不同加工工藝對酸筍品質的影響

康林芝，聶丹霞，陳 霖，梁天梅，陳秀暖，唐 輝,2,*

（1.韶關學院食品學院，廣東韶關 512005；2.廣東省粵北食藥資源利用與保護重點實驗室，韶關學院，廣東韶關 512005）

酸筍作為我國傳統發酵食材，味道鮮美，營養豐富，在南方地區一直被廣泛食用，具有悠久的歷史[1]。酸筍不僅含有豐富的營養物質而且具有獨特的風味特征，鄭文迪等[2]研究發現，酸筍中的揮發性風味物質高達53 種，包含了酚類、醇類、醛類和酸類等風味成分，酸筍也因獨特的酸味受到人們的鐘愛[2-4]。粵菜中常以酸筍調味，如酸筍雞、酸筍燜鴨、酸湯魚等傳統菜肴，隨著預制菜的盛行，這些傳統菜肴逐漸走進千家萬戶，必然使得酸筍需求日益上升。

長期以來，傳統酸筍多為家庭式自然發酵，以麻竹筍為原料，利用自然附著微生物發酵制作而成[5-6]。酸筍自然發酵的發酵周期長、容易受到雜菌污染、品質難以保證，而該問題可通過接種乳酸菌解決[7]。另外酸筍的腌制方式差異較大，常見的有將竹筍切塊、切絲以及整根腌制，并且不同地區腌制添加輔料有所不同，有些直接加水進行發酵，有些加鹽水發酵，但目前并未有詳細研究指出何種腌制方式及添加何種輔料酸筍品質最佳[8-9]。由于以上種種原因，雖然酸筍成為一種歷史悠久的發酵食品，卻尚未形成規?；a，大多以農家自產外銷為主，也正因為如此酸筍市場競爭能力弱，質量和衛生安全問題存在隱患[10]，極大地限制了酸筍研究及產業發展。

因此，本文采用整根和切片兩種方式發酵麻竹筍，并分別添加鹽、內含嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌培養的乳酸菌復合液酸奶（乳酸菌數量不低于106CFU/mL）兩種添加不同輔料于麻竹筍中進行發酵，采用理化指標、電鏡掃描、電子鼻和頂空-固相微萃取-氣質聯用法對不同加工方式和加工輔料酸筍在發酵過程中的理化性質、微觀結構、風味和感官品質進行了研究，以期為酸筍的現代化生產提供理論支持和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮麻竹筍 30 kg（新鮮、老嫩適宜、無病蟲蛀、發霉變質），廣東清遠市英德市；農夫山泉水20 L、內含嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌復合培養液（乳酸菌數量不低于106CFU/mL）酸奶200 g、食用鹽150 g 韶關學院超市。

QP2010Puls 氣相色譜質譜聯用儀 日本島津公司；頂空固相微萃取配套裝置 美國SUPELCO公司；Smart Nose-14 電子鼻 上海瑞玢智能科技有限公司；TM3030 掃描電鏡 上海科學儀器有限公司；HH-2 水浴鍋、DF-1 磁力攪拌器 常州天瑞儀器有限公司；LT2001E 電子天平 常熟市天量儀器有限責任公司；PHS-3C 精密pH 酸度計 上海雷磁儀電科學儀器股份有限公司；UV-1600 紫外可見分光光度計 上海美普達儀器有限公司；發酵罐5 L 山東長盛泰玻璃制品股份有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 酸筍發酵工藝 酸筍制作參考鄭文迪等[9]的方法：新鮮麻竹筍采用整根和切片兩種方式發酵，并在兩種加工方式的麻竹筍中分別添加鹽、乳酸菌復合培養液兩種不同加工輔料進行發酵，且以只添加農夫山泉水（記為水）發酵麻竹筍的樣品為空白對照。對樣品進行編號，具體為q-1 切片水發酵樣品，q-2切片鹽發酵樣品，q-3 切片乳酸菌復合培養液發酵樣品；z-1 整根水發酵樣品，z-2 整根鹽發酵樣品，z-3 整根乳酸菌復合培養液發酵樣品。

