益生菌发酵南瓜籽工艺优化及产氨基酸和挥发性香气成分分析.pdf

食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期DOI：10.12161/j.issn.1005-6521.2023.17.017基金项目：新疆生产建设兵团重点领域科技攻关计划项目（2019AB027）作者简介：刘战霞（1992），女（汉），助理研究员，硕士，研究方向：农产品加工与副产物综合利用。*通信作者：吴宏（1966），女，研究员，研究方向：果蔬加工与副产物利用；贾文婷（1987），女，副研究员，硕士，研究方向：果蔬加工与副产物利用。益生菌发酵南瓜籽工艺优化及产氨基酸和挥发性香气成分分析刘战霞1，李文琦2，杨慧1，吴宏1*，贾文婷1*（1.新疆农垦科学院 农产品加工研究所，新疆 石河子 832000；2.石河子质量与计量检测所，新疆 石河子832000）摘要：以裸仁南瓜籽为材料，通过单因素和正交试验对益生菌发酵南瓜籽进行优化，并利用氨基酸自动分析仪、气相色谱-质谱联用对自然发酵和益生菌发酵南瓜籽的品质、风味特性进行对比分析。结果表明，益生菌发酵制备南瓜籽最优工艺条件为发酵时间 5 d、接种量 5%、菌种比例 1 颐 1 颐 1，发酵温度为 36 益，在该条件下发酵得到的益生菌发酵南瓜籽 pH 值为 7.1，感官评分为 20；益生菌发酵南瓜籽苦味氨基酸含量均降低，而甜味氨基酸含量均升高。共检测出27 种挥发性成分，与自然发酵相比，益生菌发酵挥发性风味物质相对含量明显增加，经因子分析，植物乳杆菌和酿酒酵母对益生菌发酵南瓜籽酯的产生贡献较大。关键词：南瓜籽；发酵；益生菌；游离氨基酸；风味Process Optimization and Content of Amino Acids and Volatile Flavor Components in theFermentation of Pumpkin Seeds with Compound ProbioticsLIU Zhanxia1，LI Wenqi2，YANG Hui1，WU Hong1*，JIA Wenting1*（1.Institute of Agricultural Product Processing，Xinjiang Academy of Agricultural Reclamation Sciences，Shihezi 832000，Xinjiang，China；2.Shihezi Institute of Quality Inspection and Metrology，Shihezi 832000，Xinjiang，China）粤遭泽贼则葬糟贼：The seeds were optimized by single factor and orthogonal test，and the quality and flavorcharacteristics of natural and probiotic fermented pumpkin seeds were compared by automatic amino acidanalyzer and GC-MS.The results showed that the optimal conditions for preparing pumpkin seeds by probioticfermentation were fermentation time 5 d，inoculation amount 5%，strain ratio 1 颐 1 颐 1，fermentation temperature36 益.The pH value of pumpkin seeds was 7.1，and sensory score was 20.The contents of bitter amino acids inpumpkin seeds fermented by probiotics decreased，but the contents of sweet amino acids increased.A total of 27volatile components were detected.Compared with natural fermentation，the relative contents of volatile flavorsubstances in probiotic fermentation were significantly increased.Factor analysis showed that Lactobacillusplantarum and saccharomyces cerevisiae contributed more to the production of pumpkin seed ester in probioticfermentation.