剁椒發酵工藝及貯藏過程品質變化研究

鄭紅，唐毅，王森，江雪雪，趙欠，吳迪，張麗

(重慶火鍋調味品及菜品工程技術中心 重慶德莊農產品開發有限公司，重慶 401336)

辣椒因含有豐富的維生素、多酚和類黃酮等，可有效預防肥胖、糖尿病、高血壓等疾病，逐漸成為全世界消費量最大的果蔬之一[1,2]。辣椒制品，尤其是辣椒醬產品，作為一種嗜好型調味品，產品品種豐富, 還含有有益的生物活性化合物[3]，在國內外均受到消費者的青睞，中國作為世界主要辣椒產地之一，具有廣闊的市場空間[4,5]。

近年來，國內大型企業生產發酵剁椒的方式一般有兩種：高鹽發酵和低鹽發酵。羅鳳蓮、歐陽晶等[6,7]研究證明傳統高鹽發酵辣椒鹽分含量高，辣椒組織成分易溶出，發酵過程中易出現亞硝酸鹽含量超標，口味不穩定等問題，且發酵時間長，風味形成慢，不能滿足日益增長的消費需求。李文青等[8]研究表明，多菌種接種發酵生產的低鹽剁椒脆度較好，發酵周期短，質量穩定，但該工藝生產的剁椒保質期短，不利于貯藏。同時，文新昱等[9]也證實低鹽條件下，微生物活躍，需添加防腐劑增加剁椒存放的時間和脆感，無法保證食品的安全性。針對上述剁椒產業存在的問題，選擇合適的發酵工藝，通過對其發酵工藝的探討，在保障產品品質的同時，縮短發酵周期，這對實現發酵剁椒的工業化連續生產具有重要意義。

本研究通過對發酵工藝進行研究，旨在制成保質期長、口感風味佳、色澤紅亮、安全穩定的發酵剁椒產品，為生產安全穩定的剁椒制品提供了理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

市售新鮮紅辣椒、食鹽等：購自重慶市南岸區；乳酸菌粉：購自四川高福記生物科技有限公司；米酒：購自重慶德莊農產品開發有限公司。

1.2 儀器與設備

PHS-3C型數顯pH計 上海智光儀器儀表有限公司；澳特珈破壁營養料理機 坤昊電器有限公司；FA2104電子天平 上海舜宇恒平科學儀器有限公司；TA-XT plus質構分析儀 英國Stable Micro System有限公司；SB-3200DT超聲波清洗機 寧波新芝生物科技股份有限公司；LC-20A島津高效液相色譜儀：配RF-20A熒光檢測器、SPD-20A紫外可見光檢測器。

1.3 試驗方法

1.3.1 剁椒生產工藝流程

1.3.1.1 傳統發酵

原料選擇→去蒂→清洗(2次)→切分剁碎→拌料→裝壇→密封發酵。一共制備7壇，編號1～7號。

1.3.1.2 菌種發酵

原料選擇→去蒂→清洗(2次)→切分剁碎→拌料→接種(人工直投式菌種)→裝壇→密封發酵。一共制備6壇，編號8～13號。

1.3.2 生產工藝操作要點

1.3.2.1 預選

選取新鮮辣椒，將新鮮辣椒去蒂后洗凈，瀝干多余水分，切碎后得到剁椒。

1.3.2.2 拌料

取45%剁椒放置在混合容器中，然后加入6%白酒，最后混合均勻密封放置1～2 h；再向剁椒中加入8%食鹽并攪拌均勻，然后向剁椒中加入41%無菌水進行密封放置。

1.3.2.3 接種裝壇

分別取0.01%、0.02%、0.03%復合乳酸菌粉在30～40 ℃適量的溫水中溶解后倒入剁椒中并混合均勻，在25 ℃下進行密封發酵。

1.3.3 理化檢測

1.3.3.1 取樣方法

分別在發酵第5,10,15,20,25,30天時打開8～13號發酵壇取樣，發酵第30,45,60,75,70,120,150天時打開1～7號發酵壇取樣，每次取樣200.00 g。

