黑豆苗腌漬中調味香辛料對亞硝酸鹽含量的影響

王元軍 夏偉

摘要：黑豆芽的腌漬是提高其產品附加值的有效途徑，通過單因素試驗和正交試驗相結合的方法對黑豆苗腌漬中辣椒、大蔥、姜、大蒜、鹵水（花椒和桂皮熬制的）等調味香辛料對亞硝酸鹽含量的影響進行研究。結果表明，單因素試驗中辣椒、蔥、大蒜、鹵水對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量有較好的抑制作用，最佳用量分別為50%、10%、5%、12%；姜處理組亞硝酸鹽含量在第4天迅速升高，并超過對照組，不適合于黑豆苗腌漬。正交試驗中黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量抑制能力依次為大蒜>辣椒>鹵水，大蒜和辣椒的影響均顯著（P<0.05），調味香辛料抑制亞硝酸鹽含量的最佳用量配方為辣椒30%、蒜9%、鹵水4%，可用于黑豆苗的腌漬。

關鍵詞：調味香辛料；黑豆苗；亞硝酸鹽；正交試驗

中圖分類號：TS264.2????? 文獻標志碼：A???? 文章編號：1000-9973（2023）08-0085-05

Effect of Seasoning Spices on Nitrite Content During the Pickling

of Black Bean Seedling

WANG Yuan-jun， XIA Wei

（College of Life Sciences and Bioengineering， Jining University， Jining 273100， China）

Abstract： Pickling of black bean sprout is an effective way to increase the added value of its products. The effects of seasoning spices such as chili， scallion， ginger， garlic and brine （Zanthoxylum bungeanum and cinnamon） on nitrite content during the pickling of black bean seedling are studied through the combination of single factor test and orthogonal test. The results show that in single factor test， chili， scallion， garlic and brine have good inhibitory effect on the nitrite content during the pickling of black bean seedling， with the optimal dosage of 50%， 10%， 5%， 12% respectively. The nitrite content of ginger treatment group increases rapidly on the fourth day and exceeds that of the control group， which is not suitable for pickling black bean seedling. In the orthogonal test， the inhibitory capacity on nitrite content during the pickling of black bean seedling is garlic>chili>brine， and the effects of garlic and chili are significantly （P<0.05）. The optimal dosage formula of seasoning spices to inhibit nitrite content is chili 30%， garlic 9%， brine 4%， which can be used for the pickling of black bean seedling.

Key words： seasonings spices; black bean seedling; nitrite; orthogonal test

收稿日期：2023-02-20

作者簡介：王元軍（1970-），男，山東濟寧人，教授，碩士，研究方向：釀酒與食品添加劑。

黑豆苗是一種口感鮮嫩、營養豐富的芽菜，深受消費者的喜愛。然而，由于其保鮮期很短，如不能及時銷售而壞掉會給生產企業造成直接經濟損失。腌漬是一種重要的生鮮蔬菜加工保藏方法，開展黑豆芽的腌漬等深加工是解決黑豆芽不能及時銷售及提高其產品附加值的有效途徑。蔬菜腌漬過程中硝酸鹽可還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在適宜的條件下與食物中蛋白質的分解產物胺反應生成具有致癌作用的亞硝胺[1] 。因此，亞硝酸鹽含量消長規律是關系蔬菜腌漬品質和安全的重要因素，如何有效降低亞硝酸鹽含量是腌漬加工領域提高食品安全研究的重要課題。

