發(fā)酵條件對腌制功能性泡菜的品質(zhì)影響及工藝優(yōu)化

周強(qiáng)，黃林，田陳聃，劉蒙佳

(福建師范大學(xué) 閩南科技學(xué)院，福建 泉州 362332)

泡菜是一種常見蔬菜的貯存和食用方式，是傳統(tǒng)的乳酸發(fā)酵食品。具有維持消化道健康，利于減肥，抑制腫瘤和病毒的功效，同時(shí)對心腦血管方面的疾病起到預(yù)防的作用，其獨(dú)特風(fēng)味與豐富營養(yǎng)使得泡菜在國內(nèi)外都十分受歡迎[1,2]。早在3000 年前,中國已有制作醬菜的工藝[3]。人們在接受泡菜酸甜和嫩脆的口感的同時(shí)也在不斷追求泡菜能夠在促進(jìn)腸道蠕動、減肥[4]、預(yù)防和改善疾病外帶來更多的功效。由于市場上各類保健食品的需求逐漸增加，人們的養(yǎng)生意識不斷深入, 中國傳統(tǒng)中藥材也在逐步被人們接受[5]。作為中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)十分重要的一部分, 中藥材的副作用小和回歸自然的諸多優(yōu)點(diǎn)被國內(nèi)外許多學(xué)者和研究人員重視[6]。依據(jù)“藥食同源”理論，采用中藥材研發(fā)保健型食品的報(bào)道已有許多[7]，而把我國傳統(tǒng)的中藥材添加到乳酸發(fā)酵的泡菜食品中的報(bào)道較為鮮見[8]。作為主要原料的卷心菜，中文學(xué)名為結(jié)球甘藍(lán)，又名包菜、包心菜等，為十字花科、蕓苔屬植物，研究表明,其在預(yù)防動脈硬化、膽結(jié)石及癌癥方面具有一定功效[9]。枸杞渾身是寶,在《本草綱目》中有記載：“春采枸杞葉,名天精草；夏采花，名長生草；秋采子,名枸杞子；冬采根,名地骨皮”,其中尤以枸杞子備受世人青睞[10]。黃芪味微甘,氣薄味道濃,其功效頗多。黨參味甘、性平,入脾,具有補(bǔ)中益氣，生津和胃之功效。臨床應(yīng)用最早見于清代，認(rèn)為黨參具有“補(bǔ)中益氣”和“和脾胃”、“除煩渴”的功效，能補(bǔ)脾養(yǎng)胃、潤肺生津、健運(yùn)中氣[11]。充分利用枸杞、黃芪和黨參的功效，與泡菜的風(fēng)味相結(jié)合，既有酸甜的口感和咸辣的滋味，同時(shí)有養(yǎng)顏?zhàn)萄a(bǔ)和提高機(jī)體代謝能力的保健功效，把傳統(tǒng)的中醫(yī)藥理論與泡菜的發(fā)酵巧妙結(jié)合，香氣撲鼻，嫩脆可口，形成一款風(fēng)味獨(dú)特的蔬菜制品[12]。

本文以卷心菜為主要原料，配以少量的蘿卜、洋蔥為輔助原料，添加枸杞、黃芪、黨參3種中藥材，采用濕法腌制泡菜。通過改變發(fā)酵條件(腌制天數(shù)、食鹽添加量、蔗糖添加量及中藥材添加量)，進(jìn)行功能性泡菜的腌制，以泡菜的酸度、可溶性固形物和乳酸數(shù)3個(gè)參數(shù)及感官評分為指標(biāo)，綜合分析評價(jià)功能性泡菜的品質(zhì)變化，并通過正交優(yōu)化功能性泡菜的腌制工藝，旨在為功能性泡菜的腌制及生產(chǎn)提供一定的依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料及儀器

1.1 試驗(yàn)材料與試劑

原料：市售卷心菜、白蘿卜、洋蔥、中藥材(枸杞、黨參、黃芪，所選購的均為免洗)、食用鹽、白砂糖、大蒜瓣、辣椒干、泡椒(小米辣)、八角、白酒等。

菌種：川秀泡菜酸菜乳酸菌發(fā)酵粉，北京川秀國際貿(mào)易有限公司。

試劑：美藍(lán)、二甲苯，均為分析純。

1.2 主要儀器

JYC-21HEC05電磁灶 九陽股份有限公司；C21-SN216多功能電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司；JJ600型電子天平 常熟市雙杰測試儀器廠；pHS-3C精密pH計(jì) 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；JM10-150迷你干磨機(jī) 浙江紹興蘇泊爾生活電器有限公司；N-1α手持式糖度計(jì) 上海智理科學(xué)儀器有限公司。

