发酵大蒜是将新鲜大蒜置于高温高湿的发酵柜中经过15 d左右的发酵产生美拉德反应而得到的一种大蒜深加工产品,又被称为黑蒜。与鲜蒜相比,黑蒜呈现黑亮色,口感酸甜,蒜瓣柔软,在去除鲜蒜辛辣味和蒜臭味的同时,其超氧化物歧化酶活性比鲜蒜高出10倍以上,抗氧化活性比鲜蒜高出5倍以上。作为一种新型的保健食品,黑蒜具有降血脂、降血糖、抗菌抗癌的作用,同时它也增加了大蒜的附加值,变相延长了大蒜的产业链,因此黑蒜蕴含着相当可观的经济价值。但是,目前人们对于黑蒜黑变的机理以及其品质形成规律还没有系统透彻的认识,对影响黑蒜功能的组分还没有清晰的研究。因此,探究影响黑蒜品质的组分,分析美拉德反应对黑蒜品质形成的贡献,合理控制黑蒜发酵的过程,促进黑蒜良好风味的形成,这对提高工厂经济效益、促进和谐社会有着科学的指导意义。本文主要通过对黑蒜发酵过程中各组分进行分析,确定出黑蒜的特征组分。基于特征组分,研究预处理方式、发酵温度、发酵湿度对黑蒜特征组分的影响。在单因素试验的基础上,通过响应面分析法优化黑蒜的发酵工艺,合理控制黑蒜特征组分的含量。然后,以特征组分为基准,制定黑蒜的质量评价标准,进一步规范黑蒜的工厂化生产。最后,建立黑蒜美拉德反应模拟体系,以葡萄糖和氨基酸单独进行美拉德反应,采用气相色谱法分析其反应产物,探究美拉德反应对黑蒜品质形成的具体贡献。研究结果如下:1.确定出黑蒜的特征组分为水分、还原糖、酸类物质、多酚类物质、5-羟甲基糠醛(5-HMF)。2.低温冷冻、高温水煮可以促进黑蒜还原糖的积累和酸类物质、多酚类物质的生成,低温冷冻有利于降低5-HMF的含量,同时预处理方式对黑蒜的水分含量几乎无影响。随着发酵温度升高,黑蒜的水分和还原糖含量不断降低,总酸和5-HMF含量不断升高,而总酚含量却先升高后降低。发酵湿度越大,黑蒜的水分、还原糖、多酚类物质和5-HMF含量越多,但酸类物质含量几乎不变。3.通过响应面分析法建立了黑蒜发酵过程中预处理方式(A)、发酵温度(B)、发酵湿度(C)之间的回归模型。最终,确定黑蒜发酵的最佳工艺条件为:预处理方式为低温冷冻,发酵温度为71.5℃,发酵湿度为47.1%。在此条件下,黑蒜的感官评分为97.8分。4.通过分位点法制定了基于特征组分黑蒜的质量评价标准,即38%<水分含量<50%,还原糖含量>31%,2.9%<总酸含量<4.6%,总酚含量>9.7 mg/g,5-HMF含量<15.12 mg/g。5.证明美拉德反应是是黑蒜发酵的关键反应,通过气相色谱法鉴定出美拉德反应的产物主要是酮类物质、醛类物质、酯类物质以及呋喃、噻吩等一系列杂环的类黑精物质,这与黑蒜挥发性风味物质保持一致,因此可以推测氨基酸和还原糖美拉德反应对黑蒜挥发性风味物质的形成具有重要贡献。