1.3.3.2 pH值測定

pH值參照GB 5009.237—2016《食品pH值的測定》規定的方法測定。

1.3.3.3 總酸含量測定

總酸含量參考GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》中的酸堿滴定法測定(結果以乳酸計，%)。

1.3.3.4 辣椒素含量測定

辣椒素含量參考DB50/T 870-2018《麻辣火鍋底料辣度量化及等級劃分》測定并略作修改。稱取10.00 g樣品于100 mL具塞三角瓶中，加入25 mL甲醇-四氫呋喃 (1∶1) 混合溶液，在60 ℃水浴條件下，超聲提取30 min，過濾，收集濾液。將濾渣與濾紙一同放進三角瓶中，用25 mL甲醇-四氫呋喃 (1∶1) 混合溶液超聲提取10 min后，重復操作1次。將3次收集的濾液合并轉移至50 mL容量瓶中，用甲醇-四氫呋喃(1∶1) 混合溶液定容。經0.45 μm有機濾膜過濾后進行高效液相色譜分析。

1.3.3.5 脆度測定

脆度的測定參考Cai等[10]的方法并略作修改。采用多片壓縮實驗，挑選6片大小一致、厚度均勻的椒片作為測試對象，正反交錯平鋪在載臺上，用P/100柱形探頭執行下壓測試最大壓力值(Fmax，g)，每個樣品重復測定6次，結果取平均值。測定參數：測前速率2 mm/s，測試速率1 mm/s，測后速率2 mm/s，壓縮比例80%，壓力5 g，數據采集速率200 pps。

1.4 感官評價

采用100分評分制。邀請至少具有3年感官評定經驗的品嘗者(共20位)對發酵剁椒進行評定，主要對其色澤、脆度、酸感、風味、口感5個指標進行感官評分，每個項目0～20分，相加分數作為該樣品的最終感官評定分數。感官評價標準見表1。

表1 發酵剁椒的感官評價標準Table 1 The sensory evaluation standard of fermented chopped pepper

1.5 數據分析

數據分析處理采用Microsoft Excel 2013和Origin 8.6軟件。每次試驗設置3個平行。

2 結果與分析

2.1 發酵時間對剁椒品質的影響

2.1.1 發酵時間對剁椒pH值的影響

圖1 自然發酵和接種發酵對剁椒pH值的影響Fig.1 Effect of natural fermentation and inoculation fermentation on pH values of chopped pepper

發酵剁椒的pH值變化與乳酸菌的生長情況密切相關。由圖1可知，發酵過程中，隨著發酵時間延長，剁椒的pH值逐漸下降。自然發酵120 d與菌種發酵25～30 d時，剁椒pH值小于4，對比說明接種發酵可以明顯縮短發酵時間，這可能是由于添加菌種后，復合乳酸菌能更快形成優勢菌種，菌種生長較快且產酸量多，從而導致發酵剁椒在30 d內pH值迅速下降[11]。Zhao等[12]研究證明，發酵辣椒的pH值隨發酵時間的延長逐漸降低，與本試驗結果基本一致。

2.1.2 發酵時間對剁椒總酸含量的影響

圖2 自然發酵和接種發酵對剁椒總酸含量的影響Fig.2 Effect of natural fermentation and inoculation fermentation on total acid content of chopped pepper

總酸含量是衡量乳酸菌發酵能力的重要指標[13]。由圖2可知，總酸含量隨著發酵時間的延長呈顯著增加的趨勢，這可能是因為隨著發酵時間增加，乳酸菌逐漸成為優勢菌群，大量生長繁殖，產酸量增多，總酸含量逐步上升。傳統發酵的剁椒總酸含量在發酵75 d后趨于穩定，而添加復合乳酸菌粉發酵的剁椒，在發酵25～30 d時總酸含量無明顯變化，進一步證實菌種發酵可明顯縮短發酵時間。羅鳳蓮等[14]研究證明，剁椒開始發酵時總酸含量急劇增加，之后上升趨勢漸緩，與本試驗結果基本一致。

