摘要
黑蒜是用新鲜大蒜在高温高湿条件下加工制成的食品。目前黑蒜制备过程中理化性质变化情况不甚明晰，加工周期长、能耗高是制约其大型工业化生产的核心问题。本论文针对上述问题，首先详细分析工业黑蒜过程中理化性质变化，在此基础上进行快熟黑蒜制备参数寻优，并将其与工业黑蒜进行基础理化性质对比以及非靶向代谢组学分析，以期探寻快熟黑蒜的低能耗工业化生产的可行性。主要研究结论如下： （1）工业黑蒜制备过程中品质形成规律研究。在黑蒜的工业生产过程中，还原糖、总酸、总酚、5-HMF含量均表现出显著上升趋势，其含量分别为32.13g/100g、31.76g/kg、2395.82μg/g和4.68mg/g。氨基酸态氮含量呈现出先上升后下降的趋势，含量最大为0.73g/100g。在加工过程中样品褐变度持续上升，最终达到1.95；样品的DPPH清除率呈现上升趋势，最终达到82.75%。对工业黑蒜进行非靶向代谢组学分析，发现黑蒜的工业加工过程明显分为四个阶段，即鲜蒜（IP1）、加工初期（IP2）、加工中期（IP3）、加工后期（IP4）。加工过程中糖类和氨基酸类、黄酮类、糖脂类物质含量显著上升，硫代亚磺酸酯、萜内酯、木脂素苷、核苷酸类物质含量持续下降。对差异代谢物进行通路富集分析，在显著性和代谢物数量上均有重要影响的途径包括植物激素信号转导、嘧啶代谢、丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、精氨酸生物合成以及氨酰基−tRNA生物合成。 （2）快熟黑蒜制备关键参数优化研究。研究加工温度和预处理工艺对产品品质的影响发现在50~70℃范围内，加工温度越高，还原糖、5-HMF、总酚含量增加越快，褐变度提升越显著，即黑蒜品质形成速度越快。因此，选择70℃作为后续加工的温度条件。就大蒜细胞破碎程度而言，高温处理＞低温冻结＞超声处理。高温处理的大蒜在各项理化性质上均维持更快的增长速度且能达到更高的品质。因此，选择120℃处理30min作为最优的预处理工艺。综上，应用120℃处理30min，70℃作为后续黑蒜制备的条件。 （3）快熟黑蒜品质形成分析。采用上述优化参数进行快熟黑蒜制备，对其品质变化及代谢组学进行分析。在快熟黑蒜的加工过程中，还原糖、总酸、总酚、5-HMF含量均表现出显著上升趋势，分别达到36.05g/100g、37.64g/kg、3208.48μg/g和5.47mg/g。氨基酸态氮含量在经过了8天的增长后开始下降。褐变度与抗氧化性在加工过程中持续上升。对快熟黑蒜进行非靶向代谢组分析，结果表明快熟黑蒜的加工过程同样分为四个阶段，即鲜蒜（HP1）、预处理后的大蒜（HP2）、加工初期（HP3）、加工后期（HP4）。快熟黑蒜制备过程中碳水化合物及其代谢物，氨基酸、肽和类似物，类花生酸和氧化甘油磷脂含量显著上升，硫代亚磺酸酯、黄酮类物质、部分氨基酸、肽和类似物含量持续下降。对差异代谢物进行通路富集分析，在显著性和代谢物数量上均有重要影响的途径包括缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的生物合成，磷酸戊糖途径，三羧酸循环，丙氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸代谢和亚油酸代谢。与工业黑蒜对比发现，在产品的整体品质和加工时间方面，快熟黑蒜均优于工业黑蒜。 上述研究结果表明，制备工艺对黑蒜品质影响很大，预处理工艺的应用使得快熟黑蒜的品质优于工业黑蒜，且大幅度缩短加工周期，研究结果可为改进快熟黑蒜工业化生产工艺提供参考。
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