氣調(diào)冷藏對(duì)崇左江州酸菜貯藏品質(zhì)的影響

陳永，莫國(guó)歡，邱潔，陳甜甜，李方方，鄭欣

1(廣西民族師范學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，廣西 崇左，532200)2(崇左市科學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)中心，廣西 崇左，532200)

江州酸菜是崇左市極具地域特色的一種大肉芥菜發(fā)酵制品，同時(shí)也是崇左市江州鎮(zhèn)保安村的脫貧產(chǎn)業(yè)之一，保安村的酸菜腌漬技藝已有上百年的歷史，素有“酸菜之鄉(xiāng)”的美稱(chēng)，經(jīng)傳統(tǒng)工藝自然發(fā)酵而成的江州酸菜品質(zhì)上乘、酸香味純、脆嫩可口、生津開(kāi)胃[1-2]。然而，由于當(dāng)?shù)販責(zé)岬臍夂蛴绊懀菟岵说呢浖芷诜浅６虝?，且易出現(xiàn)褐變、軟化、過(guò)度酸化等品質(zhì)問(wèn)題[3-4]，從而導(dǎo)致其感官風(fēng)味的下降和產(chǎn)品貨架期的縮短，探索一種有效的酸菜保藏工藝，在充分保證江州酸菜保質(zhì)期延長(zhǎng)的同時(shí)，保留其特有的風(fēng)味和口感，成為江州酸菜生產(chǎn)中亟待解決的一個(gè)技術(shù)瓶頸。

目前，關(guān)于酸菜保藏技術(shù)和貯藏品質(zhì)變化的研究報(bào)道較少。夏琪娜等[5]探究了常壓熱力滅菌對(duì)酸菜保藏品質(zhì)的影響，研究結(jié)果表明熱力滅菌對(duì)酸菜具有良好的殺菌保藏效果，但對(duì)于酸菜風(fēng)味、口感和色澤的破壞也是顯而易見(jiàn)的，相較于未滅菌的酸菜，熱處理組的酸菜明亮度L*值由(57.85±0.07)顯著降低至(51.24±0.51)(P<0.05)；曹秋閣[6]通過(guò)篩選焦亞硫酸鈉、雙乙酸鈉、山梨酸鉀、苯甲酸鈉、脫氫乙酸鈉和殼聚糖等防腐劑并運(yùn)用響應(yīng)面設(shè)計(jì)優(yōu)化抑菌配方，結(jié)果表明山梨酸鉀0.032%、脫氫乙酸鈉0.016%和雙乙酸鈉0.266%的復(fù)配抑菌溶液對(duì)酸菜具有廣譜抑菌作用，能夠有效延長(zhǎng)酸菜貨架期限；趙敏[4]結(jié)合Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化酸菜的褐變抑制劑配方，試驗(yàn)結(jié)果顯示復(fù)配褐變抑制劑的最佳配方為EDTA-2Na 0.017%，亞硫酸鈉0.004，植酸0.017%，異抗壞血酸鈉0.08%。

氣調(diào)包裝貯藏技術(shù)是依據(jù)食品種類(lèi)的差異，控制或調(diào)節(jié)包裝環(huán)境的氣體成分和比例，營(yíng)造一個(gè)抑菌防腐的氣體環(huán)境，防止食品在物理、化學(xué)、生物等方面發(fā)生質(zhì)量下降或減緩質(zhì)量下降速度，從而延長(zhǎng)食品貨架期，提升食品價(jià)值，達(dá)到貯藏保鮮的一種方法[7-9]。

本文以崇左江州酸菜為研究對(duì)象，通過(guò)測(cè)定不同比例濃度的N2+CO2氣調(diào)包裝在4 ℃冷藏條件下，90 d貯藏期內(nèi)的總酸、pH、亞硝酸鹽、VC、色差度ΔE和感官特性的變化，來(lái)分析比較氣調(diào)冷藏技術(shù)對(duì)江州酸菜葉部和梗部保藏特性的影響及其感官品質(zhì)的變化規(guī)律，以期為延長(zhǎng)江州酸菜貨架期與保持感官品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

崇左江州酸菜，由崇左市江盛土特產(chǎn)有限公司提供。

氣調(diào)保鮮包裝盒，規(guī)格200 mm×140 mm×35 mm，盒體為聚丙烯(PP)材質(zhì)，封口膜為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯(PET/PP)復(fù)合材質(zhì)，雙層8絲厚。