2 試驗(yàn)方法

2.1 功能性泡菜工藝流程

選取新鮮原料→整理→清洗→瀝干→切分、修整→調(diào)味料、菌種↓裝瓶↑中藥材(1∶1∶1混合)→加入配制的鹽水→密封、發(fā)酵→成品。

2.2 操作要點(diǎn)

2.2.1 原料的選取

選擇新鮮、菜葉飽滿的卷心菜為主要原料，個(gè)頭較小的蘿卜、洋蔥為輔助原料。

2.2.2 原料的預(yù)處理(整理、清洗瀝干、切分修整)

將卷心菜、蘿卜和洋蔥整理除雜并洗凈，在涼開水中漂洗后，撈出瀝干，重復(fù)2次后切分整形，將包菜切成塊，蘿卜、洋蔥切成條備用。

2.2.3 配制鹽水及調(diào)料

白砂糖、食鹽按配方比例配制成一定濃度的食鹽水。

將乳酸菌、中藥材(所選購的均為免洗)、八角、辣椒干、蒜瓣等按比例稱量好后備用。

2.2.4 原料的入罐及其腌制

入罐前，將四旋瓶洗凈，需保證瓶身和瓶蓋的潔凈，并用沸水消毒，晾干水分。將切好的卷心菜、蘿卜、洋蔥等材料加入四旋瓶，保證1層菜1層料，分別加入香料、中藥材、料酒等。最后將乳酸菌按比例溶于配制好的鹽水中，一同灌入四旋瓶，要?jiǎng)偤脹]過卷心菜，最后密封泡菜四旋瓶，貼上標(biāo)簽，放置在陰涼處進(jìn)行發(fā)酵。泡菜的配料用量見表1，發(fā)酵10天后測定相關(guān)指標(biāo)并對其進(jìn)行感官評價(jià)。

表1 功能性泡菜的配料(每瓶添加量)Table 1 Functional pickles' ingredients and proportions (additive amount of each bottle)

2.3 感官評分

由10名人員對功能性泡菜的色澤、香氣、滋味、口感進(jìn)行感官評價(jià)并評分。泡菜在腌制過程中風(fēng)味和滋味逐步形成的pH范圍為3.2～3.6, 此時(shí)泡菜的發(fā)酵基本成熟[13]，按照感官評分表對各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評價(jià)，合計(jì)分?jǐn)?shù)并計(jì)算出平均分，進(jìn)而匯總，功能性泡菜感官評分表見表2[14，15]。

表2 功能性泡菜品質(zhì)鑒定感官評分表(總分100分)Table 2 Functional pickles' quality sensory scores(total of 100 points)

2.4 理化指標(biāo)的測定

2.4.1 成品中pH值的測定

直接利用pH計(jì)對泡菜液進(jìn)行測定[16]。

2.4.2 可溶性固形物的測定

泡菜的可溶性固形物采用手持糖度計(jì)進(jìn)行測量。取出適量的泡菜湯汁，混勻，將手持糖度計(jì)的蓋板打開，檢測棱鏡，用軟布仔細(xì)擦凈。取數(shù)滴待測溶液，置于檢測棱鏡上，然后輕輕合上蓋板，以免產(chǎn)生氣泡，使棱鏡表面布遍溶液。再將儀器進(jìn)光板對準(zhǔn)光源或明亮處，眼睛通過目鏡觀察視場，轉(zhuǎn)動目鏡調(diào)節(jié)手輪，使視場的藍(lán)白分界線清晰。分界線的刻度值即為溶液的濃度，讀取數(shù)據(jù)并記錄[17,18]。

2.4.3 乳酸菌數(shù)的測定

用顯微鏡直接鏡檢觀察計(jì)數(shù)泡菜液中的乳酸菌。首先使用移液槍移取1 mL泡菜液適當(dāng)稀釋(10-1，10-2)后，再用移液槍移取0.05 mL稀釋液進(jìn)行涂片，用呂氏堿性美藍(lán)染色2 min左右，蓋片。在顯微鏡下計(jì)數(shù)一定面積內(nèi)0.05 mL泡菜液中乳酸菌的數(shù)量，再根據(jù)取樣量和稀釋倍數(shù)以及蓋玻片面積計(jì)算每毫升泡菜樣液所含乳酸菌的總數(shù)。其中蓋玻片面積的菌數(shù)是根據(jù)物鏡測微尺來測量視野內(nèi)的直徑，再根據(jù)面積比得到的[19]。

