不同蔬菜原料泡菜發酵過程中品質變化研究

葉美作，陳 功，2，梁 勇，曾小平，李嘉儀，黃潤秋，詹 軍，徐 飛，張其圣，2，溫貴賓*

(1.四川東坡中國泡菜產業技術研究院，四川 眉山 620010；2.四川省食品發酵工業研究設計院有限公司， 成都 611130；3.四川省眉山市泡菜產業推進服務中心，四川 眉山 620000；4.四川李記醬菜調味品有限公司,四川 眉山 620000)

四川泡菜是以各種生鮮蔬菜為原料，經以乳酸菌為主的微生物在厭氧或兼性厭氧條件下自然發酵而成[1]。四川泡菜酸咸適口，自然純正，泡菜中的乳酸菌發酵產生大量的有機酸，酵母菌發酵產生大量的醇類風味成分[2],多種微生物的相互作用賦予了泡菜獨特的風味，由此深受消費者的喜愛[3]。

泡菜受溫度、鹽度、原料、工藝等多種因素影響，品質差異較大，其中蔬菜原料是最重要的影響因素之一[4-5]。四川泡菜中常見的蔬菜原料有根莖類和瓜果類等。一般認為蘿卜、萵筍等蔬菜發酵快，而胡蘿卜、豇豆等成熟期長。周強等[6]研究表明5%的蔗糖、5%的香辛料、6%的食鹽水的蘿卜在25℃下恒溫發酵5d，可制出口感脆嫩、美味的泡蘿卜。而余文華等人[7]研究表明直投式茵劑在30℃條件下發酵蘿卜、豇豆、白菜、青菜，其發酵周期為3～4d。

在企業實際生產加工過程中，由于生產的需要，通常需要選擇不同的原料進行混和發酵，如什錦泡菜，原料成熟時間和風味的差異，極大地影響泡菜的品質和標準化生產[8]，不同蔬菜原料泡菜的品質變化相關性的文獻很少，不同蔬菜原料的泡菜的特性需進一步研究和比較。本研究分別探討了泡豇豆、泡萵筍、泡蘿卜在發酵過程中品質的變化，分析發酵過程中微生物數量、質構特性、底物濃度和代謝產物，對比其特征差異并確定最佳成熟時間，為傳統四川泡菜標準化生產提供數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑 白蘿卜、豇豆、萵筍和食鹽購于眉山市大潤發超市。MRS培養基購于北京路橋技術有限責任公司。硝酸銀、鉻酸鉀、氫氧化鈉溶液、亞硝酸鈉基準試劑、飽和硼砂、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、鹽酸均購于成都市科隆化學品有限公司。檸檬酸、酒石酸、蘋果酸、琥珀酸、乳酸、乙酸、乙醇、葡萄糖和果糖標準品均購于上海源葉生物科技有限公司。

1.1.2 儀器和設備 DHP-9270B能型電熱恒溫培養箱來自上海瑯玕實驗設備有限公司。BMJ-250C生化培養箱來自上海博迅實業有限公司醫療設備廠。HH-4恒溫水浴鍋來自常州澳華儀器有限公司。6S紫外分光光度計、PHS-3C雷磁pH計源于上海儀電科學儀器股份有限公司。TMS-Pilot質構分析儀源于美國FTC公司。高壓滅菌鍋、酸度計購于梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 不同蔬菜原料泡菜的制備及取樣 將白蘿卜、萵筍、豇豆分別洗凈、晾干、切分，加入配料，萵筍和蘿卜切成2～3cm塊狀，豇豆切分成2～4cm段狀，裝入2L玻璃泡菜壇中，向壇中加入食鹽水(冷開水配置)，菜和食鹽水質量比為1:1.5，控制食鹽濃度為總質量的3%，壇沿加水密封，每組3個平行，取發酵0、2、4、6、8、10d泡菜用于后續分析。

1.2.2 理化指標及乳酸菌數量測定 pH測定參考《食品安全國家標準 食品中pH值的測定方法》GB5009.237-2016，pH用PHS-3C型pH計進行測定。可滴定酸測定參考GB/T12456-2008《食品中總酸的測定方法》中電位滴定法，用0.05mol/L鹽酸標準滴定溶液反滴定pH至8.20，結果以乳酸計。亞硝酸鹽含量測定參考 《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》GB 5009.33-2016中分光光度法。乳酸菌數量測定參考參照《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗乳酸菌測定》GB4789.35-2016。