發酵工藝如下：

a.采購：采購新鮮的麻竹筍，采收到加工的時間不超過12 h，長度不超過35 cm，筍體完整新鮮，筍肉呈白色，無明顯粗纖維。

b.去根、去殼、切片：去除老殼，切除筍根部，剩余部分全部保留為整根麻竹筍，一部分切片麻竹筍要求垂直于纖維方向切片并且厚度均勻，大小為6 cm×1 cm×1 cm。

c.漂燙：90～100 ℃水漂洗10～15 min 左右，鈍化活性酶、防止酶褐變，去除部分苦澀味。

d.冷卻：漂燙后撈出，平鋪于紗布上至完全冷卻。

e.裝罐：鹽水發酵筍：先調制好食鹽水（農夫山泉水中含鹽量為4%），把筍片放入已消毒的發酵壇中，加入食鹽水至沒過麻竹筍，封蓋。乳酸菌復合液發酵筍：將筍片放入已消毒的發酵壇中，加入4%乳酸菌復合培養液（農夫山泉水中乳酸菌復合培養液添加量為4%）至沒過麻竹筍，封蓋。空白對照：農夫山泉水發酵麻竹筍，制作方法為將筍片放入已消毒的發酵壇中，加入農夫山泉水至沒過麻竹筍，封蓋。整根發酵麻竹筍裝罐將整根麻竹筍重復以上步驟。

f.發酵：將壇子放在陽光不能照射的地方發酵。

1.2.2 酸筍發酵過程中各項理化指標的檢測 酸筍發酵周期為90 d，在發酵0、10、30、60、90 d 時取樣?？偹岷康臏y定參照GB 12456-2021《食品中總酸的測定》[11]。氨基態氮的測定參照GB 5009.235-2016《食品中氨基酸態氮的測定》[12]中的方法進行。亞硝酸鹽指標測定采用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》[13]，每個實驗組設置3 個平行。

1.2.3 微觀結構的測定 將待檢測樣品切成小塊，放入干燥箱內50 ℃烘干水分，然后用專用切刀切成厚度為0.1 cm 左右的薄片，把薄片固定于雙面導電膠上，切面朝上，采用掃描電鏡觀察樣品的微觀結構并拍照。掃描電子顯微鏡電壓10 kV，放大倍數選用800 倍[14-15]。

1.2.4 酸筍的感官評價 對發酵90 d 后的酸筍進行感官評價，由35 名經常食用酸筍且經過食品專業培訓的人員組成評價小組，根據NY/T 1048-2012《綠色食品筍及筍制品》及Q/ZGY 0001 S-2019《竹筍制品》中感官指標對已發酵成熟的酸筍（發酵90 d）進行感官評價，分別從酸筍的色澤、氣味、滋味和質地4 方面進行評分，評分標準如表1 所示。

表1 酸筍的感官評分標準Table 1 Sensory evaluation standard of sour bamboo shoots

1.2.5 酸筍風味分析

1.2.5.1 酸筍總體風味的測定 采用電子鼻測定酸筍的總體風味情況。取發酵成熟90 d 酸筍樣品，搗碎后，分別準確稱取4.0 g 樣品于洗凈的頂空瓶中，迅速用專用瓶蓋封口，垂直放置，靜置5 min，待揮發性物質的氣味充滿樣品瓶上空后進行電子鼻檢測，每個樣品平行測定3 次。

電子鼻檢測條件：傳感器清洗時間200 s，樣品準備時間15 s，樣品測定時間60 s，氣體流量1 L/min，每個樣品重復測定3 次[16]。電子鼻傳感器性能描述見表2。

表2 14 個金屬氧化物傳感器的響應物質Table 2 Electronic nose sensors and their response to odorant compounds

1.2.5.2 酸筍揮發性風味物質的測定 發酵酸筍中的揮發性風味物質主要來源包括竹筍本身的風味以及發酵過程中微生物作用產生的風味物質。通過SPME-GC-MS 測定新鮮麻竹筍及不同加工方式的酸筍中揮發性風味成分，測定條件如下[17-20]：

