發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜品質(zhì)的影響

趙志平，康馨樾，陳泓帆，張鈺麟，汪正熙，曾全恒，王衛(wèi)*，羅淮良

（1.成都大學(xué)肉類加工四川省重點實驗室，四川 成都 610106；2.成都大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610106；3.自貢市泰福農(nóng)副產(chǎn)品加工廠，四川 自貢 643101）

大頭菜具有清爽解膩、促進食欲、利尿消腫、宣肺豁痰等作用，并且含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，如維生素、糖類、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)等[1]。大頭菜中硫代葡萄糖苷分解后易于人體吸收，并且豐富的纖維素可促進腸道蠕動，稀釋毒素，從而防止便秘和防癌。大頭菜腌制后，蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生多種氨基酸，風(fēng)味獨特，咸香誘人，回味甘甜，口感清脆，深受消費者的青睞。

傳統(tǒng)的大頭菜腌制以常溫高鹽為主要方式，原料、輔料、加工工藝以及微生物等對大頭菜品質(zhì)發(fā)揮重要作用。吳進菊等[2]研究了大頭菜不同發(fā)酵時期的真菌種類及其比例，揭示了發(fā)酵過程中真菌群落結(jié)構(gòu)及其動態(tài)變化，研究結(jié)果表明發(fā)酵前后期真菌種類變化不明顯，但在豐度上有明顯的差異，前期的優(yōu)勢菌以弧菌屬為主，而后期厭氧菌屬的豐度最高。鄧靜等[3]研究了大頭菜腌制過程中揮發(fā)性香味物質(zhì)的變化，結(jié)果表明棕櫚酸乙酯、亞油酸甲酯、苯甲酸等是大頭菜的主要風(fēng)味物質(zhì)，且隨著腌制時間的延長大頭菜揮發(fā)性物質(zhì)的種類增多。洪冰[4]研究了微生物發(fā)酵劑對大頭菜發(fā)酵周期的影響，發(fā)現(xiàn)鼠李糖乳桿菌、常膜明串珠菌和短乳桿菌3種乳酸菌組合為最優(yōu)的發(fā)酵劑，接種發(fā)酵劑后發(fā)酵90 d即可完成發(fā)酵，而自然發(fā)酵需要120 d。張長貴等[5]研究了利用風(fēng)脫水腌制對大頭菜品質(zhì)的影響，結(jié)果表明大頭菜的最適水分含量為65.0%～70.0%，90℃水浴殺菌15 min可保持較好的脆性。李慧等[6]探討了真空浸漬對大頭菜品質(zhì)的影響，證實了真空浸漬可加快大頭菜的腌制進程，但最終揮發(fā)性風(fēng)味成分種類有所減少，可能是由于真空浸漬影響了嗜鹽微生物的生長，從而影響了嗜鹽微生物作用所產(chǎn)生的揮發(fā)性風(fēng)味成分。

大頭菜傳統(tǒng)腌制方式為常溫高鹽腌制為主，在腌制過程中使用大量的食鹽，腌制結(jié)束后為降低食鹽含量還需要使用大量的水進行脫鹽，不僅增加了成本，也造成了一定的環(huán)境污染，不符合當(dāng)下低鹽健康的消費理念。目前，關(guān)于低溫發(fā)酵大頭菜的研究較少。本文研究不同低溫發(fā)酵條件下大頭菜的理化指標(biāo)，為進一步改進低溫發(fā)酵大頭菜腌制工藝提供了一定的理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

大頭菜：自貢市泰福農(nóng)副產(chǎn)品加工廠；鹽、白砂糖：市售；亞硝酸鈉（分析純）：成都金山化學(xué)試劑有限公司；對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、甲基紅指示劑、溴甲酚綠指示劑、亞甲基藍指示劑、氫氧化鈉、95%乙醇、甲醛、苯酚（均為分析純）：成都市科隆化學(xué)品有限公司。

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：上海三信儀表廠；ZFD-A5140全自動恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海智城分析儀器制造有限公司；TGL-20M臺式高速離心機：湘儀離心機儀器有限公司；EPED-E2-10TJ超純水機：四川優(yōu)普超純科技有限公司；AC-A305型色差儀：柯尼卡美能達（中國）投資有限公司；HD-5型水分活度測量儀：無錫市華科儀器儀表有限公司；KDN-102C凱氏定氮儀：上海纖檢儀器有限公司；TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀：英國Stable Micro System公司。

1.3 試驗方法

將大頭菜用水清洗并去除泥沙和根須后進行自然風(fēng)干30 d；利用60℃的水進行清洗并浸泡10 min；然后將大頭菜在35℃～40℃條件下熱風(fēng)振動15 min進行干燥。將大頭菜和鹽（2.5%）放入攪拌機，慢速攪拌6 min，裝入壇子，在0℃～5℃條件下腌制1 d～2 d，進行第一次腌制。將大頭菜取出并放入攪拌機，加入4%的白砂糖和0.5%～1.5%的鹽，緩慢攪拌6 min；將大頭菜裝入壇子，密封后放入冷庫中，分別在-1℃～5℃和6℃～8℃低溫下發(fā)酵2個月。

