不同食鹽含量對發(fā)酵辣椒質(zhì)構(gòu)的變化研究

謝靚，蔣立文

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410128；2.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南長沙410128；3.湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，湖南長沙410128）

不同食鹽含量對發(fā)酵辣椒質(zhì)構(gòu)的變化研究

謝靚1，蔣立文2，3*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長沙410128；2.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點實驗室，湖南長沙410128；3.湖南省發(fā)酵食品工程技術(shù)研究中心，湖南長沙410128）

為了探索不同食鹽含量對辣椒腌制過程中對質(zhì)構(gòu)的影響和酸度的變化，以朝天椒為研究對象，分別利用質(zhì)構(gòu)儀定期檢測了不同食鹽質(zhì)量分數(shù)（5%、10%、15%、20%、25%）的質(zhì)構(gòu)變化，pH計測定食鹽質(zhì)量分數(shù)為5%、15%、25%下酸度的變化，采用核磁共振（NMR）技術(shù)測定了10%、20%食鹽含量發(fā)酵過程中水分變化規(guī)律。結(jié)果表明，20%鹽度腌制35 d辣椒保脆效果最佳。通過核磁共振技術(shù)對辣椒后發(fā)酵過程中不同時期的樣品進行檢測，測得20%鹽度辣椒中的結(jié)合水和游離水損失均＜10%鹽度辣椒，水分變化相對穩(wěn)定。15%、25%鹽度腌制的辣椒在發(fā)酵過程中pH變化極小，鹽度在＞15%對微生物生長、產(chǎn)酸都具有一定的抑制作用。

朝天椒；質(zhì)構(gòu)；鹽度；酸度；水分

剁辣椒是新鮮辣椒加上食鹽（8%～20%）腌漬或發(fā)酵得到的風(fēng)味獨特的腌漬或乳酸發(fā)酵產(chǎn)品[1-3]。但是工業(yè)化生產(chǎn)大多采用高鹽（食鹽含量20%～25%之間）保鮮半成品進行脫鹽后而得到成品。在脫鹽過程中，許多風(fēng)味營養(yǎng)物質(zhì)有流失[4-6]。鹽度對辣椒的保脆效果不能否定，辣椒本身的果膠酶對辣椒保脆有抑制作用。辣椒的脆度是由辣椒品質(zhì)、辣椒本身的水分存在情況及其他相關(guān)因素共同決定的。質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）是定義和控制食品物理特性的測定分析技術(shù)，由于能提供客觀的分析結(jié)果而越來越多的被用在食品領(lǐng)域[7-9]，對食品脆度測定方面的研究也屢見報道。核磁共振反映水的滲出情況，主要是檢測結(jié)合水和自由水的變化。通過弛豫時間的變化從微觀上研究食品內(nèi)部水分分布和遷移情況[10-11]。食品中酸的產(chǎn)生來源于微生物對糖、脂肪的代謝作用，或者是菌體的自溶[12]。酸的種類和含量的改變，可判斷某些制品是否已腐敗。

本實驗在高鹽腌制的基礎(chǔ)上研究5%、10%、15%、20%、25%含鹽度分別對辣椒質(zhì)構(gòu)的影響，力求在保證剁辣椒的脆度同時，找出最佳的食鹽用量，通過質(zhì)構(gòu)的變化、核磁共振測定水分狀態(tài)、酸度變化等結(jié)合評價不同樣品發(fā)酵過程變化與產(chǎn)品品質(zhì)的相關(guān)性，為剁辣椒的品質(zhì)可控奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

辣椒品種為朝天椒：購于長沙市馬王堆菜市場；食鹽（食用級）：湖南省湘衡鹽化有限責(zé)任公司；氯化鈉（分析純）：國藥集團化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

超TA-XT plus質(zhì)構(gòu)分析儀：英國Stable Micro System有限公司；CR-400色彩色差計：柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；PHS-3C雷磁pH計：上海精密科學(xué)儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 辣椒的腌制