1 mL樣品的菌數(shù)=蓋玻片面積/視野面積×視野內(nèi)菌數(shù)×20×稀釋倍數(shù)。

3 試驗(yàn)分析與討論

3.1 發(fā)酵條件對泡菜品質(zhì)的影響

3.1.1 白砂糖添加量對功能性泡菜品質(zhì)的影響

試驗(yàn)分別在5罐同等質(zhì)量的泡菜中添加2%，4%，6%，8%，10%的白砂糖，加入固定比例的中藥材6%，食鹽4%， 乳酸菌1%，放置在陰涼處進(jìn)行腌制發(fā)酵10天，考察泡菜汁液的pH、可溶性固形物、乳酸菌數(shù)量，并對其進(jìn)行感官評價(jià)和評分，見表3。

表3 蔗糖添加量對功能性泡菜品質(zhì)的影響Table 3 Effect of the additive amount of sugar on the quality of functional pickles

泡菜腌制的過程中主要是通過發(fā)酵產(chǎn)酸，而添加乳酸菌可以加快產(chǎn)酸的速度，比起自然發(fā)酵具有發(fā)酵速度明顯加快，亞硝酸鹽產(chǎn)生量減少的優(yōu)點(diǎn)，賦予泡菜酸爽嫩脆的口感[20]。

我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)正處于快速發(fā)展的軌道，科學(xué)技術(shù)和行業(yè)發(fā)展日新月異。建筑行業(yè)在尋找新型的技術(shù)手段進(jìn)行改革創(chuàng)新的同時(shí)，流水施工作業(yè)作為一種行之有效的組織管理方法，有利于加快施工進(jìn)度，保證建筑工程質(zhì)量，保證施工過程中每個(gè)環(huán)節(jié)的流暢性和均衡性，一直在現(xiàn)代施工項(xiàng)目管理中有著不可替代的獨(dú)特作用。

添加白砂糖，可以與泡菜酸的滋味相協(xié)調(diào)，使得泡菜的酸味與甜味中和，更加適口。因此，白砂糖的添加量對功能性泡菜的腌制品質(zhì)有一定的影響，過量或不足都會使泡菜風(fēng)味發(fā)生變化。白砂糖添加量不足會導(dǎo)致泡菜口感上偏咸，其穩(wěn)定性較差；白砂糖添加過量，將使泡菜的酸爽風(fēng)味發(fā)生變化，口感會受到很大的影響。白砂糖量在2%和4%時(shí)，屬于量較少的情況，使得泡菜只有酸的滋味，口感上刺激性較強(qiáng)。甜味不夠明顯，pH值相對稍低些，參與感官評價(jià)的人員不易接受，酸味偏重。糖類是生命活動必需的碳源，也是能量來源，甜味是大多數(shù)人所喜愛的，在泡菜上，人們喜愛酸脆的口感，也希望泡菜能夠?qū)⑺崤c甜結(jié)合，使得口感更加合適。當(dāng)白砂糖的添加量為6%時(shí)，酸甜度比較適中，且泡菜的感官評分與評價(jià)較好，打分達(dá)到80分。添加量為8%和10%時(shí)，口感偏甜，掩蓋了酸味，與傳統(tǒng)泡菜的酸爽口感和滋味不太符合，為過量的情況。

通過對表3進(jìn)行直觀分析可知，隨著白砂糖量的增加，pH值增大，乳酸菌含量為先上升再下降的趨勢，但在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。通過對泡菜的pH值、可溶性固形物含量進(jìn)行分析，并且結(jié)合發(fā)酵程度、合適的白砂糖量及對泡菜品質(zhì)影響方面考慮，確定白砂糖添加量為6%較合適。

3.1.2 中藥材添加量對功能性泡菜品質(zhì)的影響

試驗(yàn)分別在5罐同等質(zhì)量的泡菜中添加2%，4%，6%，8%，10%的中藥材，加入固定比例的白砂糖4%， 食鹽4%，乳酸菌1%，放置在陰涼處進(jìn)行腌制發(fā)酵10天，考察泡菜汁液的pH、可溶性固形物、乳酸菌數(shù)量，并對其進(jìn)行感官評價(jià)和評分，見表4。

