真空浸漬對大頭菜腌制過程中品質(zhì)變化的影響

李 慧，周 芬，潘思軼，徐曉云*

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，環(huán)境食品學(xué)教育部重點實驗室，湖北 武漢 430070）

大頭菜又稱“孔明菜”，歷史悠久，味道鮮美，是深受人們喜愛的醬腌菜之一[1-3]。大頭菜營養(yǎng)價值較高，含有豐富的維生素、微量元素、糖類和蛋白質(zhì)，但是由于具有強烈的芥辣味并稍帶苦味，不適合鮮食。大頭菜根皮厚而硬、肉質(zhì)緊密堅實、水分少，適合于腌制發(fā)酵后食用[4]。傳統(tǒng)腌制工藝襄陽大頭菜經(jīng)過“三腌、五鹵、六曬”制得，醬香濃郁，香脆可口，生津開胃[5-6]。但傳統(tǒng)工藝中“五鹵、六曬”工藝耗時長達(dá)5 個月左右，生產(chǎn)效率低下，嚴(yán)重制約襄陽大頭菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因而，有必要對襄陽大頭菜的制備工藝進(jìn)行探究，以開發(fā)一種能夠縮短腌制周期的工藝技術(shù)。

真空浸漬技術(shù)是一種能快速提高浸漬速率的技術(shù)，原理是水動力學(xué)與變形松弛現(xiàn)象[7-8]。國內(nèi)外應(yīng)用真空浸漬技術(shù)處理食品原料已經(jīng)有很多研究。Chiralt等[9]研究了肉、魚和奶酪的真空浸漬過程，真空浸漬能顯著縮短鹽漬時間，產(chǎn)品的鹽增加速率比失水率大；Chenlo等[10]研究了用氯化鈉溶液對栗真空浸漬干燥中的傳質(zhì)過程，發(fā)現(xiàn)低溫（25 ℃）條件下，當(dāng)氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為22%時，栗的品質(zhì)最好，表明腌制液的鹽含量對產(chǎn)品品質(zhì)有較大影響；羅環(huán)等[11]利用間歇真空浸漬的方法制作醉魚，可實現(xiàn)快速入味。真空浸漬技術(shù)在縮短腌制食品生產(chǎn)周期的同時能夠保持食品品質(zhì)。

本研究以“三腌”后襄陽大頭菜為研究對象，擬采用真空浸漬技術(shù)加快大頭菜腌制速度，提高生產(chǎn)效率。以傳統(tǒng)工藝中常壓浸漬作為對照，分析不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)鹽的浸漬液真空浸漬處理大頭菜對腌制過程中大頭菜理化性質(zhì)、揮發(fā)性成分的影響，以期為縮短襄陽大頭菜腌制周期提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“三腌”襄陽大頭菜 湖北妞妞食品有限公司；無碘食用鹽 湖北鹽業(yè)集團(tuán)有限公司；鉻酸鉀、硝酸銀、氯化鈉（均為分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

DZ-1BCII真空箱、WHL-45B熱風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司；TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀 超技儀器有限公司；CR-400色差計 日本柯尼卡美能達(dá)公司；752紫外分光光度計 上海光譜儀器有限公司；57330-U頂空固相微萃取手柄、50/30 μm二乙基苯/碳分子篩/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）頂空固相微萃取纖維頭 北京康林科技有限責(zé)任公司；6890N-5975B氣相色譜-質(zhì)譜儀 美國安捷倫公司。

1.3 方法

1.3.1 真空浸漬工藝流程

新鮮大頭菜→整理→初腌→一次轉(zhuǎn)缸→二腌→二次轉(zhuǎn)缸→三腌→抽真空（真空度0.08 MPa，抽真空5 min）→真空浸漬（3 種不同含鹽量浸漬液）→大頭菜成品。

采用“三腌”后大頭菜進(jìn)行真空浸漬，襄陽大頭菜傳統(tǒng)腌制工藝中，浸漬液中鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28%，真空浸漬的浸漬液含鹽量分別調(diào)整至15%、20%、28%。

