發(fā)酵白菜風味及品質(zhì)變化的研究進展

◎ 周子苑，夏巖石

（廣州大學 生命科學學院，廣東 廣州 510006）

自然發(fā)酵白菜是傳統(tǒng)發(fā)酵食品之一，自然發(fā)酵白菜的常見種類有四川泡菜、東北酸菜和韓國泡菜，其中韓國泡菜生產(chǎn)量在國際上占比最大。四川泡菜是以各種新鮮蔬菜為原料，在具有一定鹽濃度溶液的相對封閉的池或壇中發(fā)酵得到；東北酸菜是以大白菜為原料，在低鹽條件下經(jīng)過乳酸發(fā)酵制成；韓國泡菜是以白菜為原料，加入豐富的輔料調(diào)味，在低溫條件下制作而成。在白菜發(fā)酵過程中，微生物的菌群結(jié)構(gòu)對其品質(zhì)、風味具有重要影響，因此，本文綜合相關(guān)文獻對發(fā)酵白菜的風味及品質(zhì)相關(guān)變化進行綜述，為提高發(fā)酵白菜的風味、品質(zhì)提供參考。

1 發(fā)酵白菜風味物質(zhì)的變化

發(fā)酵白菜的風味主要來源于原料中的風味物質(zhì)、乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的風味物質(zhì)和其他菌群對泡菜的作用。發(fā)酵白菜的獨特風味來源包括酵母菌發(fā)酵生成乙醇，并與有機酸結(jié)合生成酯類；蛋白質(zhì)經(jīng)酶和微生物作用生成氨基酸。有機酸、揮發(fā)性風味物質(zhì)、游離氨基酸含量為發(fā)酵白菜風味品質(zhì)的主要指標。CHA 等[1]發(fā)現(xiàn)韓國泡菜的特征風味物質(zhì)是二烯丙基二硫化物異構(gòu)體、二甲基三硫化物和二烯丙基三硫化物。陳功等[2]發(fā)現(xiàn)四川泡菜的揮發(fā)性成分中醛、酮、醇和烯等占比大，影響主體風味的物質(zhì)為烯類、醛類、二甲基硫化物，并且乳酸菌發(fā)酵會產(chǎn)生多種風味物質(zhì)，如乙醇、乙酸、琥珀酸乙烯、乳酸和丁二醇等。馬歡歡等[3]發(fā)現(xiàn)東北酸菜的獨有風味品質(zhì)來源于硫化合物、乳酸等酸性成分。朝鮮辣白菜隨著發(fā)酵時間的延長，主要呈味物質(zhì)如總酸（乳酸、乙酸等）、氨基酸、還原糖等含量顯著增加[4]。不同乳酸菌接種發(fā)酵的泡白菜的揮發(fā)性風味物質(zhì)均以醇類物質(zhì)為主，包括乙醇、1-辛烯-3-醇、順-2-戊烯-1-醇等[5]。其中，短乳桿菌PC330 和清酒乳桿菌PC229發(fā)酵的泡白菜中反,反-2,4-庚二烯醛、己醛等醛類化合物和乙酸的相對含量高于其他菌發(fā)酵的泡白菜。

2 發(fā)酵白菜的品質(zhì)變化

2.1 微生物的變化

白菜發(fā)酵過程中有酵母、霉菌、細菌等多種微生物參與，乳酸菌是主要產(chǎn)酸菌。韓國泡菜發(fā)酵初期由明串珠菌屬生長產(chǎn)酸，隨著酸度的增加明串珠菌屬停止生長并死亡，乳桿菌屬迅速繁殖成為優(yōu)勢菌[6]。甘奕等[7]在研究韓國泡菜制作過程中的品質(zhì)變化時發(fā)現(xiàn)，在白菜腌制發(fā)酵過程中水分、pH 值持續(xù)下降，總酸含量上升3 倍，菌落總數(shù)先升后降，乳酸菌含量持續(xù)上升，酵母菌、大腸桿菌數(shù)量先上升后下降。東北酸菜和朝鮮族辣白菜發(fā)酵過程中因原料和加工工藝的不同，明串珠菌數(shù)量和乳酸菌含量變化有顯著差異，明串珠菌在發(fā)酵至第8 天的酸菜中含量達到6.1×107CFU·mL-1、在辣白菜中含量達到8.3×109CFU·mL-1，在發(fā)酵至第28 天的酸菜中含量為3.5×102CFU·mL-1、在辣白菜中未檢出；乳酸菌在酸菜發(fā)酵至第4 天時含量達到1.1×108CFU·mL-1，隨后趨于平穩(wěn)，在辣白菜發(fā)酵至第8 天含量達到2.1×1010CFU·mL-1，隨后緩慢下降，在發(fā)酵至第20 天時不能檢出[8]。XIAO 等[9]發(fā)現(xiàn)乳桿菌在江西腌菜、四川泡菜和東北酸菜中占比較高，并基于它們的豐度和對風味的貢獻，認為醋酸乳桿菌和清酒乳桿菌是3 種傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜食品中的核心功能菌群。

