全 文 :食品研究与开发2006.Vol.27.NO.1
不同的蔬菜腌制品有其自身的特征风味,而榨
菜是一种半干态的具有轻微乳酸发酵的腌制品。通
过发酵腌制会产生各种风味物质,赋予榨菜特有的
风味和营养成分,受到广大消费者的青睐。对榨菜
风味成分的研究,可以进一步剖析其风味物质来
源,从而采用各种手段来加强和改善风味物质形
成,使榨菜制品色、香、味以及安全性得到本质的改
善,拓展榨菜腌制品的发展空间,扩大市场空间和
消费群体,同时获得更大经济效益。
1 风味成分
许多研究表明,榨菜如其它蔬菜腌制品一样,
香气和滋味的形成十分复杂,其风味物质是蔬菜在
腌制过程中经过理化变化、生化变化和微生物发酵
作用形成的。
榨菜是由许多不同的化学物质组成的,主要分
为水溶性物质和非水溶性物质,前者溶解于水,组成
榨菜的汁液部分,如糖、果胶、有机酸、多元醇、单宁
物质、无机盐、含氮物质、水溶性微生物等;后者是
组成榨菜的固体部分的物质,有纤维素、半纤维素、
脂肪、脂溶性维生素、淀粉、色素、矿物质和有机盐、
部分含氮物质等[1]。这些物质有的是榨菜风味直接
来源,有的则经过复杂的理化变化后生成一系列榨
菜特有的风味物质。
1.1蛋白质和氨基酸
据分析榨菜成品中含氨基酸达 17种之多,其
中谷氨酸、天门冬氨酸含量最高,而谷氨酸及天门
冬氨酸钠盐具有强烈鲜味。研究表明,甘氨酸的甜
味为砂糖的0.8倍,丙氨酸的甜味为砂糖的1.2倍,
色氨酸的甜味为砂糖的35倍[2]。氨基酸还可与醇类
起酯化反应生成酯,而具有芳香味。因此氨基酸含
量越丰富,则鲜味、甜味和香味越浓。
在发酵过程中,榨菜内的蛋白质在蛋白酶的作
用下,逐渐分解成各种氨基酸,从而产生鲜、香味。
其总反应方程式为:
1.2碳水化合物和糖苷类
碳水化合物是榨菜干物质的主要成分,它含有
糖分、纤维素、半纤维素、果胶等物质。这些物质对
榨菜的风味有密切关系。榨菜内的糖分(单糖和双
糖)在腌制加工过程中,除给榨菜以甜味外,也是微
生物的营养物质。当乳酸菌在糖介质中活动时,可
将糖转变为乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。
榨菜腌制品风味研究进展
刘 璞,吴祖芳,翁佩芳
(宁波大学生命科学与生物工程学院,宁波 315211)
ADVANCESOFSTUDYONFLAVOROFPICKLEDMUSTARDTUBER
LIUPu,WUZu-fang,WENGPei-fang
(ColegeofLifeScienceandBiotechnology,NingboUniversity,Ningbo315211)
Abstract:Thisarticlepresentstheflavorcompositionanditsformationmechanismofpickledmustard
tuberandanalysesthecharacteristicsofmainflavorsubstance.Thetechnologicaldevelopmentofex-
traction,separationanddeterminationofflavorbodiesinpickledmustardtuberisintroduced.
