襄陽(yáng)傳統(tǒng)發(fā)酵大頭菜生產(chǎn)過(guò)程中理化特性的變化

嚴(yán)帶萍，丁 銳，杜 涓，孫永林，豁銀強(qiáng)，吳進(jìn)菊*

（湖北文理學(xué)院 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院·化學(xué)工程學(xué)院，湖北 襄陽(yáng) 441053）

襄陽(yáng)大頭菜為全國(guó)四大腌菜之一[1]，以芥菜為原料，采用“三腌、五鹵、六曬”獨(dú)特的工藝腌制而成。因襄陽(yáng)得天獨(dú)厚的自然生長(zhǎng)條件以及傳統(tǒng)的腌制技術(shù)，襄陽(yáng)大頭菜質(zhì)之脆嫩，味之鮮美，香之濃郁，備受消費(fèi)者喜愛(ài)，成為佐餐妙品。

大頭菜質(zhì)地緊密、水分少、纖維素多，有強(qiáng)烈的芥辣味并稍帶苦味，不宜生吃，適宜腌制發(fā)酵后食用[2]。大頭菜腌制發(fā)酵的過(guò)程伴隨著微生物發(fā)酵、食鹽滲透和蛋白質(zhì)分解等過(guò)程，從而賦予大頭菜風(fēng)味、口感、品質(zhì)變化[3]。國(guó)內(nèi)不少學(xué)者[4-6]對(duì)發(fā)酵大頭菜品質(zhì)進(jìn)行了研究，有利地促進(jìn)了腌制大頭菜的發(fā)展。尹爽等[7-8]采用氯化鈣、乳酸鈣、丙酸鈣3種不同的保脆劑對(duì)大頭菜進(jìn)行處理，研究它們對(duì)大頭菜腌制期間品質(zhì)和質(zhì)構(gòu)特性的影響，結(jié)果表明，3種保脆劑均能在一定程度上有效保持大頭菜腌制期間的質(zhì)構(gòu)；在此基礎(chǔ)上，以大頭菜的脆度和感官評(píng)分為指標(biāo)，進(jìn)一步研究氯化鈣、乳酸鈣、丙酸鈣復(fù)合保脆劑對(duì)大頭菜保脆效果的影響，結(jié)果表明，大頭菜最佳復(fù)合保脆方案為氯化鈣0.05%、乳酸鈣0.8%、丙酸鈣0.15%，有效地解決了大頭菜軟爛和口味欠佳等加工品質(zhì)問(wèn)題。劉達(dá)玉等[9]研究表明，接種乳酸菌發(fā)酵大頭菜，大頭菜中共的總酸含量增加，還原糖、蛋白質(zhì)和亞硝酸鹽降低，必需氨基酸含量較自然發(fā)酵對(duì)照產(chǎn)品略有增加；揮發(fā)性香氣成分主要為有機(jī)酸類、酯類、醛類、醇類等，比自然發(fā)酵對(duì)照產(chǎn)品多5種。

目前，質(zhì)構(gòu)儀和色度儀取代傳統(tǒng)的人工感官分析被廣泛用于食品品質(zhì)評(píng)價(jià)中[10-15]。襄陽(yáng)大頭菜需經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)數(shù)月的腌制發(fā)酵過(guò)程才能成熟，在此過(guò)程中，大頭菜內(nèi)部發(fā)生各種奇妙的變化，使其質(zhì)脆可口，味道鮮美，香味濃郁。本實(shí)驗(yàn)以襄陽(yáng)傳統(tǒng)發(fā)酵大頭菜為研究對(duì)象，測(cè)定了腌制發(fā)酵過(guò)程中不同階段大頭菜的脂肪含量、纖維含量、蛋白質(zhì)含量、色度和質(zhì)構(gòu)特性的變化，為今后傳統(tǒng)發(fā)酵大頭菜的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供一定的參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

襄陽(yáng)傳統(tǒng)發(fā)酵大頭菜：襄陽(yáng)某公司。采用“三腌、五鹵、六曬”的傳統(tǒng)工藝進(jìn)行加工，按照加工工序的特點(diǎn)，在每一道腌制和鹵制工序完成后采集樣本（1～6表示不同加工階段的大頭菜，其中1～3為腌制階段，4～6為鹵制階段）。

