【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明屬于食品加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抗氧化黑蒜濃縮汁及其制備方法。

背景技術(shù)：

黑蒜的制作普遍存在發(fā)酵周期長(zhǎng)，有的長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月，導(dǎo)致能耗高，成本居高不下的現(xiàn)象。本研究根據(jù)黑蒜形成機(jī)理進(jìn)行分析設(shè)計(jì)：(1)大蒜自身存在的酶有多酚氧化酶(ppo)、過氧化物酶(pod)、超氧化物歧化酶(sod)、蒜酶、果聚糖水解酶(feh)、γ－谷胺酰轉(zhuǎn)肽酶等，在特定的環(huán)境下，處于休眠狀態(tài)，當(dāng)環(huán)境中的溫度和濕度達(dá)到一定的要求后，它會(huì)被激活，進(jìn)行自我發(fā)酵，即黑蒜的酶素激活期。此階段需要高溫高濕環(huán)境，并且需要一個(gè)厭氧環(huán)境，因此采階段需要密封發(fā)酵，此階段還原糖作為maillard反應(yīng)的主要的底物之一，直接影響大蒜熟化過程中的黑變速度并影響產(chǎn)品的口感，還原糖的變化趨勢(shì)及達(dá)到最大值的時(shí)間及含量存在一個(gè)有效熟化時(shí)間范圍，在這個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)，以還原糖的積累量為目的，使加工溫度和時(shí)間優(yōu)化組合。(2)酶素激活期后，為了形成良好的質(zhì)地和口感，采用開袋低溫熟成的方式。

但是因黑蒜食用不方便，限制了黑蒜的消費(fèi)市場(chǎng)，丁辰等人公開了“一種黑蒜濃縮汁及黑蒜粉的制備方法”專利，以水為提取劑,通過破碎浸提、壓榨、固液分離等步驟提取黑蒜中的水溶性成份，并制成黑蒜濃縮汁或濃縮黑蒜濃縮汁,用于黑蒜濃縮汁飲料、黑蒜醋、黑蒜醬油等液態(tài)食品配料。張培旗等人采用噴霧干燥方法，制備黑蒜粉，對(duì)影響黑蒜粉質(zhì)量特性的參數(shù)如進(jìn)風(fēng)溫度、進(jìn)料流量、黑蒜液可溶性固形物含量及環(huán)糊精添加量進(jìn)行了研究，得到制備高品質(zhì)黑蒜粉的最佳工藝參數(shù)，但在黑蒜制作工藝方面，目前國(guó)內(nèi)黑蒜的制作普遍存在發(fā)酵周期長(zhǎng)，導(dǎo)致能耗高，成本居高不下的情況，在對(duì)黑蒜中基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的研究較多而對(duì)其活性成分的研究較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一種抗氧化黑蒜濃縮汁制備方法，優(yōu)化了黑蒜濃縮汁生產(chǎn)工藝，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)約了成本，可以快捷、方便的為其生產(chǎn)提供原料，簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝。

本發(fā)明另一目的是提供一種抗氧化黑蒜濃縮汁。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種抗氧化黑蒜濃縮汁的制備方法，由如下步驟組成：

1)、將新鮮大蒜進(jìn)行清洗、干燥后，密封入發(fā)酵箱中，高溫發(fā)酵，低溫開袋熟化；

2)、將熟化后大蒜剝皮絞碎，加入水溶液，按照設(shè)定的溫度、料液比、提取時(shí)間，在恒溫下攪拌；

3)、對(duì)混合物進(jìn)行浸提，再依次進(jìn)行粗濾和精濾，之后合并濾液，將合并的濾液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速110rpm，溫度為50℃，得到約40.2brix的黑蒜濃縮汁。

優(yōu)選的，所述步驟1中黑蒜恒溫發(fā)酵的條件為在0.05～0.15mpa條件下，70～90℃高溫密閉發(fā)酵10～20天，然后開袋低溫55～65℃熟化3～5天。相比常規(guī)的發(fā)酵時(shí)間，本技術(shù)方案條件短縮發(fā)酵熟化時(shí)間一半以上,有利于充分發(fā)揮黑蒜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，降低生產(chǎn)成本。