SPME-GC-MS 測定條件：將萃取纖維老化（270 ℃，30 min）后插入頂空瓶萃取酸筍樣品中的風味物質。于60 ℃下平衡20 min，萃取40 min。然后，將已萃取的萃取纖維插入氣相色譜進樣口，在240 ℃下解析10 min。

GC 條件：色譜柱為CD-WAX 彈性石英毛細管柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）；載氣為氦氣（99.999%），流速為1.0 mL/min；進樣口溫度為250 ℃，分流進樣，分流比為20.0。升溫程序為：柱溫50 ℃，保持2 min，以5 ℃/min 升溫至180 ℃，保持15 min，以15 ℃/min 升溫至240 ℃。

MS 條件：離子源為電子電離（EI）源，離子源溫度200 ℃，電子能量70 eV，發射電流150 μA，倍增器電壓1037 V，接口溫度220 ℃，質量掃描范圍45～500 m/z。

1.3 數據處理

總離子流色譜圖經美國國家標準技術研究所NIST2014s 標準譜庫檢索定性鑒定出成分，采用面積歸一法進行相對含量分析。每個試驗點重復3 次，結果表示為平均值±標準差的形式，采用SPSS 22.0軟件進行單因素方差分析，P<0.05 表示差異顯著，使用Origin 2018、Excel 2016 軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同加工工藝酸筍發酵過程中總酸、氨基態氮和亞硝酸鹽含量的變化

在整根和切片兩種發酵方式下，分別添加不同輔料酸筍在不同發酵時間下，總酸的變化見圖1。由圖1 所得，酸筍在發酵過程中，不同加工方式和不同輔料的酸筍總酸變化趨勢較一致，在發酵前期，乳酸菌生長代謝迅速總酸含量均隨時間的增長呈增加的趨勢，30 d 時總酸出現回落；在30～60 d 階段，總酸含量隨時間的增長呈增加的趨勢，乳酸菌代謝再次增加產酸量也再次達到峰值；在60～90 d 階段，乳酸菌生長代謝緩慢，相應乳酸增加緩慢。在酸筍發酵后期，由于發酵環境中營養物質的減少，大量乳酸的積累抑制了乳酸菌的生長，導致后期酸度略有降低[21-22]。發酵90 d 乳酸菌復合培養液發酵酸筍酸度為33.6，鹽發酵酸筍酸度為24.5，水發酵酸筍酸度21，整個發酵過程中添加乳酸菌復合培養液發酵酸筍酸度增加顯著大于鹽發酵及水發酵（P<0.05），這也與已報道研究結果一致[9]。這是由于乳酸菌復合培養液中含有可以產酸的嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌，也含有大量蛋白質等營養物質，乳酸菌作為優勢菌群其繁殖速度更快，產酸更多，因此可以得知純種乳酸菌發酵酸筍能顯著縮短酸筍的發酵周期。

圖1 不同發酵時間下酸筍總酸的變化Fig.1 Changes of total acidity of sour bamboo shoots with different fermentation time

氨基態氮含量的變化如圖2 所示。從圖2 可看出，不同加工工藝酸筍氨基態氮變化總體呈上升趨勢，添加兩種輔料及水發酵整根酸筍90 d 氨基態氮平均含量達到0.455 g/100 g。切片發酵酸筍氨基態氮含量高于整根發酵酸筍，發酵至60 d 達到高峰,平均含量達到0.849 g/100 g，然后緩慢下降。發酵相同時間，切片發酵酸筍氨基態氮含量顯著高于整根發酵酸筍（P<0.05），推測原因可能是切片酸筍蛋白質能夠更加快速全面的與微生物接觸，微生物分泌的蛋白酶會將麻竹筍中的蛋白質降解形成氨基酸、多肽，因此氨基態氮含量顯著高于整根發酵酸筍。但鹽發酵酸筍氨基態氮含量顯著高于接種乳酸菌復合培養液酸筍，接種酸筍乳酸菌數量增加迅速，氨基態氮被微生物作為發酵所需的氮源被利用[23]。并且酸筍中的氨基酸、多肽等不斷滲透進入到酸筍水中，所以隨著發酵時間延長酸筍氨基酸態氮含量也會下降。

