包心白菜發酵工藝篩選及營養價值評定

遲雪梅，于爽，姜南，榮金誠，張慶芳，李曉艷*

(1.大連大學 生命科學與技術學院，遼寧 大連 116622；2.遼寧省海洋微生物 工程技術研究中心，遼寧 大連 116622)

包心白菜發酵工藝篩選及營養價值評定

遲雪梅1,2，于爽1,2，姜南1,2，榮金誠1,2，張慶芳1,2，李曉艷1,2*

(1.大連大學 生命科學與技術學院，遼寧 大連 116622；2.遼寧省海洋微生物 工程技術研究中心，遼寧 大連 116622)

通過3種蔬菜發酵工藝研究發酵過程中以及成品菜中水分、維生素C、總酸、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨基酸、蛋白質、可溶性固形物等的含量，篩選出既營養又安全的蔬菜發酵工藝——熟菜加蒜汁發酵工藝。通過該種工藝發酵的產品，維生素C、可溶性固形物含量高，亞硝酸鹽及硝酸鹽含量低，既安全又營養，適合工業大規模生產蔬菜發酵制品。

發酵工藝；篩選；營養；硝酸鹽；亞硝酸鹽

蔬菜腌漬發酵是一種生物化的保藏方法，不加任何添加劑，而是依靠微生物(主要是乳酸菌)發酵來完成整個生產過程[1,2]。其發酵的主要菌群——乳酸菌是人體腸道的正常微生物菌群，可調節人體腸道的微生態平衡，抑制有害菌生長及其毒素的產生，增強人體免疫力[3,4]。據《詩經》記載，距今2400～2800年前，我國就有蔬菜發酵制品。從古至今，蔬菜發酵制品就是當地群眾必備的輔助食品[5]。蔬菜發酵制品的生產對推動整個蔬菜業的發展及滿足人體營養需求、醫療保健方面都具有重大意義。

傳統蔬菜發酵有生漬、熟漬兩種。相比生漬發酵，熟漬發酵有更多優點，熟菜經燙漂可殺滅原材料表面帶有的一些雜菌，同時破壞一些氧化還原系統；其次，熟漬發酵蔬菜經過燙漂可除去組織中的氧，使菜變得緊實，有益于乳酸發酵。人們在蔬菜發酵時還會根據喜好添加不同的輔料，如大蒜汁等[6]。研究表明[7]：發酵工程中添加蒜汁有較好的防癌作用。

對于食品而言，安全是第一保障。硝酸鹽在微生物的作用下，可還原為亞硝酸鹽。在一定條件下，亞硝酸鹽可以與食物中的胺類化合物反應，生成有致癌作用的N-亞硝基化合物。硝酸鹽和亞硝酸鹽都具有毒性，因此減少或降低硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量也是蔬菜發酵產品安全考量的重要因素[8]。

本文研究3種工藝分別為生漬、熟漬、熟漬加蒜汁發酵工藝，并觀察腌漬效果，從營養物質及有害物質方面評價發酵蔬菜品質，選出最佳發酵工藝。為工業大量生產蔬菜發酵制品提供優良的發酵工藝，為國民提供既營養、安全又有價值的蔬菜發酵制品。

1 材料與方法

1.1 蔬菜原料

蔬菜：購于學校附近農貿市場。

1.2 儀器設備

SQ-HZT-50001 電子天平 江蘇衡之泰；KDN-1 自動凱氏定氮儀 上海雷磁；阿貝折射儀 上海物光；GB 5009.33-2010鎘柱 北京華奧科安科技有限公司；A300氨基酸分析儀 德國 MembraPure GmbH；pHB-4p酸度計 美國哈希HACH公司；UV-120-02紫外可見分光光度計 日本SHIMADZU公司。

