不同低溫低鹽發酵大頭菜的理化指標對比分析

趙志平，陳泓帆，杜佳慧，許馨寧，葉子熠，羅淮良，王衛*

(1.成都大學肉類加工四川省重點實驗室，成都 610106；2.自貢市泰福農副產品加工廠，四川 自貢 643101)

大頭菜是十字花科植物，又稱為芥菜疙瘩、辣疙瘩和諸葛菜，質地緊密，富含纖維、維生素、微量元素、糖類和蛋白質等[1-2]。大頭菜系根菜類，因其具有濃烈的芥辣味和一定的苦味，不宜生吃，發酵后方可食用[3]。

傳統大頭菜腌制一般包括大頭菜挑選、清洗、切分、自然風干、鹽漬、清洗壓榨、密封發酵等工序，持續發酵2～3個月[4]。通過微生物的發酵作用、蛋白質的分解、高濃度食鹽滲透壓等過程最終達到發酵成熟，原有的芥辣味消失，同時賦予大頭菜獨特的風味和口感，深受人們的喜愛[5]。食鹽用量與大頭菜的滋味、質構、揮發性成分、顏色、脆度、有害微生物控制等密切相關[6-7]。然而，傳統腌制的大頭菜的食鹽用量非常高，后期脫鹽仍需要大量的水，不僅增加了生產成本，而且造成了一定程度的環境污染。此外，隨著人們生活水平的不斷提高，對健康食品的要求也越來越高，低鹽發酵食品愈發受到人們的青睞，開發低鹽發酵食品是目前國內外發酵食品的研究熱點[8]。

近年來，中國學者在低鹽泡菜方面做了大量的研究工作[9-11]，為低鹽泡菜產品的開發奠定了較好的理論基礎。目前，關于低溫低鹽發酵大頭菜的報道較少。本研究比較分析了不同低溫低鹽發酵大頭菜的理化指標，為低溫低鹽發酵大頭菜生產工藝的改進提供了一定的理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

大頭菜：自貢市農副產品加工廠。

1.2 主要儀器

YP302N型電子天平 上海菁海儀器有限公司；PHS-3C-01型pH計 上海三信儀表廠；水浴恒溫振蕩器 金壇市金南儀器制造有限公司；ZFD-A5140全自動恒溫鼓風干燥箱 上海智城分析儀器制造有限公司；HC-2518臺式高速離心機 湘儀設備有限公司分析儀器(集團)；UV-1801紫外可見光分光光度計 北京北分瑞利有限責任公司；EPED-E2-10TJ超純水機 四川優普超純科技有限公司；AC-A 305型色差儀 柯尼卡美能達(中國)投資有限公司；HD-5型水分活度測量儀 無錫市華科儀器儀表有限公司；756PC型生化培養箱 天津市泰斯特儀器有限公司；DHP-9160B通用型超凈工作臺 上海舜宇恒平科學儀器有限公司；KDN-102C凱氏定氮儀 上海纖檢儀器有限公司。

1.3 低溫低鹽發酵大頭菜的生產工藝

大頭菜的采摘與清洗→風干→切分→溫水清洗與浸泡殺菌→攪拌機中加鹽慢速攪拌后用壇子腌制→取出大頭菜加糖和鹽再次腌制→移入冷庫進行低溫發酵。

一步法發酵大頭菜：移入冷庫低溫發酵前未添加糖和鹽。

兩步法發酵大頭菜：移入冷庫低溫發酵前添加糖和鹽。

1.4 分析方法

亞硝酸鹽殘留：采用GB 5009.33-2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中的分光光度法(鹽酸萘乙二胺法)。

還原糖：采用GB 5009.7-2016《食品中還原糖的測定》中的直接滴定法。

蛋白質：采用GB 5009.5-2016《食品中蛋白質的測定》中的凱氏定氮法。

氨基酸態氮：采用GB 5009.235-2016《食品中氨基酸態氮的測定》中的酸度計法(甲醛值法)。

總酸：采用GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》。

水分活度：采用水分活度儀測定。

色度：采用色度儀測定。

2 結果與分析

2.1 亞硝酸鹽殘留對比分析

一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的亞硝酸殘留存在顯著性差異，見圖1。

圖1 一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜亞硝酸鹽殘留對比(P<0.01)Fig.1 Comparative analysis of nitrite residual content in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P<0.01)注:“**”表示極顯著性差異(P<0.01)。

由圖1可知，一步法和兩步法發酵大頭菜亞硝酸鹽的殘留均遠遠低于發酵蔬菜的亞硝酸鹽殘留國家標準，并且兩步法發酵的大頭菜亞硝酸鹽殘留(1.665 mg/kg)明顯低于一步法發酵的大頭菜亞硝酸鹽殘留(1.750 mg/kg)(P≤0.01)。低溫低鹽發酵大頭菜與傳統腌制大頭菜相比，亞硝酸鹽殘留都在較低范圍[12-14]。

2.2 水分含量與水分活度對比分析

圖2 一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜水分含量(A)與水分活度(B)對比分析(P≤0.05)Fig.2 Comparative analysis of water content (A)and water activity (B)in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.05)注:“**”表示極顯著性差異(P≤0.01),“*”表示顯著性差異(P≤0.05)。