圖2 不同發酵時間下酸筍氨基態氮的變化規律Fig.2 Changes of amino nitrogen of sour bamboo shoots with different fermentation time

由圖3 可知，不同加工方式發酵過程中亞硝酸鹽含量最高為12.1 mg·kg-1（整根鹽發酵第10 d），發酵30 d 后亞硝酸鹽含量均低于5 mg·kg-1，其中乳酸菌復合培養酸奶液發酵樣品亞硝酸鹽含量顯著低于添加水及鹽發酵酸筍，且亞硝酸鹽含量最早降至3 mg/kg，這表明接種發酵劑有助于降低亞硝酸鹽，這與已發表研究內容結論一致[24]，這主要是因為接種發酵中，乳酸菌迅速成為主要優勢菌群，抑制有害微生物的生長，進而抑制亞硝酸鹽的產生。而水發酵及加鹽發酵過程中乳酸菌在發酵初期沒有形成優勢菌群，環境中含有腸桿菌科等有害微生物所需的營養物質、氧氣、適宜的pH，因此這些微生物在發酵初期會大量繁殖，亞硝酸鹽含量快速上升[25]。接種發酵酸筍酸度顯著高于其他兩種，而亞硝酸鹽含量始終低于添加水及添加鹽發酵酸筍，

圖3 不同發酵時間下酸筍亞硝酸鹽的變化Fig.3 Changes of nitrite of sour bamboo shoots with different fermentation time

2.2 不同加工工藝酸筍發酵過程中的微觀結構變化

圖4 展示了不同加工工藝對麻竹筍組織微觀結構的影響，在放大800 倍下，可以看到新鮮麻竹筍組織呈蜂窩狀緊密排列，細胞間隙較小，圓孔大小均一，表面光滑平整?？傮w上，不論是切片或整根發酵，經過發酵后，麻竹筍蜂窩狀排列都變得較為疏松，圓孔大小不一，但仍保持著原來的蜂窩結構。從加工方式來看，可以看到切片酸筍的整體結構相較于整根酸筍而言組織更為疏松，這主要是切片麻竹筍與微生物接觸的表面積更大，微生物作用更強導致，也是切片酸筍氨基酸態氮含量高于整根酸筍的原因。從添加不同加工輔料來看，水發酵酸筍相較于添加鹽、乳酸菌復合培養液輔料酸筍的細胞完整性與緊密性較高，而添加鹽、乳酸菌復合培養液輔料的酸筍結構出現明顯收縮，其中鹽發酵過程中酸筍結構變化相較于乳酸菌復合培養液發酵組織破壞較小，這可能是復合培養酸奶液中嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌的作用導致的。由此可得，以酸奶為輔料發酵時酸筍的組織結構破壞較大，品質影響明顯[26]。

圖4 不同加工工藝酸筍的微觀結構Fig.4 Microstructure of sour bamboo shoots by different processing techniques

2.3 發酵酸筍感官評價分析

在發酵90 d，對發酵酸筍進行感官評價，結果見表3。結果表明其中以鹽為加工輔料發酵的酸筍品質最好，其色澤均勻，呈乳白色，口感清脆，滋味和氣味方面鹽發酵酸筍香味更濃郁，而乳酸菌復合培養液酸奶發酵滋味略差于自然鹽發酵，蛋白質含量較高也影響發酵的進程，也可能因為酸奶中優勢乳酸菌并不適宜于酸筍特征氣味形成，而自然鹽發酵過程中微生物種類較多，可產生酸筍特征香氣[27]。

表3 不同加工工藝酸筍和新鮮麻竹筍的感官評價Table 3 Sensory evaluation in sour bamboo shoots and bamboo shoots sample

