摘要
大蒜作为人们生活中必不可少的调味品，兼具独特风味和对人体有益的生物功能。本研究针对冷冻蒜米及即食蒜泥加工过程中挥发性有机硫化物的生成及变化开展研究，对大蒜加工过程中品质的保持具有重要意义。 本论文采用烫漂预处理改善冷冻蒜米品质，并通过改变烫漂条件(烫漂-破碎顺序、温度、时间)保证蒜泥加工品质。探究不同加工参数对大蒜挥发性有机硫化物、质地和颜色品质的影响，从酶活性、微观结构、水分分布状态等方面揭示大蒜加工过程中品质变化的机理。另外，探究不同内外源因素(pH、温度、浓度、溶液种类、酚类及氨基酸类物质)对挥发性有机硫化物的影响，以阐明大蒜加工过程中内外源因素对挥发性有机硫化物形成和保持的作用机理。大蒜挥发性有机硫化物采用高效液相色谱(HPLC)分析，质构仪分析大蒜质构品质，色差仪分析大蒜颜色指标，低场核磁(LF-NMR)用于分析大蒜水分分布状态，扫描电镜(SEM)和光学显微镜用于观察大蒜微观结构。主要结果如下： 1.大蒜中主要的挥发性有机硫化物成分 大蒜因独特的辛辣风味而闻名，这些风味成分主要由一系列挥发性有机硫化物组成。HPLC分析结果表明，新鲜大蒜破碎后风味物质主要为大蒜素(5.59±0.26mgg-1)和大蒜素的降解产物阿霍烯((E/Z)-ajoene，1.68±0.05mgg-1)，其次为环状硫醚(2-乙烯基-2,4-2H-l,3-二噻烯和3-乙烯基-3,4-2H-1,2-二噻烯，0.54±0.05mgg-1)，二烯丙基二硫醚(0.14±0.01mgg-1)和二烯丙基三硫醚(0.22±0.02mgg-1)含量最低。HPLC可同时监测大蒜素及其降解产物的含量，是鲜蒜特征风味物质准确测定的可靠分析手段。 2.冷冻蒜米加工过程中挥发性有机硫化物及其品质变化规律 首先探究了不同烫漂预处理对冷冻蒜米中挥发性有机硫化物生成情况和过氧化物酶灭活情况，确定烫漂预处理强度。在80℃烫漂≤60s，90℃烫漂≤45s和100℃烫漂≤45s的处理组中挥发性有机硫化物与未烫漂大蒜相比无显著性降低(P＞0.05)，将烫漂时间延长15~30s，不同温度处理组中的大蒜素损失率均显著升高。另外，为保证过氧化物酶的灭活效果，将烫漂预处理温度设定为100℃进行进一步探究。100℃烫漂预处理45s、60s和80s的冷冻大蒜与新鲜大蒜相比，大蒜素保留率分别为91.24%、27.51%和8.65%，过氧化物酶失活率为81.83%、92.84%和95.28%。且与直接冷冻样品相比，烫漂后冷冻蒜米褐变指数减小49.97%以上，100℃烫漂45s硬度提升48.01%，而烫漂60s和80s冷冻大蒜的硬度与直接冷冻无显著性差异(P＞0.05)。果胶酶酶活性、水分分布和显微结构结果表明：烫漂使细胞内自由水向细胞间隙扩散，烫漂45s果胶甲酯酶未完全失活，对质构有一定改善作用；而烫漂60s和80s果胶甲酯酶完全失活，果胶发生热解聚，并在冷冻过程中由于冰晶体积膨胀引起细胞组织损伤，造成质地软化。因此，在冷冻蒜米加工时加入烫漂预处理，并严格控制烫漂强度是保证鲜蒜风味品质和改善理化品质的有效手段。 3.蒜泥加工过程中挥发性有机硫化物及其品质变化规律 不同烫漂-破碎顺序影响蒜泥加工过程中大蒜细胞的破损方式，导致不同的酶促和非酶反应。先破碎后烫漂的处理组中大蒜素含量随烫漂时间延长呈逐渐下降趋势。先烫漂处理组中大蒜素在75℃和85℃烫漂5min，95℃烫漂2min时未显著降低(P＞0.05)，而随加热时间的延长(烫漂5~10min)，其含量迅速减少29.56%、90.63%和94.79%。进一步探究上述不同破碎顺序和烫漂条件的处理组中大蒜素降解产物的变化规律，发现所有处理组中随着大蒜素的降解，线形硫醚(二烯丙基二硫醚和二烯丙基三硫醚)含量增加，(E/Z)-ajoene和环状硫醚含量显著降低，挥发性硫化物总量减少。此外，先烫漂组中蒜氨酸酶活与大蒜素含量变化相一致：75℃和85℃烫漂10min，95℃烫漂5min处理后酶活性降低甚至完全失活，表明蒜氨酸酶活是影响先烫漂组中挥发性有机硫化物变化的主要因素。而先破碎组由于烫漂前大蒜素已经生成，挥发性有机硫化物的产生在烫漂过程中不受蒜氨酸酶活性控制。微观结构和颜色分析表明先破碎组蒜泥出现大量具有破碎边缘细胞簇，细胞破碎程度较大，蒜泥发生严重绿变，与对照组色差在12.08~24.75。而先烫漂处理组蒜泥细胞保持较好完整性，与对照组色差在2.12~8.42，有助于保持蒜泥颜色品质。综上所述，采用先烫漂后破碎的加工顺序，适度烫漂，可有效防止蒜泥加工过程中的风味和颜色品质劣变。 4.大蒜素在不同内外源因素下的降解规律 溶液种类、温度和pH值是影响大蒜素稳定性的重要外界环境因素。大蒜素在不同溶液中降解速率具有显著差别，大蒜素在水中稳定性＞其在甲醇、乙醇、乙腈溶液中稳定性＞其在非极性溶剂(正己烷、二氯甲烷和乙醚)中稳定性。大蒜素降解速率随温度的升高而加快，且大蒜素浓度越高降解速度越快，大蒜素的降解过程符合二次一级动力学模型(R2＞0.97)。在蒜泥和大蒜素水溶液中，大蒜素在酸性条件(pH3.0~6.0)下比其在碱性条件下(pH7.0~10.0)稳定；对于大蒜素降解产物，在碱性条件下，大蒜素水溶液中各挥发性降解产物均增加，而蒜泥中只有线形硫醚增加，(E/Z)-ajoene和环状硫醚均减小。说明蒜泥中成分复杂，存在内源性物质影响此类物质的变化过程。因此，进一步探究大蒜内源性物质对大蒜素稳定性的影响，芹菜素、杨梅素、槲皮素对大蒜素稳定性无显著性(P＞0.05)影响，但氧化为醌型后可提高大蒜素的稳定性(P＜0.05)。精氨酸和赖氨酸对大蒜素具有消减作用，并且增加线性硫醚含量，是潜在参与大蒜素降解的内源性物质。探究大蒜素和挥发性有机硫化物在不同内外源因素下的变化规律，为大蒜制品加工过程中的风味物质调控提供一定理论参考。
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