乙醚、濃硫酸、氫氧化鈉（均為分析純）：上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

YP5002電子天平：上海佑科儀器儀表有限公司；TA·XT-Plus物性測(cè)試儀：英國(guó)StableMicroSystem公司；UltraScan Pro全自動(dòng)多功能色度儀：美國(guó)HunterLab公司；K1100全自動(dòng)凱氏定氮儀、SOX500脂肪測(cè)定儀、F800纖維測(cè)定儀、SH220N石墨消解儀：山東海能科學(xué)儀器有限公司；KSL-1200X-M馬弗爐：合肥科晶材料技術(shù)有限公司；HE53快速水分測(cè)定儀：上海右一儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 脂肪、纖維素和蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

脂肪含量的測(cè)定：將大頭菜切碎，置于100℃的烘箱中烘干、粉碎，稱取5g樣品，加入50mL乙醚進(jìn)行萃取，萃取溫度140℃，回流2 h。最后置于105℃干燥箱中干燥，計(jì)算脂肪含量。

纖維素含量的測(cè)定：參照郭小義等[16]的方法和儀器使用說(shuō)明書，將大頭菜切碎，置于100℃的烘箱中烘干、粉碎，稱取1.5 g大頭菜粉末，加2 g硅藻土，首先進(jìn)行酸消煮和堿消煮，然后進(jìn)行干燥和灰化，計(jì)算纖維含量。

蛋白質(zhì)含量測(cè)定：參照GB/T 6432—2018《飼料中粗蛋白的測(cè)定凱氏定氮法》[17]。

1.3.2 色度測(cè)定[18]

將大頭菜中心切成1 cm的薄片，采用色度儀對(duì)其色度進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試模式為不去除鏡面反射，并采用標(biāo)準(zhǔn)白板為標(biāo)樣[19]。L*值表示亮度從0（黑色）到100（白色）變化；a*值表示紅綠度，+a*表示紅色，-a*表示綠色；b*值表示黃藍(lán)度，+b*表示黃色，-b*表示藍(lán)色；ΔE值表示整體色差，可以較好地反應(yīng)大頭菜顏色變化。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)測(cè)定

取大頭菜中部約2cm厚的部分，置于儀器托盤上，對(duì)其硬度、脆性、咀嚼性3個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試采用P-2探頭，觸發(fā)力為15 g，厚度為8 mm，測(cè)試前速度為1.00 mm/s，測(cè)試速度為2.00 mm/s，測(cè)試后速度為10.0 mm/s。為保證測(cè)試點(diǎn)之間不相互干擾，點(diǎn)之間的距離＞0.5 cm。

1.3.4 統(tǒng)計(jì)與分析

所有試驗(yàn)均重復(fù)3次以上，取平均值。采用分析軟件SPSS13.0進(jìn)行相關(guān)性分析，多重比較采用Duncan檢驗(yàn)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同加工階段大頭菜脂肪含量的變化

不同加工階段大頭菜脂肪含量的變化結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，大頭菜在不同加工階段，脂肪含量在0.04%～0.049%范圍內(nèi)變化較小，差異不顯著（P＞0.05）。分析原因可能是由于大頭菜原料中的脂肪含量（0.054%）較低，屬于低脂肪類蔬菜。因此，生產(chǎn)過(guò)程中所發(fā)生的生物和物理變化以及加入的輔料對(duì)大頭菜的脂肪含量影響較小，導(dǎo)致其在整個(gè)加工過(guò)程中含量變化較小。

圖1 不同加工階段大頭菜脂肪含量的變化Fig.1 Changes of fat content of kohlrabi in different processing stages

2.2 不同加工階段大頭菜纖維素含量的變化

不同加工階段大頭菜的纖維素含量變化如圖2所示。由圖2可知，不同加工階段大頭菜的纖維素含量在1.20%～3.41%范圍內(nèi)，變化較大。新鮮、1和2階段的大頭菜纖維素含量差異不顯著（P＞0.05），分別為3.33%、3.41%和3.31%；而進(jìn)入第3階段，大頭菜纖維素含量急劇下降，為2.60%；第6階段時(shí)，纖維素含量低至1.20%，差異顯著（P＜0.05）；從加工第6階段至成品間纖維素含量稍有降低，但差異不顯著（P＞0.05），成品中纖維素含量為1.05%。在加工過(guò)程中大頭菜纖維素含量有較大差異，分析原因可能是在發(fā)酵過(guò)程中有些微生物產(chǎn)生了降解纖維素的酶，使纖維素降解，從而導(dǎo)致大頭菜纖維素含量發(fā)生較大變化。