優(yōu)選的，所述步驟2中提取溫度為30～50℃。大蒜中主要的碳水化合物是果聚糖，果聚糖在果聚糖水解酶的作用下將末端果糖解離下來,釋放出果糖，溫度對(duì)果聚糖水解酶反應(yīng)速度影響較大,果聚糖水解酶的最適溫度為45℃,溫度低于最適溫度時(shí),隨著溫度升高,酶活力增加,生成還原糖的量增加，當(dāng)溫度超過45℃時(shí),酶活力開始降低，在果聚糖水解酶的酶解作用下,大蒜中的果聚糖分解為果糖,黑蒜的甜度逐漸增加。

優(yōu)選的，所述步驟2中料液比為1:1～3。

優(yōu)選的，所述步驟2中提取時(shí)間為20～40min。對(duì)黑蒜濃縮汁提取時(shí)間控制在20～40min以內(nèi)，能夠最大化的控制黑蒜中固含物質(zhì)的轉(zhuǎn)化提純。

優(yōu)選的，所述步驟1中黑蒜恒溫發(fā)酵的條件為在0.15mpa條件下，80℃高溫密閉發(fā)酵10天，然后開袋低溫65℃熟化3天。80℃高溫密閉發(fā)酵10天，然后開袋低溫65℃熟化3天即可得到理想產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的黑蒜制作工藝相比，采用變溫發(fā)酵工藝大大縮短了黑蒜生產(chǎn)的周期，并且所得的產(chǎn)品具有天然的鮮味、甜味、酸味和酯香味美的特性。大蒜受熱發(fā)酵過程中，大分子物質(zhì)不停水解，分解生成小分子物質(zhì)，釋放出更多的酚羥基，使其多酚含量升高，由此新鮮大蒜多酚含量遠(yuǎn)低于黑蒜。

優(yōu)選的，所述步驟2中提取溫度為,40℃，料液比為1:2，提取時(shí)間為40min。通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得出此方案的黑蒜濃縮汁的總酚含量約為865mg/l，遠(yuǎn)超其他方案條件的結(jié)果，能夠最大程度的對(duì)黑蒜中的多酚物質(zhì)進(jìn)行轉(zhuǎn)化提取。

一種抗氧化黑蒜濃縮汁，其多酚含量為865mg/100g，5-hmf的含量為124.67μg/g，可溶性固形物含量為42.91。本發(fā)明技術(shù)方案的條件制備的抗氧化黑蒜濃縮汁，其多酚含量、5-hmf的含量和可溶性固形物含量均達(dá)到較高的水平，在縮短黑蒜發(fā)酵時(shí)間的同時(shí)，制備所得的黑蒜濃縮汁保留并轉(zhuǎn)化更多的有效抗氧化成分，短縮工藝時(shí)間的同時(shí)，帶來更好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明的一種抗氧化黑蒜濃縮汁的制備方法，大幅縮短黑蒜發(fā)酵時(shí)間，與傳統(tǒng)的黑蒜制作工藝相比，采用變溫發(fā)酵工藝大大縮短了黑蒜生產(chǎn)的周期，將發(fā)酵時(shí)間短縮至10天，并且所得的產(chǎn)品具有天然的鮮味、甜味、酸味和酯香味美的特性，而黑蒜抗氧化能力的提高是由于隨著反應(yīng)的進(jìn)行，黑蒜中的多酚含量、5-hmf的含量和可溶性固形物含量等，具有抗氧化活性物質(zhì)的增加，本方法依據(jù)大量數(shù)據(jù)測(cè)試證明了上述結(jié)論，且給出了具體可行的工藝條件，優(yōu)化了黑蒜濃縮汁的生產(chǎn)工藝，縮短了生產(chǎn)時(shí)間，節(jié)約了成本。

