?邵陽壇子雜菜不同制作工藝下的理化指標與品質(zhì)形成分析?

摘 要：為探明邵陽壇子雜菜的理化指標及品質(zhì)形成規(guī)律，驗證其食用的安全性，研究采用自然濕法發(fā)酵、自然干法發(fā)酵、純種濕法發(fā)酵、純種干法發(fā)酵4種發(fā)酵方式分別制作壇子雜菜，測定發(fā)酵過程中壇子雜菜的pH值、總酸、氨基酸態(tài)氮及亞硝酸鹽的變化規(guī)律。結(jié)果表明：各種方式下發(fā)酵后期壇子雜菜的亞硝酸鹽均降低至0.1 mg/kg左右，有害成分遠低于我國衛(wèi)生要求標準;接種/濕法發(fā)酵更適合規(guī)模化、工廠化生產(chǎn);干法和濕法發(fā)酵是導致最終成品品質(zhì)上有明顯的感官差異的重要原因。

關(guān)鍵詞：邵陽壇子;制作工藝;理化指標;安全性;品質(zhì)

中圖分類號：TS255.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2018）01-0089-04

Analysis of Physicochemical Indexes and Quality Formation of Shaoyang Jar Foods under Different Manufacturing Processes

ZHANG Ming-sheng，YAO Ying，LI Huan-fa

（Changsha Lushan International Experimental School， Changsha 410006， PRC）

Abstract：In order to understand the Shaoyang jar food physicochemical index and quality formation rules and verify the safety of edible， the study use 4 fermentation method to manufacture the jar food， such as natural wet fermentation， natural dry fermentation， pure wet fermentation and pure dry fermentation， determine the change regulation of pH， total acid， amino acid nitrogen and nitrite during fermentation process. The results show that the nitrite in various methods of late fermentation jar food were lowered to about 0.1 mg/kg， far lower than the standard harmful components of our health requirements; The inoculation/wet fermentations are better in large-scale or industrial production. The pure wet fermentation and the pure dry fermentation are the main reasons that lead to significant sensory differences in the final product quality.

Key words：Shaoyang jar; production process; physicochemical index; safety; quality

泡菜是一種乳酸發(fā)酵的蔬菜制品，作為一種傳統(tǒng)的蔬菜貯存方法，具有悠久的歷史。而邵陽壇子雜菜就是泡菜的一種，主要由刀豆、豆角、雪里蕻等腌制而成。這些蔬菜均為我國大范圍種植的蔬菜，含有豐富的葉綠素、有機酸、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分，制成壇子雜菜后酸脆爽口、風味獨特，還具有清熱解毒、消食開胃等作用[1-3]。邵陽壇子雜菜是當?shù)靥厣称?，食味俱佳，受到廣大消費者的青睞。但是由于產(chǎn)品形成機制不明，導致其安全性經(jīng)常受到質(zhì)疑，進而影響到壇子雜菜的生產(chǎn)與銷售[4-5]。

邵陽壇子雜菜的制作主要有所謂的“干壇子”和“濕壇子”之分，也就是干法發(fā)酵與濕法發(fā)酵。同時，傳統(tǒng)壇子雜菜的制作采用自然發(fā)酵，借助于天然附著在蔬菜表面的有益微生物（主要是乳酸菌），進行自發(fā)的發(fā)酵產(chǎn)酸;而直投式純種發(fā)酵已越來越多的被應用于壇子雜菜的制作，尤其是規(guī)?；a(chǎn)中，直投式純種發(fā)酵是通過人工接種乳酸菌，促進發(fā)酵過程。為了綜合涵蓋邵陽壇子雜菜的制作工藝，試驗采用自然濕法發(fā)酵、自然干法發(fā)酵、純種濕法發(fā)酵、純種干法發(fā)酵4種不同的發(fā)酵方式進行發(fā)酵，并在發(fā)酵過程中定期的測定產(chǎn)品中pH值、總酸、氨基酸態(tài)氮、亞硝酸鹽等指標，全面分析邵陽壇子雜菜的理化指標與品質(zhì)形成規(guī)律，以科學試驗證實邵陽壇子雜菜的食用安全性。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原輔材料 原料為新鮮刀豆、豆角，輔料有食鹽、大蒜、生姜、辣椒，菌種為植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）（湖南農(nóng)業(yè)大學食品科技學院提供）。

