糖蒜腌制及亞硝酸鹽變化規(guī)律研究

賈慶超，游新俠

(鄭州科技學(xué)院 食品科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州 450064)

糖蒜是江浙滬及北方地區(qū)的風(fēng)味名吃，受到很多人的青睞，不但味道獨(dú)特鮮美，而且含有蛋白質(zhì)、維生素C、糖類等多種營養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，尤其是糖蒜中的多種微量元素鍺、鋅、硒等[2]能夠有效增強(qiáng)人體的各種機(jī)能，有效促進(jìn)新陳代謝，可以起到很好的抵抗衰老，提高人體免疫力以及預(yù)防心腦血管疾病的作用。每年的六七月份大蒜收獲的時(shí)候，很多農(nóng)家都自己腌制糖蒜，但腌制條件簡單，腌制過程中，由于硝酸還原酶(NRA)和微生物的共同作用，會(huì)使硝酸鹽轉(zhuǎn)換成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽不但會(huì)與血紅蛋白反應(yīng)，造成人體血液氧中毒，攝入過多時(shí)可致命[3]，而且亞硝酸鹽能和人胃中的含氮化合物(仲胺、叔胺、酰胺)結(jié)合成具有致癌性的亞硝胺[4]。本文首先通過單因素和正交試驗(yàn)確定腌制糖蒜的最佳配方，在此最佳配方下研究腌制糖蒜的亞硝酸鹽含量隨時(shí)間的變化規(guī)律，為人們?cè)谔撬獾膬?chǔ)存、加工、食用中提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

所選蔬菜為新鮮大蒜：采購于河南省鄭州市中牟縣；精致湖鹽：青海省鹽業(yè)股份有限公司；綿白糖：扶溝縣味美思食品廠；白醋：山西紫林醋業(yè)股份有限公司；陳醋：山西老陳醋集團(tuán)有限公司。

亞鐵氰化鉀、濃鹽酸、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、乙酸鋅、冰乙酸、硼酸鈉和亞硝酸鈉。CAS號(hào)：7632-00-0(基準(zhǔn)試劑)，應(yīng)該按照功用將所有試劑設(shè)置為分析純(AR)，鄭州市德眾化學(xué)試劑廠作為本次試劑的主要供應(yīng)商。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-2800AH型紫外可見分光光度計(jì) 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；BS224S型電子天平 杭州匯爾儀器設(shè)備有限公司；101-0ABS型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海壘固儀器有限公司；HHW.21-600型電熱恒溫水溫箱 北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1.3.1 樣品制備

糖蒜的加工方法

選大蒜：挑選無創(chuàng)傷、無蟲蛀、無病斑的蒜頭，洗凈，用清水浸泡3次以除去辛辣味。最后剝?nèi)ダ纤馄ぃ瑑?nèi)留嫩皮。

配料：新蒜、白糖、米醋、鹽、清水。

原料→去根葉→清洗→浸泡→換水→晾干→鹽水腌制→瀝干→糖蒜腌制→密封→存放→成品。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

對(duì)影響糖蒜感官品質(zhì)的主要因素白糖、醋、鹽和水的添加量進(jìn)行單因素試驗(yàn)，在確定鮮蒜1000 g的情況下，對(duì)各因素采用單因素試驗(yàn)。白糖添加量的確定：選擇醋900 g、鹽50 g、水1000 g，白糖添加量分別為250，275，300，325，350 g；食鹽添加量的確定：白糖300 g、醋900 g、水1000 g，食鹽添加量分別為45，50，55，60，65 g；水添加量的確定：白糖300 g、醋900 g、鹽50 g，水的添加量分別為850，900，950，1000，1050 g；醋添加量的確定：白糖300 g、鹽50 g，水1000 g，醋添加量分別為800，850，900，950，1000 g。

在確定鮮蒜1000 g的情況下，以白糖、醋、食鹽與水的添加量為因素，用四因素三水平L9(34)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出最佳配方。

