发酵过程中腐乳鲜味物质快速定量检测方法及其品质分析

腐乳作为我国传统发酵食品的重要组成部分,因其风味独特、滋味鲜美、营养价值高等优点而深受广大消费者的喜爱。天门冬氨酸(Asp)、谷氨酸(Glu)、5′-肌苷酸(5′-IMP)、5′-鸟苷酸(5′-GMP)是腐乳呈鲜味的重要氨基酸和核苷酸,对腐乳的滋味品质有重要影响。常见鲜味物质的检测方法存在样品前处理复杂、仪器检测条件苛刻、价格昂贵、检测时间长等缺点。因此,寻找快速定量检测发酵食品鲜味物质的方法变得尤为重要。此外,消费者对腐乳的接受度依赖于外在和内在因素,外在因素有价格和品牌信誉等,内在因素如营养、口味、外观等,则与腐乳的物理化学等特性有关。食品的物理化学特性常受到外界因素的影响,如生产工艺、生产和贮藏环境条件等。发酵是腐乳生产过程中的重要环节之一,伴随着多种复杂的物理化学反应,为了更好地对腐乳品质进行分析和控制,需要系统而全面地了解腐乳发酵过程中的成分变化及其相互作用关Immune trypanolysis系。因此,本研究基于电化学机理以及鲜味物质结构分析,分别制备能够对鲜味氨基酸和核苷酸进行快速定量检测的电化学传感器装置,并将其应用于实际腐乳样品鲜味物质的检测中。同时,对发酵过程中腐乳的理化品质变化特征及其相关性进行研究,以期为腐乳品质分析及改善提供理论依据和支撑。本文的主要研究内容和结果如下:(1)针对发酵过程中腐乳鲜味氨基酸检测的N,N’-二苯基硫脲(DPTU)膜修饰传感器的应用研究。采用氨基酸分析仪对腐乳发酵过程中的氨基酸进行检测,结果共检测到16种游离氨基酸(FAAs),其中鲜味氨基酸占FAAs总量的40.51%。基于DVX-661 MWPTU类似路易斯碱结构和能够吸收电子云或者相应的原子团的特性,采用DPTU膜修饰传感器,探究开路电位值与标准品鲜味Glu和Asp浓度之和的数学关系,并将其应用于实际样品腐乳发酵过程中鲜味氨基酸的检测。试验结果表明该传感器可以对腐乳中的鲜味Glu和Asp浓度之和进行定量检测。(2)针对5′-IMP检测的聚甲硫氨酸(P Met)膜修饰传感器的研究及应用。采用电化学聚合的方法,利用氨基酸化合物之间的特异性吸附,制备针对5′-IMP检测的P Met膜修饰传感器。通过物理和电化学表征,试验结果表明P Met膜修饰传感器可以实现对5′-IMP的特异性吸附。采用差分脉冲伏安法(DPV)和循环伏安法(CV)对P Met膜修饰传感器检测5′-IMP的条件参数进行优化,并对不同浓度的5′-IMP标准品进行检测,结果表明,P Met膜修饰传感器对5′-IMP响应的氧化峰电流值与其浓度呈现良好的线性关系,具体为:在1~15μmol/L的5′-IMP浓度范围内,线性方程为I_1=0.1036(±0.0049)C_1+2.8035(±0.0235),相关系NSC 127716使用方法数为0.9926;在15~500μmol/L的5′-IMP浓度范围内,线性方程为I_2=0.0023(±0.0001)C_2+4.3135(±0.0267),相关系数为0.9938。检测下限为0.3367μmol/L(S/N=3)。试验结果表明,P Met膜修饰传感器在抗干扰性、重现性和稳定性方面性能良好,可用在腐乳样品5′-IMP的特异性检测中。(3)针对5′-GMP检测的分子印迹传感器的研究及应用。以5′-GMP为模板分子,邻苯二胺(OPD)为单体,通过电化学聚合OPD和沉积纳米银(Ag NPs)的方法在羧基化多壁碳纳米管(SMWCNTs)修饰的玻碳电极(GCE)上构建针对5′-GMP检测的分子印迹传感器(Ag NPs/SMWCNTs/MIP/GCE)。通过物理和电化学表征,试验结果表明该分子印迹传感器可以实现对5′-GMP的特异性检测。采用DPV法对该传感器检测条件参数进行优化,并对不同浓度的5′-GMP标准品进行检测,结果表明,该分子印迹传感器对5′-GMP响应的氧化峰电流值与其浓度对数呈现良好的线性关系,具体为:线性方程为I_3=0.5557(±0.0197)lg C_3+8.3996(±0.1995),检测范围为0.05~50.00 mmol/L,相关系数为0.9938,检测下限为0.009 mmol/L(S/N=3)。试验结果表明,该分子印迹传感器在抗干扰性、重现性和稳定性方面性能良好,可用在腐乳样品5′-GMP的特异性检测中。此外,该传感器将分子印迹与电化学传感器相结合,不仅实现了传感器对5′-GMP的特异性检测,同时还使用快速简便的电化学聚合单体方法,增加了模板分子的结合位点,从而间接提高了传感器的检测效率。(4)发酵过程中腐乳理化成分变化特征及其相关性分析。对发酵过程中腐乳的多项理化指标如营养指标(粗蛋白、粗脂肪、还原糖、氨基酸态氮、总酸、盐分和水分)、鲜味指标(Glu、Asp、5′-IMP和5′-GMP)、质构指标(硬度、粘性、弹性、内聚性、胶着性和咀嚼性)、颜色指标(明度、红度和黄度)和其他指标(电导率、浊度和p H值)等进行了动态的测定及分析,揭示了腐乳在发酵过程中的成分变化规律及原因,并对腐乳发酵过程中不同发酵阶段腐乳坯的营养组分与鲜味、质构、颜色、电化学等特征进行了相关性研究,具体为Glu与总酸呈显著正相关(P<0.05);Asp与总酸、还原糖呈极显著正相关(P<0.01),与粗蛋白、粗脂肪呈极显著负相关(P<0.01);5'-IMP与食盐呈极显著正相关(P<0.01);5'-GMP与食盐呈极显著正相关(P<0.01)。硬度、粘性、弹性、内聚性、胶着性、咀嚼性与粗蛋白和粗脂肪呈极显著正相关(P<0.01),与氨基酸态氮和总酸呈极显著负相关(P<0.01),与还原糖呈负相关。L*与粗蛋白、粗脂肪呈极显著正相关(P<0.01),与氨基酸态氮、总酸呈极显著负相关(P<0.01);a*与水分呈显著负相关(P<0.05),;b*与氨基酸态氮、总酸呈极显著正相关(P<0.01),与粗蛋白、粗脂肪呈极显著负相关(P<0.01)。浊度与水分呈显著负相关(P<0.05);电导率与食盐、氨基酸态氮、总酸呈正相关,与粗蛋白、粗脂肪、水分呈负相关;p H值与食盐呈正相关。