而同一種加工輔料不同加工方式發酵酸筍品質也有所差異，通過感官品質的分析，發現鹽發酵的切片酸筍品質最佳。其主要是筍與發酵液的接觸面積有關，接觸面積越大，發酵效果越好，滋味越充分。綜上，鹽發酵的切片酸筍感官評價優于其他加工方式發酵酸筍。

2.4 不同加工工藝的成熟酸筍風味品質的研究

2.4.1 電子鼻傳感器響應值結果分析 圖5 展示了電子鼻系統中14 個傳感器對不同加工工藝生產酸筍的響應雷達圖。由圖5 可知，不同加工工藝酸筍的整體氣味輪廓大致相同亦風味物質種類基本一致。但其在14 個傳感器處的信號強度存在一定差異，響應值大小依次為5 號、8 號和12 號，表明樣品的芳香族化合物、醇類、醛類化合物含量較多且不同樣品氣味物質構成不盡相同。

為進一步分析6 個發酵90 d 成熟樣品與新鮮麻竹筍的差異，采用主成分分析（PCA）法對這些氣味指紋數據進行數理統計。

由圖6 可知，不同加工工藝發酵樣品中，第一主成分PC1 貢獻率達到49.1%，第二成分PC2 貢獻率達到18.4%，PC1 和PC2 貢獻率之和達到67.2%，說明數據涵蓋了鹵水樣品的絕大部分氣味信息。由圖6 可以看出，不同酸筍在橫坐標上的距離相對較接近，但相互間完全無重疊，表明其揮發性物質有一定的差異。PC1 貢獻率遠大于PC2，說明樣品在橫坐標上距離越大，其差異性越大。其中切片發酵酸筍主要位于PCA 圖右側，整根發酵酸筍主要位于PCA 圖左側，說明不同加工方式對酸筍的總體風味有較大影響。另外，q-1 切片水發酵樣品、z-1 整根水發酵樣品與z-3 整根酸奶發酵樣品相距較近，q-3 切片酸奶發酵樣品與z-2-整根鹽發酵樣品相距較遠揮發性物質差異較大，說明不同輔料的添加對酸筍的總體風味也有較大的影響。

圖6 7 種酸筍樣品PCA 圖Fig.6 Principal component analysis diagram of seven sour bamboo shoots samples

2.4.2 酸筍中揮發性風味化合物鑒定分析 為進一步明確酸筍中揮發性風味物質，采用SPME-GCMS 技術分析新鮮麻竹筍和不同加工方式發酵90 d 酸筍的揮發性風味物質，通過對8 個發酵90 d 的成熟樣品和新鮮麻竹筍總離子流圖和揮發性成分的綜合分析，結果共檢測到21 種揮發性風味物質（表4），主要包括酚類2 種、醛類11 種、酮類2 種、醇類2 種、酯類3 種和苯類1 種。其中，切片水發酵、鹽發酵、乳酸菌復合培養液發酵酸筍和整根水發酵、鹽發酵、乳酸菌復合培養液發酵酸筍分別為15、7、5、4、3、2 種。由此可知，不同加工方式中切片酸筍揮發性物質種類比整根酸筍多，這與切片筍與發酵微生物充分接觸產生更多的揮發性物質有關；添加不同加工輔料發酵酸筍，揮發性物質為水發酵酸筍>鹽發酵酸筍>乳酸菌復合培養液發酵酸筍，鹽水發酵酸筍揮發性物質種類揮發性物質種類為9 種，添加復合酸奶液發酵揮發性物質種類為5 種，且鹽水發酵酸筍主要風味貢獻物對甲基苯酚（55.4%）含量適中[28]，此結果差異進一步驗證了切片鹽發酵酸筍感官評分分值高這一結論。其可能是與發酵酸筍中的微生物多樣性有關，由于水發酵樣品自然菌群最豐富，產生揮發性物質種類最多，鹽發酵樣品對微生物的多樣性有一定影響，但大量的乳酸菌仍能在低鹽水中生長繁殖，所以鹽發酵酸筍揮發性物質種類次之，乳酸菌復合培養液發酵樣品中，大量嗜熱鏈球菌、保加利亞乳桿菌生長繁殖抑制了其中微生物多樣性，導致揮發性風味物質種類較低[29-30]。

