逆流脫鹽工藝對榨菜品質(zhì)及鹽漬液的影響

趙 丹 張祥鵬 張 磊 趙天天 秦春青 李朝盛 劉 雄,

(1. 西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，重慶 401331；3. 重慶市特色泡菜科技專家大院，重慶 408000)

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逆流脫鹽工藝對榨菜品質(zhì)及鹽漬液的影響

趙 丹1張祥鵬1張 磊2趙天天1秦春青1李朝盛3劉 雄1,3

(1. 西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2. 重慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，重慶 401331；3. 重慶市特色泡菜科技專家大院，重慶 408000)

以腌制好的鹽坯榨菜為原料，傳統(tǒng)的脫鹽處理方法作對照，研究三級逆流梯度脫鹽工藝對榨菜脫鹽處理后品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：榨菜采用三級逆流梯度脫鹽方法[總菜水比為1∶2(g/mL)，三級濃度梯度菜水比1∶2(g/mL)，3 min；二級濃度梯度菜水比1∶1(g/mL)，3 min；一級濃度梯度即清水處理組菜水比1∶1(g/mL)，3 min]處理后榨菜品質(zhì)最好，處理后的榨菜含鹽量為6.0%，總酸3.4 g/kg，氨基酸總量664 mg/100 g，風(fēng)味物質(zhì)為53種；處理后的終極脫鹽液中鹽分3.2%，總酸1.76 g/kg，氨基酸總量80.3 mg/100 g，可用于榨菜醬油的加工。該脫鹽處理方法的脫鹽效果好、對榨菜品質(zhì)影響小、可減少脫鹽過程中的用水量同時緩解污水處理壓力。

榨菜；梯度脫鹽；品質(zhì)

腌制后的榨菜風(fēng)味好、口味佳且營養(yǎng)豐富，深受廣大消費者的喜歡[1]。但是腌制后榨菜含鹽量高，不能滿足當(dāng)前人們低鹽攝入量的健康生活方式[2-3]。因此，榨菜在流入市場以前需要經(jīng)過不同程度的脫鹽處理。榨菜傳統(tǒng)的脫鹽工藝分為靜水脫鹽和流水脫鹽。李賢[4]認為在脫鹽過程中加入0.10%的CaCl2對榨菜有較好的保脆效果。劉青梅等[5]認為，臭氧水在靜水脫鹽過程中，可以殺菌，降低亞硝酸鹽含量、保持榨菜的硬度和脆度、降低榨菜中的農(nóng)藥含量。張玉[6]認為靜水脫鹽中影響因素的主次為：榨菜規(guī)格、浸泡時間、料水比、浸泡溫度。在流水脫鹽中，除靜水脫鹽的影響因素外，流水的流速、溶液濃度、攪拌速度等對脫鹽效果也有影響[7]。

以上研究多注重影響榨菜脫鹽效果的因素和如何保脆，卻忽視了脫鹽過程中榨菜的營養(yǎng)物質(zhì)損耗和脫鹽廢水給社會和廠家?guī)淼膲毫?。目前已有的鹽漬水治理方法包括物理法、生化處理法和注入新鮮水法；電滲析、膜過濾等物理法處理成本太高，生產(chǎn)廠家無法承受；由于廢水含鹽量高，微生物的生長繁殖受到嚴重影響使得生化方法可行性較低，難以達到治理目的；部分企業(yè)采用新鮮水注入法，但是采用該方法處理榨菜會消耗大量的水資源給榨菜企業(yè)污水處理方面帶來巨大的壓力，阻礙泡菜行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[8-9]。本試驗擬在前人脫鹽工藝研究[4-7]的基礎(chǔ)上，從脫鹽量、榨菜品質(zhì)、營養(yǎng)、風(fēng)味等方面改進脫鹽工藝，旨在研究一種新型的脫鹽方式，以期降低榨菜的含鹽量、保持榨菜的營養(yǎng)品質(zhì)，又可將脫鹽后的廢水轉(zhuǎn)化為榨菜的副產(chǎn)品榨菜醬油。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

腌漬成熟的榨菜：鹽含量12.99%，總酸含量7.58 g/kg，氨基酸總量1 353.38 mg/100 g，風(fēng)味物質(zhì)共68種，涪陵辣妹子食品集團有限公司；

鹽酸：優(yōu)級純，重慶川東化工有限公司；

1.2 主要的儀器和設(shè)備

全自動氨基酸分析儀：L-8900型，日本日立公司；

氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀：GC—MS-QP-Z010PLUS型，日本島津公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 榨菜脫鹽工藝流程