1.2.3 還原糖與有機酸含量測定 對段先哲等[9]的研究方法稍作修改，將樣品粉碎后，稱取2g樣品，加入8ml超純水，然后進行30min超聲波清洗，完成后進行10000r/min離心1min，用0.22μm水系濾膜針頭過濾器過濾上清液，將濾液上機檢測。

分析條件為色譜柱：Carbomix H-NP10：8% (10μm,7.8x300mm)，流動相A：10mM H2SO4，流動相B：超純水，柱溫65℃，流速0.4mL/min，B泵濃度60%，進樣量：10μL，檢測器：UV 210nm。RID溫度35℃。

1.2.4 質構特性測定 參考朱翔等人[10]的研究方法，選用全質構測試(TPA)表征傳統四川泡菜的質構特性。每組樣品分別選取一致的規格，將其處理為長3cm、寬2cm，厚2cm大小相同的長方體使用TAxT Plus質構分析儀75mm圓盤探頭進行質構測定。TPA測試程序：使用75mm圓盤探頭，以放置樣品的平臺為位移零點，設定最大力為400 N，起始為0.75 N，形變量為45 %，速度為15mm/min，最后由質構特性曲線得到硬度、彈性及咀嚼性等指標值。

1.2.5 感官評價 參考陳功等[11]感官評定方法。由10名經過培訓且了解泡菜屬性的小組成員對過程中的樣品進行感官分析。不同蔬菜原料的四川泡菜的感官評價采用綜合評分法，總分100分，泡菜的色澤和香味各占20分，口感和質地各占30分。

2 結果與討論

2.1 不同原料泡菜pH、總酸和乳酸菌數量的變化

如圖1A所示，3種不同蔬菜原料泡菜在整個發酵過程中pH變化趨勢基本相同，即先下降后趨于穩定。泡豇豆和泡蘿卜從初始的pH5.5最終降至 3.5左右，而泡萵筍從初始的pH6.07最終降至3.53。研究結果與韓新峰等[12]的研究結果一致。當環境pH穩定時發酵結束，這時環境中代謝產物最多，泡菜的風味、口感最佳。

圖1 不同原料泡菜發酵過程中pH值、總酸和乳酸菌的變化(A:pH；B：總酸；C:乳酸菌)

如圖1B所示，3種不同蔬菜原料泡菜在整個發酵過程中總酸變化趨勢均呈先下降后上升趨勢。其中泡豇豆總酸由最初的0.36g/100g增加到0.55g/100g，泡萵筍總酸由最初的0.15g/100g增加到0.285g/100g。3種泡菜發酵后期總酸較高，會抑制乳酸菌等相關微生物的代謝活動，使得總酸含量逐漸趨于穩定[10]。

如圖1C所示，在發酵初期，乳酸菌利用蔬菜原料中的糖類等營養物質快速增殖，其中泡蘿卜中乳酸菌數量生長更快，發酵2d后達到峰值，為8.083lg(CFU/g)，這與其質地有關，糖類等營養物質更好溢出。泡豇豆和泡萵筍在發酵4d后分別達到峰值8.065lg(CFU/g)和7.702lg(CFU/g)。

2.2 不同原料泡菜的亞硝酸鹽含量

泡菜亞硝酸鹽含量隨發酵時間的增加呈先上升后下降的趨勢(圖2)。泡豇豆和泡蘿卜在整個發酵過程中亞硝酸鹽含量均低于10mg/kg。泡萵筍在第2d出現亞硝酸鹽“高峰”，達到57.48mg/kg，超過了國家限量標準20mg/kg。泡豇豆在第4d出現“亞硝峰”峰值，達到8.16mg/kg。隨著發酵進行，亞硝酸鹽被逐漸降解，泡菜成熟時亞硝酸鹽含量遠低于國家限量標準。這與黃潤秋等[14]的研究結果一致。泡菜液中亞硝酸鹽的來源一部分來源于原料本身，另一部分來源于泡菜液中的微生物作用，具有硝酸還原酶的細菌將原料中的硝酸鹽轉變為亞硝酸鹽[15]，是泡菜液產生大量亞硝酸鹽的決定性因素。目前泡菜大多采用自然發酵的模式，大量來自原料的腸桿菌科細菌具有硝酸鹽還原能力，特別是新制泡菜的發酵前期存在大量大腸菌群等微生物[16]。

圖2 不同蔬菜原料在發酵過程中亞硝酸鹽含量的變化

2.3 不同原料泡菜還原糖和有機酸的變化

如圖3A、B所示，幾種不同原料泡菜發酵過程中葡萄糖、果糖含量均呈先下降后趨于穩定的趨勢，是由于乳酸菌等相關微生物利用蔬菜原料中的碳源進行生長繁殖，并將其分解成乳酸等代謝產物[17]。