Keywords:mustardtuberZ pickledZflavorZ mechanismZ separationZ determination
摘要:阐述了榨菜腌制品的风味成分、形成机理,分析了主要风味物质的呈味特点,并介绍了榨菜腌制品风味物质提
取、分离、检测的研究新进展。
关键词:榨菜Z 腌制Z 风味Z 机理Z 分离Z 鉴定
蛋白质—水解→多肽—水解→RCH(NH2)·COOH
(氨基酸的通式)
氨基酸在酸的作用下变成醇,醇与酸化合为酯,产生香味,反
应方程如下[1]:
C2H5OH+CH3CH(NH2)COOH→CH3CH(NH2)COOC2H5+H2O
(酒精)(氨基丙酸) (香酯的一种) (水)
基金项目:浙江省宁波市科技攻关项目(2004C100037)
作者简介:刘璞(1978-),男,在读硕士研究生。研究方向:生物技术
与食品开发。
综述
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榨菜内存在着糖苷类,它是单糖分子与非糖物
质相结合的化合物,它关系到榨菜的色、香、味和利
用价值。青菜头内含有特殊的芥子素,它具有特殊
的苦辣味,在腌制加工过程中,由于腌制(踩踏),压
榨使一部分细胞破裂,细胞内的黑芥子苷酶,使芥
子苷水解,生成具有特殊芳香而又带刺激性气味的
芥子油及葡萄糖和硫酸氢钾,其反应方程式[1]:
C10H16KNS2O9+2H2O!C3G5CBS+C6H12O6+KHSO4
(黑芥子苷)(水)(芥子油)(葡萄糖)(硫酸氢钾)
1.3有机酸类
榨菜腌制品中由于微生物发酵作用产生的有
机酸主要有乳酸和醋酸等,是风味的主要来源之
一。乳酸本身就是一种较好的调味剂,其酸味较醋酸
柔和、爽口,况且,乳酸发酵产生的酸和醇,在榨菜腌
制品后熟阶段发生酯化反应并生成芳香物质很重
要,乳酸、醋酸等有机酸与醇类结合成羧酸酯类,低
级羧酸酯具有香味。不同的酸与醇结合形成不同的
酯,具有不同的花果香味。乳酸等参与形成香酯类给
榨菜腌制品增加了特殊的风味[3]。
1.4发酵作用产生的风味物质
榨菜在腌制过程中都进行发酵作用,这是由于
天然附着在榨菜表面上的微生物活动引起的。榨菜
的微生物发酵同样是以乳酸为主并伴随少量的乙
醇发酵和微量的醋酸发酵,这些发酵的生成物主要
有乳酸、醋酸和乙醇等物质,它们既对腌制品有防
腐作用,又给产品带来一定的酸味和乙醇的香气。
乳酸代谢过程还可生成2,3-丁二醇、乙偶姻及双乙
酰等对风味有重要影响的一类风味物质。可逆,乙
偶姻也可进一步生成2,3-丁二醇[4]。
1.5腌制产物间反应所形成的风味物质
比如有机酸或氨基酸与发酵中的乙醇产生酯
化反应,生成乳酸乙酯、醋酸乙酯、氨基丙酸乙酯等
酯类物质,形成不同的芳香。氨基酸与戊糖或甲基
戊糖的还原产物4-羧基戊烯醛作用生成含有氨基
类的烯醛类的香味物质[5]。氨基酸种类不同,与戊糖
作用所产生的香味风味也有差别。
2 风味形成的主要机理
常见的腌制蔬菜的风味都是由其含有的不同
芳香物质所决定的,榨菜也不例外8榨菜的风味机理
除了自身的呈味物质和加入的调味料因素外,主要
机理是微生物发酵作用,其中起主导作用的是乳酸
菌的乳酸发酵作用。
2.1乳酸发酵
根据乳酸菌的活动情况,可将榨菜发酵过程分
为三个阶段即初期——以异型乳酸发酵为主,中
期——进行正型乳酸发酵并积累乳酸,后期——产
品风味形成并最终导致乳酸发酵结束。
2.1.1正型乳酸发酵
乳酸菌进行的这类乳酸发酵,几乎可以将全部
葡萄糖转化为乳酸(80%以上)。这一过程是葡萄糖
经糖酵解(EMP)途径降解为丙酮酸,丙酮酸再被还
原为乳酸,其反应式可写为:
C6H12O6(EMP途径)→2CH3CHOHCOOH
2.1.2异型乳酸发酵
乳酸菌进行的这类乳酸发酵是将葡萄糖分解
为乳酸(约50%)、乙醇、乙酸及CO2等,其发酵机理
比较复杂。其中肠膜明串珠菌使葡萄糖经单磷酸已
糖途径(简称NMP)降解生成磷酸甘油醛和乙酰磷
酸。前者按EMP途径形成乳酸,乙酰磷酸在脱氢酶
作用下还原为乙醇,其反应式可写为:
C6H12O6→CH3CHOHCOOH+CH3CH2OH+CO2
而短乳杆菌的异型乳酸发酵与肠膜明串珠菌
类似,但由于没乙醇脱氢酶,不能使乙酰磷酸还原为
乙醇,而是将其水解生成乙酸可写为:
C6H12O6+O2→CH3CHOHCOOH+CH3COOH+CO2+H2O
同时乳酸菌也可裂解五碳糖形成乳酸,乙醇或
乙酸:C5H10O5→CH3CHOHCOOH+CH3COOH[6]
2.3酒精发酵
在榨菜后熟环境中比较适合酵母菌的生长发
育,酵母菌在缺氧条件下进行酒精发酵生成乙醇,
乙醇本身具有微香,若与有机酸结合生成酯,更能
增加榨菜的香气。酵母菌包括鲁氏酵母、圆酵母、隐
球酵母等有益酵母。鲁氏酵母,既具有酒精发酵作
用,又分解戊糖生成4-乙基-创木酚(醤香),对榨菜
的风味有好处[7]。
2.4醋酸发酵
在榨菜等蔬菜腌制过程中有少量的醋酸菌对
产品的风味形成有益。除了醋酸本身具有独特风味
外,醋酸可与乙醇形成乙酸乙酯,给腌制品增加了芳
香气味。但是和乳酸发酵、酒精发酵一样,过量会有
不良影响[8]。
3 研究方法
芳香类风味物质的分离技术从过去的分馏萃
取等措施发展到后来的薄层层析、气相色谱及液相
色谱,鉴定技术从化学及物理性质法发展到色谱、质
谱、红外光谱及核磁共振等现代仪器法。这些方法
综述
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既提高了鉴定速度和准确性,又节省了检测时间。
3.1味感物质的分析
在榨菜腌制品中,味感物质主要是蛋白质及氨
基酸类和酸性物质两大类。
3.1.1蛋白质及氨基酸的分析
榨菜系腌制菜中的咸菜类,自身蛋白质和其分
解产物氨基酸是主要营养来源。目前,氨基酸态氮含
量——甲醛滴定法&蛋白质含量——凯氏定氮法[9]和
紫外吸收法等& 榨菜腌制液氨基酸的组成分析常用
层析法(纸层析和薄层层析)和色谱法(GC和HPLC)
等。有报道[10],氨基酸的测定——柱前衍生高效液
相色谱法(HewletPackard1100)。
3.1.2酸性物质的分析
榨菜腌制发酵产生的酸性物质主要是一些挥
发性脂肪酸和一些有机酸。有机酸总酸度一般用酸
碱滴定法,测定方法主要有气相色谱法和液相色谱
法,也有应用离子色谱法的报道。
常规化学分析法仅能测定总酸度,而将有机酸
转变为弱极性的酯类衍生物以增大挥发性和热稳
定性,便可进行GC分析[11]。有对正庚烷与异丙醇混
合溶剂提取样品的有机酸进行甲酯化,再经气相色
谱仪分离鉴定的报道[12]。而对多数有机酸而言,采
用液相色谱法分析鉴定更直接,更简便。
3.2香气物质的分析
香气物质成分很复杂,通常都是多种挥发性物
质综合作用下产生的结果。而每一种蔬菜腌制品都
有其特征风味物质,且这种特征风味物质挥发性较
强,特别是十字花科植物中都含有一种含硫和氮的葡
萄糖苷类物质在腌制加工过程,由于内源酶作用下,
每一种硫糖苷都能产生相应的特征风味物质[13]。榨
菜腌制品有其自身的特征香气,主要是由异硫氰酸
酯类、腈类和二甲基三硫这一组特殊香气成分所形
成的,酯类、杂环类及其他含氧化合物也对香气有
一定贡献。这些特征香气成分均系原料中的芥子苷
在芥子苷酶作用下的水解产物 [7]。
3.2.1香气成分的收集、分离
目前腌制菜香气物质的收集常采用蒸馏、萃
取、蒸气蒸馏-萃取、超临界流体萃取、顶空气体捕
集等方法,这些方法理论上都可以应用在榨菜香气
成分的收集中。
萃取法又称浸提法。可直接将风味成分从榨
菜腌制品中提取出来,再利用GC-MS技术对榨菜
萃取液进行进一步分析,确定组成风味物质的成
分。超临界流体萃取法则有效地克服了传统分离
方法的不足,它利用在临界温度以上的高压气体
作为溶剂,分离、萃取、精制有机成分[14]。另外,顶
空气体捕集法,是将一定量的固(液)态样品置于有
一定顶端空间的容器中,在一定的温度、压力、
时间等条件下,收集平衡态的上空气体的方法[15]。
目前已得到广泛应用,而且常常与气相色谱法结
合,可以用来分析榨菜等蔬菜腌制品挥发性风味
成分。
目前,风味物质常用的分离方法有酸碱分级分
离、柱色谱分离法、真空浓缩、冷浓缩等。
酸碱分级分离法是首先用酸或碱将混合物分
离,然后根据物质特点利用沉淀、蒸馏、层析、柱色谱
进一步分离、提取、鉴定。柱色谱分离法在微生物发
酵下游产物的提取纯化方面广泛应用。如液相色谱
仪器分析前纯化样品用的sep小柱等。微量样品的
真空浓缩是根据风味物质样品成分沸点不同进行
分级分离。冷浓缩含水体系的香物质可直接进样分
析测定或采取少量的溶剂萃取进一步提高目标物