运藻赠 憎燥则凿泽：pumpkin seeds；fermentation；probiotics；free amino acids；flavor引文格式：刘战霞，李文琦，杨慧，等.益生菌发酵南瓜籽工艺优化及产氨基酸和挥发性香气成分分析J.食品研究与开发，2023，44（17）：118-125.LIUZhanxia，LI Wenqi，YANGHui，et al.ProcessOptimization and Content of Amino Acids and Volatile Flavor Components intheFermentationofPumpkinSeedswithCompoundProbioticsJ.Food Research and Development，2023，44（17）：118-125.应用技术118食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期籽用南瓜是葫芦科植物的重要组成部分，是遗传和形态上最为多样的南瓜品种，可分为无壳南瓜（又称“裸瓜”）和带壳南瓜1，其籽仁富含蛋白质、脂肪、多种不饱和脂肪酸等营养活性成分2-3。近年来，南瓜籽因其具有抗氧化、抗炎、降血糖、降血脂等营养保健作用而受到人们的广泛关注4。除了煮熟、炒制和作为蔬菜食用，南瓜籽还可以发酵，用作各种食品的调味剂、蛋白质补充物和功能保健品等5。菌种对香气、品质发挥重要作用，是影响发酵过程及发酵结果的重要因素6-8。庞惟俏等9探究了大豆酱中主要菌种与香气成分的关系，对人工接种优势菌发酵的大豆酱进行挥发性成分的测定，结果表明优势菌 M2 和 M3 对宝泉酱香气成分酯和醇的产生贡献较大，是大豆酱发酵的有益菌株，有利于大豆酱风味的形成；Giami10研究了传统自然发酵对南瓜籽蛋白质、氨基酸、抗营养物质及营养品质的影响，研究发现发酵显著提高了种子粗蛋白质和体外蛋白质消化率；Adeyemo 等11在研究发酵豆类和谷物用作婴儿断奶食品时，发现植物乳杆菌能够为人体提供营养；周婵等12将南瓜籽打浆后与牛奶复配进行混合发酵，利用模糊数学综合评价法和响应面法优化发酵工艺，用南瓜籽和牛奶复合发酵的酸奶产品增加了南瓜籽的抗氧化、提高免疫力等优良特性，丰富了酸奶的营养。目前，南瓜籽的发酵研究大多采用单菌株发酵13-14，利用益生菌株发酵南瓜籽的研究相对较少。本研究将具有益生特性的菌种混合发酵，通过单因素和正交试验对发酵南瓜籽工艺进行优化，并利用氨基酸自动分析仪、气相色谱-质谱联用对自然发酵和益生菌发酵南瓜籽的品质、风味特性进行对比分析，以期为开发新型南瓜籽产品提供基础，为制备具有独特风味的益生菌发酵南瓜籽产品及其风味评价提供一定参考。1材料与方法1.1材料与试剂塞外明珠 品种籽用南瓜：第十师北屯市新疆海川三新食品有限公司有机南瓜基地，挑选成熟度良好、个体大小均匀的南瓜籽作为试验材料。益生菌（植物乳杆菌 CICC20265、酿酒酵母菌 CICC1015、紫色红曲菌 CICC 40806）：新疆农垦科学院微生物试验室。MRS 肉汤培养基、麦芽汁培养基、马铃薯葡萄糖水培养基：北京路桥技术有限责任公司；三氯乙酸（99%）、茚三酮（逸98%）、氨基酸混合标准品：美国 sig原ma 试剂公司。1.2仪器与设备LDZX-SOKBS 立式压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂；SW-CJ-2D 超净工作台：北京九润天成仪器公司；SPx-150B 生化培养箱、SPX-250C 恒温恒湿箱：济南卓隆生物科技有限公司；K9840 自动凯氏定氮仪：海能未来技术集团股份有限公司；S433D 全自动氨基酸分析仪：大昌洋行（上海）有限公司。1.3方法1.3.1样品的制备对益生菌种（植物乳杆菌 CICC 20265、酿酒酵母菌CICC 1015、紫色红曲菌 CICC 40806）进行活化，种子液按 3%比例接种于相应培养基中。30 益蒸馏水浸泡 58 h，软化南瓜籽，分别取 100 g 浸泡好的南瓜籽和 5 mL蒸馏水于 250 mL 锥形瓶中，121 益 灭菌 15 min。