原料榨菜整理(去根)→切分(控制榨菜的規(guī)格10 mm×5 mm×5 mm)→二級濃度液脫鹽→一級濃度液脫鹽→清水脫鹽→測定指標(含鹽量、總酸、氨基酸、風(fēng)味物質(zhì))

調(diào)查顯示，創(chuàng)業(yè)的動機包括獲得財富、自我實現(xiàn)、親友支持、社會支持，創(chuàng)業(yè)動機與少數(shù)民族大學(xué)生創(chuàng)業(yè)能力正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.72，其中，自我價值實現(xiàn)與創(chuàng)業(yè)力相關(guān)性最顯著。

1.3.2 不同料水比梯度脫鹽處理 采用處理榨菜兩次的水作為二級梯度脫鹽液，處理榨菜一次的水作為一級梯度脫鹽液，最終處理的溶液為清水。清水處理榨菜后變?yōu)橐患壧荻纫海嫉囊患壧荻纫禾幚碚ゲ撕笞優(yōu)槎壧荻纫?，原始的二級梯度液?jīng)過再一次的脫鹽處理成為終極脫鹽液，此時鹽和營養(yǎng)物質(zhì)濃縮，更有利于榨菜醬油的加工。如此往復(fù)、循環(huán)利用(見圖1)。

圖1 榨菜逆流梯度脫鹽工藝流程圖

設(shè)置3組試驗：一、二、三梯度的處理料水比(g/mL)分別為1∶1，1∶1，1∶2(112組)；1∶2，1∶1，1∶1(211組)；1∶1，1∶2，1∶1(121組)。檢測樣品的鹽分、總酸、風(fēng)味物質(zhì)、氨基酸含量。以傳統(tǒng)的工業(yè)脫鹽方法作為對照組，工藝條件為菜水比1∶3(g/mL)，時間10 min，溫度為30 ℃。

1.4 理化指標測定

1.4.1 鹽分的測定 按GB/T 12457—2008《食品中氯化鈉的測定》的直接滴定法執(zhí)行。

1.4.2 總酸的測定 按GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》的酸堿滴定法執(zhí)行。

1.4.3 風(fēng)味物質(zhì)的測定 根據(jù)文獻[10]，修改如下：稱取樣品50 g，置于500 mL的蒸餾燒瓶中，加入100 mL去離子水，置于SDE裝置的一端；于250 mL的蒸餾燒瓶中加二氯甲烷50 mL，置于SDE裝置的另一端。樣品液加熱處理保持微沸狀態(tài)，二氯甲烷端于40 ℃水浴中加熱連續(xù)蒸餾萃取1 h。萃取液置于-10 ℃冰箱中脫水干燥一晝夜，過濾，得到揮發(fā)性組分樣品，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮至2 mL，得到揮發(fā)性組分濃縮液供GC/MS分析。

氣相色譜條件升溫程序：60 ℃保持3 min，以15 ℃/min升至80 ℃，保持0 min，以6 ℃/min升至200 ℃，保持3 min，以10 ℃/min升至230 ℃，保持 3 min。進樣量5 μL；載氣：He；氣化室溫度200 ℃；分流比20∶1。色譜柱：DB-5 MS石英毛細管柱(30 m×0.25 mm，0.25 μm)。

質(zhì)譜條件離子化方式：EI離子源，GC/MS接口溫度：200 ℃；離子源溫度：200 ℃；電子能量：70 eV；發(fā)射電流：60 μA；電子倍增器電壓：900 V；質(zhì)量掃描范圍：20～500 u。

1.4.4 氨基酸含量的測定 依據(jù)文獻[11]修改如下：取10 g左右的榨菜，在研缽中磨碎。準確稱取試樣 2 g。加入少量 0.02 mol/L HCl 溶液溶解樣品，轉(zhuǎn)移至容量瓶(50 mL) 中，然后用 0.02 mol/L HCl 溶液定容至刻度，搖勻。用移液器移取配制好的溶液1 mL置于10 mL 容量瓶中，用 0.02 mol/L HCL 溶液定容至刻度，搖勻。將稀釋后的樣品溶液用0.22 μm 濾膜過濾，上機檢測。

1.4.5 數(shù)據(jù)處理方法 采用Excel 2007和SPSS 22.0對試驗數(shù)據(jù)進行作圖及統(tǒng)計分析，差異顯著性(P<0.05)用不同字母(a/b)表示。對于氣味物質(zhì)分析中的未知化合物采用計算機檢索NIST08質(zhì)譜圖庫檢索定性；化合物相對含量采用峰面積歸一法進行定量。