1.3 方法

1.3.1 生漬蔬菜發酵工藝流程

白菜→掰開葉片→清洗→瀝水→切段→裝瓶→壓石→注鹽水→密封→發酵，定期取適量成品進行各含量測定。

1.3.2 熟漬蔬菜發酵工藝流程

白菜→掰開葉片→清洗→燙漂→瀝水→切段→裝瓶→壓石→注鹽水→密封→發酵，定期取適量成品進行各含量測定。

1.3.3 熟漬蔬菜加蒜汁發酵工藝流程

白菜→掰開葉片→清洗→燙漂→瀝水→切段→裝瓶→壓石→注鹽水、蒜汁→密封→發酵，定期取適量成品進行各含量測定。

蒜汁的制備：大蒜剝皮后洗凈，晾干表面水分，加兩倍質量的水，制成勻漿，靜置，過濾，留汁液待用[9]。

1.3.4 蔬菜發酵技術要點

把清洗過的白菜放在篩筐中瀝去表面水分(熟漬：把清洗過的白菜葉片放在恒溫水浴鍋中，水溫85～90 ℃，燙0.5～1 min，取出后迅速投入冷水中漂洗；把漂洗后的白菜放在篩筐中瀝去表面水分)；白菜葉片切成3～4 cm的段；切段后的白菜裝入滅菌的玻璃瓶中(500 mL)，每瓶裝量250 g，并按實；在裝緊白菜的瓶中放一塊滅菌的石塊，重約80～100 g，配制2%的鹽水溶液，煮沸過濾，晾涼，每瓶注入325 mL；鹽水和蒜汁比為5∶1，于25～30 ℃保溫發酵。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 水分

水分采用稱重法測定。

1.4.2 維生素C

維生素C 采用熒光法測定[10]。

1.4.3 蛋白質

蛋白質采用凱氏定氮法測定。

1.4.4 氨基酸

氨基酸采用氨基酸自動分析儀測定。

1.4.5 可溶性固形物

可溶性固形物采用折射儀法測定。

1.4.6 總酸

總酸采用酸堿滴定法測定。

1.4.7 pH值

pH值采用酸度計法測定。

1.4.8 亞硝酸鹽

亞硝酸鹽采用鹽酸萘乙二胺法測定。

標準曲線的繪制：從裝置5 μg/mL亞硝酸鈉溶液的容量瓶中分別吸取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，2.0 mL于6支25.0 mL的比色管中，加入2.0 mL對氨基苯磺酸溶液，混勻，避光靜置5 min，再加入1.0 mL鹽酸萘乙二胺溶液，加蒸餾水定容至25.0 mL，混勻，避光靜置15 min后，于波長538 nm處測吸光度值并記錄。得標準曲線回歸方程為y=0.13874x+0.00141，R2=0.999。

樣品測定：發酵菜10 g，研磨成勻漿→用150 mL水轉移至250 mL容量瓶中→加6 mL飽和硼酸鈉→用0.1 mol/L NaOH調至pH值為9→65 ℃溫度下恒溫水浴10 min→冷卻→定容靜置30 min→過濾→取濾液40 mL→顯色→加蒸餾水定容至50 mL→混勻→于波長538 nm處測吸光度值→計算亞硝酸鹽。同時以等量蒸餾水作空白對照。

1.4.9 硝酸鹽

硝酸鹽采用鎘柱還原法測定[11,12]。

2 結果與分析

2.1 不同發酵工藝發酵前后各含量測定

2.1.1 水分含量測定

將原料分別按照3種蔬菜發酵工藝處理，并在發酵前和發酵后分別檢測水分含量，見圖1。

圖1 蔬菜發酵前和發酵后水分含量的變化Fig.1 Changes of moisture content before and after fermentation of vegetables

3種蔬菜發酵工藝檢測水分數據顯示：發酵后較發酵前水分略低一點，但發酵前后的蔬菜含水量差別不明顯；單因素方差分析結果表明：3種發酵工藝之間發酵前后在水分變化量上不存在顯著性差異(F

2.1.2 維生素C含量測定

圖2 蔬菜發酵前和發酵后維生素C含量的變化Fig.2 Changes of vitamin C content before and after fermentation of vegetables

燙漂、強光的照射、低溫和食鹽都會不同程度地使維生素 C 分解和流失[13,14]。而蔬菜發酵結合了燙漂(熟漬)、低溫與添加食鹽的蔬菜加工方式，對維生素C的流失影響甚大。由圖2可知，相比發酵前維生素C的含量都有明顯的降低，而熟漬相比生漬維生素C含量發酵前與發酵后相差較小，且發酵后維生素C含量大于生漬維生素C含量，熟漬加蒜汁發酵后維生素C含量大于熟漬發酵后維生素C含量。單因素方差分析結果表明3種發酵工藝之間發酵前后在維生素C變化量上，生漬與熟漬、熟漬加蒜汁發酵工藝之間存在顯著性差異(F30.70>Fcrit7.71，F22.33>Fcrit7.71)，熟漬與熟漬加蒜汁發酵工藝之間不存在顯著性差異(F

2.1.3 總酸含量測定

圖3 蔬菜發酵前和發酵后總酸含量的變化Fig.3 Changes of total acid content before and after fermentation of vegetables