质的浓度便于准确分析测定[16]。
3.2.2香气成分的鉴定
常见的鉴定方法有气相色谱-质谱联用仪(GC-
MS)法,气相色谱(GC)的保留法、体积法,红外线辐
射IR法,核磁共振NMR法等,其中以质谱-气相色
谱联用仪器采用最为普遍[17]。但是由于目前还没有
任何一种仪器能准确测定各个食品风味物质的类
型和质量,所以任何风味物质的鉴定还必须配合感
官评定,包括香气质、香气量及对加香产品质量改善
的评价[16]。
4 结束语
对榨菜等蔬菜腌制品的风味物质的成分以及
分离鉴定的研究,有助于了解榨菜腌制品风味形成
的来源、机理,为进一步改善榨菜腌制品的风味品
质提供了理论基础,有利于指导生产和消费,满足
人们日益提高的生活水平需要。
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收稿日期:2005-07-13
糖类分子出现在生命的每一种形式中,不仅作
为单糖及其衍生物参与基础能量代谢和作为聚合物
组成植物、动物和微生物的细胞外支持物,而且还作
为我们认为是在生命活动中起中心作用的那些分子
(诸如遗传物质、多种酶、抗体、激素、膜蛋白和脂类)
的不可缺少的组成成分[1]。多糖是一种非常重要的
生物聚合物,由一系列重复的糖单元组成的长链。它
们的结构主要由糖单元种类、链长、糖苷键种类和分
支度所决定。类似植物中的纤维素和动物中的壳质,
自然界中的各种多糖也起到了支撑结构的作用;类
似淀粉和糖原,它们也起到了能量储备的作用。
近年来,多糖的多种生物活性的发现引发了人
们的普遍关注,特别是随着生物高分子研究新技
术、新方法在多糖研究上的应用,使国内外对生物
活性多糖的研究迅速发展。葡聚糖由于其生理活性
和药用价值,广泛吸引了人们的目光。
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Beta-葡聚糖的研究现状
刘成梅,熊慧薇,刘 伟,林向阳
(南昌大学食品科学教育部重点实验室;南昌大学中德食品工程中心,南昌 330047)
THE RESEARCH ABOUT BIOACTIVE POLYSACCHARIDES: BETA-GLUCAN
LIUCheng-mei,XIONGHui-wei,LIUWei,LINXiang-yang
(The KeyLaboratoryofFood Science ofMOE, NanchangUniversity;Sin -German Food Engine ing
Center,NanchangUniversity,Nanchang 330047)
Abstract:1,3-β-Glucan is widespread in many bacteria, fungi, mushrooms, algae and higher plants
and attract attention because its bioactive and medical properties. There is a wide source of glucan, es-
pecially the brewers and bakers yeast cell walls. This paper describe 1,3-β-glu an from hereinafter
aspects: the source, biological activity, glucan structure & comformation, isolation and detection method,
and its research actuality.
Key words:1,3-β-D-glucan;yeast cell walls
摘要:1,3-β-Glucan(葡聚糖)是在微生物,蘑菇和植物中广泛存在一种多糖,其中面包酵母和酿酒酵母细胞壁是它的良
好来源。本文就1,3-β-D-葡聚糖的来源、生理活性、结构、提取检测方法以及它的研究现状等几个方面进行了论述。
关键词:1,3-β-D-葡聚糖;酵母细胞壁
作者简介:刘成梅(1963-),男,教授,在读博士,农产品加工
与保藏
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