2 結(jié)果與分析

2.1 梯度脫鹽處理對榨菜總酸的影響

食品中有機酸含量的多少，直接影響食品的風(fēng)味、色澤、穩(wěn)定性和品質(zhì)的高低。榨菜中的總酸(以乳酸計)太高，榨菜偏酸、口感不好，甚至?xí)a(chǎn)生酸敗現(xiàn)象；總酸太低，食品容易變質(zhì)。DBS50/ 016—2014《食品安全地方標準 傳統(tǒng)風(fēng)干榨菜》規(guī)定榨菜總酸含量≤1.5 g/100 g，因此在該標準的范圍內(nèi)，總酸含量越高越好。由圖2可知，榨菜經(jīng)過不同處理組處理后，所有處理組中總酸含量都符合生產(chǎn)要求，并且總酸含量有不同程度的降低；梯度脫鹽組總酸的含量都小于對照組，差異顯著(P<0.05)，即對照組對于總酸的保持效果最好。從榨菜總酸含量單方面分析，梯度脫鹽對榨菜的護酸能力不如傳統(tǒng)脫鹽方式。原因是雖然梯度脫鹽相對于對照組總用水量少，但是脫鹽過程中接觸水的總體積卻比傳統(tǒng)脫鹽的大，因此酸的損失會更多。

2.2 梯度脫鹽處理對榨菜鹽含量的影響

由圖3可知，榨菜脫鹽后鹽分含量依次為：對照組>121組>112組>211組，梯度脫鹽處理組的榨菜含鹽量明顯低于對照處理組的，且梯度脫鹽組與對照組鹽分含量差異顯著(P<0.05)。211組的含鹽量(6.00%)顯著低于對照組(7.69%)，說明211處理組的脫鹽效果好于對照組。

字母不同表示兩者有顯著差異( P<0.05)

字母不同表示兩者有顯著差異( P<0.05)

2.3 榨菜揮發(fā)性風(fēng)味成分

榨菜因其獨特的味道而備受消費者喜歡，減少風(fēng)味物質(zhì)在榨菜脫鹽過程中的損失尤其重要。經(jīng)過GC/MS分析，不同處理組其風(fēng)味物質(zhì)的含量不同。

分析其風(fēng)味物質(zhì)成分表可以看出幾種處理組相同的風(fēng)味物質(zhì)有36種，其中硫類物質(zhì)共4種，公有的硫類物質(zhì)有3種，基本含量為1.99%～7.88%，含量相對較高，且其嗅感閾值很低，因此有機硫化物大多有強烈的氣味，對榨菜的香味有重要影響[12]；酰胺類物質(zhì)含量為12.6%～25.5%，雖然含量很高但是由于自身基本無味所以對榨菜的香氣形成的作用不大。各處理組的峰圖見圖4，各物質(zhì)的含量見表1。

所有脫鹽處理組中風(fēng)味物質(zhì)種類211組>112組>121組>對照組。酯類對于榨菜的香味形成非常重要，榨菜發(fā)酵的后熟階段，酯化反應(yīng)是風(fēng)味物質(zhì)產(chǎn)生的主要反應(yīng)之一，產(chǎn)生較多的酯類物質(zhì)，賦予榨菜特殊的香味[13]。對照組中酯類的相對含量低于梯度脫鹽組，且酯類物質(zhì)的種類含量：211組>121組>112組>對照組。榨菜是一種發(fā)酵食品，酸類物質(zhì)是榨菜發(fā)酵后形成榨菜風(fēng)味的重要物質(zhì)，從數(shù)據(jù)可以看出，酸類的相對含量很高，且閾值較低，因此對榨菜的風(fēng)味貢獻作用較大，對其滋味和香味的形成都有較大的影響。酸類物質(zhì)的含量依次為：112組>121組>211組>對照組。醛類味感閾值很低[14]，賦予食品香氣能力強，211處理組的醛類有8種，比對照組多出3種，各組物質(zhì)的種類數(shù)見表2。