蔬菜腌漬過程中調味料是不可缺少的配料，調味料中的香辛料不僅具有調味、增色、增香的作用，而且有防腐、抗氧化等多種功效。張強等[2]的理論研究表明香辛調味料提取物具有亞硝酸鹽清除能力，但在食品加工實踐中此方面的研究相對較少。如肉制品加工中，付麗等[3]的研究表明八角、桂皮、生姜對肉制品中亞硝酸鹽有清除作用；李佳棟等[4]的研究認為桂皮、丁香和花椒對風干腸中亞硝酸鹽有清除能力；而關于香辛料對蔬菜腌漬過程中亞硝酸鹽的影響研究則更少，如孫志棟等[5]的研究表明辣椒對甘藍腌漬過程中亞硝酸鹽含量的影響達到顯著程度。黑豆苗屬于芽苗菜，芽苗菜腌漬技術簡單，周期可縮短至6～7 d，風味各具特色，具有廣闊的發展空間。但關于芽苗菜腌漬過程中調味香辛料的選擇及對亞硝酸鹽的影響研究尚未見報道。本文通過單因素試驗和正交試驗，對幾種調味料在黑豆苗腌漬過程中對亞硝酸鹽含量的影響規律進行研究，以期為黑豆苗腌漬中調味香辛料的選擇提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

黑豆苗、干紅辣椒、大蒜、大蔥、生姜、花椒、桂皮、食鹽：均購于超市。

HH-2數顯恒溫水浴鍋 常州市華普達教學儀器有限公司；FA2004N電子分析天平、723PC可見分光光度計 上海精密科學儀器有限公司。

硼酸鈉、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、鹽酸、亞硝酸鈉、氯化鈣、冰醋酸：均為國產分析純。

1.2 試驗方法

1.2.1 黑豆苗腌漬工藝流程

黑豆苗→清洗→去根→燙漂→冷卻→保脆→瀝干→入罐→加入調料→水封→密封保藏。

選擇新鮮無腐爛的黑豆苗，去根，在100 ℃水中漂燙2 min。燙漂結束后，撈出，自然冷卻至20 ℃，放入0.3% CaCl2溶液中保脆60 min，確保一定的脆度。腌漬前檢查罐頭瓶的密封性，防止漏氣、漏水。入罐腌漬，罐頭瓶中加入處理好的黑豆苗、10%食鹽及處理好的調味香辛料；所有材料混勻，確保腌漬液沒過黑豆苗，密封，置于20 ℃下腌漬6 d。

調味料處理：干紅辣椒洗凈晾干，去蒂，切成1.5 cm的段；大蔥去外皮，切成3 cm的長段；大蒜、生姜去皮洗凈晾干，切片，厚度0.5 cm，處理后直接加入腌漬液。為便于成品直接食用，花椒和桂皮按照用量1∶1，料液比1∶8制作鹵水，即燒開后小火煮約40～60 min，濃縮體積至30%為試驗鹵水。

1.2.2 樣品處理及亞硝酸鹽含量的測定

待測樣品洗凈，晾去表面水分，用研缽研磨至勻漿，準確稱取5 g于200 mL燒杯中，加入5 mL飽和硼砂溶液和100 mL熱水（70～80 ℃）；置沸水浴中加熱15 min，并不斷搖動；取出后冷卻至室溫，加入10 mL亞鐵氰化鉀溶液、10 mL乙酸鋅溶液和2 g活性炭粉，每次加入后均充分搖勻；轉入200 mL容量瓶中加水定容；過濾，棄去前30 mL提取液，得無色清亮提取液待用。采用對氨基苯磺酸-萘乙二胺鹽酸鹽法，于波長538 nm處測量生成的紅色復合物吸光度，依據標準曲線回歸方程計算樣品中原有亞硝酸離子含量。本次試驗亞硝酸鹽含量的標準曲線回歸方程為y=1.065 1x-0.000 5，R2=0.999。

1.3 試驗設計

1.3.1 單因素試驗

腌漬食鹽濃度10%，各調味香辛料辣椒、蔥、姜、蒜、鹵水水平設置見表1，水平1為空白對照；測量腌制過程中亞硝酸鹽的含量。各處理重復3次，取平均值。

1.3.2 正交試驗

綜合考慮單因素試驗結果，腌漬食鹽濃度10%，選擇辣椒、蒜和鹵水復配進行三因素三水平正交試驗，采用Ｌ9（34）正交表，第4列為空列，各因素水平見表2。每天測量腌漬液中亞硝酸鹽的含量以分析最優組合。