1.1.2 試驗試劑 主要試驗試劑有甲醇、L-乳酸[L-（+）-Lactic acid]、蘋果酸（D-Malic acid）、乙酸（Acetic acid）、檸檬酸（Citric acid），均為色譜純;葡萄糖、硼砂、對氨基苯磺酸、鹽酸、甲基紅溶液、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉等其他試劑均為分析純。

1.2 試驗方法

1.2.1 制作工藝流程 如圖1所示，選用無病蟲害的新鮮刀豆、豆角為雜菜原料，用清水洗凈、晾曬后切分，而后裝入用開水漂燙并晾干水分的雜菜壇子內(nèi);原料中加入一定量生姜、蒜、辣椒等香辛料，既可以增強壇子雜菜風味又能夠起到一定的防腐抑菌作用;裝壇完成后，用一定量的水將壇蓋密封，保證雜菜壇內(nèi)厭氧環(huán)境;最后將雜菜壇子置于室溫、通風、潔凈處發(fā)酵。

1.2.2 發(fā)酵方式 設計自然濕法發(fā)酵、自然干法發(fā)酵、純種濕法發(fā)酵、純種干法發(fā)酵4種發(fā)酵方式，具體設計方案如表1所示，發(fā)酵周期設為20 d，于發(fā)酵的不同時間點測定4種發(fā)酵方式下雜菜樣品的pH值、總酸、氨基酸態(tài)氮含量、硝酸鹽含量等理化及品質(zhì)指標。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 pH值 參照GB10468—1989水果和蔬菜產(chǎn)品pH值的測定方法[6]，于發(fā)酵0、4、8、12、16、20 d分別取4種不同發(fā)酵方式下的壇子雜菜樣品，將樣品打成勻漿，再用pH計直接測定勻漿的pH值。

1.3.2 總 酸 參照GB/T12456—2008食品中總酸的測定中的方法，于發(fā)酵0、4、8、12、16、20 d分別取4種不同發(fā)酵方式下的壇子雜菜樣品，將樣品打成勻漿;稱取15 g 樣品勻漿，加入40 mL 煮沸后冷卻至80℃左右的蒸餾水混勻，沸水浴30 min，期間振搖3次;取出后冷卻至室溫，再用煮沸后冷卻的蒸餾水將其轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中并定容;將溶液過濾，稱取濾液50 g，加50 mL煮沸后冷卻的蒸餾水以及4滴1%酚酞指示劑，用NaOH（0.1 mol/L）滴定至粉紅色且30 s不褪色，并記錄結(jié)果。以煮沸后冷卻的蒸餾水做空白對照，平行測定2次。計算公式如下：

式中，X為1 kg樣品中酸的含量，g/kg ;K為酸的換算系數(shù)，試驗用K乳酸=0.090;F為樣品稀釋倍數(shù);CNaOH為氫氧化鈉標準滴定溶液的濃度，mol/L，其具體數(shù)值用鄰苯二甲酸氫鉀滴定結(jié)果表示;為平行測定NaOH消耗量的平均值，mL;V空白為空白對照的NaOH消耗量，mL;M樣品為測定樣品的質(zhì)量，g。

1.3.3 氨基酸態(tài)氮 氨基酸態(tài)氮的測定采用電位滴定法。準確稱取5 g（液體吸取5 mL）樣品，置于100 mL容量瓶中，加水混勻后吸取20.0 mL，置于200 mL燒杯中，加60 mL水，開動磁力攪拌器，用氫氧化鈉標準溶液CNaOH=0.050 mol/L滴定至pH值=8.2;加入10 mL甲醛溶液，混勻;再用氫氧化鈉標準溶液（0.05 mL/L）繼續(xù)滴定至pH值=9.2，記下樣品pH值從8.2到9.2消耗氫氧化鈉標準溶液（0.05 mol/L）的體積（mL）;將80 mL蒸餾水（酵母類為60 mL）置于200 mL燒杯中滴定，記錄加入甲醛后消耗氫氧化鈉標準溶液（0.05 mol/L）的體積（mL）。計算公式如下：