將新鮮朝天椒去梗，清洗后晾干表面水分，切碎為3～5 mm片型，按質(zhì)量的百分比加入相應(yīng)量的食鹽攪拌均勻，入壇壓實密閉發(fā)酵。

1.3.2 TPA儀檢測發(fā)酵過程中質(zhì)構(gòu)的變化[7-9]

5%、10%、15%、20%、25%食鹽含量腌制的朝天椒在后發(fā)酵過程中5 d、10 d、15 d、20 d、25 d、30 d、35 d的樣品測定質(zhì)構(gòu)的變化。用五點取樣法，在發(fā)酵壇的上部，底部，中部，以及左右對應(yīng)兩邊取適量的腌制辣椒樣品，用剪刀剪去多余部分，待測成品為長方形椒片，注意每次挑選6片大小一致、厚度均勻，同種鹽度的椒片作為測試對象，三正三反，分兩排，正反交錯排列平鋪在試驗臺上，用100 mm柱形探頭執(zhí)行下壓測試，測得最大力Fmax，每個樣品重復(fù)測定6次，結(jié)果取平均值。

測試條件：探頭P/100，測前速度2 mm/s，測試速度1 mm/s，測后速度10 mm/s，壓縮比例80%，壓力5 g。

1.3.3 核磁共振測定發(fā)酵過程中水分的變化[13-14]

10%、20%食鹽含量腌制的朝天椒在后發(fā)酵過程中14d、18 d、21 d、24 d、28 d、31 d的樣品測定水分的的變化，所有樣品嚴格密閉后置于-20℃冰箱中冷凍待用。取樣法同上。

將12個辣椒樣品分別加入15 mm試管中，高度控制在15～20 mm，準確稱取其質(zhì)量，用保鮮膜包好，用于核磁共振檢測。用PQ001分析軟件及CPMG序列采集辣椒T2信號，每個樣品重復(fù)測量3次。測定參數(shù)：共振頻率21.960 MHz，磁體強度0.52 T，線圈直徑為15 mm，磁體溫度為32℃。

1.3.4 測定發(fā)酵過程中酸度

5%、10%、15%、20%、25%食鹽含量腌制的朝天椒在發(fā)酵過程中5 d、10 d、15 d、20 d、25 d、30 d、35 d的樣品測定酸度的變化，取樣方法同上。

參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》，按樣品的固液體比例至少取200 g待測樣品，用研缽或組織搗碎機研碎或搗碎，混勻，液體試樣直接用pH計測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同鹽度對辣椒脆度影響結(jié)果

不同鹽度的辣椒在腌制過程中，承受最大壓力總體下降，即所代表的硬度下降，因此在發(fā)酵后期，不同鹽度所對應(yīng)的辣椒承受最大壓力值越大，證明保脆保鮮的效果越好。通過質(zhì)構(gòu)儀定期檢測不同鹽度辣椒的最大承受壓力，結(jié)果見圖1。

由圖1可知，發(fā)酵25 d，除了5%鹽度腌制的辣椒對應(yīng)的壓力＜4 000 g，10%、15%、20%、25%鹽度的辣椒對應(yīng)的壓力都非常接近，說明在發(fā)酵25 d，這四種鹽度對辣椒的保脆保鮮作用相當；發(fā)酵30 d，25%鹽度腌制的辣椒效果不佳，發(fā)酵35 d，發(fā)酵過程基本結(jié)束，其中鹽度為5%和25%的辣椒對應(yīng)最大壓力值最低，證明發(fā)酵35 d時5%和25%鹽度保脆效果最差，鹽度過低微生物代謝活動旺盛，使辣椒脆度降低，鹽度過高辣椒組織過分失水，細胞膨壓變化，辣椒片軟塌。20%鹽度腌制辣椒承受最大壓力值最大，保脆效果最佳。結(jié)論是20%鹽度腌制辣椒30～35 d脆度最好。