1.4 數據處理

亞硝酸鹽含量標準曲線回歸方程由Excel 2003計算完成，正交試驗分析由正交試驗助手計算完成。

2 結果與分析

2.1 不同辣椒用量對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量的影響

由圖1可知，腌漬的第1～6天，辣椒處理組亞硝酸鹽含量明顯低于對照組，且隨著辣椒用量增多，亞硝酸鹽含量逐漸減少，即50%水平抑制效果最好，其次為30%、10%，表明辣椒含量越多對腌漬黑豆苗中亞硝酸鹽含量的抑制效果越好；但是考慮風味控制等因素，不再增加辣椒用量。對照組在第2天出現亞硝峰，處理組則在第3天出現亞硝峰，但峰值遠低于對照組。黑豆苗在無氧（或缺氧）狀態下會發生硝酸鹽向亞硝酸鹽的轉化，辣椒中含有VC等生物活性物質，有抑制亞硝酸鹽形成的作用[6]，并對N-甲基亞硝胺的合成有一定的阻斷作用。因此，3個辣椒處理組由于亞硝酸鹽形成受到抑制，故亞硝峰出現得晚，且峰值低于對照組，具有較好的亞硝酸鹽抑制能力，采用辣椒10%、30%、50%水平進行正交試驗。

2.2 不同蔥用量對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量的影響

由圖2可知，前3 d大蔥處理組亞硝酸鹽含量明顯低于對照組，表明大蔥對亞硝酸鹽有明顯的抑制作用；但在第4天和第5天，亞硝酸鹽含量已和對照組差別不大，尤其16%水平還出現了亞硝酸鹽含量高于對照組的現象，但是第6天時處理組亞硝酸鹽含量低于4 mg/kg，低于對照組。其中的原因可能與有機硫化物的不穩定有關。大蔥的成分相當復雜，汪瑩等[7]研究表明大蔥蔥白中含量最高的為有機硫化物，含量可達0.607 mg/g，其次是VC，含量為0.553 mg/g；主要起去除亞硝酸鹽作用的成分為有機硫化物。另外，大蔥用量也影響亞硝酸鹽的清除率，如劉亞等[8]研究表明大蔥提取液用量為2 mL時對亞硝酸鹽的清除率最高，達99.63%。本次研究3組處理中以10%大蔥用量效果最好，從整個腌漬過程來看，基本上產亞硝酸鹽最低；其次為4%組，16%組效果最差。考慮大蔥在黑豆苗腌漬后期對亞硝酸鹽的抑制作用不強，不再參與正交試驗。

2.3 不同姜用量對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量的影響

由圖3可知，腌漬前3 d姜處理組亞硝酸鹽含量明顯低于空白對照組，至第4天時對照組亞硝酸鹽含量已經開始下降，姜的3組處理水平則迅速增加，并呈遞增趨勢，30%處理組甚至已經超過了GB 2762—2017中規定的腌漬蔬菜制品亞硝酸鹽的限量值20 mg/kg，表明姜前期具有一定的抑制亞硝酸鹽的能力，但后期則有促進黑豆苗腌漬亞硝酸鹽形成的作用，這與付麗等[3]、鐘希瓊等[9]的研究結論不同。趙紅等[6]的研究數據也表明腌漬雪里蕻的姜處理組在第4周出現了亞硝酸鹽含量的大幅度上升，同時其硝酸鹽含量大幅度下降，與本次研究結果一致。至于本次試驗姜后期促進亞硝酸鹽含量增加的具體原因還需進一步研究。鑒于姜在黑豆苗腌漬后期對亞硝酸鹽沒有抑制作用，不再參與正交試驗。