2.2 亞硝酸鹽含量的變化

蔬菜中的硝酸鹽在硝酸鹽還原酶的作用下轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽（合成強致癌物亞硝胺的前體物質(zhì)），蛋白質(zhì)分解產(chǎn)物與其在適當條件下生成N-亞硝基化合物，對動物有致癌作用。亞硝酸鹽在白菜發(fā)酵過程中的含量由多種因素決定，如發(fā)酵溫度、食鹽濃度、泡菜原料和酸度等[10]。白菜發(fā)酵過程中亞硝酸鹽的生成量和生成期受發(fā)酵溫度的影響，發(fā)酵溫度高時乳酸發(fā)酵快，亞硝酸鹽生成早、含量低[11-12]。白菜的適宜發(fā)酵溫度為28 ℃，發(fā)酵溫度過高會影響泡菜的品質(zhì)，使泡菜香味、脆度下降[13]。陳義倫等[14]研究發(fā)現(xiàn)6%食鹽腌制的泡菜制品中亞硝酸鹽含量較低；賈晶晶等[15]研究發(fā)現(xiàn)將5%濃度的黃芩溶液加入泡白菜中15 d，泡菜中亞硝酸鹽含量最低；而同為十字花科蕓薹屬的甘藍在發(fā)酵過程中，酸度越高，亞硝酸鹽含量越低[16]。

3 發(fā)酵對白菜功能成分的影響

3.1 對風味形成的影響

在白菜發(fā)酵過程中微生物的數(shù)量和種類對風味品質(zhì)有重要影響。XIAO 等[17]發(fā)現(xiàn)四川泡菜的風味形成貢獻度中細菌大于真菌，乳桿菌屬、片球菌屬、無色菌屬和明串珠菌屬對泡菜風味的影響較大。張魯冀等[18]發(fā)現(xiàn)東北酸菜發(fā)酵后期風味形成是由于乳酸大量積累引起乳酸菌反饋抑制。楊柳等[4]發(fā)現(xiàn)朝鮮辣白菜主要呈味物質(zhì)的含量在發(fā)酵過程中隨發(fā)酵時間的延長而增加，Weissella 屬對主要呈味物質(zhì)有重要作用。

3.2 對降低亞硝酸鹽的影響

發(fā)酵初期一些雜菌可將原料中的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽并在基質(zhì)中蓄積，過量攝入會對人體健康造成損害。乳酸菌具有合成亞硝酸鹽還原酶的能力，能高效降解亞硝酸鹽[19-20]。杜曉華等[21]將從四川傳統(tǒng)泡菜中分離篩選出的植物乳桿菌菌株N2 應(yīng)用于發(fā)酵泡菜中，發(fā)現(xiàn)其降解亞硝酸鹽的效果顯著。朱軍莉等[22]從自然發(fā)酵蔬菜制品中分離出具有較好降解亞硝酸鹽的植物乳桿菌L7、X1 和H12，亞硝酸鹽降解率均大于89%。蘇容容等[23]從泡菜中分離得到植物乳桿菌P51，能夠有效降解亞硝酸鹽，表現(xiàn)出良好的耐食鹽和亞硝酸鹽特性。

3.3 對抗氧化成分的影響

使用富含抗氧化劑的發(fā)酵產(chǎn)品正成為加強抗氧化防御系統(tǒng)的關(guān)鍵策略。通過分析腌制白菜、酸菜和泡菜這3 種發(fā)酵白菜產(chǎn)品中的成分，CEREN 等[24]發(fā)現(xiàn)腌制白菜及其鹽水中的維生素C 含量最高，其次是泡菜；自由基清除活性的50%清除效果值從高到低分別是泡菜、酸菜、白菜。

4 結(jié)語

目前，對發(fā)酵蔬菜的研究多集中在微生物種類和功能等方面。本文對發(fā)酵白菜風味物質(zhì)的變化和品質(zhì)變化進行了綜述，并分析了發(fā)酵對白菜功能成分的影響，對發(fā)酵白菜的深入研究和開發(fā)利用具有促進作用。