1.3.3 感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)GB 2714—2015《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 醬腌菜》[5]做出感官評(píng)價(jià)。

檢驗(yàn)方法：取適量試樣置于白色瓷盤中，在自然光下觀察色澤狀態(tài)，聞其氣味，用溫開水漱口后品其味道。挑選10位經(jīng)過培訓(xùn)的食品科學(xué)專業(yè)的同學(xué)進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，10名同學(xué)的感官評(píng)分取平均值，避免出現(xiàn)分值的極化現(xiàn)象，糖蒜感官評(píng)價(jià)表見表1。

表1 糖蒜感官評(píng)價(jià)表Table 1 Sensory evaluation table of sweetened garlic

1.3.4 樣品的處理

每次試驗(yàn)定時(shí)稱取一組適量的糖蒜及糖蒜汁樣品，將樣品用研缽碾碎呈勻漿狀后取5.0 g。碾碎的樣品放置于容積為250 mL的帶塞錐形瓶中，加入12.5 mL的飽和硼砂溶液，同時(shí)需要添加70 ℃的純凈水于150 mL水浴鍋中沸水浴15 min左右，然后進(jìn)行冷水浴，最終冷卻到室溫，加入5 mL的亞鐵氰化鉀溶液，溶液混合均勻，由于需要沉淀蛋白質(zhì)，所以再加入5 mL乙酸鋅溶液，加水定容到刻度，搖勻，放置0.5 h左右，棄去過濾出的30 mL初濾液后其余濾液用于測(cè)定樣品吸光度。

測(cè)定其亞硝酸鹽的含量，在糖蒜腌制1，2，3，4，5，6，7，8，9，11，14，17，19，20，22，25，28，30 d時(shí)，將每個(gè)樣品平行測(cè)定3次，計(jì)算出樣品亞硝酸鹽的平均含量。同時(shí)做試劑空白試驗(yàn)(不加樣品)，對(duì)樣品中亞硝酸鹽在1個(gè)月中含量的變化規(guī)律進(jìn)行研究。

取新鮮大蒜在其他配方不變的條件下，按照醋和糖(固定為300 g)的比例為：1∶1、1∶2、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7(均為質(zhì)量比)不同比例腌制糖蒜，同時(shí)測(cè)出亞硝酸鹽含量作為對(duì)比，研究食醋對(duì)亞硝酸鹽的抑制，同時(shí)為一些喜歡糖蒜口味偏酸的人提供合理建議。

1.3.5 亞硝酸鹽測(cè)定方法

對(duì)比其他測(cè)定方法[6,7]，本試驗(yàn)測(cè)定腌制糖蒜中亞硝酸鹽含量的方法為GB 5009.33—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》[8]中的分光光度法，其分析成本低，操作便捷、快速，應(yīng)用范圍廣。試樣經(jīng)沉淀蛋白質(zhì)、除去脂肪后，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸重氮化后在弱酸條件下與鹽酸萘乙二胺偶合形成紫紅色的染料，且和鹽酸萘乙二胺、對(duì)氨基苯磺酸顯色反應(yīng)的產(chǎn)物穩(wěn)定性較高[9]。采用紫外分光光度計(jì)于波長538 nm下測(cè)得吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出樣品亞硝酸鈉質(zhì)量，從而根據(jù)公式測(cè)得樣品亞硝酸鹽的含量。

2 結(jié)果和分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 糖添加量對(duì)糖蒜品質(zhì)的影響

按照1.3中試驗(yàn)方法，白糖的添加量分別為275，300，325，350，375 g，其他輔料不變，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，選取最佳白糖添加量。

圖1 糖添加量感官評(píng)價(jià)Fig.1 Sensory evaluation of sugar additive amount

由圖1可知, 隨著糖添加量的不斷增加, 糖蒜的感官評(píng)分由低到高再降低，在白糖添加量為300 g時(shí)評(píng)分最高，白糖添加量不斷升高，糖蒜的評(píng)分開始下降。因此，白糖添加量選擇300 g時(shí)最好。