2.4 不同蒜用量對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量的影響

由圖4可知，蒜的3個處理組亞硝酸鹽含量從第2天開始一直明顯低于對照組，說明蒜對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽的產生有較好的抑制作用，這與趙紅等[6]的研究結果一致。本次試驗也表明不同用量的蒜的抑制效果不同，前5 d 1%處理組效果最好，其次為5%處理組；但是第6天時反而是5%和9%處理組最低，也就是說1%處理組后期抑制亞硝酸鹽的能力減弱，故下降較慢。因此，綜合來看，可認為5%處理組最優。采用大蒜1%、5%、9%水平參與正交試驗。

2.5 不同鹵水用量對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量的影響

由圖5可知，鹵水處理組亞硝酸鹽含量明顯低于空白組；而且各處理組亞硝峰并不明顯，最高的為4%處理組，其亞硝峰出現在第4天，為4.107 6 mg/kg，說明花椒和桂皮所獲鹵水對亞硝酸鹽有很好的抑制效果，與多數學者的研究一致[10-11]。不同用量的鹵水對亞硝酸鹽含量的抑制效果也有差別，效果最好的是12%處理組，最差的為20%處理組。

2.6 正交試驗結果及分析

2.6.1 腌漬過程中亞硝酸鹽含量的動態變化

由圖6可知，第7組在第3天出現亞硝峰，其余各組和對照組均在第2天出現亞硝峰；對照組和第2，4，5，6，7組均在第4天發生明顯的轉折，亞硝酸鹽含量迅速降低，表明從亞硝酸鹽含量的角度分析，黑豆苗腌漬的前4 d十分關鍵。9組處理中，第6組A2B3C1最好，幾乎全過程亞硝酸鹽含量最低，其次為第9組。第1，2，4，5組最初亞硝酸鹽含量高于對照組，但是第4天以后，均低于對照組。綜上，第4天是黑豆苗腌漬過程中重要的節點，第6組最佳。

2.6.2 正交試驗結果及分析

第4天是黑豆苗腌漬過程中重要的節點，故對第4天黑豆苗中亞硝酸鹽含量進行極差分析以探究最優腌漬條件。由表3極差分析可知，正交試驗中3個因素對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量的抑制能力大小順序為A>B>C，即辣椒>蒜>鹵水。由表4可知，辣椒、蒜二者的影響均顯著（P<0.05），而鹵水的影響不顯著（P>0.05），即3個因素間A、B因素為重要因素，C為次要因素。從調味料配方分析，最佳組合為A2B3C3，即辣椒用量30%、蒜用量9%、鹵水用量20%。

為從整體上衡量黑豆苗腌漬過程中亞硝酸鹽含量產生的情況，對腌漬周期6 d中累加亞硝酸鹽含量進行極差分析。由表3可知，正交試驗中3個因素對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量的抑制能力大小順序為B>A>C，即蒜>辣椒>鹵水。由表4可知，蒜、辣椒二者的影響均顯著（P<0.05），鹵水的影響不顯著（P>0.05），即3個因素間A、B因素為重要因素，C為次要因素。從調味料配方分析，最佳組合為A2B3C1，即辣椒用量30%、蒜用量9%、鹵水用量4%。

對比以上兩組分析，盡管影響大小排序不同，但最佳組合中均以辣椒用量30%、蒜用量9%為重要因素，表明辣椒和蒜是黑豆苗腌漬過程中抑制亞硝酸鹽含量的關鍵因素；但是二者的作用還是有差別，蒜的影響整個腌漬過程中亞硝酸鹽的產生，辣椒則是在第4天時抑制作用強于蒜的作用。3個因素中鹵水為次要因素，且鹵水的方差分析結果差異不顯著。因此，既可以選擇C1，也可選擇C3。綜合考慮成本因素，選擇以A2B3C1為最優組合，與上述腌漬過程中亞硝酸鹽含量動態變化中的分析一致。

