乳酸菌接種發(fā)酵對(duì)大頭菜品質(zhì)的影響

洪 冰，曾許珍，李阿敏，楊蕊蓮，蔣和體,*（.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 40075；.重慶市威利農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，重慶 404700）

乳酸菌接種發(fā)酵對(duì)大頭菜品質(zhì)的影響

洪 冰1，曾許珍2，李阿敏1，楊蕊蓮1，蔣和體1,*
（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.重慶市威利農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，重慶 404700）

對(duì)大頭菜進(jìn)行乳酸菌接種發(fā)酵，研究乳酸菌對(duì)大頭菜感官指標(biāo)、理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)的影響，并探討接種發(fā)酵大頭菜的硬度與果膠變化的相關(guān)性。結(jié)果表明，添加乳酸菌對(duì)產(chǎn)品的感官性質(zhì)和微生物指標(biāo)具有顯著的影響，可以改善產(chǎn)品的香氣和滋味并有效降低大腸菌群含量；對(duì)產(chǎn)品的總酸、亞硝酸鹽、咀嚼性、黏性、還原糖、氨基酸態(tài)氮、VC、硬度和果膠含量都有顯著的影響，而對(duì)產(chǎn)品的色澤、彈性和內(nèi)聚性影響不大。因此，通過(guò)添加乳酸菌，3 個(gè)月即達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)，感官評(píng)分達(dá)到94.0 分，亞硝酸鹽和大腸菌群含量分別為1.43 mg/kg和＜30 MPN/100 g。可以明顯縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品品質(zhì)及安全性。乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜過(guò)程中硬度與原果膠成顯著正相關(guān)，與水溶性果膠成負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著，說(shuō)明其質(zhì)構(gòu)特性的變化機(jī)理更加多樣和復(fù)雜。

乳酸菌；接種發(fā)酵；大頭菜；品質(zhì)；硬度；果膠

大頭菜（Brassica junces var. megarrhiza Tsen et Lee）屬于十字花科蔬菜，是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的根用芥菜。在我國(guó)南北皆有栽培，以重慶、廣西、江蘇、遼寧等地為主[1]。采收后的大頭菜有強(qiáng)烈芥辣味和少許苦味，不宜生吃。由于其產(chǎn)量高，而且有肉質(zhì)根皮厚而硬，肉質(zhì)致密堅(jiān)實(shí)等特點(diǎn)，適宜腌制發(fā)酵后食用[2]。

目前腌制大頭菜的生產(chǎn)狀況主要以小作坊加工為主，加上質(zhì)地與榨菜相似、大規(guī)模生產(chǎn)大頭菜的企業(yè)較少，導(dǎo)致大頭菜生產(chǎn)出現(xiàn)發(fā)展遲緩、產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)較弱等不利狀況[1]。而且，大頭菜產(chǎn)品仍然以傳統(tǒng)自然發(fā)酵為主，該方法發(fā)酵時(shí)間較長(zhǎng)，不利于品質(zhì)控制，在發(fā)酵過(guò)程中易面臨營(yíng)養(yǎng)成分的流失及腌制過(guò)程中亞硝酸鹽、大腸桿菌的超標(biāo)等不容忽視的問(wèn)題，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何在保持產(chǎn)品品質(zhì)、提高安全性的前提下縮短生產(chǎn)周期就成為研究的熱點(diǎn)[3-4]。