蔬菜發酵中生產的總酸包括乳酸、醋酸、琥珀酸、檸檬酸等，以乳酸為主。由圖3可知，蔬菜經過燙漂會增加酸的含量，發酵后酸會大量增加，且熟漬酸含量最高。單因素方差分析結果表明3種發酵工藝之間發酵前后在酸變化量上不存在顯著性差異(F

2.1.4 硝酸鹽含量測定

圖4 蔬菜發酵前和發酵后硝酸鹽含量的變化Fig.4 Changes of nitrate content before and after fermentation of vegetables

由圖4可知，蔬菜原料中含有大量硝酸鹽，發酵后硝酸鹽仍大量存在。3種蔬菜發酵工藝發酵后硝酸鹽含量相差無幾。單因素方差分析結果表明3種發酵工藝之間發酵前后在酸變化量上不存在顯著性差異(F

2.1.5 亞硝酸鹽含量測定

圖5 蔬菜發酵前和發酵后亞硝酸鹽含量的變化Fig.5 Changes of nitrite content before and after fermentation of vegetables

由圖5可知，燙漂和發酵都會不同程度增加亞硝酸鹽的含量，尤其生漬發酵會大大地增加亞硝酸鹽的含量。3種發酵工藝相比熟漬加蒜汁能更好地減少亞硝酸鹽的生成，其次為熟漬發酵。單因素方差分析結果表明3種發酵工藝之間發酵前后在亞硝酸鹽變化量上，生漬與熟漬、熟漬加蒜汁及熟漬與熟漬加蒜汁發酵工藝之間存在顯著性差異(F18.00>Fcrit7.71，F21.04>Fcrit7.71，F21.04>Fcrit7.71)。

2.1.6 氨基酸和蛋白質含量測定

圖6 蔬菜發酵前和發酵后氨基酸和蛋白質含量的變化Fig.6 Changes of amino acid and protein content before and after fermentation of vegetables

由圖6可知，發酵后蛋白質含量較發酵前明顯降低，甚至所剩無幾；發酵后氨基酸含量也明顯上升，蛋白質分解生成了人體更易吸收的多種必需氨基酸，使得發酵產品更營養。生漬發酵無論發酵前還是發酵后氨基酸含量均高于熟漬、熟漬加蒜汁發酵；生漬及熟漬發酵可保留一部分蛋白質。單因素方差分析結果表明3種發酵工藝之間發酵前后在酸變化量上不存在顯著性差異(F

2.1.7 可溶性固形物含量測定

圖7 蔬菜發酵前和發酵后可溶性固形物含量的變化Fig.7 Changes of soluble solids before and after fermentation of vegetables

可溶性固形物是指液體或流體食品中所有溶解于水的化合物的總稱，主要是指可溶性糖類。由圖7可知，生漬及熟漬加蒜汁發酵后較發酵前可溶性固形物有所增加，生漬可溶性固形物增加較多，熟漬可溶性固形物含量較其他2種發酵工藝，發酵后含量下降。單因素方差分析結果表明3種發酵工藝之間發酵前后在酸變化量上不存在顯著性差異(F

2.2 不同發酵工藝發酵過程中各含量變化

2.2.1 總酸含量變化

圖8 蔬菜發酵過程中總酸含量的變化Fig.8 Changes of total acid content in vegetable fermentation process

發酵制品是發酵過程中產酸的一種食品加工方式，隨著時間延長，總酸積累越來越多，由圖8可知，隨著時間延長總酸基本呈線性關系積累，3種蔬菜發酵方式總酸積累的量幾乎相同。

2.2.2 pH值變化

圖9 蔬菜發酵過程中pH值的變化Fig.9 Changes of pH values in vegetable fermentation process

由圖9可知，在發酵后的第3天生漬發酵較其他2種發酵工藝pH值為5.07；發酵過程中熟漬加蒜汁發酵的pH值一直處于不穩定的狀態，忽而大于其他2種發酵工藝，忽而小于其他2種發酵工藝；生漬發酵的pH值始終大于熟漬發酵的pH值。

2.2.3 硝酸鹽含量變化

蔬菜中硝酸鹽是由于環境污染及農藥化肥濫用造成的，硝酸鹽是亞硝酸鹽的前體物質，在發酵過程中由硝酸鹽還原細菌將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，因此硝酸鹽在發酵過程中含量逐漸下降，見圖10。

圖10 蔬菜發酵過程中硝酸鹽含量的變化Fig.10 Changes of nitrate content in vegetable fermentation process