HCl、草酸、酚酞、NaOH、NaHCO3、抗壞血酸、NaNO2、95% 乙醇、鄰苯二甲酸氫鉀、對(duì)氨基苯磺酸、冰乙酸、硼酸鈉、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、鹽酸萘乙二胺、2，6-二氯靛酚均為分析純(AR)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PA-MT280 氣調(diào)保鮮包裝機(jī)，溫州銘鐵自動(dòng)化設(shè)備有限公司；ADCI系列，全自動(dòng)色差儀，北京辰泰克儀器技術(shù)有限公司；TD1002C數(shù)字電子秤，天津天馬電子有限公司M；TMS-Pilo質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)FTC；V-1100D 紫外分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；SHZ-Ⅲ型 循環(huán)水真空泵，上海亞榮生化儀器廠；HWS26型 電熱恒溫水浴鍋，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；PHS-3C pH計(jì)，上海佑科儀器儀表有限公司；SC-96FL低溫貯藏柜，中科美菱低溫科技股份有限公司；SG-3045 組織搗碎機(jī)，常州市國(guó)旺儀器制造有限公司；iChrom 5100高效液相色譜儀，大連依利特分析儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備

將發(fā)酵成熟的酸菜瀝干發(fā)酵液，分割成酸菜葉部和酸菜梗部?jī)刹糠帧８髟囼?yàn)組質(zhì)量控制在(100±1)g，氣調(diào)保鮮包裝處理，各氣調(diào)冷藏包裝氣體成分和比例如表1所示，并以空氣作為對(duì)照組(CK組)。將氣調(diào)包裝后的試樣盒和CK組試樣盒，于冷藏庫(kù)中低溫貯藏，貯藏溫度(4±0.5)℃，相對(duì)濕度85%～90%。于第15、30、45、60、75、90 d分別取樣測(cè)定江州酸菜葉部和梗部的總酸、pH、亞硝酸鹽、VC、色差度ΔE等理化指標(biāo)并記錄感官品質(zhì)變化。

表1 江州酸菜氣調(diào)冷藏試驗(yàn)組氣體成分與比例Table 1 Gas composition and proportion in the air conditioning and refrigeration test group

1.3.2 理化指標(biāo)測(cè)定

1.3.2.1 pH值測(cè)定

采用壓榨法，取得試樣酸菜梗部和酸菜葉部中的酸菜汁液，并用pHS-3C pH計(jì)測(cè)定酸菜樣品的pH值。試驗(yàn)平行測(cè)定3組樣品，結(jié)果取平均值；

1.3.2.2 總酸含量的測(cè)定(以乳酸計(jì))

將酸菜葉部或梗部加入等量煮沸過(guò)的蒸餾水研磨成勻漿，稀釋后于沸水浴30 min，將酸菜中乳酸溶解，用0.01 mol/L NaOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定，用酚酞為指示劑確定滴定終點(diǎn)，具體操作步驟參照GB/T 12456—2008 《食品中總酸的測(cè)定》[10]。因酸菜中的有機(jī)酸主要為乳酸菌，總酸含量的測(cè)定以乳酸計(jì)；

1.3.2.3 亞硝酸鹽含量的測(cè)定

參照GB 5009.33—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽含量的測(cè)定》[11]，采用鹽酸奈乙二胺法測(cè)定酸菜試樣的亞硝酸鹽的含量，結(jié)果以NaNO2計(jì)；

1.3.2.4 VC含量的測(cè)定

參照GB 5009.86 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中抗壞血酸的測(cè)定》高效液相色譜法測(cè)定[12]。

1.3.2.5 色差度ΔE的測(cè)定 樣品經(jīng)組織搗碎機(jī)處理后，取適量置于測(cè)量皿，控制厚度為(3±0.2)cm，使用ADCI系列全自動(dòng)色差儀測(cè)定樣品的色差度ΔE。

1.3.3 感官評(píng)價(jià)

由食品科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中優(yōu)選10人經(jīng)感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)后建立感官評(píng)價(jià)小組，進(jìn)行感官評(píng)定，評(píng)價(jià)分值去除最高分、最低分后以平均分計(jì)，并取整數(shù)。江州酸菜感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 江州酸菜感官評(píng)價(jià)鑒定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)定表Table 2 Sensation evaluation criteria for pickled vegetables

