江玉琴,羅鳳蓮 ,2,3,李文青,卿 泉 ,蔣依琳
(1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖南長(zhǎng)沙 410128;2.國(guó)家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)分中心,湖南長(zhǎng)沙 410128;3.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖南長(zhǎng)沙 410128)
醬腌菜在我國(guó)歷史悠久,迄今有2 000多年,漢朝的《說(shuō)文解字》中的“菹”是最早有關(guān)腌漬蔬菜的記錄[1]。古人利用高鹽和酸抑制雜菌的生長(zhǎng),從而達(dá)到長(zhǎng)期貯藏蔬菜的效果,現(xiàn)今,醬腌菜已成為一種調(diào)味品出現(xiàn)在日常飲食中。隨著歷史的遷移,醬腌菜的種類(lèi)也更加豐富,按照生產(chǎn)工藝和輔料不同,可分為醬漬菜類(lèi)、蝦油漬菜類(lèi)、糖醋漬菜、糠漬菜、漬菜類(lèi)等9類(lèi),其中漬菜類(lèi)中的鹽漬菜又可分為濕態(tài)、半干態(tài)和干態(tài)鹽漬菜[2]。近年來(lái),人們對(duì)于腌制菜中存在的亞硝酸鹽問(wèn)題表示擔(dān)憂(yōu),但研究顯示[3-6],腌制了一定時(shí)間的蔬菜中亞硝酸鹽的含量遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定的限量指標(biāo)(以NaNO2計(jì),<20 mg/kg)[7]。相反,腌制菜以其酸爽可口、咸甜適中的口感,以及其中富含的有益于人體腸道健康的乳酸菌而深受歡迎,更有研究表明[8],發(fā)酵蔬菜中含有豐富的B族維生素,包括高等動(dòng)植物不能合成的VB12。
芥菜是我國(guó)傳統(tǒng)蔬菜之一,為十字花科、蕓薹屬東方系統(tǒng)的一個(gè)組群[9]。按照植物學(xué)形態(tài)特征,可以把芥菜劃分為小葉芥菜、大葉芥菜、花葉芥菜、皺葉芥菜、包心芥菜、大頭菜和雪里蕻等[10]。芥菜的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高,不僅含有三大產(chǎn)能營(yíng)養(yǎng)素碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪,還含有豐富的人體必需氨基酸,同時(shí)VC和人體所必需的微量元素鐵、錳、鋅、銅等營(yíng)養(yǎng)成分的含量也較高[11-12]。芥菜不僅可以做時(shí)鮮蔬菜食用,也是用于腌制品的重要原料。研究發(fā)現(xiàn)[13],腌制的大葉芥菜中含有多酚、黃酮等具有強(qiáng)抗氧化作用的物質(zhì),因此適當(dāng)食用腌制芥菜對(duì)人體的健康大有裨益。試驗(yàn)以水東芥菜為原料,采用鹽漬菜中的干腌法,設(shè)置3個(gè)食鹽添加量(10%,14%,18%),分別在自然條件下腌制90 d,采用相應(yīng)國(guó)標(biāo)方法檢測(cè)腌制期間芥菜中主要成分的含量變化,同時(shí)比較不同食鹽添加量對(duì)主要理化指標(biāo)的影響,以期為工業(yè)生產(chǎn)中提高腌制芥菜的品質(zhì)提供理論參考。
水東芥菜,廣州五邀園貿(mào)易有限公司提供;氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、1%酚酞乙醇溶液、硫酸銅、次甲基藍(lán)、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、葡萄糖、36%甲醛溶液、硼酸鈉、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、亞硝酸鈉。
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1.3.1 芥菜腌制工藝
新鮮芥菜→洗凈→切分→晾干→腌制→成品。
用陶瓷泡菜壇腌制,按一定食鹽添加量(10%,14%,18%)一層芥菜一層鹽,鹽量上層多下層少,層層壓實(shí),腌制90 d左右,前1個(gè)月每15 d取樣檢測(cè),后2個(gè)月每30 d取樣檢測(cè)。
1.3.2 腌制芥菜主要成分的測(cè)定方法