圖1 不同鹽度下發(fā)酵辣椒脆度的變化曲線Fig.1 Texture curve of fermented chili with different salinity

食鹽對蔬菜原料的保脆效果一是與蔬菜品種有關(guān)，二是與發(fā)酵時間有關(guān)，三是與食鹽的含量有關(guān)，不是越高越好。在不同鹽度的食鹽水中，由于滲透作用，辣椒組織均有不同程度的失水，直接導(dǎo)致辣椒組織細胞膨壓的變化，直接表現(xiàn)出來就是脆度的變化，質(zhì)構(gòu)軟化[15]。

2.2 核磁共振檢測

利用CPMG脈沖序列測量樣品的自旋。自旋弛豫時間（T2）：將制得的樣品置于永久磁場中心位置的射頻線圈的中心，進行CPMG脈沖序列的掃描試驗。試驗參數(shù)設(shè)定：90度脈沖時間P90=14 μs，180度脈沖時間P180=28 μs，采樣點TD=100140，重復(fù)掃描次數(shù)NS=8，重復(fù)時間TR=2000ms，弛豫衰減時間D3=100 μs。通過T2反演程序得出弛豫時間的分布情況，分別記為T21、T22。不同發(fā)酵時間后10%鹽度及20%鹽度辣椒樣品的弛豫時間T2積分面積圖見圖2。

T2弛豫時間反映了樣品內(nèi)部氫質(zhì)子所處的化學(xué)環(huán)境，與氫質(zhì)子所受的束縛力及其自由度有關(guān)，而氫質(zhì)子的束縛程度又與樣品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有密不可分的關(guān)系。氫質(zhì)子受束縛越大或自由度越小，T2弛豫時間越短，在T2譜上峰位置較靠左；反之則T2弛豫時間越長，在T2譜上峰位置較靠右。由圖2A可知，T2譜中10%鹽度的辣椒中氫質(zhì)子大致分為兩種相態(tài)：T21（0.01～16.29 ms）、T22（16.29～151.99 ms）。由圖2B可知，T2譜中20%鹽度的辣椒中氫質(zhì)子大致分為兩種相態(tài)：T21（0.01～10.72 ms）、T22（10.72～165.79 ms）說明T21所代表的物質(zhì)與大分子物質(zhì)結(jié)合的比較緊密。T22處于16.29～165.79 ms之間，它所代表的物質(zhì)與大分子物質(zhì)結(jié)合的不是很緊密。T23、T24未檢測出。已知T2波譜中信號主要來自于水中的氫質(zhì)子。

圖2 不同發(fā)酵時間后10%鹽度(A)及20%鹽度(B)辣椒樣品的弛豫時間T2積分面積圖Fig.2 Relaxation time T2 integral area chart of chili sample with salinity 20%after different fermentation time

2.3 不同鹽度腌制辣椒在發(fā)酵過程中水分的變化

圖3 10%、20%鹽度辣椒結(jié)合水(A)及游離水(B)含量變化Fig.3 Integral area chart of bound water(A)and free water content (B)in chili with salinity 10%,20%

辣椒細胞中的水包括自由水和結(jié)合水，加入食鹽主要增加滲透壓，游離水越高說明細胞活性越強。通過核磁共振技術(shù)測得不同鹽度發(fā)酵過程中結(jié)合水、游離水含量變化結(jié)果見圖3。

由圖3可知，10%鹽度的游離水含量比20%鹽度游離水含量高，說明在發(fā)酵過程中較低鹽度對發(fā)酵有利，游離水較低的說明細胞生命活動較少，物質(zhì)變化和生理活動緩慢，結(jié)合水變化越大，物質(zhì)變化也大，但鹽度高其結(jié)合水下降幅度小。