對照組為“三腌”后大頭菜在常壓條件下用含鹽量28%的浸漬液進(jìn)行腌制。

1.3.2 理化指標(biāo)測定

腌制開始后，每隔15 d取樣測定大頭菜的各項理化指標(biāo)，取樣后再次抽真空，保持真空度在0.08 MPa，檢測指標(biāo)包括硬度、脆度、色度、氯化鈉含量、水分含量、總酸含量、氨基酸態(tài)氮含量、亞硝酸鹽含量。

硬度和脆度測定[12]：利用TA.XT plus型物性測試儀測定，將大頭菜切成均勻大小的方塊，采用P/2N探頭，在TPA模式下測定，參數(shù)：預(yù)壓速率1.00 mm/s，下壓速率0.5 mm/s，壓后上行速率1.00 mm/s，2 次壓縮中間停頓5 s，觸發(fā)力值0.1 N，壓縮程度95%。以第1峰的力值為大頭菜硬度（g），以第1峰的力值與運行時間的比值計為大頭菜脆度（g/s）。

色度測定[13]：采用CR-400型色差計測定，將大頭菜的切成規(guī)則的四方形，表面平整，按照色差計的使用方法，測定大頭菜的L*、a*、b*值，以及與傳統(tǒng)工藝中常壓浸漬大頭菜的色差值ΔE，按下式計算：

氯化鈉含量測定：參照GB 5009.44—2016《食品中氯化物的測定》間接沉淀滴定法[14]；水分含量測定：參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》常壓烘箱干燥法[15]；總酸含量測定：參照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》酸堿滴定法[16]；氨基酸態(tài)氮含量測定：參照GB 5009.235—2016《食品中氨基酸態(tài)氮的測定》酸度計法[17]。亞硝酸鹽含量的測定：參照GB 5009.33—2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》分光光度法[18]。

1.3.3 揮發(fā)性成分的測定[19-20]

頂空固相微萃取條件：取6.00 g大頭菜剪碎，放入15 mL的頂空進(jìn)樣瓶中，在磁力攪拌鍋中70 ℃平衡15 min，然后萃取40 min后，插入進(jìn)樣口，解吸5 min。

色譜條件：HP-5MS色譜柱（30 m×0.25 mm，0.25 μm）；升溫程序：40 ℃保持1 min，以5 ℃/min升溫到130 ℃，再以8 ℃/min升溫到200 ℃，最后以12 ℃/min升溫到25 0 ℃，保持7 m i n；載氣為氦氣，流速1.2 mL/min；進(jìn)樣口溫度250 ℃。

質(zhì)譜條件：電子電離源；離子源溫度230 ℃；四極桿溫度150 ℃；質(zhì)量掃描范圍m/z 55～550。

樣品經(jīng)過氣相色譜-質(zhì)譜分析，得到揮發(fā)性物質(zhì)的質(zhì)譜圖，經(jīng)過與標(biāo)準(zhǔn)圖庫NIST 05檢索匹配，及相關(guān)文獻(xiàn)分析，可以進(jìn)行定性和半定量分析。

1.4 統(tǒng)計分析

2 結(jié)果與分析

2.1 真空浸漬過程中大頭菜變化

2.1.1 真空浸漬過程中大頭菜理化指標(biāo)變化

圖1 腌制過程中大頭菜氯化鈉（A）、水分（B）、氨基酸態(tài)氮（C）、總酸（D）含量變化Fig.1 Changes in sodium chloride (A), moisture (B), amino nitrogen (C),and total acid (D) in turnip during pickling process

如圖1A所示，在腌制過程中大頭菜中的氯化鈉含量呈現(xiàn)逐漸增長的趨勢。其中含鹽量20%真空浸漬組大頭菜的氯化鈉含量上升最快，第90天時氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.9%，接近傳統(tǒng)工藝中襄陽大頭菜成品的含鹽量，而含鹽量28%常壓浸漬大頭菜的氯化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅有16.9%。表明真空腌漬可以顯著（P＜0.05）加快大頭菜腌制過程中氯化鈉的滲透速度，且含鹽量20%真空浸漬組鹽漬效率最高。