3 討論

首先，本研究探討了調味料的作用機制及其功效的多重性。調味料具有抑制或清除亞硝酸鹽的作用，但是不同的調味料在食品加工過程中的作用機制并不完全相同，這可能與其具體所含成分有關[12]。如張強等[2]提出多酚和皂苷是10種香辛料提取物中的主要活性成分，亞硝酸鹽清除能力與多酚和皂苷含量有顯著的相關性。李玉邯等[13]認為桂皮、丁香和花椒抑制亞硝酸鹽的能力依次減弱，其原理在于對亞硝胺的阻斷能力由強到弱。周鳳超等[11]認為花椒、丁香和桂皮提取物清除亞硝酸鹽的能力較強，而丁香對亞硝胺的阻斷能力強于其他3種香辛料。本次研究表明蒜具有較好的抑制亞硝酸鹽的作用，具體的原理可能是延緩維生素C的破壞及殺菌作用可阻止硝酸鹽的還原作用，從而降低亞硝酸鹽的形成[6]。另一方面，調味料還與腌漬品風味的形成密切相關。如孫志棟等[5]認為添加2.24%辣椒能阻斷硝酸鹽向亞硝酸鹽轉化，并促進總酸含量的顯著升高，進而影響腌漬品的品質等。

其次，同種調味料在不同材料腌漬過程中對亞硝酸鹽的影響規律不同。本次研究中使用的香辛調味料中除姜以外，均具有較好的抑制黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽形成的作用。然而，羅思玲等[14]認為生姜殘渣的總黃酮具有一定的清除亞硝酸鹽能力；付麗等[3]的研究也表明生姜對肉制品中亞硝酸鹽有清除作用。楊偉平等[15]認為3種蔬菜浸提液均能有效地清除醬菜中的亞硝酸鹽，清除率依次為大蒜（75.09%）>大蔥（62.48%）>洋蔥（56.41%）；而李勝華等[16]則認為對亞硝酸鹽標準液的清除效果為大蒜>洋蔥>大蔥。本次研究中也表明對腌漬的整體過程來講，蒜具有很好的減少亞硝酸鹽含量的作用；而在甘藍腌漬過程中影響亞硝酸鹽含量的調味料排序則為辣椒＞花椒＞大蒜，大蒜不及花椒、辣椒的作用效果[5]。因此，針對具體腌漬材料調味料的選擇和使用要具體分析。

再者，調味料復配時作用規律與單因素試驗可能有差異。如從極差分析蒜隨著用量的增加，表現為亞硝酸鹽含量降低，與單因素試驗結果不一致；鹵水單因素的作用效果較好，正交試驗中體現不明顯，方差分析不顯著。馬儷珍等[17]在對復配香辛料提取物體外阻斷N-二甲基亞硝胺生成研究中也出現了類似的現象。原因可能有多種，如方差分析不顯著表明可能是隨機誤差造成的，也可能是調味料之間存在交互作用，也可能是本次配方設計時采用了較高的辣椒用量。從調味料的復配效果分析，復配組合較單因素試驗能夠有效縮短亞硝峰出現的時間和峰值，縮短商品的生產周期。因此，深入研究蔬菜腌漬中調味料復配作用規律具有積極意義，關于其相互作用機理還需進一步的深入研究。

4 結論

黑豆苗是一種口感鮮嫩、營養豐富的芽菜，研究表明香辛調味料辣椒、蔥、蒜、鹵水（花椒和桂皮熬制的）對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量有較好的抑制作用，最佳用量分別為50%、10%、5%、12%。但是大蔥在黑豆苗腌漬的后期對亞硝酸鹽的抑制作用不強，6 d腌漬周期中姜處理組后期并不能抑制亞硝酸鹽的產生。因此，可以選擇蒜、辣椒、鹵水復配組合腌漬黑豆苗，最佳用量配方為辣椒30%、蒜9%、鹵水4%，其中對黑豆苗腌漬中亞硝酸鹽含量抑制能力依次為蒜>辣椒>鹵水，蒜和辣椒的影響均顯著（P<0.05）。結合本文調味香辛料的配方，關于黑豆苗具體腌漬工藝可以進一步開展優化研究。

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