圖2 不同加工階段大頭菜纖維素含量的變化Fig.2 Changes of fiber content of kohlrabi in different processing stages

2.3 不同加工階段大頭菜蛋白質(zhì)含量的變化

不同加工階段大頭菜蛋白質(zhì)含量的變化如圖3所示。由圖3可知，不同加工階段大頭菜的蛋白質(zhì)含量呈下降的趨勢(shì)，從新鮮大頭菜到成品大頭菜，蛋白質(zhì)含量從2.02%下降至0.70%，差異較大（P＜0.05），這與纖維含量的變化趨勢(shì)基本一致。在整個(gè)發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中，第2、第3和第4階段，第6階段和成品的蛋白質(zhì)含量差異不顯著（P＞0.05）。

圖3 不同加工階段大頭菜蛋白質(zhì)含量的變化Fig.3 Changes of protein content of kohlrabi in different processing stages

2.4 不同加工階段大頭菜色度的變化

圖4 不同加工階段大頭菜L＊值的變化Fig.4 Changes ofL＊value of kohlrabi in different processing stages

有研究表明，在腌制過(guò)程中，大頭菜顏色逐漸加深，而鹽分低的大頭菜顏色加深速度最快[20]。由不同加工階段大頭菜L*值的變化（圖4）可知，新鮮大頭菜肉質(zhì)呈白色，L*值為88.2。在腌制的1、2階段，L*值有所下降，但趨勢(shì)比較平緩，差異不顯著（P＞0.05）。隨著加工的進(jìn)行，加入了大量的醬色，因此大頭菜內(nèi)部顏色逐漸加深，L*值顯著降低（P＜0.05），最后呈現(xiàn)出深褐色，成品大頭菜L*值下降至17.6。

不同加工階段大頭菜a*和b*值的變化如圖5所示。由圖5可知，新鮮大頭菜的a*值為-0.77，偏綠色。在腌制的1、2階段，大頭菜的紅綠度與新鮮大頭菜沒(méi)有顯著差異（P＞0.05），仍表現(xiàn)為偏綠色。隨著加工的進(jìn)行，在腌制液中加入了大量的醬色，因此，大頭菜的a*值由負(fù)值過(guò)渡為正值，表現(xiàn)為偏紅色，a*值顯著增大（P＜0.05），且在第5階段達(dá)到最大，為10.57。然后隨著加工的進(jìn)行，a*值逐漸降低，成品大頭菜a*值僅為3.08。

圖5 不同加工階段大頭菜a＊值和b＊值的變化Fig.5 Changes ofa＊value andb＊value of kohlrabi in different processing stages

所有加工階段的大頭菜b*值均為正值，表現(xiàn)為黃色。新鮮大頭菜b*值為13.4，隨著加工的進(jìn)行，b*值逐漸增大，在第4階段時(shí)達(dá)到最大值，為27.6，隨后又顯著降低（P＜0.05），成品大頭菜b*值降至3.31。這與a*值的變化趨勢(shì)基本一致。

ΔE值反映了大頭菜的整體色澤，可以較好地反應(yīng)大頭菜的顏色變化。不同加工階段大頭菜ΔE值的變化如圖6所示。

圖6 不同加工階段大頭菜ΔE值的變化Fig.6 Changes ofΔEvalue of kohlrabi in different processing stages

由圖6可知，新鮮大頭菜ΔE值為17.54，在腌制第1、2階段，大頭菜ΔE值稍有增加，而在后續(xù)加工過(guò)程中，大頭菜ΔE值迅速增加，成品大頭菜ΔE值達(dá)到了81.95。結(jié)果表明，在加工過(guò)程中，大頭菜的整體色澤變化較大，由最初的白色變成深褐色，差異顯著（P＜0.05）。