表4 酸筍和新鮮麻竹筍的揮發性成分及其含量Table 4 Volatile compounds and their content in sour bamboo shoots and bamboo shoots sample

以上結果可以看出，酚類是8 個發酵樣品揮發性成分中檢測到的含量最高的一類物質，主要是對甲苯酚和苯酚，相對含量分別在52.68%～65.70%和0%～9.21%之間，新鮮麻竹筍中未檢測到酚類物質。酚類物質閾值較低（苯酚為5.9 μg/mL，對甲基苯酚為0.055 μg/mL），尤其是對甲基苯酚在樣品中含量較高，具有刺激性氣味和焦皮臭、動物臭等特殊風味，因此可以推測其可能為酸筍的主要風味成分。鄭炯等[31]對腌制的麻竹筍揮發性風味物質測定的研究結果表明，酸筍發酵過程中最主要的風味物質是對甲苯酚，發酵酸筍呈現出強烈的藥味、刺激性氣味，這種風味主要是對甲苯酚所導致，本文研究結果與其一致。眾多研究認為，對甲基苯酚是麻竹筍中重要的游離型氨基酸—酪氨酸通過發酵后產生的副產物[31]。研究中發現，過低的對甲基苯酚會導致酸筍不夠風味，但過高的苯酚和對甲基苯酚也會降低酸筍的接受程度[32-33]，這可能是本試驗中切片水發酵酸筍感官評價分值較低，而鹽水發酵酸筍感官評價分值較高的原因。另外，在切片水發酵和鹽發酵酸筍中分別檢測到8 種醛類物質，醛類物質氣味閾值一般較低，對酸筍風味具有重要的補充作用，其中壬醛呈玫瑰香氣，反-2-辛烯醛、反式-2-癸烯醛、2-十一烯醛、反-2-十一烯醛、2-壬烯醛等均呈肉類、瓜香、果香、酯香、青香、脂肪香、柑橘香味等，癸醛呈果香和花香。醇類物質中，由于其香氣閾值較高，對產品風味的影響較小，所以其芬香的味道在酸筍發酵過程中體現較弱。酯類物質主要賦予特殊的水果、蔬菜等酯香味，但本試驗中檢測到酯類物質主要是烯丙酸乙氧乙酯、二乙氧基乙酸甲酯和9-癸烯-1-醇乙酸酯?？傊瑢妆椒邮撬峁S最主要的呈味物質，與其他風味物質共同作用，呈現了發酵酸筍強烈的刺激性氣味。不同加工方式和不同輔料的添加影響酸筍主要風味物質對甲基苯酚的含量，也影響著酸筍風味的豐富程度。

3 結論

通過采用切片和整根發酵方式處理麻竹筍，并分別添加鹽、內含嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌復合培養液酸奶兩種不同加工輔料發酵制作酸筍。結果表明，不同加工方式中，切片酸筍發酵氨基酸態氮、酸度、組織結構、揮發性物質種類、香氣成分都顯著優于整根發酵。添加不同輔料酸筍中，鹽發酵酸筍氨基酸態氮含量顯著高于其他兩種酸筍氨基酸態氮含量，接種發酵酸筍酸度、亞硝酸鹽含量始終優于添加水及添加鹽發酵酸筍，而鹽水發酵酸筍揮發性物質種類更為豐富，且主要風味貢獻物對甲基苯酚（55.4%）含量適中。由本研究可知，酸筍加工過程中選擇切片鹽發酵得到的酸筍酸度適宜，微觀結構、口感破壞性最小，揮發性風味物質種類最為豐富，感官評分分值最高，該部分研究內容初步揭示了不同加工方式和不同輔料在麻竹筍發酵過程中品質的影響，對酸筍加工工藝和輔料添加具有一定的指導意義。后續會持續篩選研究酸筍中優勢微生物并深入探究酸筍發酵優勢微生物種類及影響機理，從而開發更加安全優質的酸筍產品。

? The Author(s) 2024.This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).