發酵溫度對低溫發酵大頭菜品質的影響

趙志平，康馨樾，陳泓帆，張鈺麟，汪正熙，曾全恒，王衛*，羅淮良

（1.成都大學肉類加工四川省重點實驗室，四川 成都 610106；2.成都大學食品與生物工程學院，四川 成都 610106；3.自貢市泰福農副產品加工廠，四川 自貢 643101）

大頭菜具有清爽解膩、促進食欲、利尿消腫、宣肺豁痰等作用，并且含有豐富的營養物質，如維生素、糖類、蛋白質和礦物質等[1]。大頭菜中硫代葡萄糖苷分解后易于人體吸收，并且豐富的纖維素可促進腸道蠕動，稀釋毒素，從而防止便秘和防癌。大頭菜腌制后，蛋白質分解產生多種氨基酸，風味獨特，咸香誘人，回味甘甜，口感清脆，深受消費者的青睞。

傳統的大頭菜腌制以常溫高鹽為主要方式，原料、輔料、加工工藝以及微生物等對大頭菜品質發揮重要作用。吳進菊等[2]研究了大頭菜不同發酵時期的真菌種類及其比例，揭示了發酵過程中真菌群落結構及其動態變化，研究結果表明發酵前后期真菌種類變化不明顯，但在豐度上有明顯的差異，前期的優勢菌以弧菌屬為主，而后期厭氧菌屬的豐度最高。鄧靜等[3]研究了大頭菜腌制過程中揮發性香味物質的變化，結果表明棕櫚酸乙酯、亞油酸甲酯、苯甲酸等是大頭菜的主要風味物質，且隨著腌制時間的延長大頭菜揮發性物質的種類增多。洪冰[4]研究了微生物發酵劑對大頭菜發酵周期的影響，發現鼠李糖乳桿菌、常膜明串珠菌和短乳桿菌3種乳酸菌組合為最優的發酵劑，接種發酵劑后發酵90 d即可完成發酵，而自然發酵需要120 d。張長貴等[5]研究了利用風脫水腌制對大頭菜品質的影響，結果表明大頭菜的最適水分含量為65.0%～70.0%，90℃水浴殺菌15 min可保持較好的脆性。李慧等[6]探討了真空浸漬對大頭菜品質的影響，證實了真空浸漬可加快大頭菜的腌制進程，但最終揮發性風味成分種類有所減少，可能是由于真空浸漬影響了嗜鹽微生物的生長，從而影響了嗜鹽微生物作用所產生的揮發性風味成分。

大頭菜傳統腌制方式為常溫高鹽腌制為主，在腌制過程中使用大量的食鹽，腌制結束后為降低食鹽含量還需要使用大量的水進行脫鹽，不僅增加了成本，也造成了一定的環境污染，不符合當下低鹽健康的消費理念。目前，關于低溫發酵大頭菜的研究較少。本文研究不同低溫發酵條件下大頭菜的理化指標，為進一步改進低溫發酵大頭菜腌制工藝提供了一定的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大頭菜：自貢市泰福農副產品加工廠；鹽、白砂糖：市售；亞硝酸鈉（分析純）：成都金山化學試劑有限公司；對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍指示劑、氫氧化鈉、95%乙醇、甲醛、苯酚（均為分析純）：成都市科隆化學品有限公司。

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；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；TGL-20M臺式高速離心機：湘儀離心機儀器有限公司；EPED-E2-10TJ超純水機：四川優普超純科技有限公司；AC-A305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；KDN-102C凱氏定氮儀：上海纖檢儀器有限公司；TA.XT.Plus質構儀：英國Stable Micro System公司。

1.3 試驗方法

將大頭菜用水清洗并去除泥沙和根須后進行自然風干30 d；利用60℃的水進行清洗并浸泡10 min；然后將大頭菜在35℃～40℃條件下熱風振動15 min進行干燥。將大頭菜和鹽（2.5%）放入攪拌機，慢速攪拌6 min，裝入壇子，在0℃～5℃條件下腌制1 d～2 d，進行第一次腌制。將大頭菜取出并放入攪拌機，加入4%的白砂糖和0.5%～1.5%的鹽，緩慢攪拌6 min；將大頭菜裝入壇子，密封后放入冷庫中，分別在-1℃～5℃和6℃～8℃低溫下發酵2個月。

