亞硒酸鈉對薇菜發酵中亞硝酸鹽含量的影響

谷　云，祁勇剛，，張義杰，高　冰

亞硒酸鈉對薇菜發酵中亞硝酸鹽含量的影響

谷云1，祁勇剛1，2，張義杰3，高冰2*

（1.武漢市鑫宏食品釀造科研所，湖北 武漢 430051；2.湖北工業大學 食品與制藥工程學院，湖北 武漢 430068；3.湖北省食品質量安全監督檢驗研究院，湖北 武漢 430000）

該試驗研究了亞硒酸鈉對薇菜發酵過程中亞硝酸鹽含量的影響。分別添加亞硒酸鈉于自然發酵和接種發酵的薇菜，發現亞硒酸鈉可以降低“亞硝峰”；接種發酵薇菜，“亞硝峰”比自然發酵的低，且提前1 d出現，發酵8 d時，亞硝酸鹽和硝酸鹽含量皆比自然發酵的低。以接種發酵結束后的亞硝酸鹽含量為評價指標，確定了發酵薇菜中亞硒酸鈉的適宜添加量為0.3 g/L。通過添加Na2CO3維持發酵薇菜的pH值為5.0，發酵薇菜的“亞硝峰”提前1 d出現，且發酵結束時亞硝酸鹽含量由自然pH時的2.16 mg/kg降為0。亞硒酸鈉分3次添加，每次0.10 g/L時，“亞硝峰”提前至發酵3 d時出現，且添加次數增多時，發酵結束時亞硝酸鹽含量也由一次性添加時的1.26 mg/kg降低到0.34 mg/kg，而硝酸鹽也由0.13 g/kg降低到0.032 g/kg。

薇菜；亞硒酸鈉；發酵；亞硝酸鹽；亞硝峰

薇菜（Osmunda japonica），是一種經濟價值比較高的蕨類植物，具有很高的營養價值和保健功能，被國內外營養學家稱為綠色保健食品，成為深受國內外消費者歡迎的“山菜之王”和“山珍”［1-3］。但薇菜味苦澀，不宜直接食用，對薇菜的研究多集中在漂燙后即食的加工研究，而我國的薇菜大多也是直接漂燙或干制后，帶水包裝出口到東亞［4-7］。薇菜經過腌漬或發酵，不僅能去除其苦澀味，而且還能增添其香味。蔬菜腌制或發酵過程中都會產生一定量的亞硝酸鹽，對人們的健康產生危害［8-13］。硒（Se）是機體必需的一種微量元素，具有抗氧化、增進人體免疫力、抗癌防癌以及延緩衰老等功效［14-15］。研究證實，機體對有機硒的利用率高于無機硒［16］。

亞硝酸鹽含量過高是腌制蔬菜常見的問題，而亞硝酸鹽能使血液中正常攜氧的低鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白，因而失去攜氧能力而引起組織缺氧；亞硝酸鹽同時還是一種致癌物質，據研究，食道癌與患者攝入的亞硝酸鹽量呈正相關性，亞硝酸鹽的致癌機理是：在胃酸等環境下亞硝酸鹽與食物中的仲胺、叔胺和酰胺等反應生成強致癌物N-亞硝胺。亞硝胺還能夠透過胎盤進入胎兒體內，對胎兒有致畸作用。為了探索亞硒酸鈉對發酵薇菜中亞硝酸鹽的影響，本試驗對富硒發酵薇菜［17］的工藝進行了研究，研究了發酵薇菜中亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的變化及消長關系，進而初步研究其對亞硝酸鹽和硝酸鹽的影響機理。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

1.1.1材料

薇菜：由湖北長友現代農業股份有限公司提供；食鹽：湖北鹽業集團有限公司；亞硒酸鈉（食品級）：河南宣源化工原料有限公司。

1.1.2試劑

葡萄糖、酵母膏、瓊脂粉、蛋白胨、牛肉膏、吐溫80、K2HPO4、MgSO4、亞硝酸鈉、硝酸鈉、Na2CO3（均為分析純）：國藥集團化學試劑有限公司。

1.1.3菌種

植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）L1：由湖北工業大學食品與制藥工程學院提供。

1.2儀器與設備

752S紫外可見分光光度計：上海棱光技術有限公司；鎘柱：天長市金橋分析儀器廠；DS-1高速組織搗碎機：鄭州南北儀器設備有限公司；HRN32手持折射儀：德國托摩根公司；SW-CJ-2D凈化工作臺：廣州瑞智科學儀器有限公司；LHS-250SC型智能型恒溫恒濕箱：上海浦東榮豐科學儀器有限公司；SLY-2112B型立式雙層大容量恒溫培養搖床：金壇市盛藍儀器制造有限公司；YM系列A型立式壓力蒸汽滅菌器：上海三申醫療器械有限公司；PHS-3C雷磁pH計：上海儀電科學儀器股份有限公司。