乳酸菌可保持和加強(qiáng)蔬菜和水果的營(yíng)養(yǎng)、感官、保質(zhì)期和安全性[5-6]，乳酸菌發(fā)酵是自然發(fā)酵過(guò)程中的主要發(fā)酵過(guò)程。目前已有研究表明，乳酸菌接種發(fā)酵蔬菜能顯著降低亞稍酸鹽含量，縮短發(fā)酵時(shí)間。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)有關(guān)研究人員開始關(guān)注乳酸菌在大頭菜發(fā)酵過(guò)程中的作用，吳希茜[1]將腸膜明串株菌、乳酸乳桿菌和植物乳桿菌對(duì)大頭菜進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)現(xiàn)雖然風(fēng)味、品質(zhì)上并無(wú)明顯的提高，但是人工發(fā)酵能加快大頭菜的發(fā)酵，縮短了大頭菜的生產(chǎn)周期，不僅能夠降低大頭菜的生產(chǎn)成本，而且有利于提高大頭菜的安全性。劉達(dá)玉等[4]對(duì)大頭菜的接種人工篩選的純種乳酸菌工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)接種發(fā)酵大頭菜的感官品質(zhì)明顯提升。說(shuō)明將乳酸菌應(yīng)用到接種發(fā)酵大頭菜中改善產(chǎn)品品質(zhì)，縮短發(fā)酵時(shí)間是切實(shí)可行的。本實(shí)驗(yàn)對(duì)乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜進(jìn)行6 個(gè)月跟蹤發(fā)酵，觀察大頭菜在發(fā)酵過(guò)程中感官指標(biāo)、理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化。通過(guò)與自然發(fā)酵大頭菜對(duì)比，得出乳酸菌對(duì)接種發(fā)酵大頭菜品質(zhì)的影響，以期為該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化提供技術(shù)支撐。并對(duì)大頭菜發(fā)酵過(guò)程中的硬度與果膠變化的相關(guān)性進(jìn)行初探，旨在為大頭菜發(fā)酵過(guò)程中品質(zhì)的控制提供有益參考。

1 材料與方法

1.1 材料與菌種

大頭菜，取自重慶市威利農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司巫山大頭菜基地。

鼠李糖乳桿菌、短乳桿菌、腸膜明串珠菌分別編號(hào)為A、B、C 中國(guó)工業(yè)微生物菌種保藏管理中心；半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司。

1.2 儀器與設(shè)備

UtraScan PRO測(cè)色儀 美國(guó)HunterLab公司；WFJ 7200型可見分光光度計(jì) 尤尼柯（上海）儀器有限公司；雷磁PHS-3C型pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；CT-3質(zhì)構(gòu)儀 美國(guó)Brookfi eld公司。

1.3 方法

1.3.1 大頭菜的發(fā)酵工藝流程[7-10]

工藝要點(diǎn)：將原料清洗、晾曬、切塊后進(jìn)行第一次和第二次加鹽，使大頭菜的鹽度分別控制在6%左右和8%左右，然后將大頭菜均分入壇，一份按大頭菜質(zhì)量的2%加入二次擴(kuò)大培養(yǎng)后的菌液進(jìn)行接種發(fā)酵，一份做對(duì)照進(jìn)行自然發(fā)酵。

1.3.2 總酸的測(cè)定

按照 GB/T 12456—2008《食品中總酸的測(cè)定》，采用酸堿滴定法測(cè)定。

1.3.3 發(fā)酵大頭菜感官評(píng)價(jià)

將接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜樣品放置于一次性塑料碗中，由經(jīng)過(guò)專業(yè)感官評(píng)價(jià)訓(xùn)練的評(píng)審員20 人對(duì)大頭菜的色澤（10 分）、香氣（40 分）、滋味（40 分）、脆性（10 分）進(jìn)行感官評(píng)分，共計(jì)100 分。最后根據(jù)評(píng)分結(jié)果來(lái)確定大頭菜質(zhì)量，具體大頭菜感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 大頭菜感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[[11--33]]Table 1 Criteria for sensory evaluation of kohlrabi[[11--33]]

1.3.4 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

將大頭菜樣品切成長(zhǎng)約3 cm，寬約1 cm，高約1 cm的條狀，置于質(zhì)構(gòu)儀TA44探頭下對(duì)樣品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)剖面分析（texture profile analysis，TPA）測(cè)試。質(zhì)構(gòu)測(cè)定參數(shù)為：測(cè)試速率：1 mm/s；壓縮程度：距離6 mm；觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載：0.05 N；停頓時(shí)間：5 s。每個(gè)樣品測(cè)試重復(fù)10 次，取其平均值。

1.3.5 亞硝酸鹽的測(cè)定

按照GB 5009.33—2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》，采用分光光度法測(cè)定。

1.3.6 還原糖的測(cè)定

按照GB/T 5009.7—2008《食品中還原糖的測(cè)定》，采用直接滴定法測(cè)定。

1.3.7 氨基酸態(tài)氮（amino acid nitrogen，AAN）的測(cè)定

按照GB/T 5009.40—2003《醬衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的分析方法》，采用甲醛值法測(cè)定。