2.1.2 食鹽添加量對(duì)糖蒜品質(zhì)的影響

按照1.3中試驗(yàn)方法，食鹽添加量為40，45，50，55，60 g，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，考察食鹽添加量對(duì)糖蒜品質(zhì)的影響。

圖2 食鹽添加量感官評(píng)價(jià)Fig.2 Sensory evaluation of salt additive amount

由圖2可知, 隨著食鹽添加量的增加,糖蒜的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)食鹽添加量較少時(shí)，口味較淡，食之無味；當(dāng)食鹽添加量較多時(shí)，口味較咸；在食鹽添加量達(dá)到50 g時(shí)得分最高，此時(shí)口味咸淡合適，糖蒜清脆可口。

2.1.3 水添加量對(duì)糖蒜品質(zhì)的影響

按照1.3中試驗(yàn)方法，水的添加量為850，900，950，1000，1050 g，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，考察水添加量對(duì)糖蒜品質(zhì)的影響。

圖3 水添加量感官評(píng)價(jià)Fig.3 Sensory evaluation of water additive amount

由圖3可知, 隨著水添加量的增加,糖蒜的感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)出現(xiàn)了先上升后下降的趨勢(shì)，此時(shí)水的添加量較少，口味偏咸；當(dāng)水的添加量達(dá)到1000 g時(shí)，咸淡合適，此時(shí)感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)最高。再增加水的量，口味偏淡，感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)降低，所以水的添加量為1000 g時(shí)最佳。

2.1.4 醋添加量對(duì)糖蒜品質(zhì)的影響

按照1.3中試驗(yàn)方法，醋的添加量為800，850，900，950，1000 g，進(jìn)行單因素試驗(yàn)，考察醋添加量對(duì)糖蒜品質(zhì)的影響。

圖4 醋添加量感官評(píng)價(jià)Fig.4 Sensory evaluation of vinegar additive amount

由圖4可知，隨著醋添加量的增加,糖蒜的感官評(píng)分先增加后下降。醋的添加量較少時(shí)，糖蒜口味酸度不夠，不夠清脆爽口；當(dāng)醋的添加量達(dá)到900 g時(shí)，感官評(píng)分最高，此時(shí)糖蒜口感最好。超過900 g時(shí)，糖蒜的口味偏酸，不符合大眾口味，所以腌制糖蒜的最佳添加量為900 g。

2.2 正交試驗(yàn)結(jié)果

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取白糖添加量(A)、食鹽添加量(B)、水添加量(C)、醋添加量(D)4個(gè)因素進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，即選用白糖添加量(275，300，325 g)、食鹽添加量(40，45，50 g)、水添加量(950，1000，1050 g)、醋添加量(900，950，1000 g)來研究腌制糖蒜的最優(yōu)配方，正交試驗(yàn)因素水平見表2，正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表2 糖蒜正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonal test for sweetened garlic g

表3 糖蒜最佳配方正交試驗(yàn)結(jié)果分析表Table 3 The orthogonal test results of sweetened garlic with the optimum formula

由表3可知，各因素對(duì)糖蒜感官評(píng)價(jià)影響的順序依次為D>A>B>C。根據(jù)正交試驗(yàn)，糖蒜的最佳配方為A2B3C1D1，即白糖添加量為300 g，食鹽添加量為50 g，水添加量為950 g，醋的添加量為900 g。此配方制得的糖蒜感官評(píng)價(jià)最好。

2.3 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

亞硝酸鹽質(zhì)量和吸光度之間的關(guān)系見表4。

表4 亞硝酸鹽質(zhì)量和吸光度之間的關(guān)系Table 4 Relationship between the mass of nitrite and absorbance

