论文部分内容阅读
甘薯（Ipomoea batatas）又称红薯、地瓜,其产量高、资源丰富、价格低廉,同时含有各种营养成分以及花青素和β-胡萝卜素等活性成分,其深加工价值高。本文以5个品种甘薯为原料,首先选择出适于醋品加工的甘薯品种,其次对其花青素提取和醋酸发酵的工艺参数进行优化,同时对紫薯原醋和紫薯色素回添醋的常见指标及挥发性成分进行比较分析,主要研究结果如下:（1）对5种甘薯原料进行指标测定。5个甘薯品种间蛋白质和维生素含量无显著差异（p>0.05）,其含量范围分别为1.54～3.89 g/100g和8.673～27.809mg/100g,但可溶性固形物、水分、总糖、总酸、总酚和总黄酮含量均具有显著差异（p<0.05）,且有色薯肉甘薯中总酚和总黄酮含量约是白心薯的7和4倍,有色薯肉和白色甘薯中总酚含量变化范围分别为2303.06～3773.82 mg/100g和358.83～518.96 mg/100g,总黄酮含量变化范围为188.88～304.96 mg/100g和72.22～159.64 mg/100g。此外,渝27和渝19的淀粉含量分别为最高和最低,为22.785%和16.727%,其他品种间无显著差异（p>0.05）。（2）将5种甘薯酿醋并进行基本理化指标、活性成分、色泽以及抗氧化能力等14个品质指标的测定,同时利用主成分分析法（Principle Component Analysis,PCA）进行分析。PCA将14个品质指标转化为3个主成分,第一主成分:总酸、总多酚、总黄酮,第二主成分:总酯,第三主成分:维生素含量。同时构建甘薯醋综合品质得分模型为F=0.6220 F1+0.24448 F2+0.12166 F3,由此,5种甘薯醋综合品质从高到低为渝紫薯7号、13-3-35、渝薯15、渝薯19、渝薯27。因此,选用渝紫薯7号作为本文醋酸发酵甘薯品种。（3）以单因素结果为基础,采用响应面法、正交试验法分别对微波辅助法、双酶法以及超声波辅助法提取紫薯花青素的工艺参数进行优化并通过比较总花青素得率确定一种适于提取紫薯花青素的方法。经响应面和正交试验优化,微波辅助法、双酶法和超声波辅助法提取紫薯花青素的最佳工艺参数分别为:微波时间4.6 min,功率560 W,液料比22.8 mL/g;α-淀粉酶:纤维素酶比例1:2.5、双酶添加量0.5 mg/kg、酶解时间1.5 h、酶解液料比30 mL/g和超声时间80 min、功率480W、液料比30 mL/g。在各自最佳工艺参数下,其总花青素得率分别为92.78、83.28和85.43 mg/100g。3种方法中,微波辅助法效果最好且与双酶法、超声波辅助法具有显著差异（p<0.05）。因此,选取微波辅助法为紫薯花青素的提取方法。（4）采用单因素结合响应面法优化紫薯醋酸发酵条件,同时在传统发酵方式和新发酵方式下发酵得到紫薯原醋和紫薯色素回添醋,并对2种醋品和紫薯原料的品种指标进行测定及比较。优化后的紫薯醋酸发酵条件为发酵时间11 d、初始酒度7.35%、装液量28%,此条件下,总酸含量为6.92 g/100g。与紫薯原醋相比,紫薯色素回添醋除总糖和维生素含量较低外,其总酸、总酯以及总多酚、总黄酮、花青素含量和抗氧化能力均强于紫薯原醋同时具有显著性差体异（p<0.05）,且紫薯色素回添醋的色泽指标表明其醋虽较浑浊但颜色较深。与紫薯原料中的活性成分相比,紫薯原醋中总多酚、总黄酮、花青素含量较原料分别损失75.59、63.63和72.75%,采用新发酵工艺可使损失率分别降低10.34、15.61和42.93%。综上,新发酵方式有利于紫薯中活性成分尤其是花青素的保存。（5）通过同时蒸馏萃取法联用气相色谱质谱仪（Simultaneous Distillation Extraction-Gas Chromatography-Mass Spectrometry,SDE-GC-MS）对2种紫薯醋浓缩物进行分析,共检测出114种挥发性成分,其中酯类化合物数量最多,其次为酸类和醇类化合物。2种醋品共有化合物有41种,酯类、酸类、醇类和醛酮类为主要化合物种类,其中,相对含量较高的香气成分为琥珀酸二乙酯、乙酸苯乙酯、棕榈酸乙酯、正丁酸、2-甲基丁酸、乙酸、正癸醇、苯乙醇、糠醛、2-辛酮以及软木酮。紫薯原醋中特有呈香成分共19种,包括酸类3种:2-乙基丁酸、癸酸、亚油酸;酯类6种:丙酸乙酯、3-羟基丁酸乙酯、乳酸异戊酯、异硫氰酸苯乙酯、十一酸乙酯、壬酸异戊酯;醇类2种:糠醇、鲸蜡醇;酚类3种:愈创木酚、对乙烯基愈创木酚和丁香酚;醛酮类5种:3-甲基-2-己酮、4-甲基环己酮、苯乙醛、米醛、大马士酮;而紫薯色素回添醋中特有呈香成分共14种,其中酸类1种:辛酸;酯类8种:环十五内酯、乙酸异戊酯、丙酸葵酯、乙酸十二烯基酯、硬脂酸乙酯、十二烷基异戊酯、甲酸甲酯、甲酸戊酯;醇类3种:叔丁醇、1-十一醇、橙花叔醇;醛酮类2种:1-苯基-1,2-丙二酮、环十五烷酮。2种紫薯醋中鉴定出的挥发性成分的化合物数量相差不大,但种类有较大差异,紫薯原醋中醛酮类和酚类物质较多,而紫薯色素回添醋中醇类和烷烃类物质丰富。总之,紫薯花青素的提取过程会导致一些对醋品香气有贡献的化合物如醛酮类、酚类物质的损失。