式中：X為樣品中氨基酸態(tài)氮的含量，g/100 mL;

V1為樣品稀釋液加入甲醛后消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，mL;V2為試劑空白加入甲醛后消耗氫氧化鈉標準溶液的體積，mL;V3為樣品稀釋液取用量，mL;

M為樣品質(zhì)量，g;C為氫氧化鈉標準溶液的濃度，mol/L。

1.3.4 亞硝酸鹽 亞硝酸鹽采用比色法測定[7]。參照GB/T5009.33—2010，首先配制系列標準溶液，制作一系列濃度的亞硝酸鹽溶液，與對氨基苯磺酸和鹽酸奈乙二氨反應后在538 nm下測定吸光度，制作標準曲線。將樣品用組織搗碎機搗碎，稱取樣品6.25 g于250 mL錐形瓶中，加入150 mL的70℃左右的水，于沸水浴中加熱15 min，冷卻后轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶，定容至刻度線，靜置30 min;將上清液過濾后取40 mL于容量瓶中，加入2 mL對氨基苯磺酸和1 mL鹽酸奈乙二氨進行反應，定容后靜置15 min，在538 nm處測定吸光度，通過計算得到樣品亞硝酸鹽含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 壇子雜菜發(fā)酵過程中pH值的變化規(guī)律

發(fā)酵過程中pH值是微生物在特定的環(huán)境下代謝活動的綜合指標，是一項重要的發(fā)酵參數(shù)，它對微生物的生長和代謝產(chǎn)物的形成有重要的影響。不同種類的微生物對pH值的要求不同，同一種微生物在不同的生長階段和不同的生理生化過程中，對環(huán)境的pH值也有不同的要求，同一種微生物由于環(huán)境pH值的不同，可能積累不同的代謝產(chǎn)物。因此，pH值的變化能反映出壇子雜菜的發(fā)酵程度。由圖2可知，通過4種不同發(fā)酵方式制成的壇子雜菜在發(fā)酵過程中pH值的變化趨勢相同，原料的初始pH值為6.03，發(fā)酵0～4 d壇子雜菜的pH值顯著下降，4～8 d壇子雜菜的pH值下降速度逐漸減慢，發(fā)酵8 d后，壇子雜菜的pH值降至3.8左右，之后基本未發(fā)生變化。其中，發(fā)酵20 d時，純種濕法制作的壇子雜菜pH值有少許回升，出現(xiàn)了反酸化的現(xiàn)象，很可能是在發(fā)酵末期壇子雜菜被雜菌污染，一些有機酸被雜菌分解利用。

另外，有研究表明，接種發(fā)酵能縮短泡菜的發(fā)酵時間[8]。對邵陽壇子雜菜來說，發(fā)酵前期和中期純種發(fā)酵有明顯的速度優(yōu)勢，但在發(fā)酵12 d之后，純種發(fā)酵縮短發(fā)酵時間的優(yōu)勢并不明顯，可能是因為微生物以指數(shù)方式生長繁育，即使是自然發(fā)酵，但群體的生長壯大十分迅速，抵消了前期人工接種的數(shù)量優(yōu)勢。

2.2 壇子雜菜發(fā)酵過程中總酸含量的變化規(guī)律

發(fā)酵一般分為起始發(fā)酵、主發(fā)酵、次發(fā)酵和后發(fā)酵4個階段[9]。壇子雜菜制作過程主要是乳酸發(fā)酵，發(fā)酵初期主要以異型乳酸發(fā)酵為主，乳酸菌、酵母菌等共同將糖分分解為乳酸及其他各種有機酸[10];主發(fā)酵期（約需4 d后）乳酸積累到一定程度，腐敗性微生物等不耐酸微生物被抑制，以植物乳桿菌等耐酸微生物的正型發(fā)酵為主，產(chǎn)酸量繼續(xù)增加但不再有氣體產(chǎn)生，總酸含量繼續(xù)增加;到次發(fā)酵期（12 d左右），只有抗酸性特別強的乳酸菌才能活動，產(chǎn)酸速度減慢，總酸含量上升平緩。從圖3中可以看出，在發(fā)酵初期和發(fā)酵旺盛期，壇子雜菜中的總酸含量隨發(fā)酵時間的延長而逐漸增加，到發(fā)酵的末期，壇子雜菜中的總酸含量趨于穩(wěn)定;發(fā)酵12 d后產(chǎn)酸基本結(jié)束，干法發(fā)酵的產(chǎn)品中酸的含量比濕法發(fā)酵的產(chǎn)品中的酸的含量高，產(chǎn)酸速度快。這可能是由于濕法發(fā)酵的產(chǎn)品中水分含量較高，有一定的稀釋作用，并且可能有部分酸溶解到發(fā)酵液中而導致產(chǎn)品中總酸含量有所降低。

