泡菜中亞硝酸鹽控制方法的研究

韓露，朱薇，林永健，毛振耀

(1.臺州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 臺州 318000;2.臺州市市場監(jiān)督管理局，浙江 臺州 318000)

泡菜是傳統(tǒng)美食，屬乳酸發(fā)酵制品，脆嫩芳香、口感獨特，含豐富的維生素、益生菌等營養(yǎng)物質(zhì)，同時具有健胃理氣、預(yù)防心腦血管疾病等功效，深受消費者喜愛，然而泡菜的食用安全問題一直深受亞硝酸鹽的困擾。楊慧芬等人對國內(nèi)市售的8類腌制食品進行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)醬腌菜中亞硝酸鹽檢出率高達94.7%，最高達85.63 mg/kg。腌制過程中，微生物產(chǎn)生的硝酸鹽還原酶會將蔬菜本身的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在體內(nèi)積累能將血液中的Fe2+氧化成Fe3+，使負責(zé)攜氧的血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，會失去攜氧能力，各器官缺氧，全身皮膚發(fā)紫，嚴重的窒息而亡[1]。另外，亞硝酸鹽會與胃中存在的胺及氨基酸類物質(zhì)結(jié)合成具有強致癌性的亞硝胺，直接危害人體健康[2,3]。

如何讓人們在享受傳統(tǒng)美食時不必擔(dān)憂亞硝酸鹽的健康危害，一直是相關(guān)研究者們的努力方向。截至目前，亞硝酸鹽含量控制的方法已取得了較多的進展，現(xiàn)將前人的研究成果進行系統(tǒng)的整體與分析，以便為相關(guān)產(chǎn)業(yè)與研究提供參考依據(jù)。

1 發(fā)酵前的預(yù)處理

Hashimoto的研究顯示腌制品中高濃度的亞硝酸鹽異常積累與大腸菌群數(shù)高于正常的對照樣有關(guān)[4]。雜菌越多，硝酸鹽還原酶越多。適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，能夠減少原材料中的微生物，或是增加有益物質(zhì)如維生素、酚類溶出，幫助消減亞硝酸鹽。

1.1 微波輻射

在微波對泡菜中亞硝酸鹽含量影響研究中，張少穎等[5]發(fā)現(xiàn)低功率短時間處理，亞硝酸鹽含量上升，而處理強度進一步增強，亞硝酸鹽含量下降，當(dāng)功率為450 W，加熱時間為20 s時，亞硝酸鹽含量最低。這可能是因為低功率、短時間熱效應(yīng)改變了硝酸鹽還原酶的分子構(gòu)型，將其激活，但隨著處理強度進一步增大，酶蛋白變性，活性降低或喪失，抑制了硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。

泡菜等腌制品中的亞硝酸鹽主要形成在發(fā)酵初期，后期會慢慢降低到安全范圍。正因如此，腌制過程中往往會有一個亞硝峰。劉俊紅等人在腌制蘿卜過程中，同樣發(fā)現(xiàn)短時間微波作用，亞硝酸鹽峰值有小幅度的升高，照射時間增加，亞硝酸鹽含量進一步降低，這一規(guī)律與張少穎等人的研究結(jié)果一致[6]。

1.2 ClO2溶液預(yù)處理

張少穎在泡菜腌制前，用不同濃度的ClO2溶液來處理甘藍原料，結(jié)果表明，ClO2溶液濃度為20 mg/L時，亞硝酸鹽峰值最低，濃度繼續(xù)上升，亞硝酸鹽含量不再下降。研究人員推測，ClO2主要是通過抑制硝酸鹽還原酶的活性來減少亞硝酸鹽的含量。

2 發(fā)酵方法的選擇

腌制品的質(zhì)量在很大程度上取決于乳酸菌開始生長的速度以及發(fā)酵初期有害微生物被抑制的速度[7]。相比于純自然發(fā)酵法，乳酸菌接種法能夠使乳酸菌一開始就成為優(yōu)勢菌，發(fā)酵后迅速降低pH值，高酸度環(huán)境抑制硝酸鹽還原酶產(chǎn)生菌的活性，同時在酸性環(huán)境下生成的亞硝酸鹽也部分發(fā)生降解。

2.1 乳酸菌直投式接種發(fā)酵

郝明玉等[8]研究了直投式發(fā)酵泡菜與自然發(fā)酵泡菜中亞硝酸鹽含量的區(qū)別。研究發(fā)現(xiàn)，自然發(fā)酵泡菜有明顯的亞硝酸鹽峰，亞硝酸鹽含量先上升后下降，直投式發(fā)酵法則能使亞硝峰變得不明顯。陳聰?shù)萚9]從傳統(tǒng)腌制泡菜中篩選得到乳酸菌，比較發(fā)現(xiàn)，自然發(fā)酵法中亞硝峰值為7.2 mg/kg，5天后仍有4.5 mg/kg，而直投式?jīng)]有明顯的亞硝峰，亞硝酸鹽含量始終低于1 mg/kg。