如圖1B所示，隨著腌制過程的進(jìn)行，大頭菜中的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減少。因為在腌制過程中，浸漬液的濃度比細(xì)胞液濃度高，細(xì)胞內(nèi)外滲透壓相差較大，導(dǎo)致細(xì)胞脫水[21-22]。在相同的腌制時間內(nèi)，真空腌漬大頭菜的滲透脫水速度比常壓浸漬大頭菜滲透脫水速度快。

如圖1C所示，隨著腌制過程的進(jìn)行，大頭菜中氨基酸態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸增加，并且真空組大頭菜的含量比常壓組的含量高。在第90天時，含鹽量20%真空浸漬組的氨基酸態(tài)氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)已經(jīng)達(dá)到0.08%，氨基酸態(tài)氮可以和其他物質(zhì)發(fā)生作用，對大頭菜的色、香、味有著重要的影響，氨基酸態(tài)氮同時也是反應(yīng)大頭菜發(fā)酵程度的一個重要指標(biāo)，氨基酸態(tài)氮含量越高，說明大頭菜后熟越快[23-24]。因此，含鹽量20%真空浸漬可加快大頭菜的腌制速度。

如圖1D所示，腌制過程中大頭菜中的總酸含量逐漸增加。蔬菜在腌制過程中的發(fā)酵是由蔬菜表面的微生物的作用引起的，其中，乳酸發(fā)酵是最主要的發(fā)酵。乳酸發(fā)酵能夠影響大頭菜發(fā)酵期間的總酸和pH值，抑制腐敗微生物的生長繁殖[25]。真空浸漬組大頭菜的總酸含量比常壓組高，真空浸漬有利于促進(jìn)發(fā)酵產(chǎn)生的酸滲透到大頭菜中。含鹽量20%真空浸漬大頭菜的總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升最快，在第90天達(dá)到0.32%。吳希茜[23]從自然腌制發(fā)酵的重慶大頭菜中分離出嗜鹽片球菌、嗜鹽乳桿菌等菌株，添加適宜比例的嗜鹽菌接種到大頭菜中，對大頭菜的滋味等感官指標(biāo)產(chǎn)生影響，能夠縮短大頭菜達(dá)到最佳狀態(tài)的時間，本研究中含鹽量20%真空浸漬大頭菜總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升最快，可能是由于含鹽量20%的浸漬液為存在其中的嗜鹽微生物提供了較適宜的生長代謝環(huán)境，促進(jìn)了大頭菜發(fā)酵，使總酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)上升速度快。

2.1.2 真空浸漬過程中感官指標(biāo)變化

圖2 腌制過程中大頭菜的脆度、色澤變化Fig.2 Changes in hardness and color of turnip during pickling process

如圖2A所示，大頭菜的脆度在腌制過程中呈現(xiàn)先增加后減小并趨于穩(wěn)定的趨勢?？赡苁请缰七^程中，大頭菜不斷失去水分，而浸漬液中的鹽分、營養(yǎng)成分和發(fā)酵產(chǎn)物逐漸滲透進(jìn)入細(xì)胞，使大頭菜的脆度增加[22]。另一方面，隨著腌制過程的不斷推進(jìn)，細(xì)胞繼續(xù)失水，大頭菜菜坯的細(xì)胞壁以及細(xì)胞膜發(fā)生不可逆性變化，大頭菜的脆度降低[22]。同時，腌制時間越長，菜坯總酸含量越高，大頭菜中原果膠在酸性條件下水解成果膠酸，相鄰的細(xì)胞失去黏結(jié)性，大頭菜脆度也呈現(xiàn)下降的趨勢[22]，直至后熟期間大頭菜脆度保持相對穩(wěn)定。

