低鹽、低亞硝酸鹽西蘭花莖泡菜發(fā)酵工藝

王 英， 周劍忠， 施亞萍， 李亞輝， 李 瑩

(1.江蘇省農業(yè)科學研究院農產品加工研究所，江蘇南京 210014； 2.江蘇省南京市脆而爽蔬菜食品有限公司，江蘇南京 211225)

在傳統(tǒng)泡菜生產中，前期通常采用高濃度食鹽溶液對蔬菜原料進行貯藏，含鹽量高達15%～20%，后期的脫鹽工序會產生大量鹽漬廢水，造成環(huán)境污染[9-11]。另外，高鹽攝入對人體健康會有危害，引起高血壓、降低人體細胞的防御功能等。發(fā)酵蔬菜的亞硝酸鹽含量超標是困擾蔬菜發(fā)酵生產廠家和消費者的嚴重問題，過量的亞硝酸鹽會引起胃癌、食道癌等消化系統(tǒng)癌癥[12-14]。植物乳桿菌SD-7菌株來源于傳統(tǒng)自然發(fā)酵食品，是具有優(yōu)良的降解亞硝酸鹽和發(fā)酵性能的乳酸菌[15]，同時該菌株有較強的適應環(huán)境能力和較好的加工屬性，具有良好的應用前景。因此，筆者所在項目組利用具有亞硝酸鹽降解功能的乳桿菌SD-7為發(fā)酵劑，以西蘭花莖葉為發(fā)酵蔬菜原料，研究發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間和接種量對發(fā)酵西蘭花莖品質的影響，進而對發(fā)酵工藝進行優(yōu)化和調控，獲取西蘭花莖葉泡菜制作技術。本研究結果可以為發(fā)酵西蘭花莖泡菜的工業(yè)化生產提供理論依據和技術支持，具有重要的理論研究意義和實踐應用價值。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 菌株與原料 植物乳桿菌(Lactobacillusplantarum) SD-7，保藏于江蘇省農業(yè)科學院農產品加工研究所食品生物工程研究室。西蘭花、辣椒、大蒜、蔥、姜、冰糖、精鹽等原材料均購買于當地市場。

MRS液體培養(yǎng)基和MRS固體培養(yǎng)基，均購自山東省青島海博生物技術有限公司。按照說明書加入稀釋，121 ℃滅菌20 min。

1.1.2 主要設備及其來源 雷磁ZD-2型自動點位滴定儀，購自上海精密科學儀器有限公司；UV-1600PC紫外分光光度計，購自上海美譜達儀器有限公司；124S-CW分析天平，購自賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；SX-500全自動高壓滅菌鍋，購自日本Tomy Digital Biology公司；SW-CJ-1C(標準型)雙人單面水平流凈化工作臺，購自蘇州凈化設備有限公司；Sigma 3K-15臺式高速冷凍離心機，購自北京五洲東方科技發(fā)展有限公司；色差計YS6060，購自深圳市三恩時科技有限公司；TMS-Touch質構分析儀，購自美國FTC公司；3nh色差儀，購自深圳市三恩時科技有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌株的活化與培養(yǎng) 從-80 ℃取出甘油管保藏的SD-7菌種，劃線接種至MRS培養(yǎng)基平板上，30 ℃培養(yǎng)48 h，挑取單菌落接種至MRS液體培養(yǎng)基中，30 ℃條件下培養(yǎng)18～20 h，按照5%的接種量轉接到MRS液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)18 h，4 ℃、5 000 r/min 離心5 min，收集菌體，用0.9%氯化鈉無菌溶液洗菌體2次后用0.9%氯化鈉無菌溶液重懸，調整菌體密度為 5.02×108CFU/mL，用作發(fā)酵泡菜的發(fā)酵劑。

1.2.2 泡菜水的制備 在1 L水中加入40 g精鹽、10 g花椒(青花椒和紅花椒各5 g)、10 g干紅辣椒和30 g冰糖，煮沸后保溫20 min，降至室溫備用。向降溫后的泡菜水中加入0.15%氯化鈣作為保脆劑，加入0.05%檸檬酸和0.03%異抗壞血酸作為護色劑。

1.2.3 pH值測定 開始發(fā)酵后每天取一定量的泡菜水，參照GB/T 13662—2008《黃酒》用pH計直接測定腌制鹵水的pH值。

1.2.4 發(fā)酵溫度對泡菜品質的影響 將西蘭花莖清洗干凈后，去皮切片放入泡菜壇中，加入2倍質量的泡菜水。將制備好的發(fā)酵菌液按照5%的接種量接種至泡菜壇中，用干凈的冷開水密封壇口后分別放置在15、20、25、30、35 ℃條件下發(fā)酵，在發(fā)酵過程中每天取樣，測定泡菜水的pH值，當pH值達到 3.8 左右時結束發(fā)酵。記錄發(fā)酵結束時間，測定泡菜的亞硝酸鹽含量、硬度和色度，同時進行感官評定。