以 5%接种量将培养至二代的菌分别接种于已高温灭菌并已冷却好的南瓜籽中，做好标记，37益下每 12h 扣瓶 1次，固态发酵 5 d。以自然发酵的南瓜籽作为空白试验，自然发酵南瓜籽不接种益生菌，其他条件方法同上。1.3.2指标测定参考 GB 5009.62016食品安全国家标准 食品中脂肪的测定 和 GB 5009.52016 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定 测定南瓜籽中脂肪和蛋白质含量；pH 值测定：称取 10.0 g 发酵完成的南瓜籽溶于90.0 mL 去离子水中，均质 10 s 后，于 4 益条件下浸提24 h，用 pH 计测定其 pH 值。1.3.3感官评价感官评价组由 10 名具有较强专业背景的人员组成，分别对发酵南瓜籽进行感官评价。详细评分规则见表 1。表 1益生菌发酵南瓜籽感官评分标准Table 1Criteria for sensory evaluation of pumpkin seeds fermented with probiotics评价指标5 分4 分3 分2 分1 分外观颗粒完整，色泽均匀，光泽度好颗粒完整，色泽较均匀，光泽度较好颗粒完整，色泽较均匀，光泽度较好颗粒不完整，色泽较差颗粒不完整，色泽差且无光泽香味气味温和，具有南瓜籽发酵的醇香味气味温和，无令人不适的气味有淡淡的腥臭味，可接受气味较刺激，有明显的腥臭味腥臭味浓郁，气味较刺激，无法接受口感口感酥软湿润，后味醇香口感较湿润，稍有酸味口感较湿润，较酸口感较干，酸味明显口感较硬，酸味太重咀嚼性质地均匀，酥软，具有黏性质地均匀，酥软，较有黏性质地较均匀，酥软，黏腻质地过软或过硬，无黏性或黏性不好质地过软或过硬，无黏性应用技术119食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期表 3发酵南瓜籽感官数据及理化数据Table 3Sensory score and nutrient content of pumpkin seedsfermented with probiotics菌种感官评分蛋白含量/（g/100 g）脂肪含量/（g/100 g）氨基酸含量/（g/100 g）20265（植物乳杆菌）16.00依0.02 31.09依0.01 50.10依0.0427.20依0.011015（酿酒酵母菌）18.00依0.04 31.25依0.02 46.90依0.0125.20依0.0240806（紫色红曲菌）14.00依0.05 32.28依0.05 32.30依0.0228.80依0.0120265+1015（植物乳杆菌颐酿酒酵母菌）16.00依0.02 32.12依0.03 49.20依0.0528.80依0.041015+40806（酿酒酵母菌颐紫色红曲菌）15.00依0.04 31.22依0.0243.9依0.0327.20依0.0320265+40806（植物乳杆菌颐紫色红曲菌）1.01依0.03 33.03依0.04 50.50依0.0126.40依0.0320265+40806+1015（植物乳杆菌颐紫色红曲菌颐酿酒酵母菌）18.00依0.02 37.47依0.03 51.00依0.0127.20依0.02蒸煮南瓜籽（空白）15.00依0.03 30.50依0.04 46.60依0.0225.80依0.021.3.4最适发酵南瓜籽单菌种的筛选及菌种复配筛选分别进行单菌、双菌和三菌混菌复配筛选，进行南瓜籽模拟发酵试验，每组均设 3 个重复，以蛋白质含量、脂肪含量和感官评分为指标，筛选出发酵南瓜籽的菌株组合。1.3.5单因素试验1.3.5.1菌种接种量南瓜籽在 121 益灭菌 15 min，然后按 1%、3%、5%、7%、9%，植物乳杆菌 颐紫色红曲菌 颐 酿酒酵母菌 1 颐 1 颐 1（质量比）接种。接种于南瓜籽后，36 益发酵 5 d 后，对发酵南瓜籽进行感官评价。1.3.5.2菌种比例南瓜籽在 121 益灭菌 15 min，然后按 5%，植物乳杆菌 颐 紫色红曲菌 颐 酿酒酵母菌 1 颐 1 颐 1、1 颐 2 颐 2、1 颐 2颐 1、1 颐 1 颐 2、2 颐 1 颐 1（质量比）接种。接种于南瓜籽后，36 益发酵 5 d 后，对发酵南瓜籽进行感官评价。1.3.5.3发酵温度南瓜籽在 121 益灭菌 15 min，然后按 5%，植物乳杆菌 颐 紫色红曲菌 颐 酿酒酵母菌 1 颐 1 颐 1（质量比）接种。接种于南瓜籽后，32、34、36、38、40 益发酵 5 d 后，对发酵南瓜籽进行感官评价。