表4 中藥材添加量對功能性泡菜品質(zhì)的影響Table 4 Effect of the additive amount of Chinese medicinal materials on the quality of functional pickles

泡菜腌制過程中，中藥材的添加量對泡菜的發(fā)酵有著一定的影響。添加過多，泡菜中藥味會過重，湯汁呈紅褐色，影響風(fēng)味；添加過少，不能較好地起到保健的作用。但由于所添加的中藥材富含多糖,它可為乳酸菌發(fā)酵提供碳源,改善泡菜品質(zhì)，因此，藥材的添加量和比例對功能性泡菜的品質(zhì)影響和風(fēng)味有很大聯(lián)系[21]。

由表4可知，適量的中藥材添加量能促使乳酸菌生長，5個(gè)樣品中，當(dāng)添加中藥材量為2%時(shí)，乳酸菌數(shù)量相對較低；而當(dāng)添加中藥材量達(dá)到4%時(shí)，乳酸菌數(shù)相對較高，且泡菜感官評價(jià)與評分較好。而隨著中藥材添加量的不同，功能性泡菜的pH值呈先上升再下降的趨勢?？扇苄怨绦挝锖侩S著中藥材量的增加而增加，可溶性多糖的水解，使得含糖量有所增加，呈正相關(guān)。中藥材的添加量對功能性泡菜的品質(zhì)和風(fēng)味有所影響，通過對泡菜的pH值、可溶性固形物含量進(jìn)行分析，并且結(jié)合發(fā)酵程度、合適的中藥材量及對泡菜品質(zhì)影響方面考慮，確定中藥材添加量為4%較合適。

3.1.3 食用鹽添加量對功能性泡菜品質(zhì)的影響

試驗(yàn)分別在5罐同等質(zhì)量的泡菜中添加4%，6%，8%，10%，12%的食用鹽，加入固定比例的白砂糖4%，中藥材6%，乳酸菌1%，放置在陰涼處進(jìn)行腌制發(fā)酵10天，考察泡菜汁液的pH、可溶性固形物、乳酸菌數(shù)量，并對其進(jìn)行感官評價(jià)和評分，見表5。

表5 食用鹽添加量對對功能性泡菜品質(zhì)的影響Table 5 Effect of the additive amount of salt on the quality of functional pickles

食鹽不僅有防腐作用，可抑制一些有害微生物的活動，而且具有高滲透壓力的作用，可使原料細(xì)胞內(nèi)的水分向外流出，賦予原料咸味，增進(jìn)制品風(fēng)味[22]。泡菜腌制過程中，食用鹽的量對泡菜發(fā)酵有一定影響。過量，泡菜口感較咸；添加量不足，泡菜的口感偏淡，滋味較不適口。通過加入相應(yīng)的鹽量來控制功能性泡菜的發(fā)酵速率。隨著食鹽添加量的增多，pH值降低的速率越來越慢，即泡菜的成熟速度越來越慢[23]。

由表5可知，食鹽的添加量與pH值的變化呈正相關(guān)[24]。當(dāng)食鹽量為4%時(shí)，pH值相對較低；而當(dāng)食鹽量達(dá)到8%時(shí)，pH值有所上升，且泡菜感官評價(jià)及評分較好。隨著食鹽量由4%增加到8%，泡菜中乳酸菌數(shù)增多。當(dāng)食鹽添加量繼續(xù)加大時(shí),乳酸菌數(shù)反而減少,食鹽開始抑制乳酸菌的生長。當(dāng)食鹽添加量為8%時(shí), 泡菜汁液有少許渾濁,底部沒有沉淀,泡菜色澤好,有脂香味,脆度較好,滋味好,發(fā)酵速度快。食鹽添加量為6%或10%時(shí), 滋味較8%時(shí)稍差，可溶性固形物含量在10%左右波動。因此，通過對泡菜的pH值、可溶性固形物含量進(jìn)行分析，并且結(jié)合發(fā)酵程度、合適的鹽量及對泡菜品質(zhì)影響方面考慮，確定添加8%的食鹽較適合[25]。

3.1.4 腌制天數(shù)對功能性泡菜品質(zhì)的影響

試驗(yàn)將5罐同等質(zhì)量的泡菜分別腌制4，6，8，10，12天，加入固定比例的白砂糖4%，中藥材6%，食用鹽4%，乳酸菌1%，放置在陰涼處進(jìn)行腌制發(fā)酵10天，考察泡菜汁液的pH、可溶性固形物、乳酸菌數(shù)量，并對其進(jìn)行感官評價(jià)和評分，見表6。

