,累计贡献率达到96.962%,可较好反映发酵紫薯粉游离氨基酸含量(FAAs)的基本信息。16h的发酵紫薯粉评分最高,其次是8h和24h,32h和40h的评分低。根据综合分析,16h的发酵紫薯粉无论是在营养功能还是呈味上均优于其他发酵紫薯粉。
通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析发酵紫薯粉的主要风味,共发现挥发性成分24种,分别为酯类、醇类、酮类、醛类和其他类,其中酯类物质的相对含量高达97.94%,酯类物质为发酵紫薯粉提供主要风味特征,赋予发酵紫薯粉感官上的甜感,使香气更醇和。对发酵紫薯粉中的挥发性成分进行主成分分析,并对发酵紫薯粉进行综合评分,评分排序为24h>16h>8h>32h>40h,其中发酵时间为32h和40h的发酵紫薯粉的风味较为接近,16h与24h的风味特征类似,此结果在人工感官评价中也有体现。人工感官评价结果表明,玫瑰花香和甜香是发酵紫薯粉的特征香气,发酵时间为16h和24h的发酵紫薯粉较其他发酵紫薯粉相比具有更加浓郁的玫瑰花香气。
通过单因素试验,得到发酵紫薯粉的最佳工艺条件。在单因素的基础上,进行响应面分析,建立回归模型,结合实际情况调整最佳制备工艺为:酵母添加量0.95%,料液比10∶22(g/mL),发酵时间16h,发酵温度23℃,此时发酵紫薯粉抗氧化能力为404.94mgVC/100g,验证值与预测值相差0.56%,证明得到的模型可靠。通过对发酵前后的紫薯粉的抗氧化能力及总酚、总黄酮含量的对比分析,结果表明发酵紫薯粉的总酚含量为123.85mgGAE/100g,总黄酮含量为610.64mg芦丁/100g均高于未发酵紫薯粉,发酵紫薯粉的抗氧化能力高于未发酵紫薯粉。对两种紫薯粉的花青素含量及稳定性进行测定,发现经发酵的紫薯粉中的花青素稳定性优于未发酵紫薯粉。
对5个不同发酵时间的发酵紫薯粉游离氨基酸进行分析测定,结果表明,在5个样品中检测到21种游离氨基酸,其中谷氨酸和天冬氨酸含量最为丰富。5个样品的总游离氨基酸含量(TFAAs)的范围为1.03-3.98mg/g;必需氨基酸含量(EAAs)的范围在0.07-1.25mg/g,EAAs占TFAAs百分比为6.94%-31.27%,发酵时间为16h的发酵紫薯粉表现最佳。同时,具有同样滋味特征的游离氨基酸,其含量在发酵过程中的变化趋势较为接近。根据呈味特征,各时间点的发酵紫薯粉呈味氨基酸组成模式一致,均表现出鲜味和甜味氨基酸含量较高。谷氨酸味道强度值(TAV )大于1,对发酵紫薯粉呈味有贡献。主成分分析(PCA )结果显示,5个样品的TFAAs提取出4个主成分,累计贡献率达到96.962%,可较好反映发酵紫薯粉游离氨基酸含量(FAAs)的基本信息。16h的发酵紫薯粉评分最高,其次是8h和24h,32h和40h的评分低。根据综合分析,16h的发酵紫薯粉无论是在营养功能还是呈味上均优于其他发酵紫薯粉。
通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析发酵紫薯粉的主要风味,共发现挥发性成分24种,分别为酯类、醇类、酮类、醛类和其他类,其中酯类物质的相对含量高达97.94%,酯类物质为发酵紫薯粉提供主要风味特征,赋予发酵紫薯粉感官上的甜感,使香气更醇和。对发酵紫薯粉中的挥发性成分进行主成分分析,并对发酵紫薯粉进行综合评分,评分排序为24h>16h>8h>32h>40h,其中发酵时间为32h和40h的发酵紫薯粉的风味较为接近,16h与24h的风味特征类似,此结果在人工感官评价中也有体现。人工感官评价结果表明,玫瑰花香和甜香是发酵紫薯粉的特征香气,发酵时间为16h和24h的发酵紫薯粉较其他发酵紫薯粉相比具有更加浓郁的玫瑰花香气。