1.3.5.4发酵时间南瓜籽在 121 益灭菌 15 min，然后按 5%，植物乳杆菌 颐 紫色红曲菌 颐 酿酒酵母菌 1 颐 1 颐 1（质量比）接种。接种于南瓜籽后，36益发酵 3、4、5、6、7d 后，对发酵南瓜籽进行感官评价。每种条件下进行 3 组平行试验。1.3.6正交试验优发混菌发酵条件采用 L9（34）正交试验，以 pH 值和感官评分为评价指标，正交试验因素及水平如表 2 所示。1.3.7益生菌发酵南瓜籽样品中氨基酸成分分析参考武俊瑞等15对样品中游离氨基酸的分析方法，取干燥样品 0.1 g 于研钵中，加入体积分数为5%的磺基水杨酸溶液 3 mL，充分研磨后静置 1 h，于12 000 r/min 离心 10 min（离心半径为 10 cm），取上清液用 0.22 滋m 微孔滤膜过滤，滤液采用全自动氨基酸分析仪进行测定。1.3.8香气成分富集及测定顶空固相微萃取（headspace solid-phase microex原traction，HS-SPME）条件16：取 5.0 g 发酵南瓜籽样品置于 20 mL 顶空瓶中，将老化后的 50/30 滋m CAR/PDMS/DVB 萃取头插入样品瓶顶空部分，于60 益吸附 30 min，吸附后的萃取头取出插入气相色谱进样口，于 250 益解吸 3 min，同时启动仪器采集数据。色谱条件：设定初始温度为 40 益，保持温度恒定3min，随后按以下方式升温：以 3.5益/min的速度升温至142 益，以 2 益/min 的速度升温至 150 益，以 3.5 益/min的速度升温至 177益，以 6益/min的速度升温至 200益，以 10 益/min 升温至 230 益，保持温度恒定 3 min。使用高纯度氦气（99.999 0%）为载气，以 1.2 mL/min 的速度作为载气的恒定流速，进样口温度 250 益，设置为不分流状态。质谱条件17：电子轰击（electron impact，EI）离子源，电子能量 70 eV，离子源温度 230 益，四极杆温度150 益，传输线温度 28 益，质量扫描范围 m/z 40250。1.4数据分析采用 Origin 8.5 建立数据系统、统计分析和作图，利用 SPSS 18.0 软件对主要的风味物质进行因子分析。2结果与分析2.1最适单菌种的筛选及菌种复配筛选乳酸菌、酵母菌和红曲菌等益生特性的菌株经常被添加到食品中，产生各种有机酸和香味物质，对人体健康具有很大作用。因此，分别进行了单菌、双菌和三菌混菌复配筛选，进行南瓜籽模拟发酵试验，每组均设 3 个重复，以蛋白质含量、脂肪含量、氨基酸含量和感官评分为指标，筛选出发酵南瓜籽的菌株组合。单株发酵接种率 5%，双菌和三菌混合发酵时菌种配比为 1 颐 1 和 1 颐 1 颐 1（5%），于 37 益发酵 5 d，得发酵南瓜籽。表 3 列出了 3 种不同类型菌种混合发酵南瓜籽的蛋白质、脂肪、氨基酸和感官评分。表 2发酵工艺正交试验因素及水平Table 2Factors and levels of orthogonal design水平因素A 接种量/%B 发酵温度/益C 菌种比例D 发酵时间/d13341颐2颐1425361颐1颐1537381颐1颐26应用技术120食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期由表 3 可知，与空白相比，大部分发酵样品组的蛋白质含量、脂肪含量、氨基酸含量有明显增加，其中三菌种（植物乳杆菌 颐 紫色红曲霉 颐 酿酒酵母）混菌发酵南瓜籽的蛋白质含量、脂肪含量最高，分别为（37.47依0.03）、（51.00依0.01）g/100 g；三菌种发酵南瓜籽的氨基酸含量为（27.20依0.02）g/100g，较空白组南瓜籽（25.80依0.02）g/100 g 有明显增加。因此，选择三菌复配进行后续研究。2.2单因素试验结果三菌复配发酵南瓜籽的 pH 值和感官评分单因素试验试验结果分别如图 1 所示。从图 1a 可以看出，随着接种量的增加，pH 值先升7654347发酵时间/d52015106感官评分pH 值d76541颐2颐22颐1颐1菌种比例1颐2颐11颐1颐22015101颐1颐1感官评分pH 值c7654323440发酵温度/益3638201510感官评分pH 值b76540210接种量/%482015106感官评分pH 值aa.接种量；b.发酵温度；c.菌种比例；d.发酵时间。图 1单因素试验结果Fig.1Results of single factor tests高后降低。