不同低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的理化指標(biāo)對(duì)比分析

趙志平，陳泓帆，杜佳慧，許馨寧，葉子熠，羅淮良，王衛(wèi)*

(1.成都大學(xué)肉類加工四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610106；2.自貢市泰福農(nóng)副產(chǎn)品加工廠，四川 自貢 643101)

大頭菜是十字花科植物，又稱為芥菜疙瘩、辣疙瘩和諸葛菜，質(zhì)地緊密，富含纖維、維生素、微量元素、糖類和蛋白質(zhì)等[1-2]。大頭菜系根菜類，因其具有濃烈的芥辣味和一定的苦味，不宜生吃，發(fā)酵后方可食用[3]。

傳統(tǒng)大頭菜腌制一般包括大頭菜挑選、清洗、切分、自然風(fēng)干、鹽漬、清洗壓榨、密封發(fā)酵等工序，持續(xù)發(fā)酵2～3個(gè)月[4]。通過(guò)微生物的發(fā)酵作用、蛋白質(zhì)的分解、高濃度食鹽滲透壓等過(guò)程最終達(dá)到發(fā)酵成熟，原有的芥辣味消失，同時(shí)賦予大頭菜獨(dú)特的風(fēng)味和口感，深受人們的喜愛(ài)[5]。食鹽用量與大頭菜的滋味、質(zhì)構(gòu)、揮發(fā)性成分、顏色、脆度、有害微生物控制等密切相關(guān)[6-7]。然而，傳統(tǒng)腌制的大頭菜的食鹽用量非常高，后期脫鹽仍需要大量的水，不僅增加了生產(chǎn)成本，而且造成了一定程度的環(huán)境污染。此外，隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)健康食品的要求也越來(lái)越高，低鹽發(fā)酵食品愈發(fā)受到人們的青睞，開(kāi)發(fā)低鹽發(fā)酵食品是目前國(guó)內(nèi)外發(fā)酵食品的研究熱點(diǎn)[8]。

近年來(lái)，中國(guó)學(xué)者在低鹽泡菜方面做了大量的研究工作[9-11]，為低鹽泡菜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)奠定了較好的理論基礎(chǔ)。目前，關(guān)于低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的報(bào)道較少。本研究比較分析了不同低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的理化指標(biāo)，為低溫低鹽發(fā)酵大頭菜生產(chǎn)工藝的改進(jìn)提供了一定的理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料

大頭菜：自貢市農(nóng)副產(chǎn)品加工廠。

1.2 主要儀器

YP302N型電子天平 上海菁海儀器有限公司；PHS-3C-01型pH計(jì) 上海三信儀表廠；水浴恒溫振蕩器 金壇市金南儀器制造有限公司；ZFD-A5140全自動(dòng)恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海智城分析儀器制造有限公司；HC-2518臺(tái)式高速離心機(jī) 湘儀設(shè)備有限公司分析儀器(集團(tuán))；UV-1801紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì) 北京北分瑞利有限責(zé)任公司；EPED-E2-10TJ超純水機(jī) 四川優(yōu)普超純科技有限公司；AC-A 305型色差儀 柯尼卡美能達(dá)(中國(guó))投資有限公司；HD-5型水分活度測(cè)量?jī)x 無(wú)錫市華科儀器儀表有限公司；756PC型生化培養(yǎng)箱 天津市泰斯特儀器有限公司；DHP-9160B通用型超凈工作臺(tái) 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；KDN-102C凱氏定氮儀 上海纖檢儀器有限公司。

1.3 低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的生產(chǎn)工藝

大頭菜的采摘與清洗→風(fēng)干→切分→溫水清洗與浸泡殺菌→攪拌機(jī)中加鹽慢速攪拌后用壇子腌制→取出大頭菜加糖和鹽再次腌制→移入冷庫(kù)進(jìn)行低溫發(fā)酵。

