泡菜微生物與風味品質研究進展

黃道梅，李詠富，孟繁博，鄭秀艷，陳曦，李國林，林茂＊，胡露

（1.貴州省現代農業發展研究所，貴陽 550006；2.四川農業大學食品學院，四川雅安 625014）

泡菜微生物與風味品質研究進展

黃道梅1，李詠富1，孟繁博1，鄭秀艷1，陳曦1，李國林1，林茂1＊，胡露2

（1.貴州省現代農業發展研究所，貴陽 550006；2.四川農業大學食品學院，四川雅安 625014）

泡菜風味獨特，營養豐富，解膩開胃，深受大眾喜愛。文章主要論述了近年來國內外對泡菜微生物與風味品質的研究進展，并分析了國內泡菜行業的發展現狀。

泡菜；微生物；風味品質

泡菜作為我國發酵食品中的重要成員，以其獨特的風味享譽全球［1］。泡菜是將新鮮蔬菜利用中低濃度食鹽水進行泡漬腌制，通過前期微生物（乳酸菌為主）發酵、后期調味加工制成的產品。泡菜中富含以乳酸菌為主的益生菌群，不僅風味獨特、營養豐富，又能起到助消化、解膩開胃、抗氧化、預防腫瘤、降低膽固醇等效果，甚至具有抗菌、凈腸、抗衰老、抗癌等保健功效［2，3］。

如今以四川泡菜為典型代表的中國泡菜成為世界公認的健康綠色食品，與日、韓泡菜齊名于世。然而目前四川泡菜加工工藝技術仍然比較落后，生產發酵周期較長，質量安全不穩定，高品質的傳統四川泡菜產量很小，主要外銷出口。這主要歸因于泡菜基礎研究的薄弱，對四川泡菜發酵中的微生物菌相、品質形成機理與調控、品質保持、功能因子、風味物質構成等知之較少，一定程度上限制了泡菜產業層次的提升。隨著泡菜行業的快速發展，為了適應市場的發展趨勢和滿足市場的大量需求，以大型鹽漬池為主要發酵容器，蔬菜高鹽度鹽漬自然發酵生產方式將逐漸被蔬菜較低鹽度的人工接種乳酸菌強化發酵生產方式取代，這已成為絕大多數泡菜企業的發展趨勢。

1 泡菜產業的生產概況

泡菜的制作源于我國，自明朝從我國引入歐洲后，逐漸受到全世界人民的青睞。

1.1 國外泡菜產業概況

國外的泡菜產品中知名度較高的當屬韓國泡菜和日本泡菜。

韓國泡菜的精華在于各類腌制調料十分豐富，配比恰當，從而生成其特有的風味。目前，韓國泡菜銷售額已達數十億美元，韓國泡菜生產企業已有百余家，其中很多大型企業采用了HACCP、GMP管理體系，通過了ISO9000認證，達到較高的現代化水平。據報道，2010年全韓約有690多家泡菜廠，其中20億韓幣以上的有59家。韓國泡菜現正處于工業化成熟期，在國際市場上占有一席之地，產品出口到上百個國家，每年銷售額達24億美元以上，而出口額仍在快速增長［4］。2013年12月，韓國“越冬泡菜文化”正式加入世界非物質文化遺產名錄［5］。

日本泡菜起源于我國，后加以改進形成了獨特的日式泡菜。日本泡菜的獨特之處在于不經過乳酸菌的發酵作用，而是直接使用一些色素、調味品等添加劑泡制的低酸低鹽蔬菜制品。日本泡菜在國際市場競爭中遙遙領先，如今在日本國內日式辣白菜的產量和銷量均很高［6］。