1.4 分析方法

亞硝酸鹽殘留量：采用GB 5009.33—2016《食品安全國家標準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《食品安全國家標準食品中還原糖的測定》中的直接滴定法；氨基酸態氮：采用GB 5009.235—2016《食品安全國家標準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》；水分含量：采用GB 5009 3—2016《食品安全國家標準食品中水分的測定》中的直接干燥法；水分活度：采用水分活度測量儀直接測定；色度：采用色差儀直接測定表面的色度，縱向中間分切后測內部的色度。

1.5 脆性的測定

參考嚴帶萍等[7]的測定方法稍有修改，取大頭菜中部約2 cm深的部分，置于儀器托盤上，對其脆性進行測定。測試采用P-2探頭，測前速度1.00mm/s，測中速度2.00mm/s，測后速度為10.00mm/s，下壓距離12 mm，觸發力為5 g。為保證測試點之間互不干擾，點之間的距離＞0.5 cm，每個樣品測定5次，結果取平均值。

2 結果與分析

2.1 發酵溫度對低溫發酵大頭菜脆性的影響

脆性是醬腌菜的重要指標之一，影響產品的市場接受度。不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜脆性的影響如圖1所示。

圖1 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜脆性的影響Fig.1 Effect of different fermentation temperatures on the brittleness of low-temperature fermented mustard roots

從圖1中可以看出，-1℃～5℃發酵的大頭菜的脆性極顯著高于6℃～8℃發酵的大頭菜（P<0.01），可展現出更好的口感。低溫冷藏對醬腌菜保脆有一定的正向影響[8]，葛燕燕[9]研究發現，低溫貯藏（4℃）比室溫貯藏（25℃）更能保持腌冬瓜的脆性。

2.2 發酵溫度對低溫發酵大頭菜色度的影響

發酵溫度對低溫發酵大頭菜色度的影響如圖2所示。

圖2 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜色度的影響Fig.2 Effect of different fermentation temperatures on color of low-temperature fermented mustard roots

從圖2可以看出，不同低溫發酵的大頭菜紅度值有極顯著性差異（P<0.01）。-1℃～5℃發酵的大頭菜的表面紅度值（3.02）和內部紅度值（1.08）都極顯著低于6℃～8℃發酵的大頭菜（P<0.01）。大頭菜在腌制過程中通常會發生褐變，導致表面的色度發生明顯的變化，從而影響產品的品質。發酵溫度對大頭菜表面的黃度值沒有顯著性影響（P>0.05），-1℃～5℃和6℃～8℃發酵的大頭菜表面的黃度值分別為13.93和16.77；-1℃～5℃發酵的大頭菜內部黃度值為9.18，極顯著低于6℃～8℃發酵的大頭菜的內部黃度值15.12（P<0.01）。然而，-1℃～8℃之間的發酵溫度對大頭菜的表面和內部的亮度值沒有顯著性差異（P>0.05）。傳統大頭菜在腌制過程中通常會伴隨著色澤發生變化。嚴帶萍等[7]研究發現，襄陽傳統發酵大頭菜在生產過程中，其內部的顏色會逐漸由白色變為深褐色，亮度值逐漸降低，而紅度值和黃度值呈現先增大后減小的趨勢。本研究中，在較低的發酵溫度下，大頭菜具有較低的紅度值和黃度值，較好地保持了大頭菜的固有顏色，表明在加工過程中，發酵溫度是維持大頭菜固有色澤的重要因素之一。

2.3 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜亞硝酸鹽殘留量的影響

不同發酵溫度對大頭菜亞硝酸鹽殘留量的影響如圖3所示。

圖3 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜亞硝酸鹽殘留量的影響Fig.3 Effects of different fermentation temperatures on nitrite residual content of low-temperature fermented mustard roots

從圖3可以看出，-1℃～5℃發酵的大頭菜的亞硝酸鹽殘留量（0.586 mg/kg）極顯著高于6℃～8℃發酵的大頭菜（0.528 mg/kg）（P<0.01）。但兩種低溫發酵大頭菜的亞硝酸鹽殘留量均符合國家標準（≤20 mg/kg）。低溫可以抑制乳酸菌的生長，導致發酵產酸減緩，而乳酸菌代謝產生的乳酸可以分解亞硝酸鹽。-1℃～5℃發酵的大頭菜亞硝酸鹽殘留量較6℃～8℃發酵大頭菜的亞硝酸鹽殘留量高，該結果與劉軍雷等[10]的研究結果類似。