圖4 測定組的總離子流圖

表1 榨菜揮發(fā)性風(fēng)味成分表

續(xù)表1

表2 榨菜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)種類表

2.4 脫鹽榨菜和浸泡液中氨基酸含量

氨基酸是榨菜的重要營養(yǎng)成分，氨基酸含量的高低代表著榨菜營養(yǎng)成分的多少。由表3可知，榨菜脫鹽過程中有大量氨基酸損失。對比梯度脫鹽和傳統(tǒng)脫鹽方法可以看出梯度脫鹽處理組的榨菜總氨基酸含量基本高于傳統(tǒng)脫鹽法，即梯度脫鹽處理組對于保持榨菜脫鹽處理后總氨基酸的含量具有較好的效果。食品中氨基酸的種類是感官呈味的一項重要指標，大多數(shù)氨基酸及其鹽有甜味或苦味，少數(shù)幾種有鮮味或酸味[15]，學(xué)術(shù)上經(jīng)常將谷氨酸、天冬氨酸、苯丙氨酸、丙氨酸、甘氨酸和酪氨酸稱為呈味氨基酸，它們的存在會使榨菜及發(fā)酵后的榨菜醬油產(chǎn)生獨特的風(fēng)味，且呈味氨基酸含量越高醬油的品質(zhì)越好。在梯度脫鹽組內(nèi)氨基酸總含量121組>211組>112組，即在梯度處理組中二級濃度梯度處理時[菜水比為1∶2(g/mL)]對于保持脫鹽后榨菜的總氨基酸具有較好的效果。對比梯度脫鹽處理組內(nèi)三級濃度梯度脫鹽液中氨基酸的含量，可以看出112組>121組>211組>對照組，且梯度脫鹽液中氨基酸的含量是傳統(tǒng)脫鹽浸泡液的2倍多。

表3 脫鹽榨菜和浸泡液中氨基酸含量

與脫鹽處理后的榨菜相比，榨菜水中含有一定量的脯氨酸。此現(xiàn)象說明在脫鹽的過程中脯氨酸會全部流失，梯度脫鹽工藝對脯氨酸可以達到完全濃縮，并且脯氨酸屬于疏水性氨基酸，主要呈甜味，對榨菜醬油獨特風(fēng)味的形成具有重要的意義。

2.5 脫鹽后榨菜水(三級梯度脫鹽液)的營養(yǎng)成分

梯度脫鹽組對比于對照組，三級梯度脫鹽液中鹽、總酸及總氨基酸都得到了濃縮，且氨基酸的總量大于對照組的2倍；由于多次脫鹽，鹽分和總酸的含量大于其3倍。營養(yǎng)物質(zhì)自然濃縮，有利于榨菜醬油的加工[6]，三級梯度脫鹽液的營養(yǎng)成分含量見表4。

3 結(jié)論

采用梯度脫鹽方式處理榨菜后，根據(jù)榨菜的品質(zhì)選出最優(yōu)的處理條件：211處理組即總菜水比(g/mL)為1∶2(二級濃度梯度菜水比1∶2，3 min；一級濃度梯度菜水比1∶1，3 min；最后一級清水處理組菜水比1∶1，3 min)處理組榨菜脫鹽后品質(zhì)最好。脫鹽處理后榨菜的含鹽量為6.0%，總酸3.4 g/kg，氨基酸總量664 mg/100 g，風(fēng)味物質(zhì)為53種。而傳統(tǒng)脫鹽處理組脫鹽處理后榨菜的含鹽量為7.69%，總酸4.81 g/kg，氨基酸總量597.55 mg/100 g，風(fēng)味物質(zhì)為42種。梯度脫鹽處理組的榨菜品質(zhì)優(yōu)于傳統(tǒng)脫鹽組，梯度脫鹽工藝是榨菜脫鹽工藝上的一個進步。

表4 脫鹽后榨菜水(三級梯度脫鹽液)的營養(yǎng)成分含量

梯度脫鹽處理后終極脫鹽液營養(yǎng)成分高，對鹽分、總酸和氨基酸都起到濃縮效果。梯度脫鹽處理榨菜后既能保持榨菜的風(fēng)味又可以增加榨菜脫鹽液中氨基酸和鹽分濃度，其中三級梯度脫鹽液的氨基酸總量高于對照處理組2.5倍左右，鹽分的濃度高于對照處理組3倍左右。天然的濃縮過程減少了榨菜醬油制造前的工藝、降低了加工成本，并且將榨菜脫鹽用水量從菜水比1∶3(g/mL)降低到1∶2(g/mL)，每年可節(jié)省水6.775×108t，緩解了企業(yè)處理廢水的壓力。但是該方法目前只停留在實驗室層面，如何運用于車間化生產(chǎn)仍然是需面對的重要難題，為了使該方法用于生產(chǎn)中，還需要多次試驗進行研究。

[1] 曾凡坤, 王中風(fēng), 吳永嫻, 等. 傳統(tǒng)涪陵榨菜工業(yè)化生產(chǎn)工藝研究[J]. 中國食品學(xué)報, 2004, 4(1): 24-29.

[2] 王慶喜. 減少食鹽的攝入量與減少心臟病發(fā)生的奉獻風(fēng)險有關(guān)[J]. 心血管病曼防治知識, 2007, 7(7): 28.[3] 劉雪源. 中式烹飪過程食品安全研究進展[J]. 食品與機械, 2013, 29(6): 262-266.