2.3 壇子雜菜在發(fā)酵過程中氨基酸態(tài)氮的變化規(guī)律

氨基酸態(tài)氮是食品鮮味的主要來源。如圖4所示，在整個發(fā)酵過程中，壇子雜菜中的氨基酸態(tài)氮含量變化呈波動趨勢。一方面，因為在壇子雜菜制作過程中，由于某些微生物能產(chǎn)生蛋白酶，在蛋白酶的作用下壇子雜菜中主材蔬菜的蛋白質(zhì)不斷被降解為氨基酸;另一方面，氨基酸又不斷的溶入雜菜菜汁，被微生物分解利用 [11]。壇子雜菜中氨基酸含量增加，說明此時蛋白質(zhì)降解為氨基酸的速率大于氨基酸被分解消耗的速率;壇子雜菜中氨基酸含量降低，說明此時氨基酸被分解消耗的速率大于蛋白質(zhì)降解為氨基酸的速率。因為蛋白質(zhì)不斷的被降解為氨基酸，氨基酸又不斷的被消耗。所以，在整個發(fā)酵過程中，壇子雜菜中的氨基酸態(tài)氮含量在某一水平上呈波動變化趨勢。

從圖4中還可以看出，干法發(fā)酵得到的壇子雜菜的氨基酸含量明顯高于濕法發(fā)酵得到的壇子雜菜的氨基酸含量。除了干法發(fā)酵速率比較慢，氨基酸被利用消耗較少這一因素以外，還因為濕法發(fā)酵有大量的水分存在，壇子雜菜中有一部分的肽、游離氨基酸不斷的溶入雜菜汁中，使得壇子雜菜中氨基酸態(tài)氮含量減少。另外，自然發(fā)酵和接種發(fā)酵產(chǎn)品的游離氨基酸總量的變化趨勢基本一致，這說明接種發(fā)酵對氨基酸態(tài)氮的變化規(guī)律影響不大。

2.4 壇子雜菜在發(fā)酵過程中亞硝酸鹽的變化規(guī)律

亞硝酸鹽在一定條件下可以轉(zhuǎn)變?yōu)镹-亞硝基化合物，這種化合物對人體有致癌作用。泡菜、腌菜類食品中亞硝酸鹽的主要來源是原料蔬菜在生長過程吸收土壤中的硝酸鹽蓄積在體內(nèi)，在泡菜腌制過程中被某些細菌（如大腸桿菌、副大腸桿菌、摩根氏變形菌）產(chǎn)生的硝酸鹽還原酶還原成了亞硝酸鹽[12]。蔬菜中含有硝酸鹽，蔬菜自然乳酸發(fā)酵初期，由于還原性細菌的作用，硝酸鹽被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽;隨后發(fā)酵體系隨著乳酸菌的增加，大部分雜菌受到抑制，酸度增加，pH值降低，硝酸鹽還原能力減弱，亞硝酸鹽合成減慢，亞硝酸鹽的含量逐漸降低。從圖5可以看出，在發(fā)酵約4 d后，4種發(fā)酵方式下的壇子雜菜均出現(xiàn)“亞硝峰”，純種濕法發(fā)酵方式下的亞硝酸鹽含量低于其他發(fā)酵方式，而自然干法發(fā)酵的峰值最高?？傮w來看，濕法發(fā)酵的亞硝酸鹽含量低于干法發(fā)酵的，純種發(fā)酵的亞硝酸鹽含量顯著低于自然發(fā)酵的，而發(fā)酵16 d以后4種發(fā)酵方式下的亞硝酸鹽含量均非常低。由此可以認為，接種發(fā)酵能降低壇子雜菜中亞硝酸鹽的含量，接種發(fā)酵得到的壇子雜菜更具有安全性。市售壇子雜菜成品曝出檢測不合格的消息，更多是由于部分無良商家生產(chǎn)過程把關(guān)不嚴、或濫用防腐劑導致的食品安全問題。從制作過程來講，規(guī)模化、接種發(fā)酵生產(chǎn)方式下的壇子雜菜較為安全。