1.3方法

1.3.1薇菜發酵的工藝流程

1.3.2亞硒酸鈉對自然發酵和接種發酵薇菜中亞硝酸鹽的影響

將新鮮薇菜洗凈，并剪去老梗，瀝干，稱取1 kg移至發酵壇；用純凈水配制成6%的食鹽水1 kg，并加入亞硒酸鈉0.2 g，混合均勻，一并加入到發酵壇中，封壇，22℃保溫發酵8 d，自發酵開始測定亞硝酸鹽和硝酸鹽含量。試驗重復3次，以不加亞硒酸鈉作為對照。

同上述操作，加入植物乳桿菌L1種子液50 mL，代替50 mL食鹽水，封壇，22℃保溫發酵，自發酵開始測定亞硝酸鹽和硝酸鹽含量。試驗重復3次，以不加亞硒酸鈉作為對照。

1.3.3薇菜發酵中亞硒酸鈉添加量的試驗設計

將新鮮薇菜洗凈，并剪去老梗，瀝干，稱取1 kg移至發酵壇；用純凈水配制成6%的食鹽水1 kg，添加亞硒酸鈉，混合均勻，加入到發酵壇中；加入植物乳桿菌L1種子液50 mL，封壇，22℃保溫發酵8 d，作5個處理，編號分別為A、B、C、D、E，亞硒酸鈉添加量分別為：0.1 g/L、0.2 g/L、0.3 g/L、0.4 g/L、0.5 g/L，自發酵開始測定亞硝酸鹽含量。

1.3.4薇菜發酵中亞硝酸鹽影響機理的初步研究

將新鮮薇菜洗凈，并剪去老梗，瀝干，稱取1 kg，移至發酵壇；用純凈水配制成6%的食鹽水1 kg，并加入亞硒酸鈉0.3 g/L，混合均勻，一并加入到發酵壇中，加入植物乳桿菌L1種子液50 mL，封壇，22℃保溫發酵8 d，通過添加Na2CO3使發酵液pH值維持在5.0左右，自發酵開始測定硝酸鹽和亞硝酸鹽含量，試驗重復3次，以不加亞硒酸鈉作為對照。考察亞硒酸鈉對薇菜發酵中亞硝酸鹽的影響是否為pH作用，若不是，則說明是酶作用。

1.3.5亞硒酸鈉的添加次數對薇菜發酵中亞硝酸鹽的影響

a.將新鮮薇菜洗凈，并剪去老梗，瀝干，稱取1 kg移至發酵壇；用純凈水配制成6%的食鹽水1 kg，并加入亞硒酸鈉0.3 g/L，混合均勻，一并加入到發酵壇中，加入植物乳桿菌L1種子液50 mL，封壇，22℃保溫發酵8 d，通過添加Na2CO3使發酵液pH值維持5.0，自發酵開始測定硝酸鹽和亞硝酸鹽含量，試驗重復3次，作為對照組；b.操作同“a”，亞硒酸鈉分2次添加，分別在發酵前和發酵3 d時，每次添加量0.15 g/L，試驗重復3次；c.操作同“a”，亞硒酸鈉分3次添加，分別在發酵前、發酵2 d和發酵4 d時，每次添加量0.1 g/L，自發酵開始測定硝酸鹽和亞硝酸鹽含量，試驗重復3次。

按照最后確定的亞硒酸鈉的添加量和添加次數，添加于接種植物乳桿菌L1的薇菜中，發酵結束后測定薇菜中硒的含量，試驗重復3次。

1.3.6測定方法

硝酸鹽和亞硝酸鹽的測定：參照GB 5009.33—2010《食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》；pH值測定：采用pH計測定；硒含量的測定：參照GB 5009.93—2010《食品安全國家標準食品中硒的測定》熒光法。

2　結果與分析

2.1亞硒酸鈉對自然發酵和接種發酵薇菜中亞硝酸鹽的影響結果

蔬菜在自然發酵初期，pH值＞5.5，細菌種類較多，隨著發酵過程的進行，pH逐漸降低，一些不耐酸的菌株生長受到抑制，乳酸菌等產酸菌開始成為優勢菌種，而此時亞硝酸鹽含量也逐漸上升，直至達到峰值，之后又逐漸降低［19］。亞硒酸鈉對自然發酵薇菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽的影響結果如圖1。