1.4 分析方法

亞硝酸鹽殘留量：采用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《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中還原糖的測定》中的直接滴定法；氨基酸態(tài)氮：采用GB 5009.235—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中氨基酸態(tài)氮的測定》中的酸度計法（甲醛值法）；總酸：采用GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》；水分含量：采用GB 5009 3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》中的直接干燥法；水分活度：采用水分活度測量儀直接測定；色度：采用色差儀直接測定表面的色度，縱向中間分切后測內(nèi)部的色度。

1.5 脆性的測定

參考嚴(yán)帶萍等[7]的測定方法稍有修改，取大頭菜中部約2 cm深的部分，置于儀器托盤上，對其脆性進行測定。測試采用P-2探頭，測前速度1.00mm/s，測中速度2.00mm/s，測后速度為10.00mm/s，下壓距離12 mm，觸發(fā)力為5 g。為保證測試點之間互不干擾，點之間的距離＞0.5 cm，每個樣品測定5次，結(jié)果取平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜脆性的影響

脆性是醬腌菜的重要指標(biāo)之一，影響產(chǎn)品的市場接受度。不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜脆性的影響如圖1所示。

圖1 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜脆性的影響Fig.1 Effect of different fermentation temperatures on the brittleness of low-temperature fermented mustard roots

從圖1中可以看出，-1℃～5℃發(fā)酵的大頭菜的脆性極顯著高于6℃～8℃發(fā)酵的大頭菜（P<0.01），可展現(xiàn)出更好的口感。低溫冷藏對醬腌菜保脆有一定的正向影響[8]，葛燕燕[9]研究發(fā)現(xiàn)，低溫貯藏（4℃）比室溫貯藏（25℃）更能保持腌冬瓜的脆性。

2.2 發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜色度的影響

發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜色度的影響如圖2所示。

圖2 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜色度的影響Fig.2 Effect of different fermentation temperatures on color of low-temperature fermented mustard roots

從圖2可以看出，不同低溫發(fā)酵的大頭菜紅度值有極顯著性差異（P<0.01）。-1℃～5℃發(fā)酵的大頭菜的表面紅度值（3.02）和內(nèi)部紅度值（1.08）都極顯著低于6℃～8℃發(fā)酵的大頭菜（P<0.01）。大頭菜在腌制過程中通常會發(fā)生褐變，導(dǎo)致表面的色度發(fā)生明顯的變化，從而影響產(chǎn)品的品質(zhì)。發(fā)酵溫度對大頭菜表面的黃度值沒有顯著性影響（P>0.05），-1℃～5℃和6℃～8℃發(fā)酵的大頭菜表面的黃度值分別為13.93和16.77；-1℃～5℃發(fā)酵的大頭菜內(nèi)部黃度值為9.18，極顯著低于6℃～8℃發(fā)酵的大頭菜的內(nèi)部黃度值15.12（P<0.01）。然而，-1℃～8℃之間的發(fā)酵溫度對大頭菜的表面和內(nèi)部的亮度值沒有顯著性差異（P>0.05）。傳統(tǒng)大頭菜在腌制過程中通常會伴隨著色澤發(fā)生變化。嚴(yán)帶萍等[7]研究發(fā)現(xiàn)，襄陽傳統(tǒng)發(fā)酵大頭菜在生產(chǎn)過程中，其內(nèi)部的顏色會逐漸由白色變?yōu)樯詈稚?，亮度值逐漸降低，而紅度值和黃度值呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。本研究中，在較低的發(fā)酵溫度下，大頭菜具有較低的紅度值和黃度值，較好地保持了大頭菜的固有顏色，表明在加工過程中，發(fā)酵溫度是維持大頭菜固有色澤的重要因素之一。

2.3 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜亞硝酸鹽殘留量的影響

不同發(fā)酵溫度對大頭菜亞硝酸鹽殘留量的影響如圖3所示。

圖3 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜亞硝酸鹽殘留量的影響Fig.3 Effects of different fermentation temperatures on nitrite residual content of low-temperature fermented mustard roots

從圖3可以看出，-1℃～5℃發(fā)酵的大頭菜的亞硝酸鹽殘留量（0.586 mg/kg）極顯著高于6℃～8℃發(fā)酵的大頭菜（0.528 mg/kg）（P<0.01）。但兩種低溫發(fā)酵大頭菜的亞硝酸鹽殘留量均符合國家標(biāo)準(zhǔn)（≤20 mg/kg）。低溫可以抑制乳酸菌的生長，導(dǎo)致發(fā)酵產(chǎn)酸減緩，而乳酸菌代謝產(chǎn)生的乳酸可以分解亞硝酸鹽。-1℃～5℃發(fā)酵的大頭菜亞硝酸鹽殘留量較6℃～8℃發(fā)酵大頭菜的亞硝酸鹽殘留量高，該結(jié)果與劉軍雷等[10]的研究結(jié)果類似。