1.3.8 VC的測(cè)定

按照GB/T 6195—1986《水果、蔬菜維生素C含量測(cè)定法》，采用2,6-二氯靛酚滴定法測(cè)定。

1.3.9 微生物指標(biāo)的測(cè)定

按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.35—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 乳酸菌檢驗(yàn)》進(jìn)行乳酸菌的檢測(cè)；按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 4789.3—2010《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計(jì)數(shù)》大腸菌群MPN計(jì)數(shù)法進(jìn)行大腸菌群的檢測(cè)。

1.3.10 色度的測(cè)定

將大頭菜樣品切成1.3.4節(jié)中的條狀，使用反射小孔在RSIN-包括鏡面反射模式進(jìn)行色澤測(cè)定，測(cè)定色澤參數(shù)分別為亮度值L*、紅綠值a*、黃藍(lán)值b*，空白組色澤參數(shù)分別為亮度值L0*、紅綠值a0*、黃藍(lán)值b0*。從樣品中隨機(jī)取5 條，選擇15 個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，取其平均值。通過(guò)L*、a*、b*值可以計(jì)算得出總色差ΔE值，計(jì)算公式如下。

1.3.11 果膠的測(cè)定

采用咔唑比色法[11-12]進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用Origin 8.6和SPSS 19軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中總酸的變化

圖1 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中總酸的變化Fig. 1 Changes in total acid content in kohlrabi during fermentation

由圖1可知，當(dāng)水分、鹽度、溫度適宜及厭氧條件下，乳酸菌開始發(fā)酵產(chǎn)生乳酸。接種發(fā)酵與自然發(fā)酵大頭菜的總酸含量均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但接種發(fā)酵大頭菜的總酸含量明顯高于自然發(fā)酵，且發(fā)酵前兩個(gè)月接種發(fā)酵組的產(chǎn)酸速率明顯比自然發(fā)酵組快。原因是接種發(fā)酵中乳酸菌數(shù)量較多，成為優(yōu)勢(shì)菌群，因此產(chǎn)生的總酸含量較高。由于目前沒(méi)有發(fā)酵大頭菜的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，考慮到大頭菜質(zhì)地上與榨菜相似，因此參照GB 6094—85《榨菜》和GH/T 1011—2007《榨菜》標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合大頭菜自身半干態(tài)發(fā)酵的特點(diǎn)和工廠實(shí)際生產(chǎn)狀況，確定大頭菜出壇（即發(fā)酵成熟）標(biāo)準(zhǔn)為總酸含量（以乳酸計(jì)）5.40～10.0 g/kg。接種發(fā)酵在發(fā)酵3 個(gè)月時(shí)為5.80 g/kg，自然發(fā)酵在發(fā)酵4 個(gè)月時(shí)為5.44 g/kg，均達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)其繼續(xù)進(jìn)行觀察，發(fā)酵6 個(gè)月后接種發(fā)酵和自然發(fā)酵組總酸含量分別為9.28 g/kg和7.88 g/kg。

2.2 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中感官評(píng)分的變化

表2 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中感官評(píng)價(jià)結(jié)果（x =20）Table 2 Sensory evaluation of kohlrabi during natural and inoculated fermentation（x ± s = 20）

由圖1可知，接種發(fā)酵3 個(gè)月和自然發(fā)酵4 個(gè)月時(shí)均達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)的接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜分別進(jìn)行感官評(píng)定。由表2可知，發(fā)酵3 個(gè)月時(shí)，接種發(fā)酵大頭菜的品質(zhì)最高，隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，其感官評(píng)價(jià)總分總體呈下降趨勢(shì)，色澤、香氣、滋味和脆性均有不同程度的下降，且發(fā)酵6 個(gè)月時(shí)，總酸含量達(dá)到了9.28 g/kg，酸度偏高，對(duì)大頭菜的滋味產(chǎn)生一定的影響。而自然發(fā)酵感官品質(zhì)一直較穩(wěn)定，發(fā)酵6 個(gè)月與4 個(gè)月時(shí)感官評(píng)分差異不顯著，但發(fā)酵6 個(gè)月的色澤明顯比發(fā)酵4 個(gè)月的低，脆性也不如發(fā)酵4 個(gè)月的，發(fā)酵后期香氣更加純正。相比自然發(fā)酵，接種發(fā)酵達(dá)到好的感官品質(zhì)更快，但隨著發(fā)酵的進(jìn)行，接種發(fā)酵大頭菜感官品質(zhì)下降較快。達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，相比自然發(fā)酵，接種發(fā)酵大頭菜的香氣更加純正濃郁，滋味更加鮮美。由此可見，接種發(fā)酵可以更快更好地發(fā)酵出色澤、香氣、滋味和脆性更高的大頭菜，進(jìn)而獲得更好的大頭菜品質(zhì)。