續(xù) 表

按照表4的試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖5。

圖5 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.5 The standard curve of nitrite

由圖5可知，8組亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液在538 nm吸光度下呈現(xiàn)線性規(guī)律，其線性回歸方程為Y=0.0083X-0.0006(Y為吸光度，X為亞硝酸鹽質(zhì)量，μg)，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.9995，根據(jù)國標(biāo)可知相對(duì)系數(shù)在0.9995以上表示數(shù)據(jù)與直線之間的相關(guān)程度較好，因此本組數(shù)據(jù)滿足試驗(yàn)要求。

2.4 糖蒜與糖蒜汁中亞硝酸鹽含量和時(shí)間之間變化規(guī)律

2.4.1 糖蒜中的亞硝酸鹽含量和時(shí)間變化之間的規(guī)律

糖蒜在常溫條件下貯藏30 d，使用當(dāng)天的新鮮糖蒜測(cè)定亞硝酸鹽含量，試驗(yàn)結(jié)果見表5和圖6。

表5 糖蒜亞硝酸鹽含量隨時(shí)間的變化規(guī)律Table 5 Change rule of nitrite content of sweetened garlic with time

續(xù) 表

根據(jù)表5繪制出糖蒜亞硝酸鹽含量隨時(shí)間的變化曲線，見圖6。

圖6 糖蒜亞硝酸鹽含量隨時(shí)間的變化規(guī)律Fig.6 Change rule of nitrite content of sweetened garlic with time

由圖6可知，經(jīng)過1個(gè)月的腌制，糖蒜中亞硝酸鹽隨時(shí)間變化規(guī)律為：剛腌制的新鮮糖蒜中亞硝酸鹽自身含量為0.443 mg/kg，從1～17 d亞硝酸鹽含量處于緩慢增長的趨勢(shì)，最大增至3.902 mg/kg，17～19 d有略微下降，亞硝酸鹽變化量為3.902～2.869 mg/kg，隨后在19～20 d糖蒜亞硝酸鹽含量出現(xiàn)急劇上升的趨勢(shì)，此時(shí)亞硝酸鹽含量變化為2.869～9.671 mg/kg。在20～30 d內(nèi)下降到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，此時(shí)亞硝酸鹽含量變化為9.671～7.114 mg/kg，測(cè)得亞硝酸鹽最大值為9.671 mg/kg。因?yàn)樵谔撬獍l(fā)酵初期，食鹽抑菌作用使乳酸生成較少，高濃度的食鹽能夠?qū)ο跛猁}還原菌的一系列活動(dòng)產(chǎn)生抑制作用[10]，使硝酸鹽還原過程速度減慢，且微生物活動(dòng)較弱，從而導(dǎo)致亞硝酸鹽峰值出現(xiàn)時(shí)間延后。到發(fā)酵中后期時(shí)，乳酸菌活動(dòng)頻繁，大量生成的乳酸會(huì)使糖蒜汁的pH值迅速下降，有害細(xì)菌的生長受到了抑制，因此減弱硝酸鹽還原菌的還原能力[11]，所以在20～30 d亞硝酸鹽含量逐漸降低。根據(jù)GB 2762-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》蔬菜食品規(guī)定中，亞硝酸鹽含量不得超過20 mg/kg，食用不會(huì)對(duì)人體造成危害。

2.4.2 不同食醋濃度對(duì)糖蒜亞硝酸鹽含量變化影響的研究

按照2.1.4中糖蒜加工方法以不同比例的醋濃度為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出7組糖蒜，分析研究其亞硝酸鹽隨著腌制糖蒜的醋濃度含量變化，見表6。

表6 不同醋濃度中糖蒜的亞硝酸鹽含量Table 6 The content of nitrite in sweetened garlic with different vinegar content