第三，負反轉斷層活動持續(xù)時間長，連通性好，是理想的油氣運移通道。低潛山構造帶一般分布在箕狀凹陷的深凹部位，距油源近，構造分布和隆起幅度較大，又具有多層系、多類型的特點，是復式油氣聚集帶［9］。

1.2.5 接種量對泡菜品質的影響 將西蘭花莖清洗干凈后，去皮切片放入泡菜壇中，加入2倍質量的泡菜水。將制備好的發(fā)酵菌液分別按照1%、3%、5%、7%、9%的接種量接種至泡菜壇中，用干凈的冷開水密封壇口后放置在25 ℃條件下發(fā)酵，在發(fā)酵過程中每天取樣，測定泡菜水的pH值，當pH值達到3.8左右時結束發(fā)酵。記錄發(fā)酵結束時間，測定泡菜的亞硝酸鹽含量、硬度和色度，同時進行感官評定。

1.2.6 發(fā)酵時間對泡菜品質的影響 將西蘭花莖清洗干凈后，去皮切片放入泡菜壇中，加入2倍質量的泡菜水。將制備好的發(fā)酵菌液按照5%的接種量接種至泡菜壇中，用干凈的冷開水密封壇口后放置在25 ℃條件下發(fā)酵，分別在發(fā)酵1、3、5、7、9 d時測定泡菜水的pH值、亞硝酸鹽含量、硬度和色度，同時進行感官評定。

1.2.7 正交試驗 在試驗過程中各種因素之間會相互影響，可能存在協(xié)同作用，以發(fā)酵溫度、接種量、發(fā)酵時間等為試驗因素，利用L9(34)正交試驗優(yōu)化西蘭花莖泡菜發(fā)酵的工藝條件，具體設計見表1。

表1 L9(34)正交試驗因素水平

1.2.8 發(fā)酵泡菜品質測定 亞硝酸鹽含量測定：利用鹽酸萘乙二胺法測定泡菜的亞硝酸鹽含量，具體操作方法參照GB/T 5009.33—2003《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中的格里斯比色法對亞硝酸鹽含量進行測定。以亞硝酸鹽含量(x)為橫坐標、吸光度(y)為縱坐標，繪制標準曲線，得到標準曲線回歸方程：y=0.043x+0.013，相關系數r2=0.998。

泡菜硬度測定：利用TMS-Touch質構分析儀對泡菜硬度進行測試。選取250 N的力量感應單元，直徑為8 mm的圓柱型探頭，硬度測試條件設置：測前速率為1 mm/s，測試速率為0.5 mm/s，測后速率為 1 mm/s，壓縮量為50%。測試結果選取測試的硬度最大力(Fmax)為參數進行分析。

色度測定：用3nh色差儀分別測定發(fā)酵結束時西蘭花莖泡菜的L*、a*、b*。對每種樣品取3次樣，取平均值。L*表示光澤亮度，值越大，亮度越高；a*值正值表示紅色程度，負值表示綠色程度；b*值正值表示黃色程度，負值表示藍色程度；飽和度(c)根據公式c=(a*2+b*2)1/2計算，反映發(fā)酵蔬菜的色澤程度，數值越大，泡菜色澤越濃。

感官評價：泡菜pH值下降到適宜食用的范圍(pH值為3.8左右)時，認為泡菜成熟，將其切成合適大小后對泡菜的色、香、味、脆性等進行評定。選擇對本試驗有興趣且對泡菜味道有一定識別能力的食品專業(yè)研究生為感官評定小組成員。參加評定的成員事先接受訓練，并了解評分標準。每個樣品品嘗后，用37 ℃溫水漱口后再品嘗下一個樣本。每個樣本進行3次重復評定。泡菜感官評分參照表2。

表2 泡菜感官評分標準

1.3 數據統(tǒng)計分析

采用SPSS 13.0軟件進行數據統(tǒng)計分析，數據間差異比較采用t檢驗，差異顯著水平為P<0.05。

2 結果與分析

2.1 發(fā)酵溫度對西蘭花莖泡菜品質的影響

溫度對發(fā)酵進程有加速作用，一般來說，在適宜的范圍內，溫度越高，發(fā)酵時間越短，但是溫度對產品的品質有明顯的影響，不同的發(fā)酵機制，溫度的影響結果不同。從表3中可以看出，溫度升高，發(fā)酵時間縮短；硬度隨著溫度的升高呈現先升高后降低的趨勢，這是由于溫度低，發(fā)酵時間長，西蘭花在發(fā)酵液中浸制時間長，導致產品的硬度降低。另外，溫度過高，發(fā)酵過快，產酸速度快，西蘭花莖的硬度也下降。泡菜色澤是各種單色的綜合體現，僅根據單一顏色變化的色澤指標α*、b*并不能夠真實反映泡菜的色澤，飽和度反映的是泡菜色澤的鮮艷程度，數值越大，泡菜色澤越鮮艷[16-17]。本研究中，西蘭花莖泡菜色澤隨著發(fā)酵溫度的增加，飽和度呈現增加趨勢。感官評分結果顯示，發(fā)酵溫度在25 ℃時，西蘭花莖泡菜的感官評分最高。