由表2可知，達(dá)到出壇標(biāo)準(zhǔn)后的接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜發(fā)酵后期感官評(píng)價(jià)總分均較高，大頭菜均具有優(yōu)良的口感，故對(duì)發(fā)酵大頭菜進(jìn)行跟蹤6 個(gè)月，進(jìn)一步觀察接種發(fā)酵和自然發(fā)酵過(guò)程中各指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化。

從企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)，再結(jié)合大頭菜發(fā)酵過(guò)程中總酸變化圖和感官評(píng)定表，得出接種發(fā)酵3個(gè)月出壇，自然發(fā)酵4個(gè)月出壇最佳。

TPA主要作用是作為食品質(zhì)構(gòu)的感官評(píng)價(jià)和儀器分析間的橋梁，可以揭示質(zhì)地本質(zhì)，準(zhǔn)確地量化描述產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)[13]。硬度的感官定義是牙齒擠壓樣品的力量，咀嚼性的感官定義是咀嚼固體樣品時(shí)需要的能量[14]。由表3可知，硬度和咀嚼性差別較大，出壇時(shí)，接種發(fā)酵的硬度和咀嚼性分別比自然發(fā)酵大頭菜高8.21 N和6.88 mJ，黏性比自然發(fā)酵低0.08 mJ。而在彈性和內(nèi)聚性方面，兩組發(fā)酵大頭菜無(wú)明顯差別。結(jié)合感官評(píng)定，得出接種兩組發(fā)酵大頭菜均具有良好的質(zhì)地，相比自然發(fā)酵，接種發(fā)酵具有更好的硬度和咀嚼性。

表3 出壇后大頭菜成品TPA比較Table 3 ComTable 3 Comparison of TPA parameters of kohlrabi fermented by indigenous and exogenous bacteria

2.4 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽含量的變化

圖2 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽含量的變化Fig. 2 Changes in nitrite content in kohlrabi during fermentation

由圖2可知，接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜的亞硝酸鹽含量均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，且均在1個(gè)月時(shí)達(dá)到最大值，而后迅速下降，后期變化不明顯。由此可知，添加乳酸菌對(duì)發(fā)酵大頭菜中亞硝酸鹽的生成具有一定影響，可以有效地控制亞硝酸鹽的生成，降低亞硝酸鹽的含量，且含量明顯低于自然發(fā)酵組。這可能與接種發(fā)酵大頭菜中乳酸菌為優(yōu)勢(shì)菌群，使乳酸菌快速繁殖，抑制了有害菌的生長(zhǎng)有關(guān)。另外，有研究發(fā)現(xiàn)乳酸菌代謝產(chǎn)生的有機(jī)酸、細(xì)菌素、雙乙酰、過(guò)氧化氫等物質(zhì)也起到了抑菌作用[15-16]。Oh[17]、Reina[18]、Kawahara[19]等在醬腌菜中引入混合菌株能明顯降低亞硝酸鹽的含量。因此添加混合乳酸菌可以有效地抑制亞硝酸鹽的產(chǎn)生。

接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜出壇時(shí)亞硝酸鹽含量分別為1.43 mg/kg和2.33 mg/kg，遠(yuǎn)低于我國(guó)關(guān)于醬腌菜的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 2714—2003《醬腌菜衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的各類醬腌菜產(chǎn)品的亞硝酸鹽限量標(biāo)準(zhǔn)（20 mg/kg），因此發(fā)酵大頭菜是一種安全性的產(chǎn)品。

2.5 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)的變化

表4 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中理化指標(biāo)及微生物指標(biāo)變化Table 4 Changes in physical, chemical and microbial properties in kohlrabi during fermentation