2.1.3 發酵時間對剁椒辣椒素含量的影響

圖3 自然發酵和接種發酵對剁椒辣椒素含量的影響Fig.3 Effect of natural fermentation and inoculation fermentation on capsaicin content of chopped pepper

由圖3可知，發酵期間，剁椒辣椒素含量控制在0.5～0.6 g/kg，辣椒素含量偏高。結合pH值、總酸含量變化趨勢，說明發酵不會對剁椒的辣椒素含量造成明顯影響。在實際生產中，若需要生產風味穩定、不同辣度的剁椒時，通過調節原料辣椒的辣椒素含量，即可確定發酵辣椒的辣椒素含量。

2.1.4 發酵時間對剁椒脆度的影響

圖4 自然發酵和接種發酵對剁椒脆度的影響Fig.4 Effect of natural fermentation and inoculation fermentation on frangibility of chopped pepper

由圖4可知，剁椒的脆度隨著發酵時間的延長而逐步下降，這可能是剁椒自身果膠被降解造成的[15]。隨著發酵時間的延長，一部分辣椒細胞壁中的果膠在酸性條件下逐漸水解，同時一些有害的微生物分泌的果膠酶類物質將果膠水解，致使剁椒脆度降低[16]。若需要提高剁椒的脆度，可在腌制前添加適量的氯化鈣等進行保脆。

2.1.5 發酵時間對剁椒的感官評價

表2 不同發酵方式的剁椒感官評價結果Table 2 Sensory evaluation results of chopped pepper with different fermentation methods

選取自然發酵120 d和菌種發酵30 d的剁椒進行對比品嘗。由表2可知，菌種發酵的剁椒色澤、風味、脆度和口感均優于自然發酵的，這可能是由于添加復合乳酸菌粉后，體系中的優勢菌群占主導地位，產酸速度加快，縮短了發酵周期，使得辣椒組織保持得更為完好，清脆爽口[17]。同時，接種量越多(0.01%、0.02%、0.03%)，發酵效果越好。考慮到生產成本，選擇0.02%的接種量最佳。

根據前期試驗結果，確定剁椒的最佳發酵工藝條件為45%剁椒，6%白酒，8%食鹽，41%純凈水，0.02%復合乳酸菌粉，發酵周期為28～30 d。

2.2 發酵剁椒的最佳食用時間

發酵時間過短，剁椒有生味；發酵時間過長，雜菌易生長，剁椒易發生腐敗變質。根據確定的菌種發酵工藝，分別對發酵40，50，55，60 d的剁椒取樣，進行感官評價。

表3 不同發酵時間的菌種發酵剁椒感官評價結果Table 3 Sensory evaluation results of fermented chopped pepper with different fermentation time

由表3可知，剁椒發酵50 d時，其評分最高，隨著發酵繼續，部分雜菌開始生長，產品風味有所降低，同時，過度發酵導致剁椒組織軟化，使得辣椒的脆度逐漸降低，產品的口感也相應變差。因此，在實際生產應用時，發酵剁椒的最佳食用時間在50 d左右。

3 結論

本研究通過對比發酵證明，添加復合乳酸菌粉可以明顯降低剁椒的發酵時間；確定發酵剁椒的最佳工藝條件：45%剁椒，6%白酒，8%食鹽，41%純凈水，0.02%復合乳酸菌粉，發酵周期28～30 d，最佳食用時間在50 d左右。該發酵工藝生產的剁椒色澤鮮紅、風味濃郁、安全穩定、保質期長，且操作簡單，為剁椒的快速工業化生產提供了良好途徑。