表3 發(fā)酵溫度對西蘭花莖泡菜品質的影響

注：同列數據后不同小寫字母表示在0.05水平上差異顯著。表4、表5同。

2.2 接種量對西蘭花莖泡菜品質的影響

在同一發(fā)酵體系中，發(fā)酵劑的接種量會對發(fā)酵進程有影響，一般來說，隨著接種量的增大，會加快發(fā)酵速度。從表4中可以看出，隨著接種量的增大，發(fā)酵時間縮短，當接種量達到7%時，發(fā)酵時間隨著接種量的增加不再縮短。接種量對泡菜的色澤和硬度也有不同的影響，接種量低，發(fā)酵時間延長，硬度偏低，隨著接種量的增大，泡菜的硬度增大，接種量高于5%時，硬度呈現下降的趨勢。隨著接種量的增加，色澤加深。亞硝酸鹽含量隨著接種量的增加，呈現下降趨勢，當接種量高于5%時，泡菜中的亞硝酸鹽含量差異不顯著。感官評分結果顯示，接種量為5%時，西蘭花莖泡菜的感官評分最高。

表4 接種量對西蘭花莖泡菜品質的影響

2.3 發(fā)酵時間對西蘭花莖泡菜品質的影響

從表5中可以看出，隨著發(fā)酵時間的延長，發(fā)酵液的pH值逐漸降低，發(fā)酵1～2 d，泡菜液中的pH值高于4.0，發(fā)酵沒有結束，當pH值低于3.5時，品嘗時酸感太強。隨著時間的延長，硬度呈現下降趨勢。泡菜的色澤隨著發(fā)酵時間的延長，飽和度呈現增加趨勢。亞硝酸鹽含量隨著發(fā)酵時間的延長呈現下降趨勢，在發(fā)酵時間為1 d時，亞硝酸鹽含量較高，達到58.23 mg/kg，這是由于蔬菜在發(fā)酵初期有個亞硝酸峰，這與前人的研究結果[18-19]相一致。感官評分結果顯示，當發(fā)酵時間為5 d時，西蘭花莖泡菜的感官評分最高。

表5 發(fā)酵時間對西蘭花莖泡菜品質的影響

2.4 發(fā)酵條件正交優(yōu)化

考慮到因素之間可能存在協(xié)同的交互作用，以發(fā)酵溫度、接種量、發(fā)酵時間為3個主要因素，以感官評分結果為響應指標，利用L9(34)正交試驗優(yōu)化西蘭花莖泡菜的發(fā)酵條件。由表6可以看出，3個因素對西蘭花莖泡菜的感官評分的影響表現為A>C>B，即影響西蘭花莖泡菜感官評分的最主要環(huán)境因素是發(fā)酵溫度，其次是發(fā)酵時間。確定最佳發(fā)酵條件為A1B2C3，即培養(yǎng)發(fā)酵溫度為23 ℃、接種量為5%、發(fā)酵時間為6 d。

表6 L9(33)正交試驗設計及結果

從表7可以看出，發(fā)酵溫度對西蘭花莖泡菜感官評分影響顯著(P<0.05)，在試驗選擇的范圍內，發(fā)酵時間和接種量對感官評分影響不顯著。另外，校正模型對感官評分影響顯著(P<0.05)。

2.5 驗證試驗

按照正交試驗獲得的最優(yōu)發(fā)酵條件進行西蘭花莖的發(fā)酵，發(fā)酵溫度為23 ℃、接種量為5%、發(fā)酵時間為6 d。1次3個平行，重復3次，進行驗證，發(fā)酵西蘭花莖的感官評分的平均值為88.64分，與預測值89.04分基本一致。

表7 感官評定的SPSS方差分析結果

注：*表示差異顯著(P<0.05)。

3 結論

通過測定發(fā)酵溫度、接種量和發(fā)酵時間對西蘭花莖泡菜品質的影響，并利用正交試驗優(yōu)化發(fā)酵工藝，獲得的西蘭花莖泡菜的最佳發(fā)酵工藝為A1B2C3，即發(fā)酵溫度為23 ℃、接種量為5%、發(fā)酵時間為6 d，在此條件下發(fā)酵的西蘭花莖口感脆嫩、色澤純正、開胃解膩、有濃郁的乳酸發(fā)酵香氣。該研究結果可為西蘭花副產物莖的開發(fā)利用提供技術支持，同時對提高西蘭花種植和加工產業(yè)的經濟附加值具有重大意義。