根據(jù)表6所得數(shù)據(jù)繪制不同濃度的醋對(duì)亞硝酸鹽含量的影響規(guī)律曲線，見圖7。

圖7 不同濃度的醋對(duì)糖蒜中亞硝酸鹽的 含量影響規(guī)律Fig.7 The effect of different content of vinegar on the content of nitrite in sweetened garlic

由表6和圖7可知，隨著醋濃度的增高，糖蒜中亞硝酸鹽的含量逐漸降低。在亞硝酸鹽的含量上，食醋的影響較大，在發(fā)酵過程中，獲得的溶液的pH較低，溶液在酸性環(huán)境下，有害菌基本上無法形成，處于這樣的環(huán)境可以保證乳酸菌正常發(fā)酵，降低亞硝酸鹽的含量[12]。

2.5 方法驗(yàn)證

2.5.1 加標(biāo)回收率

本次試驗(yàn)以糖蒜作為樣本，將其中的3個(gè)樣品進(jìn)行處理，過濾掉其中的消化液，在其中依次添加0.6，0.8，1 mL(相當(dāng)于0.1，0.2，0.3 μg/mL NaNO2)的亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)使用液，定容到50 mL的比色管中，這樣可以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，具體的試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 試驗(yàn)測(cè)定中的標(biāo)法回收率結(jié)果Table 7 The test results of recovery rates

由表7可知，回收率越接近1，說明樣品之間的損失率會(huì)降至最低，因此在采用紫外分光光度法過程中不存在明顯的系統(tǒng)誤差，方法的準(zhǔn)確性具有較高的可信度。

2.5.2 測(cè)定儀器精密度

配制1 μg/mL的亞硝酸溶液中，準(zhǔn)確取出1 mL，將其置于塞比色管中，進(jìn)行7次平行測(cè)定，檢驗(yàn)無可疑值后，計(jì)算平均值和相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差，最終的試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 精密度試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果Table 8 The results of precision test

由表8可知，通過重復(fù)測(cè)定標(biāo)樣7次，計(jì)算樣品標(biāo)樣吸光度的重復(fù)性，樣品標(biāo)樣吸光度的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD為0.0208%，遠(yuǎn)小于2%，表明精密度試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果完全可以滿足試驗(yàn)精密度的要求。

3 結(jié)論

本文利用單因素和正交試驗(yàn)確定了糖蒜的加工方法，研究表明，以1000 g新鮮大蒜為基礎(chǔ)，可口的糖蒜最佳的配方是白糖添加量為300 g，食鹽添加量為50 g，水添加量為950 g，醋添加量為900 g。同時(shí)對(duì)腌制糖蒜中的亞硝酸鹽含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明：隨著腌制時(shí)間的延長，糖蒜亞硝酸鹽含量會(huì)逐漸增加，當(dāng)含量達(dá)到峰值之后，亞硝酸鹽含量又會(huì)減小，最大值出現(xiàn)在第20天左右，含量最大值為9.635 mg/kg。按照GB 2762-2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中污染物限量》中要求，蔬菜類食品中的亞硝酸鹽不能多于20 mg/kg，食用不會(huì)對(duì)人體造成危害。糖蒜亞硝酸鹽含量隨著醋濃度增加而減少，當(dāng)醋和糖的質(zhì)量比從1∶1升至1∶7時(shí)，亞硝酸鹽含量變化為1.3332～0.081 mg/kg，腌制時(shí)加入的醋越多，糖蒜的亞硝酸鹽含量越小，說明食醋對(duì)亞硝酸鹽具有抑制作用，所以口味偏酸的人腌制糖蒜時(shí)可以適當(dāng)增加醋的量，減少亞硝酸鹽的產(chǎn)生。本試驗(yàn)的加標(biāo)回收率為93%，試驗(yàn)方法準(zhǔn)確度高，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0208%，遠(yuǎn)小于2%，表明測(cè)定結(jié)果完全可以滿足試驗(yàn)的準(zhǔn)確度和精密度要求。