由表4可知，接種發(fā)酵大頭菜的還原糖含量隨著發(fā)酵時(shí)間先增加后降低，在發(fā)酵1 個(gè)月時(shí)達(dá)到最高峰5.21 g/100 g，可能是因?yàn)榻臃N微生物將大頭菜中的蔗糖和多糖轉(zhuǎn)化為還原糖的含量大于微生物利用還原糖的量，導(dǎo)致其含量增加。自然發(fā)酵大頭菜中，由于微生物利用還原糖，其含量隨著發(fā)酵時(shí)間逐漸下降。還原糖是微生物發(fā)酵的能源，在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生乳酸，其轉(zhuǎn)化糖還可與AAN發(fā)生反應(yīng)，引起大頭菜的褐變。

蛋白質(zhì)在微生物水解酶的作用下分解成各種氨基酸，從而使大頭菜產(chǎn)生鮮味，因此AAN的含量一定程度上可代表發(fā)酵大頭菜的感官品質(zhì)[20]。由表4可知，接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜中AAN的含量隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升后下降再上升的趨勢(shì)。發(fā)酵前2 個(gè)月AAN含量上升是因?yàn)榇箢^菜在發(fā)酵前期蛋白質(zhì)的分解所產(chǎn)生的AAN的量比參與美拉德反應(yīng)被消耗的量多，且接種發(fā)酵組高于自然發(fā)酵組，這與乳酸菌分泌相關(guān)的酶有關(guān)，促進(jìn)了蛋白質(zhì)的水解，賦予產(chǎn)品良好的品質(zhì)。在發(fā)酵3～4 個(gè)月時(shí)，大頭菜進(jìn)一步充分發(fā)酵，AAN參與美拉德反應(yīng)速度加快，使其含量逐漸下降，蛋白質(zhì)降解后形成的氨基酸作為菌株發(fā)酵的氮源被利用也會(huì)導(dǎo)致氨基酸態(tài)含量下降[20]。發(fā)酵后期AAN逐漸被積累而回升，自然發(fā)酵組AAN含量要高于接種發(fā)酵組。

隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜VC含量均逐漸下降。且接種發(fā)酵大頭菜的VC含量要高于自然發(fā)酵?？赡苁怯捎诮臃N發(fā)酵大頭菜產(chǎn)酸更快，酸性環(huán)境更有利于VC的保存[21]。

接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜的乳酸菌含量在發(fā)酵過(guò)程中變化趨勢(shì)較一致，均為先逐漸增加后緩慢下降。接種發(fā)酵大頭菜中由于接種乳酸菌，乳酸菌為優(yōu)勢(shì)菌種，抑制了其他雜菌生長(zhǎng)，其發(fā)酵前2 個(gè)月生長(zhǎng)速率高于自然發(fā)酵。大腸菌群在一定程度上會(huì)影響發(fā)酵蔬菜的品質(zhì)和安全性[22-23]，因此，應(yīng)盡量降低大腸菌群數(shù)量。大腸菌群在發(fā)酵前期呈上升趨勢(shì)，這可能是由于發(fā)酵初期，發(fā)酵體系中的酸性環(huán)境尚未形成，大腸菌群的生長(zhǎng)繁殖不受抑制[24]。隨著發(fā)酵的繼續(xù)進(jìn)行，大腸菌群數(shù)量逐漸降低。由表4可知，乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜的大腸菌群數(shù)量下降速率明顯快于自然發(fā)酵組。這與接種發(fā)酵快速的產(chǎn)酸環(huán)境有關(guān)，可以更加有效地抑制大腸菌群的生長(zhǎng)。在發(fā)酵過(guò)程中，接種發(fā)酵大頭菜的大腸菌群數(shù)量低于GB 2714—2003中規(guī)定散裝醬腌菜產(chǎn)品的大腸菌群限量標(biāo)準(zhǔn)（90 MPN/100 g），因此乳酸菌發(fā)酵大頭菜是一種安全性的產(chǎn)品。

Y=0.927+0.12X1+0.074X2+0.049X4-0.131X1X3+0.135X2X3-0.084X2X4-0.385X12-0.229X22-0.184X32-0.196 X42

2.6 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中色澤的變化

表5 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中色澤的變化（x =15）Table 5 Changes in color values in kohlrabi during fermentation x ± s n = 15）