【說明書附圖】

圖1：實(shí)施例1中黑蒜發(fā)酵熟化期間水分變化分析圖；

圖2：實(shí)施例1中黑蒜發(fā)酵熟化期間多糖與還原糖含糖量變化分析圖；

圖3：實(shí)施例1中黑蒜發(fā)酵熟化期間可溶性固形物含量的變化分析圖；

圖4：實(shí)施例1中黑蒜發(fā)酵熟化期間多酚含量的變化分析圖；

圖5：實(shí)施例1黑蒜發(fā)酵熟化期間5-hmf含量變化分析圖；

圖6：實(shí)施例1黑蒜發(fā)酵熟化期間抗氧化能力的變化分析圖。

【具體實(shí)施方式】

結(jié)合具體實(shí)施例1-4，說明本發(fā)明的一種抗氧化黑蒜濃縮汁的制備方法，由如下步驟組成：

實(shí)施例1：

1)、將新鮮大蒜進(jìn)行清洗、干燥后，密封入發(fā)酵箱中，在0.15mpa條件下，80℃高溫密閉發(fā)酵10天，然后開袋低溫65℃熟化3天；

2)、將熟化后大蒜剝皮絞碎，加入水溶液，按照設(shè)定的提取溫度為40℃，料液比為1:2，提取時(shí)間為40min，在恒溫下攪拌；

3)、對(duì)混合物進(jìn)行浸提，再依次進(jìn)行粗濾和精濾，之后合并濾液，將合并的濾液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速110rpm，溫度為50℃，得到約40.2brix的黑蒜濃縮汁。

實(shí)施例2：

1)、將新鮮大蒜進(jìn)行清洗、干燥后，密封入發(fā)酵箱中，在0.15mpa條件下，80℃高溫密閉熟化12天，然后開袋低溫60℃熟化3天；

2)、將熟化后大蒜剝皮絞碎，加入水溶液，按照設(shè)定的提取溫度為40℃，料液比為1:1，提取時(shí)間為30min，在恒溫下攪拌；

3)、對(duì)混合物進(jìn)行浸提，再依次進(jìn)行粗濾和精濾，之后合并濾液，將合并的濾液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速110rpm，溫度為50℃，得到約40.2brix的黑蒜濃縮汁。

實(shí)施例3：

1)、將新鮮大蒜進(jìn)行清洗、干燥后，密封入發(fā)酵箱中，在0.15mpa條件下，70℃高溫密閉發(fā)酵10天，然后開袋低溫65℃熟化4天；

2)、將熟化后大蒜剝皮絞碎，加入水溶液，按照設(shè)定的提取溫度為30℃，料液比為1:2，提取時(shí)間為30min，在恒溫下攪拌；

3)、對(duì)混合物進(jìn)行浸提，再依次進(jìn)行粗濾和精濾，之后合并濾液，將合并的濾液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速110rpm，溫度為50℃，得到約40.2brix的黑蒜濃縮汁。

實(shí)施例4：

1)、將新鮮大蒜進(jìn)行清洗、干燥后，密封入發(fā)酵箱中，在0.15mpa條件下，90℃高溫密閉熟化20天，然后開袋低溫55℃熟化5天；

2)、將熟化后大蒜剝皮絞碎，加入水溶液，按照設(shè)定的提取溫度為40℃，料液比為1:3，提取時(shí)間為20min，在恒溫下攪拌；

3)、對(duì)混合物進(jìn)行浸提，再依次進(jìn)行粗濾和精濾，之后合并濾液，將合并的濾液用真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀進(jìn)行濃縮，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速110rpm，溫度為50℃，得到約40.2brix的黑蒜濃縮汁。

針對(duì)上述實(shí)施例1-4，以色澤、蒜肉質(zhì)地、氣味、口感、可接受度等5項(xiàng)作為評(píng)定產(chǎn)品指標(biāo)見表1，由10位專業(yè)人員對(duì)產(chǎn)品分別進(jìn)行打分，滿分為100分，按表1所示評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分，加權(quán)計(jì)算后即為感官評(píng)價(jià)得分，取其平均值。對(duì)采用變溫發(fā)酵后，所得黑蒜產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，所得分?jǐn)?shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后將其平均值繪制圖表，而實(shí)施例1條件下，黑蒜產(chǎn)品感官評(píng)價(jià)比較高，所得質(zhì)地柔軟其風(fēng)味具有甘香、柔軟、濃郁、醇厚的風(fēng)味。