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 9.0軟件繪圖，DPS v7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)間的多重比較采用鄧肯新復(fù)極差法。指標(biāo)測(cè)定均設(shè)3次重復(fù)，數(shù)據(jù)均以平均值±SD表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸菜貯藏期間總酸含量變化

有機(jī)酸是酸菜呈味的主要風(fēng)味物質(zhì)，其中L-乳酸是酸菜中最主要的有機(jī)酸[2，13-14]。乳酸、草酸、乙酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、酒石酸和琥珀酸等不同酸味特征的有機(jī)酸共同形成了鮮香鮮郁、酸香味純的酸菜風(fēng)味[15-16]。由圖1和圖2可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，酸菜葉部和酸菜梗部總酸含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。貯藏0～45 d，各試驗(yàn)組和CK組總酸含量均極顯著提高(P<0.01)，其中MAP1組酸菜葉部總酸含量由1.04×10-2g/g升高至1.28×10-2g/g，酸菜梗部總酸含量由1.15×10-2g/g升高至1.46×10-2g/g，而45 d后，酸菜中的總酸含量均顯著下降(P<0.05)，原因在于酸菜貯藏初期乳酸菌的產(chǎn)酸活動(dòng)仍在繼續(xù)，但冷藏環(huán)境下乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖速度緩慢，因而總酸含量的增長(zhǎng)較緩，隨著貯藏環(huán)境酸度的增加，同時(shí)酸菜中營(yíng)養(yǎng)成分被消耗，微生物代謝產(chǎn)物積累，不僅乳酸菌生長(zhǎng)繁殖和生理活動(dòng)被抑制，且少量腐敗菌的生長(zhǎng)逐漸消耗環(huán)境中的有機(jī)酸[17-19]。至90 d后，MAP1組酸菜葉部總酸含量?jī)H為0.74×10-2g/g，酸菜梗部總酸含量為0.98×10-2g/g，相較于其他試驗(yàn)組，MAP1組在貯藏期內(nèi)的總酸保留量較多。CK組氣體成分為空氣，貯藏前期有氧環(huán)境不利于乳酸菌增長(zhǎng)，貯藏后期更利于腐敗菌繁殖，因而總酸含量顯著低于各試驗(yàn)組(P<0.05)。

圖1 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜葉部總酸含量的影響Fig.1 Effect of modified atmosphere packaging on total acid content in leaves of pickled vegetables

圖2 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜梗部總酸含量的影響Fig.2 Effect of gas tune packaging on total acid content of sauerkraut

2.2 酸菜貯藏期間pH值變化

pH值不僅能影響酸菜中乳酸菌和腐敗菌的生理代謝和生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)也能對(duì)酸菜中各種成分的物理和化學(xué)變化產(chǎn)生影響[20]。由圖3和圖4可以看出，氣調(diào)包裝試驗(yàn)組和CK組的江州酸菜試樣在90 d的貯藏過(guò)程中，pH值均呈現(xiàn)整體先下降而后升高的趨勢(shì)，而CK組pH值均極顯著高于各試驗(yàn)組(P<0.01)，原因在于貯藏前期由于氧氣的存在不利于乳酸菌的增長(zhǎng)和乳酸的積累，pH下降緩慢；貯藏后期有利于腐敗菌的滋生和代謝產(chǎn)物積累，pH上升較快，這與總酸含量的趨勢(shì)變化是一致的。在貯藏45 d內(nèi)，不同濃度氣調(diào)包裝的酸菜葉部和梗部pH均極顯著下降(P<0.01)，主要是由于貯藏前期乳酸菌產(chǎn)酸代謝導(dǎo)致環(huán)境中乳酸的積累[5 ]；而貯藏45～90 d內(nèi)，酸菜葉部和酸菜梗部pH均整體升高，原因在于貯藏后期乳酸菌受到抑制，部分腐敗菌的生長(zhǎng)不僅消耗環(huán)境中的有機(jī)酸，且累計(jì)了大量代謝產(chǎn)物[21]。4組氣調(diào)包裝中，MAP1組在0～45 d貯藏期內(nèi)酸菜葉部pH由3.71極顯著下降至3.46(P<0.01)，酸菜梗部pH由3.71極顯著下降至3.42(P<0.01)；貯藏90 d后，酸菜葉部pH達(dá)到3.79，酸菜梗部pH達(dá)到3.76，均極顯著低于其他試驗(yàn)組和CK組，表明MAP1的氣體環(huán)境能腐敗菌的生長(zhǎng)和生理代謝具有明顯的抑制作用。