2.2.4 亞硝酸鹽含量變化

亞硝酸鹽是蔬菜發酵過程中不可避免產生的物質，而減少發酵過程中產生亞硝酸鹽的發酵工藝是人們一直追求的理想發酵工藝。

圖11 發酵過程中亞硝酸鹽含量的變化Fig.11 Changes of nitrite content in vegetable fermentation process

由圖11可知，在發酵后的第3天檢測亞硝酸鹽含量，生漬發酵亞硝酸鹽含量最高，隨后幾天里亞硝酸鹽含量雖有明顯下降，但亞硝酸鹽的含量仍高于熟漬及熟漬加蒜汁發酵。熟漬加蒜汁發酵亞硝酸鹽含量始終是3種發酵工藝中亞硝酸鹽含量最低的一種發酵工藝，23天時亞硝酸鹽含量最低，為1.12 μg/g。

3 討論與結論

發酵制品深受大眾喜愛，而一種既安全又營養的蔬菜發酵工藝是人們一直未放棄的研究內容。本文研究的3種蔬菜發酵工藝，發酵前與發酵后相比，3種發酵工藝并未導致蔬菜水分發生大的變化，基本無差別；3種發酵工藝均使維生素C含量降低，因為燙漂、低溫和食鹽都會不同程度地使維生素C分解和流失，這也是發酵蔬菜不能完好保存維生素C的缺點，即便如此，熟漬加蒜汁發酵仍最大限度地保存了大量維生素C，5.9 mg/100 g；熟漬發酵總酸大于生漬發酵；3種工藝發酵的熟菜成品中都有不同程度的亞硝酸鹽產生，亞硝酸鹽含量由高到低依次為生漬發酵、熟漬發酵、熟漬加蒜汁發酵，亞硝酸鹽含量與維生素C含量成反比，詹秀環、高毓嶸等[15,16]研究維生素C可分解亞硝酸鹽。硝酸鹽在發酵過程中大量分解，生成的亞硝酸鹽在發酵后期也被分解，減少了食物亞硝酸鹽的殘留。3種發酵工藝表明熟菜加蒜汁發酵大大銳減了發酵制品中蛋白質和氨基酸的含量，但可最大限度地保存維生素C的含量，降低亞硝酸鹽的殘留，有效增加可溶性固形物的含量。

蒜中含有大蒜素，具有殺菌、抑菌作用[17]。通過本實驗結果可發現，實驗中添加蒜汁的量并不抑制硝酸鹽還原酶還原硝酸鹽而且還可降解亞硝酸鹽，因此在發酵過程中適量添加蒜汁既可豐富口味又能相對保證產品的安全。

綜合以上分析認為熟菜加蒜汁發酵為工業大量生產蔬菜發酵制品的理想工藝，熟菜加蒜汁發酵，產品維生素C、可溶性固形物含量高，亞硝酸鹽、蛋白質、氨基酸含量低，氨基酸和蛋白質可通過其他菜品予以補充，主要是亞硝酸鹽含量低可提高發酵制品的安全性，因此熟菜加蒜汁發酵可謂是理想的蔬菜發酵工藝。

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ScreeningofFermentationTechnologyandEvaluationofNutritionalValueofChineseCabbage

CHI Xue-mei1,2, YU Shuang1,2, JIANG Nan1,2, RONG Jin-cheng1,2, ZHANG Qing-fang1,2, LI Xiao-yan1,2*

(1.College of Life Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China;2.Liaoning Marine Microbial Engineering and Technology Research Center, Dalian 116622, China)

In this paper, the content of moisture, vitamin C, total acid, nitrate, nitrite, amino acid, protein and soluble solids and others in the fermentation process as well as in finished vegetables of three kinds of vegetable fermentation process is studied, and screen out both nutritious and safe vegetable fermentation process—cooked vegetables plus garlic juice fermentation process. The product fermented with this kind of technology has high content of vitamin C, soluble solids and low content of nitrite and nitrate, is both nutritious and safe, is suitable for large-scale industrial production of vegetable fermentation products.

fermentation process；screening；nutrition；nitrate；nitrite

TS201.56

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.009

1000-9973(2017)12-0044-06

2017-06-21 *通訊作者

國家高技術研究發展計劃“863”(2007AA021306)；遼寧省自然科學基金(2014020134)

遲雪梅(1990-)，女，碩士，研究方向：微生物工程的基礎理論及應用技術；

李曉艷(1972-)，女，教授，研究方向：微生物工程的基礎理論及應用技術。