一步法發(fā)酵大頭菜：移入冷庫(kù)低溫發(fā)酵前未添加糖和鹽。

兩步法發(fā)酵大頭菜：移入冷庫(kù)低溫發(fā)酵前添加糖和鹽。

1.4 分析方法

亞硝酸鹽殘留：采用GB 5009.33-2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》中的分光光度法(鹽酸萘乙二胺法)。

還原糖：采用GB 5009.7-2016《食品中還原糖的測(cè)定》中的直接滴定法。

蛋白質(zhì)：采用GB 5009.5-2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》中的凱氏定氮法。

氨基酸態(tài)氮：采用GB 5009.235-2016《食品中氨基酸態(tài)氮的測(cè)定》中的酸度計(jì)法(甲醛值法)。

總酸：采用GB/T 12456-2008《食品中總酸的測(cè)定》。

水分活度：采用水分活度儀測(cè)定。

色度：采用色度儀測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞硝酸鹽殘留對(duì)比分析

一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的亞硝酸殘留存在顯著性差異，見(jiàn)圖1。

圖1 一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜亞硝酸鹽殘留對(duì)比(P<0.01)Fig.1 Comparative analysis of nitrite residual content in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P<0.01)注:“**”表示極顯著性差異(P<0.01)。

由圖1可知，一步法和兩步法發(fā)酵大頭菜亞硝酸鹽的殘留均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)酵蔬菜的亞硝酸鹽殘留國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并且兩步法發(fā)酵的大頭菜亞硝酸鹽殘留(1.665 mg/kg)明顯低于一步法發(fā)酵的大頭菜亞硝酸鹽殘留(1.750 mg/kg)(P≤0.01)。低溫低鹽發(fā)酵大頭菜與傳統(tǒng)腌制大頭菜相比，亞硝酸鹽殘留都在較低范圍[12-14]。

2.2 水分含量與水分活度對(duì)比分析

圖2 一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜水分含量(A)與水分活度(B)對(duì)比分析(P≤0.05)Fig.2 Comparative analysis of water content (A)and water activity (B)in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.05)注:“**”表示極顯著性差異(P≤0.01),“*”表示顯著性差異(P≤0.05)。

兩種工藝下的大頭菜均較好地保持固有的水分，見(jiàn)圖2中A。兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的水分含量顯著低于一步法生產(chǎn)的大頭菜(P≤0.01)，這與兩步法中添加少量的食鹽有關(guān)。食品中水分活度與微生物生長(zhǎng)繁殖密切相關(guān)，是重要的柵欄因子。一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的水分活度分別是0.935和0.923，并且兩步法發(fā)酵大頭菜的水分活度顯著低于一步法發(fā)酵大頭菜的水分活度(P≤0.05)，與水分含量的變化相吻合，見(jiàn)圖2中B。與傳統(tǒng)腌制大頭菜相比，低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的水分活度較高[15]。這可能與低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的工藝有直接關(guān)系，同時(shí)由于低溫柵欄因子，可有效緩解高水分活度帶來(lái)的微生物污染的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 蛋白質(zhì)含量分析

低溫低鹽發(fā)酵大頭菜蛋白質(zhì)含量對(duì)比見(jiàn)圖3。

圖3 一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜蛋白質(zhì)含量對(duì)比分析Fig.3 Comparative analysis of protein content in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由圖3可知，兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的蛋白質(zhì)含量(1.467%)低于一步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的蛋白質(zhì)含量(1.699%)，但沒(méi)有顯著性差異(P>0.05)。與傳統(tǒng)腌制大頭菜相比，低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的蛋白質(zhì)含量較低。低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的食鹽使用量較低，低鹽的環(huán)境可能增加了大頭菜蛋白質(zhì)的分解[16]。

2.4 氨基酸態(tài)氮對(duì)比分析

一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的氨基酸態(tài)氮含量分別是0.108%和0.105%，見(jiàn)圖4。