大部分研究表明腌制產(chǎn)品變色的原因很復(fù)雜，包括VC的氧化，羧氨（美拉德）反應(yīng)等非酶褐變引起的，還有少量的酶促褐變[25]。由表5可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，接種發(fā)酵組和自然發(fā)酵組的L*值均逐漸下降，表明大頭菜隨著發(fā)酵進(jìn)行白度和亮度越來(lái)越低，接種發(fā)酵組后期變化不顯著，說(shuō)明L*值逐漸趨于平穩(wěn)。在大頭菜發(fā)酵過(guò)程中，b*值呈現(xiàn)先上升后下降再上升的不規(guī)律變化趨勢(shì)。有研究表明，當(dāng)蘿卜組織被破壞（如去皮、切分等），蘿卜中的主要硫苷4-甲硫基-3-丁烯基硫代葡萄糖苷（4-mthylthio-3-butenyl glucosinolate，4-MTBG）經(jīng)芥子苷酶降解為4-甲硫基-3-丁烯基異硫氰酸酯（4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate，4-MTBI），4-MTBI很快釋放出來(lái)，其分解產(chǎn)物是黃色素的重要前體物質(zhì)[26]。由于大頭菜中存在大量的硫代葡萄糖苷，在芥子苷酶的作用下產(chǎn)生異硫氰酸酯[27-28]。所以，推測(cè)在大頭菜腌制過(guò)程中，b*值 的波動(dòng)變化與4-MTBI的分解和揮發(fā)有關(guān)，也可能與蛋白質(zhì)、氨基酸態(tài)氮與還原糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，也會(huì)使菜色的顏色加深而遮蓋了黃色的測(cè)定有關(guān)。接種發(fā)酵的大頭菜的a*值和b*值明顯高于自然發(fā)酵大頭菜，說(shuō)明與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵大頭菜的色澤更加偏紅和偏黃。與剛開始發(fā)酵時(shí)的大頭菜相比，隨著發(fā)酵時(shí)間延長(zhǎng)，△E逐漸增加，且接種發(fā)酵增長(zhǎng)速率較自然發(fā)酵緩慢，說(shuō)明接種發(fā)酵乳酸菌更有利于保持大頭菜的色澤。同時(shí)，ΔE＞2，說(shuō)明發(fā)酵前后大頭菜的色澤變化差異較大，可以從視覺(jué)上比較容易分辨[29-30]。

因此，可以說(shuō)明添加乳酸菌發(fā)酵劑對(duì)于促進(jìn)大頭菜形成金黃色或黃白色的色澤具有良好的效果。

2.7 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中硬度和果膠的變化及相關(guān)性分析

2.7.1 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中硬度和果膠的變化

硬度在一定程度上說(shuō)明了發(fā)酵制品的發(fā)酵程度和口感。在發(fā)酵過(guò)程中，若硬度下降過(guò)快，則會(huì)嚴(yán)重影響發(fā)酵制品的口感。所以，有必要對(duì)發(fā)酵大頭菜進(jìn)行硬度分析。大頭菜原料經(jīng)過(guò)晾曬、加鹽脫水后，硬度下降。由表6可知，在發(fā)酵過(guò)程中，接種發(fā)酵大頭菜硬度開始呈上升趨勢(shì)，在發(fā)酵2 個(gè)月時(shí)開始下降，并且后期變化不是很顯著。接種發(fā)酵大頭菜硬度出現(xiàn)上升的原因可能是大頭菜發(fā)酵為半干態(tài)發(fā)酵，乳酸菌前期發(fā)酵速率較快，容易造成水分的損失，進(jìn)而影響硬度。之后硬度緩慢下降的原因主要是由于發(fā)酵過(guò)程中，由于果膠物質(zhì)的溶解和非酶降解作用，使大頭菜硬度降低。

表6 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中硬度和果膠的變化Table 6 Changes in hardness and pectin content of kohlrabi during fermentaattiioonn