2.4 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜水分含量與水分活度的影響

不同發(fā)酵溫度對大頭菜水分含量與水分活度的影響如圖4所示。

圖4 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜水分含量與水分活度的影響Fig.4 Effects of different fermentation temperatures on moisture content and water activity of low-temperature fermented mustard roots

從圖4可以看出，6℃～8℃發(fā)酵大頭菜與-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜均有較高的水分含量，水分含量分別達到83.49%和84.66%，并且-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜的水分含量極顯著高于6℃～8℃發(fā)酵大頭菜的水分含量（P<0.01）。6℃～8℃發(fā)酵大頭菜的水分活度為0.811，并且顯著高于-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜的水分活度（0.809）（P<0.05）。

2.5 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜氨基酸態(tài)氮含量的影響

不同發(fā)酵溫度對大頭菜氨基酸態(tài)氮含量的影響如圖5所示。

圖5 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜氨基酸態(tài)氮含量的影響Fig.5 Effects of different fermentation temperatures on amino acid nitrogen content of low-temperature fermented mustard roots

由圖5可知，6℃～8℃發(fā)酵大頭菜與-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜的氨基酸態(tài)氮的含量分別是0.405 g/100 g和0.390 g/100 g。6℃～8℃發(fā)酵大頭菜的氨基酸態(tài)氮含量明顯高于-1℃～5℃發(fā)酵的大頭菜（P<0.05），說明較高發(fā)酵溫度會促進大頭菜蛋白質(zhì)的分解。發(fā)酵蔬菜的氨基酸態(tài)氮的含量與發(fā)酵方式有關(guān)，如純種濕法發(fā)酵苤藍泡菜的氨基酸態(tài)氮的含量較自然干法發(fā)酵、自然濕法發(fā)酵和純種干法發(fā)酵低[11]。

2.6 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜總酸含量的影響

發(fā)酵溫度對大頭菜總酸含量的影響結(jié)果如圖6所示。

圖6 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜總酸的影響Fig.6 Effects of different fermentation temperatures on total acid content of low-temperature fermented mustard roots

由圖6可知，6℃～8℃發(fā)酵大頭菜與-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜的總酸含量分別為0.015 3%和0.010 5%，數(shù)據(jù)表明6℃～8℃發(fā)酵大頭菜的總酸含量極顯著高于-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜的總酸含量（P<0.01）。大頭菜的總酸含量與乳酸菌的發(fā)酵密切相關(guān)，從總酸含量對比分析可推測6℃～8℃發(fā)酵大頭菜中乳酸菌代謝程度可能更旺盛，但低溫低鹽發(fā)酵大頭菜的總酸含量明顯低于常溫發(fā)酵大頭菜總酸含量[12-13]。此外，大頭菜的總酸含量還可能與產(chǎn)地以及腌制工藝有密切關(guān)系。

2.7 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜還原糖含量的影響

不同發(fā)酵溫度對大頭菜還原糖含量的影響結(jié)果如圖7所示。

圖7 不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜還原糖含量的影響Fig.7 Effects of different fermentation temperatures on reducing sugar content low-temperature fermented mustard roots

由圖7可知，6℃～8℃發(fā)酵大頭菜與-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜的還原糖含量分別為5.73g/100 g和2.67g/100 g，數(shù)據(jù)表明，6℃～8℃發(fā)酵大頭菜的還原糖含量極顯著高于-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜的還原糖含量（P<0.01）。大頭菜在發(fā)酵過程中，微生物既可以把多糖轉(zhuǎn)化為還原糖，也可以通過無氧酵解代謝利用還原糖產(chǎn)酸。6℃～8℃發(fā)酵大頭菜可能通過微生物作用將更多的多糖轉(zhuǎn)化為還原糖。

3 結(jié)論

試驗探究了不同發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜品質(zhì)的影響。試驗結(jié)果表明，-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜的脆性、水分含量、亞硝酸鹽殘留量極顯著高于6℃～8℃發(fā)酵大頭菜（P<0.01），但二者的亞硝酸鹽殘留量均低于0.6 mg/kg。6℃～8℃發(fā)酵大頭菜的紅度值、黃度值（內(nèi)部）、總酸、還原糖含量極顯著高于-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜（P<0.01）。6℃～8℃發(fā)酵大頭菜的水分活度、氨基酸態(tài)氮顯著高于-1℃～5℃發(fā)酵大頭菜（P<0.05），兩種大頭菜的亮度值沒有顯著性差異（P>0.05）。發(fā)酵溫度對低溫發(fā)酵大頭菜的發(fā)酵進程的影響以及機制尚需深入研究。