圖4 一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜氨基酸態(tài)氮含量對(duì)比分析Fig.4 Comparative analysis of amino nitrogen in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由圖4可知，兩種工藝生產(chǎn)的大頭菜氨基酸態(tài)氮含量沒(méi)有顯著性差異(P>0.05)。氨基酸態(tài)氮含量與蛋白質(zhì)分解程度有關(guān)，這與低溫低鹽發(fā)酵大頭菜蛋白質(zhì)含量沒(méi)有顯著性差異一致。與傳統(tǒng)高鹽腌制大頭菜相比，低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的氨基酸態(tài)氮含量沒(méi)有顯著變化[17]。

2.5 總酸和還原糖含量對(duì)比分析

一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的酸度分別為0.008%和0.007%，并且兩步法發(fā)酵大頭菜的酸度顯著低于一步法發(fā)酵大頭菜的酸度(P≤0.01)，見(jiàn)圖5。

圖5 一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜酸度對(duì)比分析(P≤0.01)Fig.5 Comparative analysis of acidity in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.01)注：“**”表示極顯著性差異(P≤0.01)。

由圖5可知，大頭菜的酸度與乳酸菌的發(fā)酵密切相關(guān)，從酸度對(duì)比分析可推測(cè)一步法發(fā)酵大頭菜中乳酸菌代謝程度可能更大。此外，大頭菜的酸度還可能與產(chǎn)地和腌制工藝有密切關(guān)系。一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的還原糖含量分別為2.680%和1.497%，且兩步法發(fā)酵腌制大頭菜的還原糖含量顯著低于低溫腌制大頭菜的還原糖含量(P≤0.01)，見(jiàn)圖6。

圖6 一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜還原糖含量對(duì)比分析(P≤0.01)Fig.6 Comparative analysis of reducing sugar in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.01)注：“**”表示極顯著性差異(P≤0.01)。

大頭菜在發(fā)酵過(guò)程中，微生物既可以將蔗糖和多糖轉(zhuǎn)化為還原糖，也可以通過(guò)無(wú)氧酵解代謝利用還原糖產(chǎn)酸[18]。由圖6可知，還原糖含量的高低與酸度高低不一致，說(shuō)明還原糖含量除與微生物的發(fā)酵代謝產(chǎn)酸存在關(guān)聯(lián)，也可能與產(chǎn)地和生產(chǎn)工藝存在很大關(guān)系。

2.6 色度對(duì)比分析

與傳統(tǒng)腌制大頭菜相比，低溫低鹽發(fā)酵大頭菜較好地保持了大頭菜固有的色澤。一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的L*、a*和b*值見(jiàn)圖7。

圖7 一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵腌制大頭菜色度對(duì)比分析Fig.7 Comparative analysis of chroma in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由圖7可知，一步法和兩步法大頭菜內(nèi)部的L*值分別為80.663和70.893，表面L*值分別為57.900和53.890，t檢驗(yàn)分析內(nèi)部L*和表面L*均不存在顯著性差異(P>0.05)，但同一產(chǎn)品的內(nèi)部和表面L*存在顯著性差異(P≤0.05)。一步法和兩步法大頭菜內(nèi)部的a*分別為3.960和5.263，表面a*值分別為8.540和11.275，t檢驗(yàn)分析內(nèi)部a*值和表面a*值均不存在顯著性差異(P>0.05)，但同一產(chǎn)品的內(nèi)部和表面a*存在顯著性差異(P≤0.01)。一步法和兩步法發(fā)酵大頭菜內(nèi)部的b*值分別為24.940和27.397，表面b*分別為33.117和33.513，t檢驗(yàn)分析內(nèi)部b*值和表面b*值均不存在顯著性差異(P>0.05)，但同一產(chǎn)品的內(nèi)部和表面b*值存在顯著性差異(P≤0.05)。

3 結(jié)論

本研究對(duì)比分析了一步法和兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的理化指標(biāo)，兩種工藝大頭菜的蛋白質(zhì)含量、氨基酸態(tài)氮、色度均無(wú)顯著性差異。一步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的亞硝酸鹽殘留、水分含量、水分活度、酸度和還原糖顯著高于兩步法低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的含量。本研究為低溫低鹽大頭菜發(fā)酵工藝的優(yōu)化提供了一定的理論支持。