圖3 不同蔬菜原料在發酵過程中還原糖和有機酸的變化(A：果糖；B：葡萄糖；C：乳酸；D：乙酸)

泡豇豆的還原糖含量整體最低，而泡蘿卜的還原糖含量整體較高，可能是蘿卜原料的還原糖含量較其他兩種蔬菜高。泡蘿卜的葡萄糖含量整體大于其它2種泡菜，且其果糖被消耗速度最快，發酵4d時，菌群已消耗果糖0.90g/100g。而在發酵6～8d時，泡萵筍的果糖含量呈緩慢的上升趨勢，其中的原因可能是泡萵筍體系內果糖的利用率低于葡萄糖，果糖的生成可能浸到液體中的速率大于消耗速率，因此果糖有所積累[17]。

如圖3C所示，所有組的乳酸濃度在發酵過程中都有所增加。在第4d時，泡豇豆的乳酸水平顯著高于泡蘿卜和泡萵筍，第8d時，泡豇豆的乳酸含量達到最大值480mg/100g。如圖3D所示，泡豇豆和泡蘿卜的乙酸均呈先上升后下降的趨勢，其中泡豇豆在發酵6d時，達到74.49mg/100g，而泡豇豆中乙酸含量顯著高于其他泡菜，可能是由于泡豇豆的乳酸含量較高，乳酸發酵產生乙酸[18]。發酵后期乙酸含量下降可能是由于乙酸參與醇類的酯化反應，生成酯類等風味物質[18]。而與泡蘿卜和泡豇豆相比，泡萵筍含有較低的乙酸。

2.4 不同原料泡菜的質構

質構儀可通過監測樣品的硬度、彈性、咀嚼性和回復性等反映樣品的質構變化。本研究從硬度、彈性和咀嚼性3個方面考察不同蔬菜原料發酵過程中質構的變化。從表2可看出，3種不同蔬菜原料泡菜的硬度、彈性和咀嚼性隨著發酵時間的延長而呈現先下降后趨于穩定的趨勢，其中泡豇豆的咀嚼性從初始28.64MJ下降到2.39MJ，泡萵筍在發酵10d后硬度和咀嚼性與發酵2d相比分別下降了15.2%和77%，而泡蘿卜的硬度下降最快，從130.05N下降到49.28N。大量研究表明,果蔬組織改變、細胞壁組分降解及細胞膨壓將會影響果蔬的質地[19-20]。

表2 不同原料泡菜在發酵過程中質構的變化

2.5 不同原料泡菜感官評價分析

隨著發酵時間的延長，泡豇豆的色澤逐步由青綠色轉變為深綠色。泡萵筍的綠色度逐漸褪去，黃色度逐漸上升。泡蘿卜的色澤逐步由白色轉變為乳白色。在香味方面，3種發酵蔬菜的風味濃郁，無刺激性氣味。在口感方面，泡豇豆的口感顯著好于其他兩者，但在發酵后期，3種發酵蔬菜的口感較酸，不受大眾的喜歡。在脆度方面，萵筍中含有大量水分，這導致泡萵筍脆度較差，豇豆和蘿卜的脆度也隨發酵時間的延長而逐漸減弱。

圖4 感官評價的變化(A:泡豇豆；B：泡萵筍；C：泡蘿卜)

3 結論

本文研究了萵筍、蘿卜、豇豆3種不同蔬菜原料發酵的傳統四川泡菜，比較不同蔬菜原料對泡菜中乳酸菌生長、底物利用和質地的影響。結果表明：隨著發酵時間的延長，泡豇豆的乳酸和乙酸含量逐漸上升，葡萄糖和果糖含量降低，總酸含量升高，pH降低，泡豇豆變軟。泡萵筍在發酵4d后能完成發酵，且在第4d時口感最佳，泡萵筍的酸度偏低，總酸濃度最高值為0.285g/100g。發酵至第2d時，泡萵筍的亞硝酸鹽含量過高，但發酵成熟后其不存在亞硝酸鹽風險。泡蘿卜在發酵8d后能完成發酵，泡蘿卜發酵至第4d時具有較佳的口感，隨著發酵的進行，泡蘿卜中葡萄糖含量和果糖含量降低，乳酸和乙酸含量呈先上升后下降的趨勢，總酸含量升高，蘿卜變軟，在整個發酵過程中其亞硝酸鹽含量均低于3mg/kg。