表6 腌制天數(shù)對功能性泡菜品質(zhì)的影響Table 6 Effect of the curing days on the quality of functional pickles

功能性泡菜的品質(zhì)除了受糖、鹽及中藥材添加量影響外，腌制天數(shù)的長短也對泡菜的口感和滋味有所影響[27]。由表6可知，隨著腌制天數(shù)的增加，功能性泡菜中的甜度不斷下降，酸度不斷增加，乳酸菌數(shù)量與天數(shù)呈正相關(guān)。樣品的腌制天數(shù)中，腌制2天的pH值相對較高，隨著天數(shù)的增加pH值降低，可溶性固形物在10%左右波動。當(dāng)腌制天數(shù)達(dá)8天時(shí)，pH值相對較適宜，泡菜感官評價(jià)較好，且綜合評分相對較高，口感上酸甜較適中，但腌制天數(shù)的長短會影響泡菜品質(zhì)，因此，通過對泡菜的pH值、可溶性固形物含量進(jìn)行分析，并且結(jié)合發(fā)酵程度等方面考慮，確定腌制發(fā)酵天數(shù)為8天較適合。

3.2 功能性泡菜的工藝優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以pH值、可溶性固形物含量、乳酸菌數(shù)、白砂糖添加量、中藥材添加量、食鹽添加量和腌制天數(shù)為影響因素，按照L9(34)正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，添加的因素量見表7，所得正交試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 正交試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Results of orthogonal test

由正交試驗(yàn)結(jié)果中的極差R值大小可知，食鹽添加量是影響腌制功能性泡菜品質(zhì)的主要因素，中藥材添加量、腌制天數(shù)是影響功能性泡菜品質(zhì)的次要因素，而白砂糖添加量影響最小。各因素對發(fā)酵功能性泡菜品質(zhì)的綜合評分影響大小為B>D>C>A，即食鹽添加量>中藥材添加量>腌制天數(shù)>白砂糖添加量。

由表8進(jìn)行極差分析得出最優(yōu)組合為A2B2C3D2。由正交表直觀分析可知，第5組A2B2C3D1試驗(yàn)所得產(chǎn)品綜合評分最高，為84分，其結(jié)果不重合。因此，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，驗(yàn)證結(jié)果見表9。

表9 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Results of verification test

驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果顯示，A2B2C3D2的綜合評分比A2B2C3D1的綜合評分高，由此可得最優(yōu)配方組合為A2B2C3D2，即：白砂糖添加量6%，中藥材添加量4%，食用鹽添加量8%，腌制天數(shù)10 天。

4 結(jié)論

腌制功能性泡菜的過程中，食鹽添加量是影響腌制功能性泡菜品質(zhì)的主要因素，中藥材添加量、腌制天數(shù)是影響功能性泡菜品質(zhì)的次要因素，而白砂糖添加量影響最小。食鹽過量，泡菜口感較咸；添加量不足，泡菜的口感偏淡。白砂糖可以與泡菜酸的滋味相協(xié)調(diào)，使得泡菜的酸味與甜味中和，更加適口。泡菜腌制過程中，中藥材的添加量對泡菜的發(fā)酵有著一定的影響，添加過多，泡菜中藥味會過重，湯汁呈紅褐色，影響風(fēng)味；添加過少，不能較好地起到保健的作用，腌制天數(shù)的長短對泡菜的軟脆度及風(fēng)味變化有所影響，腌制過久，口感會稍差或變得不佳。由正交結(jié)果分析可知，各添加量對發(fā)酵功能性泡菜品質(zhì)的影響順序?yàn)槭雏}添加量>中藥材添加量>腌制天數(shù)>白砂糖添加量。得到腌制發(fā)酵功能性泡菜的最佳配方即最優(yōu)條件為白砂糖添加量6%，中藥材添加量4%，食用鹽添加量8%，腌制天數(shù)10 天，且在此工藝下的泡菜最佳，口感最好，整體評分最高。在此工藝條件下所得的泡菜，口感脆嫩酸甜，香氣醇正，具有補(bǔ)脾養(yǎng)胃、潤肺生津、明目安神、改善面色、增強(qiáng)免疫的保健作用。