色澤是評價大頭菜感官品質(zhì)的重要指標(biāo)，隨著腌制過程的進(jìn)行，色澤的變化很明顯。由圖2B、C可知，表示色差的ΔE隨著時間的變化越來越小，說明真空腌漬的大頭菜與含鹽量28%常壓浸漬大頭菜相比，色差越來越小。L*值越大表明樣品顏色越亮，大頭菜的色澤變化一定程度上說明了腌漬的程度，含鹽量20%真空浸漬可使大頭菜在較短的時間內(nèi)獲得較鮮亮的色澤。

2.1.3 真空浸漬過程中的異硫氰酸烯丙酯變化

圖3 腌制過程中大頭菜異硫氰酸烯丙酯的相對含量變化Fig.3 Change in relative content of allyl isothiocyanate of turnip during pickling process

異硫氰酸烯丙酯是大頭菜中辛辣味的主要來源[26]，其含量的變化反映了大頭菜的腌制程度。如圖3所示，含鹽量28%常壓浸漬的變化很緩慢，第90天時，異硫氰酸烯丙酯的相對含量僅從初始的38.2%下降到30%左右；而真空浸漬腌制可以加快腌制速度，隨著腌制過程的進(jìn)行，異硫氰酸烯丙酯的相對含量逐漸減小，第90天時，含鹽量20%真空浸漬大頭菜的異硫氰酸烯丙酯的相對含量在17.32%左右，低于含鹽量15%真空浸漬大頭菜和含鹽量28%真空浸漬大頭菜。相同腌制時間內(nèi)，真空浸漬的腌制效果比常壓浸漬效果好，且含鹽量20%真空浸漬組腌制效果最佳。

襄陽腌制大頭菜及浸漬液中含鹽量高達(dá)28%，屬于高鹽環(huán)境，其中的微生物具有一定的耐鹽性并發(fā)揮作用。各種研究表明，高鹽含量的食品中嗜鹽菌種類豐富，這些嗜鹽菌對高鹽食品的風(fēng)味及質(zhì)量有重要的影響。嗜鹽菌可以通過改變食品的顏色、表面黏稠度、風(fēng)味等影響食品各方面的品質(zhì)，如微球菌可以通過代謝活動產(chǎn)生過氧化氫酶，產(chǎn)生醛類、酮類等揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，穩(wěn)定色澤，形成食品特有腌制風(fēng)味[27]。在醬油的生產(chǎn)過程中，嗜鹽四聯(lián)球菌與風(fēng)味物質(zhì)氨基甲酸乙酯緊密的聯(lián)系，是醬油發(fā)酵中后期的嗜鹽乳酸菌[28]。而中度嗜鹽菌也已經(jīng)被作為食品發(fā)酵劑在一些鹽發(fā)酵的食品中廣泛使用[29]。本研究中含鹽量20%真空浸漬組大頭菜異硫氰酸烯丙酯的相對含量下降最快，可能是該條件下，最適宜大頭菜中嗜鹽菌發(fā)揮作用，導(dǎo)致異硫氰酸烯丙酯分解速度快。

2.2 真空浸漬大頭菜與“三腌、五鹵、六曬”傳統(tǒng)工藝大頭菜品質(zhì)比較

2.2.1 大頭菜的感官指標(biāo)比較

真空浸漬的大頭菜比“三腌、五鹵、六曬”傳統(tǒng)工藝中常壓浸漬單元的大頭菜鹽含量、總酸、氨基酸態(tài)氮、色澤等指標(biāo)變化要快很多。采用3 種不同含鹽量的腌漬液真空腌漬大頭菜，20%含鹽量的浸漬液真空腌漬大頭菜的速率比含鹽量15%、28%的浸漬液真空腌制大頭菜的速率快，營養(yǎng)物質(zhì)豐富?；诖耍捎煤}量20%的浸漬液真空浸漬大頭菜并比較真空浸漬大頭菜與“三腌、五鹵、六曬”傳統(tǒng)工藝制備的大頭菜品質(zhì)差異。