2.4 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜水分含量與水分活度的影響

不同發酵溫度對大頭菜水分含量與水分活度的影響如圖4所示。

圖4 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜水分含量與水分活度的影響Fig.4 Effects of different fermentation temperatures on moisture content and water activity of low-temperature fermented mustard roots

從圖4可以看出，6℃～8℃發酵大頭菜與-1℃～5℃發酵大頭菜均有較高的水分含量，水分含量分別達到83.49%和84.66%，并且-1℃～5℃發酵大頭菜的水分含量極顯著高于6℃～8℃發酵大頭菜的水分含量（P<0.01）。6℃～8℃發酵大頭菜的水分活度為0.811，并且顯著高于-1℃～5℃發酵大頭菜的水分活度（0.809）（P<0.05）。

2.5 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜氨基酸態氮含量的影響

不同發酵溫度對大頭菜氨基酸態氮含量的影響如圖5所示。

圖5 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜氨基酸態氮含量的影響Fig.5 Effects of different fermentation temperatures on amino acid nitrogen content of low-temperature fermented mustard roots

由圖5可知，6℃～8℃發酵大頭菜與-1℃～5℃發酵大頭菜的氨基酸態氮的含量分別是0.405 g/100 g和0.390 g/100 g。6℃～8℃發酵大頭菜的氨基酸態氮含量明顯高于-1℃～5℃發酵的大頭菜（P<0.05），說明較高發酵溫度會促進大頭菜蛋白質的分解。發酵蔬菜的氨基酸態氮的含量與發酵方式有關，如純種濕法發酵苤藍泡菜的氨基酸態氮的含量較自然干法發酵、自然濕法發酵和純種干法發酵低[11]。

2.6 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜總酸含量的影響

發酵溫度對大頭菜總酸含量的影響結果如圖6所示。

圖6 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜總酸的影響Fig.6 Effects of different fermentation temperatures on total acid content of low-temperature fermented mustard roots

由圖6可知，6℃～8℃發酵大頭菜與-1℃～5℃發酵大頭菜的總酸含量分別為0.015 3%和0.010 5%，數據表明6℃～8℃發酵大頭菜的總酸含量極顯著高于-1℃～5℃發酵大頭菜的總酸含量（P<0.01）。大頭菜的總酸含量與乳酸菌的發酵密切相關，從總酸含量對比分析可推測6℃～8℃發酵大頭菜中乳酸菌代謝程度可能更旺盛，但低溫低鹽發酵大頭菜的總酸含量明顯低于常溫發酵大頭菜總酸含量[12-13]。此外，大頭菜的總酸含量還可能與產地以及腌制工藝有密切關系。

2.7 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜還原糖含量的影響

不同發酵溫度對大頭菜還原糖含量的影響結果如圖7所示。

圖7 不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜還原糖含量的影響Fig.7 Effects of different fermentation temperatures on reducing sugar content low-temperature fermented mustard roots

由圖7可知，6℃～8℃發酵大頭菜與-1℃～5℃發酵大頭菜的還原糖含量分別為5.73g/100 g和2.67g/100 g，數據表明，6℃～8℃發酵大頭菜的還原糖含量極顯著高于-1℃～5℃發酵大頭菜的還原糖含量（P<0.01）。大頭菜在發酵過程中，微生物既可以把多糖轉化為還原糖，也可以通過無氧酵解代謝利用還原糖產酸。6℃～8℃發酵大頭菜可能通過微生物作用將更多的多糖轉化為還原糖。

3 結論

試驗探究了不同發酵溫度對低溫發酵大頭菜品質的影響。試驗結果表明，-1℃～5℃發酵大頭菜的脆性、水分含量、亞硝酸鹽殘留量極顯著高于6℃～8℃發酵大頭菜（P<0.01），但二者的亞硝酸鹽殘留量均低于0.6 mg/kg。6℃～8℃發酵大頭菜的紅度值、黃度值（內部）、總酸、還原糖含量極顯著高于-1℃～5℃發酵大頭菜（P<0.01）。6℃～8℃發酵大頭菜的水分活度、氨基酸態氮顯著高于-1℃～5℃發酵大頭菜（P<0.05），兩種大頭菜的亮度值沒有顯著性差異（P>0.05）。發酵溫度對低溫發酵大頭菜的發酵進程的影響以及機制尚需深入研究。