20%鹽度辣椒的結(jié)合水降幅小，首先是因為較高的鹽度降低細胞內(nèi)有效水分，抑制了微生物的生長代謝活動；其次較高食鹽濃度降低了微生物中酶的活性，對微生物本身有毒害作用，抑制了微生物的分解作用和果膠酶的活性。圖3中腌制辣椒的游離水隨發(fā)酵時間延長呈遞減趨勢，主要是因為微生物的生長代謝作用。在發(fā)酵24 d后，游離水含量基本穩(wěn)定的損失可能是由于微生物代謝達到平衡狀態(tài)。20%鹽度辣椒中游離水損失小是因為發(fā)酵作用小。

2.4 發(fā)酵過程中酸度變化結(jié)果

不同鹽度辣椒在發(fā)酵過程中pH的變化，結(jié)果見圖4。

由圖4可知，在發(fā)酵過程中pH值變化基本穩(wěn)定，15%、20%、25%鹽度腌制的辣椒pH曲線幾乎重合，而5%和10%鹽度腌制的辣椒pH一直處于明顯下降趨勢，微生物活動在低鹽度下活躍使pH下降幅度大。由此證明了較高鹽度對微生物生長、產(chǎn)酸都具有一定的抑制作用，而pH 4～5之間是適合剁辣椒的發(fā)酵，15%和20%鹽度對應(yīng)的pH處于此范圍，因而能在抑制雜菌生長的情況下又適合主要發(fā)酵產(chǎn)酸菌乳酸菌的生長代謝。25%鹽度太高，出于實際生產(chǎn)經(jīng)濟角度，結(jié)論是15%和20%鹽度既能抑制有害微生物產(chǎn)酸并利于乳酸菌發(fā)酵。

3 結(jié)論

在發(fā)酵35 d時，5%和25%鹽度保脆效果最差，20%鹽度腌制辣椒承受最大壓力值，保脆效果最佳，這說明利用食鹽保脆也有一定鹽度范圍。

通過核磁共振技術(shù)對辣椒發(fā)酵過程中不同時期的樣品進行檢測分析，得出20%鹽度辣椒中的結(jié)合水和游離水損失均＜10%鹽度辣椒，水分變化相對穩(wěn)定，說明20%鹽度對辣椒品質(zhì)具有穩(wěn)定效果。

15%和20%鹽度在腌制過程中pH比較穩(wěn)定，說明這個過程腌漬為主，微生物作用很小，5%鹽度的辣椒pH降幅較大，低鹽情況下辣椒以發(fā)酵作用為主。20%鹽度腌制辣椒效果最佳。

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Effect of different salt content on change of fermented chili texture

XIE Jing1,JIANG Liwen2，3*
(1.College of Food Science and Technology,Hunan Agricultural University,Changsha 410128,China; 2.Hunan Province Key Laboratory of Food Science and Biotechnology,Changsha 410128,China; 3.Hunan Provincial Research Center of Engineering and Technology for Fermented Food,Changsha 410128,China)

In order to explore the effect of different salt concentration on chili texture and acidity,taking chili as research object,the textures of chili with different salinity(5%,10%,15%,20%,25%)were detected by texture analyzer.The acidity changes of chili with salinity 5%,15%,25%were evaluated by pH meter,and the moisture change of chili with salinity 10%and 20%was measured by nuclear magnetic resonance(NMR).The results were as follows:chili pickled in salinity 20%for 35 d had the optimal brittleness-keeping effect.After using NMR techniques in salinity 10%and 20%pickled chili at different fermentation time,results showed that the losses of bound water and free water in salinity 20%chili were less than salinity 10%chili,and water changes were relative stable.The pH change of salinity 15%,25%pickled chili fermentation process was very little, when the salinity was over 15%,the growth of microorganism and acid-producing ability were inhibited to some extent.

chili;texture;salinity;acidity;moisture

TS205.2

A

0254-5071（2014）11-0059-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2014.11.013

2014-09-22

全國大學(xué)生創(chuàng)新研究項目（SCX1220）

謝靚（1991-），女，碩士研究生，研究方向為食品生物技術(shù)。

*通訊作者：蔣立文（1968-），男，教授，博士，研究方向為食品生物技術(shù)。