Sila等[31]研究表明，水果和蔬菜的質(zhì)構(gòu)特性很大程度上決定于細(xì)胞壁中果膠物質(zhì)的組成和含量。因此，研究大頭菜在發(fā)酵過(guò)程中果膠組分的變化對(duì)于了解其質(zhì)構(gòu)特性的變化機(jī)理有著重要的作用。由圖3可知，原果膠含量均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)而上升，而水溶性果膠含量則反之。原果膠在果膠酶的作用下，水解成了果膠和果膠酸。同時(shí)，大頭菜腌制過(guò)程中，由于Na＋置換而除去了原果膠中起交聯(lián)作用的Ca2＋和Mg2＋，加上原果膠酶的作用，就導(dǎo)致了原果膠與半纖維素結(jié)合和原果膠的降解，生成水溶性果膠，從而使原果膠含量下降，水溶性果膠含量上升。接種發(fā)酵中原果膠含量比自然發(fā)酵中下降的快，可能是由于接種發(fā)酵中微生物的存在，使得榨菜中果膠成分逐漸被其分解利用，以維持其自身的生命活動(dòng)。接種發(fā)酵水溶性果膠后期含量比自然發(fā)酵低，有可能是水溶性果膠進(jìn)一步水解為果膠酸和甲醇等產(chǎn)物造成的。水溶性果膠的水解會(huì)使細(xì)胞彼此分離，組織變軟，從而影響產(chǎn)品的質(zhì)量[32]。

2.7.2 大頭菜發(fā)酵過(guò)程中硬度和果膠的相關(guān)性分析

在表6結(jié)果基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究大頭菜發(fā)酵過(guò)程中果膠與硬度的相關(guān)性對(duì)于更詳細(xì)了解其質(zhì)構(gòu)特性的變化機(jī)理有著重要的作用。相關(guān)性分析主要是考察兩個(gè)變量之間線性關(guān)系的一種統(tǒng)計(jì)分析方法。本實(shí)驗(yàn)對(duì)大頭菜發(fā)酵過(guò)程中硬度與果膠的關(guān)系進(jìn)行初探。由SPSS 19分析硬度與果膠的Pearson’s相關(guān)性可知，接種發(fā)酵大頭菜硬度與原果膠成顯著正相關(guān)（R＝0.757），與水溶性果膠成負(fù)相關(guān)（R＝－0.700），但相關(guān)性不顯著。自然發(fā)酵大頭菜硬度與原果膠成極顯著正相關(guān)（R＝0.944），與水溶性果膠成極顯著負(fù)相關(guān)（R＝－0.960）。

圖3 大頭菜接種發(fā)酵（A）和自然發(fā)酵（B）條件下硬度與果膠含量相關(guān)性分析Fig. 3 Correlation analysis between hardness and pectin content in kohlrabi during inoculated fermentation (A) and natural fermentation (B)

在自然發(fā)酵大頭菜中，硬度的變化與其果膠含量的變化呈現(xiàn)較好的相關(guān)性，說(shuō)明大頭菜在自然發(fā)酵過(guò)程中硬度的變化與其果膠含量的變化具有密切關(guān)系，與周情操等[33]研究的豇豆在腌制過(guò)程中的質(zhì)構(gòu)變化與果膠含量和組成相關(guān)相符。比較發(fā)酵大頭菜中不同果膠組分與硬度變化的相關(guān)性，結(jié)果表明自然發(fā)酵大頭菜中原果膠和水溶性果膠與硬度之間的相關(guān)性均高于接種發(fā)酵大頭菜中果膠與硬度之間的相關(guān)性，而且接種發(fā)酵中硬度與水溶性果膠相關(guān)性不顯著。因此，可以推測(cè)乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜中質(zhì)構(gòu)特性的變化機(jī)理更加復(fù)雜和多樣。接種發(fā)酵大頭菜中原果膠對(duì)發(fā)酵大頭菜的相關(guān)性高于水溶性果膠，說(shuō)明原果膠對(duì)乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜中質(zhì)構(gòu)的變化起主要作用。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)添加乳酸菌發(fā)酵大頭菜，以自然發(fā)酵大頭菜為對(duì)照，研究乳酸菌對(duì)大頭菜感官、理化和微生物指標(biāo)的影響。通過(guò)SPSS 19對(duì)接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜出壇時(shí)的產(chǎn)品進(jìn)行感官指標(biāo)和理化指標(biāo)分析，并結(jié)合接種發(fā)酵和自然發(fā)酵大頭菜發(fā)酵過(guò)程中各指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)乳酸菌發(fā)酵對(duì)大頭菜產(chǎn)品的品質(zhì)具有重要的影響，主要表現(xiàn)為：添加乳酸菌對(duì)產(chǎn)品的感官性質(zhì)具有顯著的影響，出壇時(shí)，與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵的香氣和滋味有明顯提高；添加乳酸菌對(duì)產(chǎn)品的總酸、亞硝酸鹽、咀嚼性、黏性、還原糖、氨基酸態(tài)氮、VC、硬度和果膠含量都有顯著的影響，而對(duì)產(chǎn)品的色澤、彈性和內(nèi)聚性影響不大。添加乳酸菌對(duì)微生物指標(biāo)有明顯影響，與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵可明顯加快乳酸菌生長(zhǎng)速率，有效降低大腸菌群含量。因此，添加乳酸菌發(fā)酵劑可以明顯影響大頭菜產(chǎn)品的品質(zhì)。