[4] 李賢, 范露, 熊善柏, 等. 腌制大頭菜脫鹽工藝優(yōu)化與保脆研究[J]. 中國調(diào)味品, 2012, 37(12): 71-74.

[5] 劉青梅, 楊性民, 楊留明, 等. 臭氧水在鹽漬蔬菜脫鹽工藝中應(yīng)用的研究[J]. 食品工業(yè)科技, 2004(6): 57-59.

[6] 張玉. 榨菜脫鹽工藝條件的研究[J]. 食品與發(fā)酵科技, 2008, 44(5): 39-41.

[7] 呂聯(lián)通, 王弘, 劉明, 等. 鹽漬蔬菜間歇式脫鹽過程機理模式[J]. 四川大學(xué)學(xué)報: 工程科學(xué)版, 1995(6): 40-43.

[8] 陳婷, 鄒雪梅, 陳華春, 等. 涪陵榨菜工業(yè)廢水治理對策初探[J]. 南方農(nóng)業(yè), 2007, 7(7): 63-65.

[9] 李潔芝, 王艷麗. 張其圣, 等. 蔬菜預(yù)處理和鹽漬新工藝對泡菜生產(chǎn)用鹽量的影響研究[J]. 食品與發(fā)酵科技, 2014, 50(2): 13-15.

[10] 賀云川, 李敏. 同時蒸餾萃取—氣質(zhì)聯(lián)機分析壇裝風(fēng)脫水榨菜揮發(fā)性成分[J]. 中國調(diào)味品, 2010, 35(10): 116-119.

[11] 蓋麗娟, 劉永剛. 氨基酸分析儀測定玉米漿中17種游離氨基酸的不確定度評定[J]. 食品工業(yè)科技, 2014, 35(7): 303-307.

[12] 李明浩, 胡璇, 夏延斌. 剁椒坯鹽水醬油與普通醬油香氣特征比較分析[J]. 食品與機械, 2011, 27(5): 58-62.

[13] 丁曄, 劉敦華, 雷建剛, 等. 不同處理羊羔肉揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的比較及主成分分析[J]. 食品與機械, 2013, 29(3): 16-20.

[14] LIU Ming-chun, LI Zheng-guo, DENG Wei, et al. Changes in volatile compounds of pickled mustard tuber ( Brassica juncea, var. tsatsai ) during the pickling process[J]. International Journal of Food Science & Technology, 2009, 44(11): 2 278-2 286.

[15] 武彥文, 歐陽杰. 氨基酸和肽在食品中的呈味作用[J]. 中國調(diào)味品, 2001(1): 21-24.

Effects of countercurrent desalination process to the pickled mustard tubers and saline solution

ZHAOdan1ZHANGXiang-peng1ZHANGLei1ZHAOTian-tian1QINChun-qing1LIChao-sheng2LIUXiong1,2

(1.CollegeofFoodScience,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;2.CollegeofLifeScience,ChongqingNormalUniversity,Chongqing401331,China;3.ChongqingSpecialtyTuberMustardTechnologyExpertsCompound,Chongqing408000,China)

Compared to the traditional desalination process, the effect of three-stage countercurrent gradient desalination on the quality of the pickled mustard tubers was studied. The results showed that the quality of the pickled mustard tubers treated by three-stage countercurrent desalination was better than others. It was found that the total radios of pickled mustard tubers and water was 1∶2(g/mL), 1∶1(g/mL), and 1∶1(g/mL) in the reaction level 3, 2 and 1, respectively, desalting for 3 min, and the level 1 was confirmed to be the best reaction among the three ones. In this case, the content of salt, total acid and total amino acid in the pickled mustard tubers were 6.0%, 3.4 g/kg, and 664 mg/100 g, respectively, and 53 kinds of flavor substances were detected. The content of salt, total acid and total amino acid in the final saline solution were 3.2%, 1.76 g/kg, and 80.3 mg/100 g, respectively. Therefore, the final saline solution could be used for the process of mustard tubers sauce. In conclusion, this desalination process turned out to be more effective than the traditional one, and the quality of the pickled mustard tubers in this reaction was better than those in others. Moreover, it could help to reduce the water consumption during the process and then could alleviate the pressure of sewage treatment.

tuber mustard; desalination; quality

趙丹，女，西南大學(xué)在讀碩士研究生。

劉雄(1970—)，男，西南大學(xué)教授，博士。

E-mail: liuxiong848@hotmail.com

2016-07-06

10.13652/j.issn.1003-5788.2016.10.039