由圖1可知，隨著發酵的進行，硝酸鹽含量逐步降低，而亞硝酸鹽則先升高后降低，出現了“亞硝峰”；通過對照組的數據比較，添加了亞硒酸鈉，同一發酵時間，硝酸鹽含量更低，說明其降低的更快，同樣，對于亞硝酸鹽，其含量也比對照組低，“亞硝峰”出現的時間一致，但峰值更低，從31.1 mg/kg降低為28.5 mg/kg；發酵8 d時，添加亞硒酸鈉使得薇菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量更低。本實驗在一定程度上說明，添加亞硒酸鈉既可以降低硝酸鹽含量，又可以降低亞硝酸鹽的含量。

圖1　亞硒酸鈉對自然發酵薇菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的影響Fig.1 Effect of sodium selenite on nitrite and nitrate contents in the Osmunda japonicawith natural fermentation

亞硒酸鈉對人工接種乳酸菌發酵薇菜中亞硝酸鹽的影響見圖2。由圖2可知，人工接種發酵薇菜的“亞硝峰”提前1 d出現，并且峰值要比自然發酵的低，且發酵8 d時，硝酸鹽和亞硝酸鹽含量都要比自然發酵的低。原因可能是人工接種乳酸菌發酵制備發酵薇菜，可以使乳酸菌迅速成為優勢菌，抑制雜菌的生長，縮短發酵周期，而亞硒酸鈉的添加促進了乳酸菌的增殖和轉化硝酸鹽和亞硝酸鹽的酶系分泌，從而促進硝酸鹽和亞硝酸鹽的轉化與降解。

圖2　亞硒酸鈉對接種發酵薇菜中硝酸鹽和亞硝酸鹽含量的影響Fig.2 Effect of sodium selenite on nitrite and nitrate contents in the Osmunda japonicawith inoculated fermentation

2.2薇菜接種發酵中亞硒酸鈉添加量的試驗設計結果

薇菜接種發酵中亞硒酸鈉的添加量對亞硝酸鹽含量的影響見圖3。從圖3中可以看出，當亞硒酸鈉的添加量為0.3 g/L時，接種發酵薇菜的“亞硝峰”最低，發酵結束后的亞硝酸鹽含量穩定在2.17 mg/kg左右，也是所有試驗處理中值最低的；當其添加量為0.1 g/L和0.2 g/L時，“亞硝峰”較高，發酵結束后亞硝酸鹽含量也較高；當亞硒酸鈉的添加量為0.4 g/L、0.5 g/L時，“亞硝峰”又變大了，且其添加量為0.5 g/L時，“亞硝峰”晚1 d出現，且峰值更大，亞硝酸鹽含量穩定時的值也變大。綜上分析，薇菜接種發酵時亞硒酸鈉的添加量為0.3 g/L時較合適。

圖3　接種發酵薇菜中亞硒酸鈉的添加量對亞硝酸鹽含量的影響Fig.3 Effect of sodium selenite addition on nitrite contents in the Osmunda japonicawith inoculated fermentation

2.3薇菜發酵中亞硝酸鹽影響機理的初步研究結果與分析

圖4　pH對接種發酵薇菜中亞硝酸鹽及硝酸鹽含量的影響Fig.4 Effect of pH on nitrite and nitrate content in the Osmunda japonicawith inoculated fermentation

通過添加Na2CO3維持發酵液的pH值在5.0左右，研究了pH對薇菜發酵中亞硝酸鹽及硝酸鹽的影響，結果見圖4。由圖4可知，調節pH的薇菜發酵中“亞硝峰”明顯比自然pH值的低，并且“亞硝峰”提前1 d出現，發酵結束后的亞硝酸鹽含量在發酵第6天時低于檢測限；對于硝酸鹽，試驗組也比對照組下降的快，發酵第5天時，其含量降低到0.04 g/kg，發酵第6天，含量低于檢測限。綜上可知，將pH值恒定在5.0左右，“亞硝峰”反而更低，而發酵結束后的亞硝酸鹽和硝酸鹽含量低于檢測限。這說明低pH不僅不能促進亞硝酸鹽的降解，反而阻止了其徹底降解，亞硝酸鹽不是通過添加亞硒酸鈉促進乳酸菌的快速增殖降低pH而更快的降解的，這可能是亞硒酸鈉的添加促進了硝酸鹽還原酶和亞硝酸鹽還原酶的合成與分泌，而pH值為5.0時，更接近上述2種酶的最適pH值，進而促進了亞硝酸鹽和硝酸鹽的降解，因此乳酸菌對亞硝酸鹽的降解主要以酶降解為主。