1.2 國內泡菜產業概況

近20年來，我國的泡菜產業發展迅速，泡菜生產企業的數量劇增，泡菜產量也節節攀升，同時，泡菜產品的質量也有了較大改善。而享有“泡菜之鄉”的四川，更是將泡菜作為農村支柱產業和特色優勢產業加以重點扶持和培育，使得四川泡菜產業得到了長足的發展，涌現出了如“李記”、“吉香居”、“川南”等許多全國知名的泡菜企業［7，8］。2009年7月，中國泡菜國際論壇在泡菜城眉山市隆重舉行，大會圍繞 “四川泡菜與健康”的主題，就泡菜發展趨勢、營養與健康、四川泡菜國際化發展方向等內容展開了研討。2011年3月，全國人民代表大會指定 “四川東坡泡菜”精品為“兩會”餐桌菜品。2013年10月，四川東坡中國泡菜產業研究院成立，該研究院緊密結合產、學、研，協同攻克阻礙泡菜產業發展的瓶頸，推動中國泡菜產業又好又快發展。

四川泡菜產量和銷量一直在全國遙遙領先，而且隨著生活水平的提高，泡菜產品正朝著多元化、營養化發展。

雖然目前我國泡菜產業經過20多年的發展已經初具規模，并取得了較大的成就，但是由于我國泡菜行業的基礎相對比較薄弱，所以與日韓相比，仍然存在著很大的差距［9］。國內僅有少數知名企業具備工業化生產能力，大部分企業沿用傳統發酵泡菜生產工藝，因條件簡陋、制作工藝粗糙、缺乏深加工、監管不嚴等導致泡菜產品極易出現腐敗現象，如產膜、生花、軟化等，從而造成產品質量達不到市場需求。并且隨著泡菜產業的蓬勃發展，伴隨而來的環境污染問題也不斷加劇，尤其是泡菜加工過程中排放的大量高鹽廢水引起的水體污染問題逐漸引起了有關部門的高度重視［10］。

2 泡菜微生物與風味品質研究進展

2.1 泡菜微生物研究概況

隨著泡菜產業發展日新月異，有關泡菜發酵過程中微生物的研究也逐漸廣泛和深入，目前，關于泡菜微生物的研究主要集中于泡菜功能菌的篩選及其應用和發酵過程中菌相變化分析兩個方面。

對泡菜發酵過程中菌相變化進行解析研究，為泡菜工業化生產過程中的質量控制和品質提升提供數據參考和技術支撐，也是實現泡菜產業安全、健康、可持續發展的重要戰略手段。國外學者率先對此展開了大量的研究，見表1。

表1 國外泡菜微生物菌相研究情況Table 1Study on the microflora of pickles at abroad

近幾年來，為了滿足我國泡菜行業的發展需求，國內眾多研究者也開始對泡菜菌相變化進行研究，為我國泡菜產業持續有效發展提供理論基礎。國內泡菜微生物菌相研究情況，見表2。

表2 國內泡菜微生物菌相研究情況Table 2Study on the microflora of pickles at home

2.2 泡菜功能菌的篩選及其應用

隨著科學技術的發展，國內外研究學者對泡菜菌種篩選和接種發酵技術做了大量的研究工作，并取得了較大的成果。

將泡菜的發酵模式由自然發酵的傳統方式轉變為強化接種發酵的現代化方式并達到快速、穩定、安全、優質的目的的關鍵在于菌種。篩選出來的菌種一般具有易保存、易生長、產酸產香、穩定不易突變、亞硝酸鹽降解能力強、不產生有害物質等優點。近年來，乳酸菌種的一些特殊功能也陸續被研究應用，如對產胞外多糖乳酸菌［24］、產細菌素乳酸菌［25］、產γ-氨基丁酸乳酸菌［26，27］、具抗氧化能力乳酸菌［28］、降膽固醇乳酸菌［29］等菌種的篩選及應用研究。