表1 大頭菜的感官指標(biāo)比較Table1 Texture properties and color of pickled turnip

如表1所示，含鹽量20%真空浸漬大頭菜的硬度、脆度比傳統(tǒng)工藝大頭菜的大，說明真空浸漬過程能很好的保持大頭菜形態(tài)。含鹽量20%真空浸漬大頭菜產(chǎn)品的色澤與傳統(tǒng)工藝大頭菜相比，L*值接近，說明真空浸漬能促進(jìn)大頭菜在較短的時間內(nèi)形成與傳統(tǒng)工藝相似的色澤。

2.2.2 大頭菜的理化指標(biāo)比較

表2 大頭菜的理化性質(zhì)Table2 Physicochemical properties of pickled turnip

如表2所示，在發(fā)酵過程中，大頭菜表面微生物不斷生長增殖，形成豐富的酶系，可促進(jìn)大頭菜蛋白分解形成氨基酸，同時生成多種有機酸。含鹽量20%真空浸漬90 d得到的大頭菜總酸、氨基酸態(tài)氮含量比傳統(tǒng)工藝大頭菜低，表明盡管真空浸漬可以促進(jìn)大頭菜鹽分的滲透、色澤的形成，然而仍需要強化微生物發(fā)酵并產(chǎn)生相關(guān)酶類促進(jìn)大頭菜的后熟[24-25]。

2.2.3 大頭菜揮發(fā)性風(fēng)味成分分析

分別對傳統(tǒng)工藝大頭菜、含鹽量20%真空浸漬的大頭菜進(jìn)行固相微萃取-氣相色譜-質(zhì)譜分析，如圖4所示。

圖4 傳統(tǒng)大頭菜（A）和含鹽量20%真空浸漬（B）大頭菜的總離子圖Fig.4 Total ion current chromatograms of volatile compounds in traditionally processed turnip (A) and vacuum impregnated turnip with a salt content of 20% (B)

如表3所示，傳統(tǒng)工藝大頭菜中共分析出31 種化合物，含鹽量20%真空浸漬大頭菜中分析出27 種化合物，2 種工藝條件下大頭菜的香氣共有成分為異硫氰酸烯丙酯、異硫氰酸苯乙酯、乙酸乙酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、二甲基二硫、二甲基三硫等，其中傳統(tǒng)工藝中主要香氣成分還包括2-茨酮、丁香酚、苯乙醇、反油酸等，傳統(tǒng)工藝大頭菜與真空浸漬工藝大頭菜在揮發(fā)性成分上存在差異。

表3 大頭菜揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及特點Table3 Volatile flavor compounds identified in pickled turnip and their characteristics

3 結(jié) 論

對“三腌”后大頭菜進(jìn)行真空浸漬處理，相同處理時間內(nèi)，真空浸漬組大頭菜的理化值比常壓組的變化快，說明真空浸漬能提高腌漬速度，縮短腌漬時間。且含鹽量20%真空浸漬組大頭菜各項理化指標(biāo)最快趨于穩(wěn)定。

與傳統(tǒng)工藝大頭菜相比，含鹽量20%真空浸漬90 d得到的大頭菜總酸、氨基酸態(tài)氮含量低，表明真空浸漬可以促進(jìn)大頭菜的快速腌制，然而其微生物發(fā)酵可能尚未達(dá)到終點。含鹽量20%真空浸漬90 d的大頭菜揮發(fā)性成分與傳統(tǒng)工藝揮發(fā)性成分的物質(zhì)組成不盡相同，推測存在于大頭菜浸漬液（含鹽量極高，達(dá)到28%）的微生物尤其是嗜鹽微生物對于大頭菜風(fēng)味成分、感官品質(zhì)的提升有著重要作用，就此開展大頭菜嗜鹽微生物對于大頭菜腌制過程中風(fēng)味影響研究，對于進(jìn)一步完善大頭菜的真空浸漬腌制工藝有重要作用。