乳酸菌腌制芥菜發(fā)酵工藝

汪姣玲 ，唐雄，樊振南，徐歡歡，岳元媛*

1.雪天鹽業(yè)集團(tuán)股份有限公司（長沙 410015）；2.湖南省輕工鹽業(yè)集團(tuán)技術(shù)中心有限公司（長沙 410015）；3.湖南省井礦鹽工程技術(shù)研究中心（長沙 410015）

腌制蔬菜是一種冷加工方式，能改善蔬菜風(fēng)味、提高其營養(yǎng)與保健價(jià)值。由于蔬菜經(jīng)過發(fā)酵后具有獨(dú)特的風(fēng)味，保藏性能也得到了一定提升，因此成為傳統(tǒng)食品中最主要的產(chǎn)品類型之一，產(chǎn)量大、消費(fèi)量高。民間對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜情有獨(dú)鐘，特別是發(fā)酵芥菜、湘西酸豆角、辰溪泡蘿卜、長沙辣椒蘿卜、湘陰甜酸藠頭等均有良好的口碑，具有很好的市場潛力。

目前，大多數(shù)發(fā)酵蔬菜生產(chǎn)采用傳統(tǒng)自然發(fā)酵工藝，生產(chǎn)周期長，發(fā)酵可控程度低，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，產(chǎn)生有害產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)很高。研究表明，通過人工接種乳酸菌的方式發(fā)酵蔬菜能有效縮短發(fā)酵時(shí)間[1]、改善發(fā)酵蔬菜品質(zhì)[2-3]、降低亞硝酸鹽含量[4-6]，并且產(chǎn)品安全性高。發(fā)酵過程中乳酸菌接種量、食鹽添加量和發(fā)酵時(shí)間等參數(shù)不同，會(huì)造成酸菜品質(zhì)的差異[7-10]。據(jù)此，以亞硝酸鹽含量、pH、總酸含量和感官為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究不同的乳酸菌接種量、食鹽添加量、保脆劑添加量和糖類物質(zhì)添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響，為高品質(zhì)、安全的發(fā)酵芥菜食品生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試芥菜（湖南華容縣農(nóng)戶）；植物乳桿菌（四川高福記生物科技有限公司）；未加碘食鹽（湖南湘澧鹽化有限責(zé)任公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 芥菜腌制工藝

選取新鮮芥菜清洗、晾干后切分，一層芥菜一層鹽裝入2.5 L壇中，每壇裝入相同質(zhì)量的芥菜、食鹽、保脆劑和糖類物質(zhì)，同時(shí)加入溶解好的乳酸菌懸液，壇口用水密封，室溫下發(fā)酵15 d。

1.2.2 單因素試驗(yàn)

分別研究乳酸菌接種量（0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和0.9%）、食鹽添加量（1%，3%，5%，7%和9%）、保脆劑添加量（0.1%，0.5%，1%，1.5%和2%）和糖類物質(zhì)添加量（0.1%，0.5%，1%，1.5%和2%）對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響。

1.2.3 正交試驗(yàn)

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇乳酸菌接種量、食鹽添加量、保脆劑添加量和糖類物質(zhì)添加量為試驗(yàn)因素，進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，試驗(yàn)因素和水平見表1，以感官評(píng)分為指標(biāo)，對(duì)芥菜腌制發(fā)酵的工藝條件進(jìn)行優(yōu)化。

表1 正交試驗(yàn)因素和水平表 單位：%

1.2.4 理化指標(biāo)的測定

亞硝酸鹽含量測定：鹽酸萘乙二胺法，參照GB 5009.33—2016[11]方法。

總酸含量測定：酸堿滴定法，參照GB/T 12456—2021[12]方法，總酸含量以乳酸計(jì)。

pH測定：采用數(shù)字pH計(jì)，用pH 4.00和pH 6.86標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液校準(zhǔn)。

1.2.5 感官評(píng)分

由8名具有食品感官相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)的人員組成的評(píng)定小組對(duì)腌制芥菜的色澤、香氣、滋味和脆度進(jìn)行感官評(píng)分，每項(xiàng)10分，滿分40分，取平均分作為最終評(píng)分，感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌接種量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響

取適量乳酸菌發(fā)酵劑加溫水溶解，分別以0.1%，0.3%，0.5%，0.7%和0.9%（以蔬菜重量計(jì)算），與芥菜、食鹽、食品添加劑及香辛料混合，發(fā)酵0，3，6，9，12和15 d后取出，測定其感官、亞硝酸鹽、總酸（以乳酸計(jì)）、pH，研究乳酸菌接種量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著菌種接種量的增加，腌制芥菜的感官評(píng)分呈先緩慢上升再平穩(wěn)不變的趨勢。接種量在0.1%～0.5%之間，感官評(píng)分顯著增長（p＜0.05）；接種量＞0.5%，感官評(píng)分沒有顯著性差異（p＞0.05），這可能是因?yàn)殡S著接種量的增加，發(fā)酵速度加快，發(fā)酵周期提前，因此感官上沒有太大變化。腌制溶液pH、總酸含量和亞硝酸鹽含量的變化也符合上述推斷。因此結(jié)合經(jīng)濟(jì)成本考慮，選取0.5%的接種量進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