表1：發(fā)酵熟化測(cè)試對(duì)比

結(jié)論：由表1可知，本項(xiàng)目實(shí)施例1中采用變溫發(fā)酵工藝對(duì)黑蒜的加工進(jìn)行了研究，結(jié)果為：80℃高溫密閉發(fā)酵10天，然后開袋低溫65℃熟化3天即可得到理想產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的黑蒜制作工藝相比，采用變溫發(fā)酵工藝大大縮短了黑蒜生產(chǎn)的周期，并且所得的產(chǎn)品具有天然的鮮味、甜味、酸味和酯香味美的特性，下面分別對(duì)各個(gè)影響因素做說明。

1、影響黑蒜濃縮汁口感的重要因素是其熟化期間水分含量，由圖1可知，在實(shí)施例1中，隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)，黑蒜中的水分含量逐漸降低，但由于采用的是密閉緩慢后熟的工藝，因此在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)水分降低的速度和幅度并不很大，在發(fā)酵第8天后有所降低，在第10天開袋后水分含量顯著下降。在后熟結(jié)束后，水分由生蒜的63.89％降低到28.84％，產(chǎn)品具有較好的口感。

2、如圖2所示，在黑蒜熟化過程中，隨著加工時(shí)間的延長(zhǎng)，實(shí)施例1中的多糖含量呈下降趨勢(shì)，還原糖在加工的最初階段變化較小，之后的樣品中含量呈顯著上升趨勢(shì)，從第10天開始多糖沒有太大變化，說明大蒜中的多糖大部分已轉(zhuǎn)化為還原糖，第13天多糖含量略有提升可能是因?yàn)榻?jīng)過后熟放置，其中水分有所散失引起的，其中黑蒜中多糖降低了72％，而還原糖的量增加到26％左右，大蒜在熱加工過程中多糖被降解為單糖和低聚糖，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，多糖的濃度從總糖中的98.4％逐步降低到29.4％，而單糖和低聚糖的濃度逐步從總糖中的1.6％增至70.6％，研究表明，黑蒜中糖類主要是由57.14％的果糖、6.78％的葡萄糖和7.62％的蔗糖組成，而果糖是糖類中甜度最高的糖，所以，黑蒜的甜度是由于多糖的降解成果糖、葡萄糖和蔗糖的結(jié)果。

3、黑蒜熟化期間可溶性固形物含量的變化，如圖3所示，對(duì)比在大蒜不同熟化時(shí)間段，可溶性固形物含量的變化，其由生蒜的35.13，顯著的增加到熟化后的42.91，黑蒜在熟化期間可溶性固形物含量增加，也是大蒜熟化后甜度增加的原因。

4、黑蒜抗氧化能力的提高，是由于隨著反應(yīng)的進(jìn)行大蒜中的酚類物質(zhì)、含硫化合物及美拉德反應(yīng)產(chǎn)物等具有抗氧化活性物質(zhì)的增加有關(guān)。如圖4所示，新鮮大蒜中多酚含量為146mg/100g，80℃發(fā)酵10天時(shí)，黑蒜多酚含量為613mg/100g，65℃繼續(xù)發(fā)酵2天后，多酚含量為602mg/100g，在隨后的2天后多酚含量略有下降，與新鮮大蒜相比，黑蒜多酚的含量顯著增加，表明黑蒜比新鮮大蒜具有更強(qiáng)的抗氧化能力，且實(shí)施例1中的時(shí)間使縮短發(fā)酵時(shí)間的同時(shí)，使影響抗氧化性能的多酚含量達(dá)到最大，大蒜中多酚類物質(zhì)的主要成分在受熱過程中大分子化合物發(fā)生分解，生成小分子物質(zhì)，釋放出更多含有酚羥基的化合物，因而使其相對(duì)含量得到提高。