泡菜制作的關鍵在于以乳酸菌、酵母菌為主的微生物發酵，接種發酵的目的在于將篩選出來的優良菌株人工接種于蔬菜中來強化發酵，彌補自然發酵的不足。近幾十年來，國內外眾多學者先后將功能菌應用于泡菜發酵中。Caldwell Biofermentation Canadainc公司在蔬菜發酵領域遙遙領先，并于1998年獲得了人工接種發酵專利技術［30］。Gardner等［31］將植物乳桿菌、乳酸片球菌和腸膜明串珠菌凍干后混合用于蔬菜的復配發酵。Yan P M等［32］從泡菜中分離出戊糖乳桿菌、植物乳桿菌、腸膜明串珠菌、短乳桿菌和發酵乳桿菌，且對亞硝酸鹽都有較高降解能力。我國雖然在這方面起步較晚，但也取得了不少的成功經驗和成果。近年顧振宇、楊曉暉、尹利端、李文斌、吳蕊等分別從不同泡菜中分離鑒定出性能各異的乳酸菌發酵菌株。陸步詩、孫桂丹、蔣麗、周相玲、張曉等分別將單一菌種或者混合菌種應用于泡菜，并對比自然發酵進行了一定的探索。研究結果一致認為，接種發酵在縮短發酵周期的基礎上，對泡菜的感官品質有改善、優化作用，同時還能抑制雜菌生長，延長貯藏時間。

目前，韓國采用人工接種多菌協同發酵蔬菜的現代化技術已經在工業上實現了大規模推廣，處于世界領先地位。而我國與之相比仍存在較大差距。

2.3 泡菜風味物質研究概況

人們對泡菜品質的研究除了發酵過程及成品中理化指標、微生物指標外，泡菜的風味也是影響其品質的重要因素之一。泡菜風味品質指標主要包括有機酸、游離氨基酸、揮發性風味物質等。風味物質的研究作為感官指標量化的基礎，與產品及生產過程的標準化都息息相關。為了泡菜行業更好地發展，改進泡菜的加工工藝，使其更加營養、健康，對其風味成分的分析研究變得格外重要［33］。

2.4 泡菜風味品質研究概況

泡菜的發酵過程復雜，泡菜風味物質種類繁多，使得研究具有較大難度，盡管如此，近年來，國內外學者也取得了一定的成果，見表3和表4。

表3 國外泡菜風味品質研究情況Table 3Study on the flavor quality of pickles at abroad

表4 國內泡菜風味品質研究情況Table 4Study on the flavor quality of pickles at home

續 表

2.5 泡菜微生物與風味品質相關性分析

泡菜的發酵是由微生物引起的，微生物的種類及數量對泡菜風味品質有至關重要的影響。乳酸菌發酵會產生乳酸、乙醇、琥珀酸、乙烯、丁二醇等風味物質。酵母菌發酵可以生成乙醇，乙醇還能與有機酸結合生成酯類，增加泡菜香氣。另外，少數醋酸菌在泡菜發酵后期也起了一定的作用。

蔬菜中所含蛋白質通過微生物和酶作用會生成氨基酸，這也是泡菜獨特風味來源之一。由于泡菜風味形成機制復雜多變，有關泡菜微生物與風味品質之間的關聯性至今仍不清晰，眾多學者僅對泡菜微生物或風味品質單獨做了較為深入的研究，但至今有關泡菜微生物和風味品質之間的相關性研究少見報道。

3 泡菜產業與研究存在的關鍵性問題

泡菜工業作為我國蔬菜加工的一大產業，絕大多數泡菜是通過將新鮮蔬菜進行鹽漬，待鹽漬發酵成熟，將鹽漬蔬菜進行整形、脫鹽、調味、灌裝、滅菌等工藝加工而制成。鹽漬蔬菜作為泡菜的第一道關鍵工序，對泡菜風味品質的形成尤為重要。鹽漬發酵過程中，多種微生物生長繁殖形成一個較為復雜的生態環境，又伴隨著復雜的生物化學變化和物理變化，同時，由于蔬菜季節性較強，集中在冬季收獲，絕大多數泡菜企業為了滿足市場的大量需求，不得不加大食鹽濃度（通常采用15%左右食鹽濃度）來達到延長鹽漬蔬菜貯藏期的目的。由此在工業化實際生產中出現了一系列難以解決的問題，從而限制了泡菜行業的可持續發展［44］。