2.5 不同加工階段大頭菜質(zhì)構(gòu)品質(zhì)變化

2.5.1 不同加工階段大頭菜硬度變化

硬度是指使食品達(dá)到一定變形所需的力[20]，不同加工階段大頭菜硬度變化如圖7所示。在第1階段，大頭菜硬度與新鮮大頭菜基本一致，沒(méi)有顯著差異（P＞0.05）。隨著加工的進(jìn)行，大頭菜硬度呈現(xiàn)先增大、后減小、又增大的趨勢(shì)。在第3階段，大頭菜的硬度達(dá)到最大，為1 775.6 g。成品大頭菜硬度為1 597.5 g，顯著高于新鮮大頭菜（P＜0.05）。

圖7 不同加工階段大頭菜硬度變化Fig.7 Change of hardness of kohlrabi in different processing stages

2.5.2 不同加工階段大頭菜脆性變化

脆性是指在斷裂前未察覺(jué)到的塑形變形的性質(zhì)[19]，不同加工階段大頭菜脆性變化如圖8所示。

圖8 不同加工階段大頭菜脆性變化Fig.8 Change of brittleness of kohlrabi in different processing stages

由圖8可知，新鮮大頭菜的脆性較差，僅為1.1 mm，而腌制發(fā)酵過(guò)程顯著提高了大頭菜的脆性（P＜0.05），使成品大頭菜的脆性達(dá)到6.3 mm。在腌制階段（第1～3階段），大頭菜的脆性急劇提高，而進(jìn)入鹵制階段（第4～6階段），大頭菜脆性相對(duì)有所下降，并趨于穩(wěn)定。

2.5.3 不同加工階段大頭菜咀嚼性變化

咀嚼性只用于描述固態(tài)樣品，指咀嚼到樣品能夠吞咽的工作量[20]，不同加工階段大頭菜咀嚼性變化如圖9所示。由圖9可知，新鮮大頭菜咀嚼性較高，為4 219 g·s，隨著加工的進(jìn)行，咀嚼性整體呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，成品大頭菜咀嚼性降至2 419 g·s，僅為新鮮大頭菜的50%。在腌制階段（第1～3階段），相比于新鮮大頭菜，其咀嚼性顯著下降（P＜0.05），但腌制各階段大頭菜咀嚼性差異不顯著（P＞0.05）。加工第5階段至成品階段，大頭菜咀嚼性也呈現(xiàn)出類似的變化趨勢(shì)，隨著加工的進(jìn)行，咀嚼性逐漸增大，但是差異并不顯著（P＞0.05）。

圖9 不同加工階段大頭菜咀嚼性變化Fig.9 Changes of chewiness of kohlrabi in different processing stages

3 結(jié)論

本研究測(cè)定分析了發(fā)酵過(guò)程中不同階段大頭菜的脂肪含量、纖維含量和蛋白質(zhì)含量的變化，并采用色度儀和質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定分析大頭菜腌制發(fā)酵過(guò)程中色澤和質(zhì)構(gòu)的變化。結(jié)果表明，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，大頭菜的脂肪含量在0.04%～0.054%范圍內(nèi)，無(wú)顯著變化（P＞0.05），而纖維含量和蛋白質(zhì)含量顯著降低（P＜0.05），纖維含量從3.33%降至1.0%，蛋白質(zhì)含量從2.02%降至0.70%。色澤研究結(jié)果表明，發(fā)酵過(guò)程中，大頭菜內(nèi)部由新鮮的白色逐漸變?yōu)樯詈稚?，L*值逐漸降低，a*值和b*值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，ΔE值逐漸增大，各加工階段的大頭菜整體色澤差異顯著（P＜0.05）。質(zhì)構(gòu)研究結(jié)果表明，大頭菜經(jīng)發(fā)酵后，硬度從1 329.4 g提高至1 579.5 g，脆性從1.1 mm提高至6.3 mm，較新鮮時(shí)均顯著提高（P＜0.05），而咀嚼性顯著降低（P＜0.05），由4219g·s降低至2419g·s。本研究從理化特性方面揭示了傳統(tǒng)發(fā)酵大頭菜的品質(zhì)形成過(guò)程，為今后傳統(tǒng)發(fā)酵大頭菜的工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)提供一定的參考價(jià)值。