圖3 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜葉部pH值的影響Fig.3 Effect of modified atmosphere packaging on the pH value of the leaves of pickled vegetables

圖4 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜梗部pH值的影響Fig.4 Effect of gas packing on pH of sauerkraut

2.3 酸菜貯藏期間亞硝酸鹽含量變化

酸菜中的亞硝酸鹽含量是反映其食用安全性非常重要的一個(gè)指標(biāo)[22-23]，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2762—2017規(guī)定腌漬蔬菜中的亞硝酸鹽最高限量為20 mg/kg[24]。由圖5和圖6可以看出，在90 d的貯藏期內(nèi)，酸菜葉部和梗部亞硝酸鹽含量呈先上升后下降的趨勢(shì)，其中MAP1組亞硝酸鹽含量均顯著低于其他試驗(yàn)組和CK組(P<0.05)，而MAP1組的酸菜葉部亞硝酸鹽峰值為1.06 mg/kg，酸菜梗部亞硝酸鹽峰值為2.36 mg/kg；90 d后，酸菜葉部亞硝酸鹽含量?jī)H為0.25 mg/kg，酸菜梗部亞硝酸鹽含量也回落至0.75 mg/kg。試驗(yàn)結(jié)果表明MAP1組的氣調(diào)環(huán)境對(duì)酸菜亞硝酸鹽的增長(zhǎng)有更強(qiáng)的抑制作用，原因可能在于MAP1組pH值極顯著低于其他試驗(yàn)組(P<0.01)，貯藏環(huán)境酸性更強(qiáng)，因此對(duì)硝酸還原酶的抑制作用更強(qiáng)，且酸菜不同部位的亞硝酸鹽含量是不同的，同樣貯藏條件下，酸菜梗部的亞硝酸鹽含量顯著高于酸菜葉部的亞硝酸鹽含量(P<0.05)，原因在于莖葉類(lèi)蔬菜莖部對(duì)基氮的富集作用要大于葉部，酸菜中的硝酸鹽主要來(lái)自于原料芥菜栽培過(guò)程中吸收的氮肥，并在硝酸還原酶的作用下硝酸鹽被還原為亞硝酸鹽[25-27]。

圖5 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜葉部亞硝酸鹽含量的影響Fig.5 Effect of modified atmosphere packaging on nitrite content in leaves of pickled vegetables

圖6 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜梗部亞硝酸鹽含量的影響Fig.6 Effect of gas-adjusted packaging on nitrite content in sauerkraut stems

2.4 酸菜貯藏期間VC含量變化

由圖7和圖8可以看出，酸菜葉部的初始VC含量為2.14 mg/100g，酸菜梗部的初始VC含量為1.87 mg/100g，這是因?yàn)樵辖娌说娜~部VC含量高于莖部。在90 d的貯藏期內(nèi)，酸菜葉部和酸菜梗部的VC含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷減少，貯藏前期酸菜中VC含量的下降較快，貯藏后期VC含量的下降幅度有所減緩，其中MAP1組酸菜葉部的VC含量顯著高于其他試驗(yàn)組(P<0.05)，而氣調(diào)冷藏試驗(yàn)組的酸菜梗部VC含量變化無(wú)顯著性差異(P>0.05)，酸菜葉部和酸菜梗部的VC含量極顯著高于CK組(P<0.01)，原因在于CK組以空氣為包裝氣體，VC極易被氧化[28]，而氣調(diào)冷藏試驗(yàn)組的氣體成分僅由N2和CO2組成，因此氣調(diào)冷藏試驗(yàn)組VC的保存率高于CK組。

圖7 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜葉部VC含量的影響Fig.7 Effect of modified atmosphere packaging on VC content in leaves of pickled vegetables

圖8 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜梗部VC含量的影響Fig.8 Effect of airdressing packaging on VC content in sauerkraut