圖1 不同接種量對(duì)亞硝酸鹽的影響

圖2 不同接種量對(duì)pH和總酸的影響

2.2 食鹽添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響

取適量乳酸菌發(fā)酵劑加溫水溶解，以0.5%的接種量，與芥菜、食品添加劑及香辛料混合，再分別添加1%，3%，5%，7%和9%的食鹽（以蔬菜重量計(jì)算），發(fā)酵0，3，6，9，12和15 d后取出，測定其感官、亞硝酸鹽、總酸（以乳酸計(jì)）、pH，研究食鹽添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響。

研究發(fā)現(xiàn)，隨著食鹽添加量的增加，亞硝酸鹽含量呈先降低再升高的趨勢。食鹽添加量在1%～5%之間，腌制溶液pH顯著性下降，總酸含量明顯上升；食鹽添加量＞5%，則趨勢相反，這可能是由于食鹽能夠抑制雜菌繁殖，雜菌的減少增強(qiáng)了乳酸菌降解亞硝酸鹽的能力，但隨著食鹽添加量超過5%后，食鹽抑制雜菌生長的同時(shí)也抑制了乳酸菌的生長。雖然腌制芥菜的感官評(píng)分在5%時(shí)達(dá)到最高值，但腌制芥菜的脆度隨食鹽添加量的增加而增加，在食鹽添加量＞7%后，無顯著性差別。這是由于高滲透壓的鹽溶液體系，使整個(gè)腌制過程中的霉菌數(shù)量處于較低的水平，防止芥菜軟化腐爛[11-12]。因此選取5%的食鹽添加量進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

圖3 不同食鹽添加量對(duì)亞硝酸鹽的影響

圖4 不同食鹽添加量對(duì)pH和總酸的影響

表4 食鹽添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響

2.3 保脆劑添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響

保脆劑選用氯化鈣。取適量乳酸菌發(fā)酵劑加溫水溶解，以0.5%的接種量，與芥菜、15%食鹽、食品添加劑及香辛料混合，再分別添加0.1%，0.5%，1%，1.5%和2%的氯化鈣（以蔬菜重量計(jì)算），發(fā)酵15 d后取出，測定其感官評(píng)分，研究氯化鈣添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響。

表5 氯化鈣添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，隨著氯化鈣含量的增加，腌制芥菜脆度升高，但氯化鈣含量＞1%時(shí)，苦澀味增加。因此，選取1%的氯化鈣進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2.4 糖類物質(zhì)添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響

糖類物質(zhì)選用葡萄糖。取適量乳酸菌發(fā)酵劑加溫水溶解，以0.5%的接種量，與芥菜、5%食鹽、1%氯化鈣、食品添加劑及香辛料混合，再分別添加0.1%，0.5%，1%，1.5%和2%的葡萄糖（以蔬菜質(zhì)量計(jì)算），發(fā)酵15 d后取出，測定其感官評(píng)分，研究葡萄糖添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響。

表6 葡萄糖添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，葡萄糖含量在0.1%～1.5%之間，感官評(píng)分隨著葡萄糖含量增加而顯著增長（p＜0.05），葡萄糖含量＞1.5%，感官評(píng)分沒有顯著性差異（p＞0.05）。因此，選取1.5%的葡萄糖進(jìn)行下一步試驗(yàn)。

2.5 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇乳酸菌接種量、食鹽添加量、保脆劑（氯化鈣）添加量和糖類物質(zhì)（葡萄糖）添加量為試驗(yàn)因素，以感官評(píng)分為考核指標(biāo)，正交試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 乳酸菌接種量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響

從表3的極差分析可知，A＞B＞C＞D，各因素對(duì)腌制芥菜感官評(píng)分高低影響順序?yàn)槿樗峋臃N量＞食鹽添加量＞保脆劑添加量＞糖類物質(zhì)添加量，根據(jù)各水平平均值K得出腌制芥菜的最佳配比A2B2C2D3，即乳酸菌接種量添加量為0.5%、食鹽添加量為5%、保脆劑（氯化鈣）添加量為1%、糖類物質(zhì)（葡萄糖）添加量為1.5%。經(jīng)過驗(yàn)證性試驗(yàn)，在此條件下發(fā)酵15 d，腌制芥菜的亞硝酸鹽含量僅為1.95 mg/kg，總酸含量為0.43 g/100 g，感官評(píng)分為37分。

表7 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

3 結(jié)論

乳酸菌發(fā)酵芥菜與自然發(fā)酵相比，有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）感官品質(zhì)明顯提升，氣味、色澤、滋味和脆度均優(yōu)于自然發(fā)酵芥菜；（2）發(fā)酵時(shí)間縮短，產(chǎn)品增值創(chuàng)收快；（3）保證發(fā)酵優(yōu)勢菌群的快速生長，雜菌污染少，食品安全有保障。

此次試驗(yàn)研究以腌制芥菜為研究對(duì)象，考察乳酸菌接種量、食鹽添加量、保脆劑添加量和糖類物質(zhì)添加量對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響，得到腌制芥菜的最佳發(fā)酵工藝條件：乳酸菌接種量0.5%，食鹽添加量5%、保脆劑添加量1%、糖類物質(zhì)添加量1.5%，在此條件下發(fā)酵的腌制芥菜亞硝酸含量低、感官品質(zhì)佳。