目前，泡菜產業與研究主要存在的問題及其對策如下：優良菌種的篩選需改善?，F在國內外學者對菌種的篩選多集中在產酸、降亞硝酸鹽、抗氧化等某個單一特性方面，菌種的優良綜合生產性能并未得到重視，與工業化鹽漬蔬菜的高鹽、低溫等復雜環境有所差異，從而導致人工接種難以在工業中規模化應用。純種發酵需向多菌協同發酵轉變。純種發酵雖然能夠大大地縮短泡菜時間，降低亞硝酸鹽含量，但研究表明純種發酵泡菜在風味上并未得到明顯提高，有關多菌協同發酵泡菜的研究相對較少且不夠深入，因此，探索多菌協同發酵對泡菜品質的影響對泡菜行業的進一步發展具有重要意義。直投式菌劑的高成本制約了它在泡菜工業化生產中的應用。直投式乳酸菌菌劑雖然避免了傳統發酵劑在使用過程中菌種活化、擴大培養、易染雜菌等問題，但因其制備條件嚴格、過程繁瑣、成本較高，一般需要專業的生產廠家進行生產，而泡菜的市場價格相對偏低，使得泡菜企業應用直投式乳酸菌菌劑的成本偏高，造成在泡菜企業生產中的推廣應用不多，阻礙了目前泡菜行業的進一步發展。因此，尋求一種簡易可行、經濟實惠的發酵劑制備方法，對于人工接種乳酸菌工業化鹽漬蔬菜生產的轉型發展能夠起到一定的引導和促進作用。高鹽廢水引起的環境問題亟待改善。由于蔬菜鹽漬采用的鹽度通常為12%～15%，鹽漬成熟后又需脫鹽至3%～5%才能進行后續加工，在此脫鹽過程中導致高鹽廢水的產生，從而致使水體惡化。隨著泡菜行業的快速發展，目前泡菜生產帶來的高鹽廢水排放問題已不能滿足日益被重視的環境保護要求，為了滿足行業可持續發展要求和市場需求，低鹽化將逐漸成為絕大多數泡菜企業的發展趨勢。因此需在保證鹽漬蔬菜貯藏期的前提下研究解決有效降低食鹽用量的問題［45］。

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Research Progress of Microbial Community and Flavor Quality of Pickles

HUANG Dao-mei1，LI Yong-fu1，MENG Fan-bo1，ZHENG Xiu-yan1，CHEN Xi1，LI Guo-lin1，LIN Mao1＊，HU Lu2
（1.Guizhou Institute of Modern Agricultural Development，Guiyang 550006，China；2.College of Food Science，Sichuan Agricultural University，Ya＇an 625014，China）

Pickle is liked strongly by people because of its special flavor，abundant nutrition and appetizing.The research progress of microbial community and flavor research of pickles in recent years is discussed and the development status of pickles industry in China is analyzed.

pickles；microbe；flavor quality

TS255.54

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.03.041

1000-9973（2017）03-0176-05

2016－09－18 ＊通訊作者

黔農科院自主創新科研專項（黔科合院所創能［2012］4002）；貴州省農產品輻照加工技術開放性研發平臺建設項目（黔科合LH字［2015］7068號）；貴州省特色農產品輻照保鮮技術服務企業行動計劃（黔科合平臺人才［2016］5712）；貴州省特色農產品輻照保鮮與加工工程技術研究中心（2016GZ67305）

黃道梅（1989－），女，碩士，研究方向：農產品加工與貯藏；林茂（1979－），女，博士，研究方向：農產品加工與貯藏。