通過(guò)對(duì)大頭菜發(fā)酵過(guò)程中硬度與果膠的相關(guān)性進(jìn)行初探，得出乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜發(fā)酵過(guò)程中硬度與原果膠成顯著正相關(guān)，與水溶性果膠成負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性不顯著。因此，表明與水溶性果膠相比，原果膠對(duì)乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜中質(zhì)構(gòu)的變化起主要作用。關(guān)于接種發(fā)酵大頭菜發(fā)酵過(guò)程中質(zhì)構(gòu)特性的變化機(jī)理有待進(jìn)一步深入研究。

綜上，添加乳酸菌發(fā)酵劑改進(jìn)大頭菜發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量是安全可行的，不僅可以縮短產(chǎn) 品的生產(chǎn)周期，還可以提高產(chǎn)品品質(zhì)及安全性，符合現(xiàn)代化發(fā)酵蔬菜的發(fā)展趨勢(shì)。乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜中質(zhì)構(gòu)特性的變化機(jī)理更加多樣和復(fù)雜。接種發(fā)酵大頭菜中原果膠對(duì)發(fā)酵大頭菜的相關(guān)性高于水溶性果膠，說(shuō)明原果膠對(duì)乳酸菌接種發(fā)酵大頭菜中質(zhì)構(gòu)的變 化起主要作用。

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Effect of Lactic Acid Bacterial Fermentation on the Quality of Kohlrabi

HONG Bing1, ZENG Xuzhen2, LI Amin1, YANG Ruilian1, JIANG Heti1,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Willie Agricultural Development Co. Ltd., Chongqing 404700, China)

The effect of fermentation with a mixed starter culture of lactic acid bacteria on sensory, physicochemical and microbial properties of kohlrabi pieces was examined, and the correlation between the hardness and pectin content of fermented kohlrabi was discussed. Results showed that lactic acid bacterial fermentation had a significant impact on sensory and microbial properties of kohlrabi as indicated by improved aroma and taste and effectively reduced coliform group. The fermentation also had a significant influence on the contents of total acid and nitrite, chewiness, viscosity, the contents of reducing sugar, amino acid nitrogen and VC, hardness and pectin content in kohlrabi, but exerted only marginal effects on color, elasticity and cohesiveness. Moreover, after fermentation for 3 months, the sensory evaluation score of the fermented product was 94.0, and nitrite content and the number of coliform bacteria were 1.43 mg/kg and < 30 MPN/100 g, respectively. This strategy could significantly shorten the production cycle and improve the product quality and safety. During fermentation, the hardness was signifi cantly positively correlated with protopectin, and negatively correlated with water-soluble pectin, indicating that the mechanism for the changes in textural properties became more diverse and complicated.

lactic acid bacteria; inoculated fermentation; kohlrabi; quality; hardness; pectin

10.7506/spkx1002-6630-201611026

TS255.5

A

1002-6630（2016）11-0147-07

洪冰, 曾許珍, 李阿敏, 等. 乳酸菌接種發(fā)酵對(duì)大頭菜品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(11): 147-153. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201611026. http://www.spkx.net.cn

HONG Bing, ZENG Xuzhen, LI Amin, et al. Effect of lactic acid bacterial fermentation on the quality of kohlrabi[J]. Food Science, 2016, 37(11): 147-153. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201611026. http://www.spkx.net.cn

2015-07-26

重慶市“121”科技支撐示范工程項(xiàng)目（cstc2013jcsf-jcssX0033）

洪冰（1989—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)槭称钒踩c質(zhì)量控制。E-mail：iceswu@163.com

*通信作者：蔣和體（1963—），男，教授，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工。E-mail：jheti@126.com