如果益生菌的接种量太少，会延长南瓜籽的发酵时间，造成混合菌的污染，不仅影响产品风味，而且会抑制益生菌的生长，导致微生物细胞容易衰老，出现自溶，影响发酵南瓜籽的风味。pH 值反映发酵过程产酸量，当接种量为 5%时，产酸量适中；当接种量为 3%时，感官评分达到最大值。因此，正交优化试验分别选择 3%、5%、7%。由图 1b 可知，随着发酵温度的升高，感官评分先升高后降低，36 益时感官评分最高，南瓜籽口感酥软湿润，后味醇香。在发酵中维持生长和产物合成的最适 pH 值是生产成功的关键之一。发酵温度 36 益时，发酵南瓜籽的 pH 值达到最高，发酵温度高于 36 益时，发酵南瓜籽的 pH 值呈下降趋势。综合判断发酵温度为 34、36、38 益进行正交试验。由图 1c 可知，随着植物乳杆菌比例的降低，发酵南瓜籽的 pH 值和感官评分先升高后降低。三菌种（植物乳杆菌 颐 紫色红曲菌 颐 酿酒酵母菌）比例为 1 颐 1 颐 1时，感官评分最高，南瓜籽气味温和，质地均匀，酥软。主要是因为多菌种混合发酵利用菌种之间协调互作关系，扩大了对南瓜籽的适应性和防杂菌能力。酵母类则可利用糖进行生长代谢，促进了酵母的生长，提高了发酵率，红曲霉可利用、分解纤维素和淀粉，而酵母菌主要利用糖源，可以通过菌种的协同作用提高对底物的利用效率，从而提高产品的蛋白质含量和营养功能。因此，正交试验选择 1 颐 2 颐 1、1 颐 1 颐 1 和 1 颐 1 颐 2的比例。从图 1d 可以看出，随着发酵时间的延长，pH 值和感官评分呈现先上升后下降的趋势。发酵时间少于5 h 时，发酵时间过短，发酵力不足，口感较硬；发酵时间超过 5 h 时，发酵时间过长，会产生更多的乳酸，酸味明显，影响产品风味。在发酵时间为 5 d 时，pH 值和感官评分均达到最大值，此时发酵南瓜籽香气更加明应用技术121食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期显，因此，选择发酵时间为 4、5、6 d 进行正交优化试验。2.3益生菌发酵南瓜籽工艺正交优化试验根据单因素试验的分析结果，选取接种量（A）、发酵温度（B）、菌种比例（C）和发酵时间（D）4 个因素，以pH 值和感官评分为指标，设计正交分析试验，结果见表 4，方差分析结果见表 5。由表 4 可知，影响益生菌发酵南瓜籽 pH 值和感官评分的影响因素排序均为菌种比例（C）跃接种量（A）跃发酵时间（D）跃发酵温度（B）。菌种比例是影响益生菌发酵南瓜籽 pH 值和感官评分的重要因素。由表 5 方差分析可知，菌种比例对发酵南瓜籽 pH 值和感官评分的影响显著（P0.05），接种量对发酵南瓜籽感官评分的影响极显著（P0.05），但 4 个因素影响程度的大小排序与表 4 中极差分析结果一致，均为 C跃A跃D跃B。因此，经综合分析最佳益生菌发酵南瓜籽工艺为发酵温度36益、发酵时间 5d、接种量 5%、菌种比例 1 颐 1 颐 1，益生菌发酵南瓜籽 pH 值为 7.1，感官评分达到最高，为 20。2.4验证试验根据正交试验结果，对组合 A2B2C2D1进行验证试验，发酵结束后进行指标测定，发酵南瓜籽的 pH 值和感官评分分别为 7.0、20。pH 值水平略低于正交试验组中数据，总体优于正交试验结果。因而，以发酵温度36 益、发酵时间 5 d、接种量 5%、菌种比例 1 颐 1 颐 1，作为南瓜籽发酵的最优条件。2.5益生菌发酵南瓜籽氨基酸组成和含量分析益生菌发酵南瓜籽中不同种类氨基酸含量变化率见图 2。如图 2 所示，通过检测益生菌发酵南瓜籽中氨基酸的含量发现，相比于自然发酵，益生菌发酵南瓜籽中的天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、缬氨酸、组氨酸和蛋氨酸含量显著升高（P0.05），亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸和异亮氨酸含量显著降低（P0.05）。其中苦味氨基酸（亮氨酸、赖氨酸、精氨酸、缬氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸）含量均呈现降低趋势，而甜味氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸、蛋氨酸）含量均升高，这与益生菌发酵过程中发酵剂植物乳杆菌和酿酒酵母增多，产生较多甜味氨基酸的有很大关系18。