5、hmf是美拉德反應(yīng)重要的中間產(chǎn)物之一，它的積累與黑變速度有密切的相關(guān)性，可以根據(jù)5-hmf的積累程度來反映食品的褐變程度，美拉德反應(yīng)期間大蒜中5-hmf含量隨時(shí)間的變化如圖5所示，，隨著熟化時(shí)間的進(jìn)行，大蒜中的5-hmf含量不斷增加，最高時(shí)5-hmf的含量為124.67μg/g，也是表征黑蒜抗氧化性能的主要參數(shù)。

6、用三種抗氧化方法比較了黑蒜熟化期間，抗氧化能力變化，如圖6，frap(ferricreducingantioxidantpower)法測(cè)定的是抗氧化物還原fe³⁺的能力，抗氧化能力用ec1表示，ec1值越低，其還原fe³⁺的能力則越高；dpph法測(cè)定的是抗氧化物清除自由基的能力，抗氧化能力用ec50表示，ec50值越低，其清除自由基的能力則越強(qiáng)；β-胡蘿卜素亞油酸系統(tǒng)抗氧化是評(píng)價(jià)脂質(zhì)過氧化的方法，其抗氧化能力是與陽(yáng)性對(duì)照bht的能力相比，結(jié)果表示為相當(dāng)于bht的量，其值越高說明抗氧化能力越強(qiáng),從圖中可以看出，熟化階段過程中，用這三種方法測(cè)得的抗氧化能力均隨著熟化時(shí)間的增長(zhǎng)其抗氧化能力增加，其還原fe³⁺的能力及dpph自由基清除能力是大蒜熟化前的近5倍，抗脂質(zhì)過氧化能力是大蒜熟化前的3倍。

對(duì)于實(shí)施例1的抗氧化黑蒜濃縮汁的制備條件進(jìn)行優(yōu)化測(cè)試：

表2黑蒜提取正交實(shí)驗(yàn)因素水平表

表3黑蒜提取l9(3³)水平正交試驗(yàn)結(jié)果

正交實(shí)驗(yàn)條件見表2，測(cè)試結(jié)果見表3，可以看出，黑蒜濃縮汁的最佳提取方案為a2b1c3,即提取的溫度40℃，提取料液比為1：3，提取時(shí)間40分鐘。并通過驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)得出此方案的黑蒜的總酚含量約為865mg/l。由此證明此方案為提取的最佳方案。從表3中還可以看出各因素對(duì)結(jié)果的影響次序?yàn)?c>a>b。即提取時(shí)間和溫度對(duì)總酚提取影響較大，提取的料液比影響較小。

本發(fā)明的一種抗氧化黑蒜濃縮汁的制備方法，大幅縮短黑蒜發(fā)酵時(shí)間，與傳統(tǒng)的黑蒜制作工藝相比，采用變溫發(fā)酵工藝大大縮短了黑蒜生產(chǎn)的周期，將發(fā)酵時(shí)間短縮至10天，而黑蒜抗氧化能力的提高是由于隨著反應(yīng)的進(jìn)行，黑蒜中的多酚含量、5-hmf的含量和可溶性固形物含量等，具有抗氧化活性物質(zhì)的增加，本方法依據(jù)大量數(shù)據(jù)測(cè)試證明了上述結(jié)論，且給出了具體可行的工藝條件，優(yōu)化了黑蒜濃縮汁的生產(chǎn)工藝，生蒜加工成黑蒜后其產(chǎn)品增值幾十倍，并且其藥理效果也被擴(kuò)大了幾倍。為此，黑蒜的市場(chǎng)前景非常廣闊的。所以，要大力運(yùn)用科技手段，充分利用中國(guó)大蒜的品質(zhì)優(yōu)勢(shì)，盡快實(shí)現(xiàn)黑蒜生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，試行品牌戰(zhàn)略，以黑蒜生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化來確保我國(guó)特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)良品質(zhì)、良好信譽(yù)與產(chǎn)品價(jià)值，拓展更大的國(guó)際市場(chǎng)空間。