2.5 酸菜貯藏期間色差度ΔE變化

酸菜腌漬工藝中的熱燙工序能鈍化原料芥菜中的酶活性，且酸菜成品低pH環(huán)境也可抑制酶的活性，因此酸菜褐變可能與酚類(lèi)物質(zhì)氧化聚合和VC氧化等非酶褐變有關(guān)，不排除美拉德反應(yīng)的可能性，而氣調(diào)冷藏包裝的封口膜為PET/PP復(fù)合材質(zhì)，仍具一定的透氣率,其氧氣透過(guò)量為24.5 cm3/(m2·d·0.1 MPa)，因此無(wú)法絕對(duì)抑制酸菜的褐變反應(yīng)[29-30]。

由圖9和圖10可以看出，貯藏期第0天的酸菜色差度為0，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，酸菜的色差度呈現(xiàn)不斷上升的趨勢(shì)，同期酸菜葉的色差度極顯著高于酸菜梗的色差度(P<0.01)，表明貯藏期酸菜葉部的褐變現(xiàn)象比酸菜梗部嚴(yán)重，原因在于原料芥菜葉部的VC和酚類(lèi)物質(zhì)的含量要比莖部豐富。試驗(yàn)結(jié)果表明氣調(diào)冷藏試驗(yàn)組中，MAP1組的酸菜葉在90 d貯藏期內(nèi)色差度由0增長(zhǎng)到6.75，酸菜梗的色差度由0增長(zhǎng)到4.32，相較于其他試驗(yàn)組和CK組具有更顯著的護(hù)色效果。

圖10 氣調(diào)包裝對(duì)酸菜梗部ΔE值的影響Fig.10 Effect of air packing on the ΔE value of sauerkraut

2.6 酸菜貯藏期間感官評(píng)價(jià)變化

由表3和表4的酸菜葉(梗)部感官評(píng)價(jià)要素統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，酸菜葉(梗)部的感官品質(zhì)隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)不斷下降的趨勢(shì)，且酸菜葉部感官品質(zhì)的下降趨勢(shì)要大于酸菜梗部。氣調(diào)冷藏試驗(yàn)組中，MAP1組酸菜試樣在貯藏90 d后，葉部褐變輕微，但無(wú)菌斑霉變，滋味、香氣均有所淡化，其感官均分為75分，其中滋味評(píng)分從28分降至21分，香氣評(píng)分由23分降至17分；梗部略有綿軟，色澤稍暗，但無(wú)黏稠流體，其感官均分為78分，其中滋味評(píng)分降低至23分，梗部評(píng)分下降至18分，而酸菜葉部和梗部質(zhì)地評(píng)分均僅下降3分，表觀特征均僅下降2分，原因在于MAP1組的氣調(diào)環(huán)境中，酸菜組織細(xì)胞壁的果膠水解趨勢(shì)減緩，且有害微生物分泌的果膠酶類(lèi)物質(zhì)也較少[17,20]。90 d貯藏期后CK組酸菜葉部萎蔫，出現(xiàn)菌斑霉變、酸菜梗部綿軟，出現(xiàn)黏稠狀液體，感官評(píng)分均低于60分，已無(wú)食用價(jià)值。

表3 酸菜葉部感官評(píng)價(jià)要素統(tǒng)計(jì)結(jié)果 單位：分

表4 酸菜梗部感官評(píng)價(jià)要素統(tǒng)計(jì)結(jié)果 單位：分

3 結(jié)論

本研究考察不同比例濃度的N2+CO2氣調(diào)包裝在4 ℃冷藏條件下對(duì)酸菜貯藏品質(zhì)的影響，通過(guò)比較、分析酸菜葉部和酸菜梗部的總酸、pH、亞硝酸鹽、VC、色差度ΔE變化，并結(jié)合感官評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：20%CO2+80N2氣調(diào)冷藏組能有效抑制江州酸菜總酸的下降、VC的氧化、 pH和色差度ΔE的上升，促進(jìn)亞硝酸鹽的降解和保持酸菜感官品質(zhì)。本研究結(jié)果可為延長(zhǎng)江州酸菜的保藏期和保持其感官品質(zhì)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，從而推動(dòng)江州酸菜產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步健康持續(xù)發(fā)展。