兩種工藝下的大頭菜均較好地保持固有的水分，見圖2中A。兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的水分含量顯著低于一步法生產的大頭菜(P≤0.01)，這與兩步法中添加少量的食鹽有關。食品中水分活度與微生物生長繁殖密切相關，是重要的柵欄因子。一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的水分活度分別是0.935和0.923，并且兩步法發酵大頭菜的水分活度顯著低于一步法發酵大頭菜的水分活度(P≤0.05)，與水分含量的變化相吻合，見圖2中B。與傳統腌制大頭菜相比，低溫低鹽發酵大頭菜的水分活度較高[15]。這可能與低溫低鹽發酵大頭菜的工藝有直接關系，同時由于低溫柵欄因子，可有效緩解高水分活度帶來的微生物污染的風險。

2.3 蛋白質含量分析

低溫低鹽發酵大頭菜蛋白質含量對比見圖3。

圖3 一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜蛋白質含量對比分析Fig.3 Comparative analysis of protein content in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由圖3可知，兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的蛋白質含量(1.467%)低于一步法低溫低鹽發酵大頭菜的蛋白質含量(1.699%)，但沒有顯著性差異(P>0.05)。與傳統腌制大頭菜相比，低溫低鹽發酵大頭菜的蛋白質含量較低。低溫低鹽發酵大頭菜的食鹽使用量較低，低鹽的環境可能增加了大頭菜蛋白質的分解[16]。

2.4 氨基酸態氮對比分析

一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的氨基酸態氮含量分別是0.108%和0.105%，見圖4。

圖4 一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜氨基酸態氮含量對比分析Fig.4 Comparative analysis of amino nitrogen in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由圖4可知，兩種工藝生產的大頭菜氨基酸態氮含量沒有顯著性差異(P>0.05)。氨基酸態氮含量與蛋白質分解程度有關，這與低溫低鹽發酵大頭菜蛋白質含量沒有顯著性差異一致。與傳統高鹽腌制大頭菜相比，低溫低鹽發酵大頭菜的氨基酸態氮含量沒有顯著變化[17]。

2.5 總酸和還原糖含量對比分析

一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的酸度分別為0.008%和0.007%，并且兩步法發酵大頭菜的酸度顯著低于一步法發酵大頭菜的酸度(P≤0.01)，見圖5。

圖5 一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜酸度對比分析(P≤0.01)Fig.5 Comparative analysis of acidity in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.01)注：“**”表示極顯著性差異(P≤0.01)。

由圖5可知，大頭菜的酸度與乳酸菌的發酵密切相關，從酸度對比分析可推測一步法發酵大頭菜中乳酸菌代謝程度可能更大。此外，大頭菜的酸度還可能與產地和腌制工藝有密切關系。一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的還原糖含量分別為2.680%和1.497%，且兩步法發酵腌制大頭菜的還原糖含量顯著低于低溫腌制大頭菜的還原糖含量(P≤0.01)，見圖6。

圖6 一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜還原糖含量對比分析(P≤0.01)Fig.6 Comparative analysis of reducing sugar in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.01)注：“**”表示極顯著性差異(P≤0.01)。

大頭菜在發酵過程中，微生物既可以將蔗糖和多糖轉化為還原糖，也可以通過無氧酵解代謝利用還原糖產酸[18]。由圖6可知，還原糖含量的高低與酸度高低不一致，說明還原糖含量除與微生物的發酵代謝產酸存在關聯，也可能與產地和生產工藝存在很大關系。

2.6 色度對比分析

與傳統腌制大頭菜相比，低溫低鹽發酵大頭菜較好地保持了大頭菜固有的色澤。一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的L*、a*和b*值見圖7。

圖7 一步法和兩步法低溫低鹽發酵腌制大頭菜色度對比分析Fig.7 Comparative analysis of chroma in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由圖7可知，一步法和兩步法大頭菜內部的L*值分別為80.663和70.893，表面L*值分別為57.900和53.890，t檢驗分析內部L*和表面L*均不存在顯著性差異(P>0.05)，但同一產品的內部和表面L*存在顯著性差異(P≤0.05)。一步法和兩步法大頭菜內部的a*分別為3.960和5.263，表面a*值分別為8.540和11.275，t檢驗分析內部a*值和表面a*值均不存在顯著性差異(P>0.05)，但同一產品的內部和表面a*存在顯著性差異(P≤0.01)。一步法和兩步法發酵大頭菜內部的b*值分別為24.940和27.397，表面b*分別為33.117和33.513，t檢驗分析內部b*值和表面b*值均不存在顯著性差異(P>0.05)，但同一產品的內部和表面b*值存在顯著性差異(P≤0.05)。

3 結論

本研究對比分析了一步法和兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的理化指標，兩種工藝大頭菜的蛋白質含量、氨基酸態氮、色度均無顯著性差異。一步法低溫低鹽發酵大頭菜的亞硝酸鹽殘留、水分含量、水分活度、酸度和還原糖顯著高于兩步法低溫低鹽發酵大頭菜的含量。本研究為低溫低鹽大頭菜發酵工藝的優化提供了一定的理論支持。