結(jié)合我國衛(wèi)生標準規(guī)定，亞硝酸鹽的殘留量在醬菜中不得超過20 mg/kg[13]。由圖5可知，4種發(fā)酵方式獲得的壇子雜菜的亞硝酸鹽峰值都未超過國家標準，表明壇子雜菜可以安全放心食用。從圖5中還可以看出，在發(fā)酵過程中，壇子雜菜亞硝酸鹽的高峰期在發(fā)酵4 d左右。因此，在食用任何壇子雜菜時應該避開亞硝酸鹽的高峰期，選擇最佳的食用時間。

3 結(jié) 論

試驗結(jié)果表明，4種發(fā)酵方式獲得的壇子雜菜，在發(fā)酵后期（12 d以后）其亞硝酸鹽含量均降低至0.1 mg/kg左右，在食用壇子雜菜時應該避開亞硝酸鹽的高峰期（發(fā)酵前4 d），選擇最佳的食用時間。接種發(fā)酵比自然發(fā)酵的發(fā)酵速度快，濕法發(fā)酵比干法發(fā)酵速度快，因此接種/濕法發(fā)酵更適合規(guī)?；?、工廠化生產(chǎn)。純種發(fā)酵和自然發(fā)酵的氨基酸態(tài)氮含量變化規(guī)律較為相似，是否純種發(fā)酵對壇子雜菜風味品質(zhì)的影響很小。干法和濕法發(fā)酵是導致最終成品品質(zhì)上有明顯感官差異的重要原因。

參考文獻：

[1] 陳 功. 試論中國泡菜歷史與發(fā)展[J]. 食品與發(fā)酵科技，2010，46（3）：1-5.

[2] 蘇 揚，陳云川. 泡菜的風味化學及呈味機理的探討[J]. 中國調(diào)味品，2001，（4）：26-29.

[3] 王金菊，崔寶寧，張治洲. 泡菜風味形成的原理[J]. 食品研究與開發(fā)，2008，29（12）：163-166.

[4] 張榕欣. 泡菜中亞硝酸鹽含量影響因素及安全食用期[J]. 廣東化工，2009，36（5）：134-136.

[5] 李文婷. 乳酸菌制劑發(fā)酵泡菜工藝及安全性研究[D]. 成都：西華大學，2012.

[6] 中國國家標準（GB）題錄總匯[J]. 世界標準信息，2001，（1）：27-96.

[7] 劉 紹. 食品分析與檢測[M]. 武漢：華中科技大學出版社，2011.

[8] 黃業(yè)傳，曾凡坤. 自然發(fā)酵與人工發(fā)酵泡菜的品質(zhì)對比[J]. 食品工業(yè)，2005，（3）：41-43.

[9] 鄭 炯，黃明發(fā). 泡菜發(fā)酵生產(chǎn)的研究進展[J]. 中國調(diào)味品，2007，（5）： 23-25.

[10] 叢 敏. 酸菜自然發(fā)酵過程中化學成分及乳酸菌變化規(guī)律的研究[D]. 沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學，2016.

[11] 周曉媛. 發(fā)酵辣椒的風味物質(zhì)和風味調(diào)配技術(shù)研究[D]. 長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學，2005.

[12] 陳義倫，許苗苗，尚艷艷. 泡菜產(chǎn)品保藏過程中亞硝酸鹽含量的變化及控制[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2009，（1）：78-81.

[13] GB/T 5009.33-2010，食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定[S].