2.2 人工接種結(jié)合自然發(fā)酵

董靜等[10]發(fā)現(xiàn)，相同條件下，自然發(fā)酵亞硝酸鹽峰值高達56.68 mg/kg，而人工接種結(jié)合自然發(fā)酵，盡管有峰值，但是峰值不超過20 mg/kg，且整個發(fā)酵過程中，亞硝酸鹽含量均低于國家標準。

人工接種結(jié)合自然發(fā)酵法，相比于純粹的直投式各有優(yōu)缺點，前者會出現(xiàn)亞硝峰，但是處于安全范圍內(nèi)，后者盡管不出現(xiàn)亞硝峰，但是需要經(jīng)過滅菌，對實驗材料風(fēng)味有一定的影響，而且增加了成本。

3 發(fā)酵原輔料的添加

3.1 添加天然調(diào)味料

潮州菜中慣用薄荷、羅勒和香菜調(diào)味，林燕如等用微波提取法獲得這3種調(diào)味料提取液，在模擬人體胃液條件下研究發(fā)現(xiàn)3種調(diào)味植物對亞硝酸鹽的清除率最高可以達到51.6%，對亞硝胺合成的阻斷率可高達56.9%，這三者均有很好的清除和阻斷能力，其中清除率最高的是羅勒，阻斷率最高的是薄荷葉[11]。

泡菜腌制過程中添加花椒同樣可以減少亞硝酸鹽，花椒添加量越大，亞硝峰出現(xiàn)時間越晚，峰值與平衡值均減小[12]。這主要是因為花椒含有一定量的桉腦素、檸檬烯等物質(zhì)，它們對硝酸鹽還原酶產(chǎn)生菌有一定的抑制作用。

除此之外，添加大蒜、紫蘇等也可消減亞硝酸鹽[13]。因此，泡菜腌制過程中，在不影響風(fēng)味的前提下，適當(dāng)?shù)靥砑幽骋环N或多種調(diào)味料，不僅可以滿足不同地區(qū)人們對風(fēng)味的需求，而且能夠提高產(chǎn)品的安全性。

3.2 添加抗氧化劑

曾維麗等人在白菜腌制過程中，研究了茶多酚對泡菜和泡菜液中亞硝酸鹽含量的影響，結(jié)果表明，茶多酚添加量增加，泡菜與泡菜液中亞硝酸鹽含量均逐漸減少，當(dāng)添加量為0.050%時，泡菜中亞硝酸鹽含量比空白降低69%[14]。

添加抗壞血酸、異抗壞血酸及其鈉鹽等也可降低亞硝酸鹽含量。腌制甘藍時，添加D-異抗壞血酸鈉0.38 mg/kg，亞硝酸鹽含量迅速降低，輔助添加一定量的檸檬酸(0.63 mg/kg)對異抗壞血酸鈉有協(xié)同效應(yīng)。朱恩俊等在金花菜腌制過程中也有同樣的發(fā)現(xiàn)，維生素C添加量在0.15%～0.2%范圍內(nèi)，檸檬酸作為輔助劑，能夠?qū)喯跛猁}控制在較低水平[15]。

另外，谷胱甘肽也常被添加到泡菜中來消減亞硝酸鹽。劉俊紅等實驗發(fā)現(xiàn)，白蘿卜腌制過程中谷胱甘肽的質(zhì)量濃度為0.15%時，消減亞硝酸鹽的效果最好，成本也最低。

3.3 添加強化劑亞硒酸鈉

亞硒酸鈉對泡菜腌制中亞硝酸鹽含量的影響實驗結(jié)果顯示，單次投放亞硒酸鈉能在一定程度上降低自然發(fā)酵和接種發(fā)酵中亞硝酸鹽的含量，而不影響亞硝峰的出峰時間，當(dāng)亞硒酸鈉分次投放時，分次越多，亞硝峰峰值與平衡值越小，且出峰時間提前。機理研究表明，亞硒酸鈉促進了亞硝酸鹽還原酶的合成與分泌，而pH值為5.0時，更接近該酶最適pH，進而促進了亞硝酸鹽的降解[16]。