2.6益生菌发酵南瓜籽风味物质及相对含量分析本试验通过顶空气相色谱-质谱对发酵南瓜籽挥发性物质进行测定，结果见表 6。图 3 为自然发酵与益生菌发酵风味物质含量分布。表 4益生菌发酵南瓜籽的正交试验设计与结果Table 4Orthogonal design and test results试验号A 接种量B 发酵温度C 菌种比例D 发酵时间pH 值感官评分111116.418212227.118313336.015421236.720522316.919623126.516731326.315832136.118933216.417pH 值k16.5676.4676.3336.500k26.6336.7006.7336.700k36.2676.3006.4006.367R0.3660.3000.4000.333感官评分k118.33319.00019.66719.000k221.00019.33321.00020.000k317.66718.66716.33317.667R3.3330.6664.6672.333表 5方差分析Table 5Analysis of variance项目方差来源偏差平方和自由度F值pH 值A 接种量0.10522.176B 发酵温度0.10621.000C 菌种比例0.021210.268*D 发酵时间0.00521.568误差0.002感官评分A 接种量179.886234.882*B 发酵温度18.95421.546C 菌种比例189.568258.210*D 发酵时间10.77421.700误差5.882注：*表示影响显著，P约0.05。*表示同种类氨基酸含量配对检验中变化显著（P0.05）。图 2益生菌发酵南瓜籽中不同种类氨基酸含量变化率Fig.2Changes in content of amino acids in pumpkin seedsfermented with probiotics20100-10-20*应用技术122食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期表 6发酵南瓜籽中风味物质及相对含量Table 6Relative content of volatile flavor components identified in fermented pumpkin seeds序号中文名称相对含量/%自然发酵混菌发酵酯类1乙酸丁酯0.940依0.3718.360依0.371*2乙酸己酯-9.521依0.547*3丁酸乙酯-0.562依0.0114丁酸丁酯1.950依0.3715.262依0.2525己酸乙酯3.481依0.016-62-甲基丙酸丁酯2.982依0.103-72-甲基丙酸丙酯-7.201依0.121*8丙位辛内酯-0.631依0.013醇类9乙醇-5.701依0.128102，3-丁二醇-16.421依0.547*11（S）-1，2-丙二醇0.452依0.012-12（R）-1，2-丙二醇-0.862依0.009*13丙三醇-0.420 依0.004*14苯乙醇-2.053依0.052酸类15乙酸39.273依0.5282.091依0.52816丁酸-17正戊酸30.131依0.4582.411依0.01918异戊酸-0.610依0.002*19辛酸-20苯甲酸0.263依0.0112.091依0.251醛类21正戊醛0.271依0.013-22己醛8.350依0.8542.100依0.41723正辛醛1.542依0.103-24反-2-辛烯醛0.422依0.005-253-糠醛1.630依0.106-262-吡咯甲醛0.640依0.0040.241依0.00327异戊醛-1.110依0.002*酮类283-羟基-2-丁酮1.601依0.0141.410依0.00329羟基丙酮2.610依0.0122.363依0.10130乙酰氧基-2-丙酮0.121依0.069-316-甲基-3，5-戊二烯-2-酮0.512依0.039-322，6，6-三甲基-2-环己烯-1，4-二酮0.511依0.1032.341依0.007*334-甲基-2（H）-呋喃酮0.182依0.0010.812依0.003*342-吡咯烷酮0.222依0.002-352-十三烷酮-0.853依0.002其他36正丁醚1.581依0.0114.131依0.00437对二氮杂苯0.241依0.0220.491依0.024383-乙酰基吡咯0.132依0.013-392-甲基吡嗪-15.341依0.263402，5-二甲基吡嗪-6.742依0.125注：-表示未检出；*表示与自然发酵相比风味物质及相对含量显著。