2.4亞硒酸鈉的添加次數對薇菜接種發酵中亞硝酸鹽的影響研究了亞硒酸鈉添加量和添加次數對薇菜發酵中亞硝酸鹽和硝酸鹽含量的影響，結果見圖5。

圖5　亞硒酸鈉的添加量與添加次數對接種發酵薇菜中亞硝酸鹽（A）及硝酸鹽（B）含量的影響Fig.5 Effect of sodium selenite addition and adding times on nitrite（A）and nitrate（B）contents in theOsmunda japonicawith inoculated fermentation

由圖5可知，分2次添加亞硒酸鈉，每次0.15 g/L，可以降低“亞硝峰”峰值，當分3次添加，每次0.1 g/L時，“亞硝峰”提前至發酵3 d時出現，且發酵結束時亞硝酸鹽含量也逐漸降低，分別降低至1.26 mg/kg和0.34 mg/kg。可見，分次添加亞硒酸鈉有助于降低亞硝酸鹽含量。分2次或者3次添加亞硒酸鈉對硝酸鹽影響區別不大，其發酵結束時的含量也基本相近，為0.032 g/kg，但是比1次添加的發酵結束時的含量（0.13 g/kg）要低很多，因此亞硒酸鈉分3次添加，每次0.1 g/L時，效果較適宜。按此添加方式制備的發酵薇菜中硒含量為25.8 μg/100 g（富硒薇菜硒含量≥15 μg/100g）。中國居民膳食營養素參考攝入量速查手冊規定18歲以上成年人、孕婦和乳母每天最大攝入量為400 μg［18］、營養素參考值（nutrient reference values，NRV）建議量50 μg［19］，即發酵薇菜每天最大攝入量為1.55 kg、建議量為194 g。

3　結論

添加亞硒酸鈉于自然發酵或接種發酵的薇菜中，均能促進薇菜中亞硝酸鹽峰值的降低，且接種發酵薇菜的“亞硝峰”比自然發酵的提前1 d出現，峰值更低，且發酵8 d時，亞硝酸鹽和硝酸鹽含量也更低。

亞硒酸鈉的添加能促進了硝酸鹽還原酶和亞硝酸鹽還原酶的合成與分泌，而pH值為5.0時，更接近上述2種酶的最適pH值，進而促進了亞硝酸鹽和硝酸鹽的降解。

多次少量添加能降低“亞硝峰”峰值，促進峰值提前出現，且使發酵薇菜成品中亞硝酸鹽和硝酸鹽含量處于較低值，而發酵薇菜中較低的硝酸鹽含量，也消除了其大量轉化為亞硝酸鹽的隱患。亞硒酸鈉最適添加量為0.3g/L（分3次添加，每次0.1 g/L），按此添加方式制備的發酵薇菜中硒含量為25.8 μg/100 g（富硒薇菜硒含量≥15 μg/100g）。

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Effect of sodium selenite on nitrite contents inOsmunda japonicafermentation

GU Yun1，QI Yonggang1，2，ZHANG Yijie3，GAO Bing2*
（1.Wuhan Xinhong Institute for Food Fermentation，Wuhan 430051，China；2.Collage of Food and Pharmaceutical Engineering，Huibei University of Technology，Wuhan 430068，China；3.Huibei Provincial Institute for Food Supervision and Test，Wuhan 430000，China）

The effect of sodium selenite on nitrite inOsmunda japonicafermentation was investigated.Sodium selenite could reduce nitrite-peak by adding it in theO.japonicawith natural and inoculated fermentation.The nitrite peak was lower than natural fermentation and appeared 1 d in advance in theO.japonicaby inoculated fermentation.When the fermentation was over at 8 d，nitrite and nitrate content of inoculatedO.japonicawere lower than that of natural fermentation.Using nitrite content after the end of the fermentation as evaluation index，results showed that the suitable sodium selenite was 0.3 g/L.Maintaining the pH 5.0 by adding Na2CO3in theO.japonicafermentation，nitrite-peak appeared 1 d in advance，then nitrite reduced from 2.16 mg/kg to 0 at the end of fermentation.When sodium selenite was added 0.10 g/L per time for three times，nitrite-peak appeared at 3 d，and then nitrite reduced from 1.26 mg/kg to 0.34 mg/kg，and nitrate reduced from 0.13 g/kg to 0.032 g/kg at the end of fermentation.

Osmunda japonica；sodium selenite；fermentation；nitrite；nitrite-peak

TS255.54

0254-5071（2016）07-0127-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.07.027

2016-03-20

武漢市產業創新服務平臺項目（201220837301）

谷云（1987-），女，助理工程師，碩士，研究方向為食品發酵。

高冰（1963-），男，高級工程師，本科，研究方向為食品發酵工藝與設備。