3.4 添加中草藥浸泡液

劉芳等認為黃芪、黨參、當(dāng)歸3種配伍中草藥復(fù)合使用，既能抑制泡菜中有害雜菌的生長，又對有益乳酸菌的生長起一定促進作用，故可作為天然防腐劑用于泡菜生產(chǎn)。在此基礎(chǔ)之上，他們研究了這三種中草藥的復(fù)合水煎液對泡菜中亞硝酸鹽含量的影響，實驗結(jié)果顯示，不同濃度的中草藥水煎液對亞硝酸鹽都有比較好的削減效果，能提前出峰時間，同時降低峰值，其中0.6 g/mL水煎液對泡菜中亞硝酸鹽含量的消減效果最明顯，出峰時間提前1天，峰值從28.22 mg/kg降低至10.56 mg/kg，發(fā)酵后期亞硝酸鹽含量僅為0.18 mg/kg，較之常用阻斷劑大蒜、維生素C具有更好的消減效果。

4 發(fā)酵過程條件控制

4.1 食鹽濃度

在泡菜腌制初期，乳酸未大量生成，對各類雜菌的抑制作用比較弱，主要依靠食鹽來抑菌。徐藝菲等人研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)只添加食鹽干腌時，亞硝峰在第6天出現(xiàn)，而且峰值最高，食鹽濃度為20%和13.3%時，亞硝峰分別出現(xiàn)在第5天和第4天，峰值分別為14.7 mg/kg和10.2 mg/kg。食鹽濃度越高，出峰時間越晚，峰值越高[17]。

4.2 發(fā)酵溫度

在溫度對甘藍、蘿卜腌制影響的研究中，徐海菊等發(fā)現(xiàn)中溫(30 ℃)比低溫(10 ℃)的亞硝峰峰值低，亞硝峰提前[18]。董靜等在甘藍發(fā)酵中發(fā)現(xiàn)了同樣的規(guī)律。然而田陳聃等有不同的研究結(jié)果：溫度為30 ℃時，第1天即到達峰值約55 mg/kg，保藏溫度為10 ℃時，前期始終維持在低于20 mg/kg的穩(wěn)定狀態(tài)，到第6天仍未達到峰值，整體來看(10～30 ℃)，溫度越高，亞硝峰出現(xiàn)得越早，峰值越高[19]。這3個研究存在一定的矛盾，前兩者認為溫度高，亞硝峰值低，后者認為溫度高，亞硝峰值高，這可能是受原輔材料、體系pH值等其他因素影響所致。

4.3 初始酸度

每1種酶都有適宜的pH范圍，利用這個特性，可以通過調(diào)節(jié)發(fā)酵環(huán)境中的酸度來控制硝酸鹽還原酶的活性。張少穎在甘藍腌制過程中研究發(fā)現(xiàn)，在pH 7～3范圍內(nèi)，降低泡菜發(fā)酵起始pH，硝酸鹽還原酶活性受到抑制，亞硝酸鹽含量下降，將pH控制在3～4最好。

5 發(fā)酵后的處理

孟良玉等人曾在早期用水浸泡法對泡菜成品進行脫亞硝酸鹽的研究，實驗表明增加浸泡溫度、浸泡時間和換水次數(shù)，可以使亞硝酸鹽含量大大降低，4次浸泡之后，亞硝酸鹽含量從最初的250 mg/kg降低至25 mg/kg。

泡菜市場主要集中在中國、韓國和日本，而日本與韓國處于壟斷地位，對我國而言，形勢不容樂觀。未來的發(fā)展方向是更為全面地實現(xiàn)生產(chǎn)的標準化與規(guī)?；?，以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)小作坊式生產(chǎn)，同時更加注重在泡菜安全性方面的研究力度。

目前可綜合運用多種方法消減亞硝酸鹽，其中發(fā)酵前預(yù)處理，發(fā)酵過程中食鹽濃度、酸度、溫度的控制，添加調(diào)味料和抗氧化劑等研究比較早且技術(shù)相對成熟。乳酸菌接種法因乳酸菌種類多，研究集中在篩選產(chǎn)酸和降解亞硝酸鹽能力較強的菌株上，將其單獨或混合接種，而且目前已有商業(yè)化的固體泡菜發(fā)酵乳酸菌發(fā)酵劑，使用衛(wèi)生方便，對于工廠或家庭自制都是很好的選擇。添加中草藥浸泡液則是近年出現(xiàn)的一種新方法，且效果比較好，優(yōu)于大蒜、抗壞血酸。中國中草藥資源豐富，食用歷史悠久，未來可結(jié)合抗菌中草藥的研究，在不破壞泡菜風(fēng)味的基礎(chǔ)上，添加天然中草藥，提高泡菜安全性，同時增加泡菜的營養(yǎng)價值。