应用技术123食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期由表 7 可知，KMO 值为 0.745，在 0.51 之间且接近于 1，相关性较大，表明可进行因子分析。Bartlett 球形检验，P=0.000约0.005，说明数据满足正态总体分布。用 SPSS 软件对数据进行因子分析，根据表 8 可知，前2 个主成分的累计贡献率分别为 69.387%、30.453%，达到 99.840%，其涵盖了 5 种香气成分的所有信息。前2 个因子不旋转时因子贡献率分别为 69.387%和84.365%，累计贡献率跃80%，特征值分别为 3.245 和2.440 均大于 1，说明这 2 个因子包含 5 类香气成分信息，因此，提取 2 个公因子较为合适。单独使用因子 F1或因子 F2并不能对益生菌中不同优势菌对发酵南瓜籽香气成分作出综合评价20，因此，按各公因子对应的方差贡献率为权数计算综合统计量为 F=0.431 36F1垣0.238 97F2。最后根据所求 F值对益生菌中不同优势菌对发酵南瓜籽进行排序，见表 10。由表 10 可知，益生菌中不同优势菌对发酵南瓜籽所产香气因子分析排序为植物乳杆菌 跃酿酒酵母跃紫色红曲菌。表 8益生菌发酵南瓜籽香气成分的特征值和方差贡献率Table 8Eigenvalues and variance contributions of aroma components of infermented pumpkin seeds with probiotics图 3自然发酵与益生菌发酵风味物质含量分布Fig.3Relative content of flavor compounds80706050403020100酯类酸类其他醛类酮类自然发酵混菌发酵表 7KMO 和 Bartletts 检验Table 7KMO and Bartletts testKMO 样本量检测Bartlett 球形检验均方差自由度P值0.74578.358100.000主成分初始特征值提取平方和载荷提取旋转平方和载荷特征值累计贡献率/%贡献率/%特征值累计贡献率/%贡献率/%特征值累计贡献率/%贡献率/%13.24565.38769.3873.24569.38769.3873.24569.38769.38722.44030.45384.3652.44030.45384.3652.44030.45384.36530.64512.36597.56340.3535.76398.99450.0001.354100.00表 9旋转后的载荷矩阵和因子得分系数矩阵Table 9The load matrix and factor score coefficient matrix afterrotation指标成分 1成分 2载荷因子得分系数 特征值 累计贡献率/%酯类（X1）0.9620.2820.0140.025酮类（X2）0.8650.2060.3810.153醇类（X3）0.8600.207-0.567-0.198酸类（X4）0.7840.1690.5090.238其他（X5）-0.077-0.3470.087-0.028因子得分模型 F1F1=0.261X1垣0.221X2垣0.013X3原0.046X4垣0.212X5因子得分模型 F2F2=原0.042X1垣0.117X2垣0.281X3垣0.291X4原0.024X5从表 6、图 3 可以看出，在自然发酵的南瓜籽中检测到 24 种风味物质，包括 4 种酯类、1 种醇类、3 种酸类、6 种醛类和 7 种酮类。南瓜籽自然发酵过程中产生了大量的酸性物质，占 69.404%，包括乙酸（39.273%）、正戊酸（30.131%），说明自然发酵过程主要以产酸性物质为主。从表 6、图 3 可以看出，采用复合益生菌发酵南瓜籽共检测到 27 种风味物质，其中酯类化合物 6 种，醇类化合物 5 种，酸类化合物 4 种，醛类化合物 3 种。其中乙酸丁酯（8.360%）、乙酸己酯（9.521%）、丁酸丁酯（5.262%）、2-甲基丙酸丙酯（7.201%）、乙醇（5.701%）、2，3-丁二醇（16.421%）、2-甲基吡嗪（15.341%）、2，5-二甲基吡嗪（6.742%）和正丁醚（4.131%）。微生物通过氨基酸代谢产生了一定量的醇类物质，酯类具有水果味的香气成分。由于它们比其他风味物质具有更低的风味阈值和更高的气味活性，因此，酯类对南瓜籽发酵风味的贡献更大。2.7益生菌发酵南瓜籽风味物质的因子分析为确定益生菌中不同优势菌对发酵南瓜籽风味物质的影响，利用因子分析将主要风味物质归为少量的因子变量，以便确定益生菌中不同优势菌发酵的南瓜籽风味的差异19，采用统计量检验（Kaiser-meyer-olkin，KMO）和巴特利特球度检验（Bartletts 检验）进行分析，分析结果见表 7。各主成分因子的特征值及其方差贡献率计算结果见表 8，旋转后主成分因子的成份矩阵见表 9。应用技术124食品研究与开发圆园23 年 9 月第 44 卷第 17 期表 10因子综合得分Table 10Composite scores of factors菌种F1F2因子综合得分植物乳杆菌 202651.823 21.622 11.347 6酿酒酵母菌 10150.654 000.459 540.617 50紫色红曲菌 40806-0.354 81.020 30-0.113结论通过单因素和正交试验对益生菌发酵南瓜籽进行优化，并利用顶空固相微萃取、气相色谱-质谱联用对自然发酵和益生菌发酵南瓜籽的产氨基酸、风味特性进行对比分析。结果表明，益生菌发酵制备南瓜籽最优工艺条件为发酵时间 5 d、接种量 5%、菌种比例1 颐 1 颐 1，发酵温度为 36 益，在此条件下发酵得到的益生菌发酵南瓜籽南瓜籽 pH 值为 7.1，感官评分为 20；益生菌发酵南瓜籽苦味氨基酸含量均降低，而甜味氨基酸含量均升高；南瓜籽中共检测出 27 种风味物质，与自然发酵相比益生菌发酵风味物质相对含量明显增加，经因子分析，植物乳杆菌和酿酒酵母对益生菌发酵南瓜籽酯的产生贡献较大。参考文献：1SHABAN A,SAHU R P.Pumpkin seed oil:An alternative medi-cineJ.International Journal of Pharmacognosy and PhytochemicalResearch,2017,9(2):11.2MONTESANO D,ROCCHETTI G,PUTNIK P,et al.Bioactive profileof pumpkin:An overview on terpenoids and their health-promotingpropertiesJ.Current Opinion in Food Science,2018,22:81-87.3刘战霞,贾文婷,杨慧,等.南瓜子加工利用研究进展J.食品与生物技术学报,2022,41(3):1-7.LIU Zhanxia,JIA Wenting,YANG Hui,et al.Research progress inprocessing and utilization of pumpkin seedsJ.Journal of Food Sci原ence and Biotechnology,2022,41(3):1-7.4REZIG L,RIAUBLANC A,CHOUAIBI M,et al.Functional proper原ties of protein fractions obtained from pumpkin(Cucurbita maxima)seedJ.International Journal of Food Properties,2016,19(1):172-186.5RAMAK P,MAHBOUBI M.The beneficial effects of pumpkin(Cu原curbitapepo L.)seed oil for health condition of menJ.Food ReviewsInternational,2019,35(2):166-176.6ZHANG Y H,MA L,WANG X M.Correlation between protein hy原drolysates and color during fermentation of Mucor-type DouchiJ.International Journal of Food Properties,2015,18(12):2800-2812.7方雅洁,和七一,陈治霖,等.豆豉生产中高大毛霉和纳豆芽孢杆菌 HT8 共发酵条件研究J.重庆师范大学学报(自然科学版),2015,32(4):131-135.FANG Yajie,HE Qiyi,CHEN Zhilin,et al.Research on Co-fermen原tation condition of two