水分含量的測(cè)定采用GB 5009.3—2016食品中水分的測(cè)定 第一法;總酸含量的測(cè)定采用GB/T 12456—2008食品中總酸的測(cè)定酸堿滴定法;還原糖含量的測(cè)定采用GB 5009.7—2016食品中還原糖的測(cè)定 第一法;氨基酸態(tài)氮含量的測(cè)定采用GB 5009.235—2016食品中氨基酸態(tài)氮的測(cè)定 第一法;亞硝酸鹽含量的測(cè)定采用GB 5009.33—2016食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定第二法。
腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜水分的變化見(jiàn)圖1。
水是蔬菜中含量最高的成分,試驗(yàn)中測(cè)得芥菜原料在晾干后含水量為91.82%。由圖1可知,在腌制過(guò)程中,3種食鹽添加量下芥菜水分含量均呈下降趨勢(shì)。前期下降速度快,后期趨向穩(wěn)定,且食鹽添加量為18%時(shí),芥菜水分下降幅度最大;食鹽添加量為10%時(shí),芥菜水分變化幅度最小。這是因?yàn)殡缰七^(guò)程中,水分含量的下降主要靠食鹽的滲透作用,食鹽濃度越大,滲透壓越大,芥菜失水越多。后期,細(xì)胞內(nèi)外食鹽濃度趨于平衡,滲透壓下降,含水量下降較緩。在腌制過(guò)程中,要對(duì)原材料的水分進(jìn)行適當(dāng)控制,若腌用芥菜含水量過(guò)大,容易遭到微生物的污染,芥菜易腐爛變質(zhì),因此可在腌制前將新鮮芥菜進(jìn)行晾干至萎蔫狀態(tài),同時(shí)可以提高芥菜中可溶性固形物的相對(duì)含量,從而增加發(fā)酵底物,對(duì)芥菜腌制成品的風(fēng)味更有利。
圖1 腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜水分的變化
腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜總酸含量的變化見(jiàn)圖2。
圖2 腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜總酸含量的變化
由圖2可知,在不同食鹽添加量腌制過(guò)程中,芥菜總酸含量均呈先上升后下降的趨勢(shì),且食鹽添加量越少,芥菜總酸的含量越高。相關(guān)研究表明[14-15],我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵蔬菜的制作主要利用新鮮蔬菜表面附著的乳酸菌進(jìn)行厭氧發(fā)酵,在發(fā)酵過(guò)程中,乳酸菌的數(shù)量隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)呈先增加后減少的趨勢(shì)。所以發(fā)酵初期,由于乳酸菌的大量繁殖,總酸含量迅速增加。且不同食鹽添加量對(duì)乳酸菌的產(chǎn)酸均有一定的抑制作用[16],食鹽濃度越大抑制作用越強(qiáng),因此在食鹽添加量為10%時(shí),芥菜總酸的增加幅度最大;而食鹽添加量為18%時(shí),乳酸菌的生長(zhǎng)能力和產(chǎn)酸能力都被抑制,導(dǎo)致芥菜中總酸的含量變化不明顯。腌制30 d后,芥菜總酸的含量開(kāi)始下降,這可能是因?yàn)榘l(fā)酵后期乳酸菌的數(shù)目減少,同時(shí)產(chǎn)酸底物可發(fā)酵性糖含量下降。根據(jù)鄧靜等人[17]對(duì)比分析腌制30 d和腌制90 d的大頭菜中酯類(lèi)含量,發(fā)現(xiàn)酯類(lèi)物質(zhì)一般在腌制后期形成,所以發(fā)酵后期總酸含量下降,還有可能是因?yàn)榻湍妇萌樗嵘甚ヮ?lèi)等風(fēng)味物質(zhì)。由于試驗(yàn)是在第4季度進(jìn)行,自然發(fā)酵溫度在8~15℃,未能對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)提供最佳條件(25~35℃)[14]。因此,芥菜總酸含量整體偏低。
腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜還原糖含量的變化見(jiàn)圖3。
圖3 腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜還原糖含量的變化
還原糖在為腌制芥菜提供甜味的同時(shí),可作為微生物的碳源,芥菜本身還原糖含量較高,為2.61%。由圖3可知,在整個(gè)腌制過(guò)程中,芥菜還原糖的含量隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)總體有所下降,初期下降速度快。并且結(jié)合芥菜總酸含量的變化趨勢(shì)可發(fā)現(xiàn),芥菜腌制過(guò)程中芥菜總酸和還原糖的含量變化基本呈現(xiàn)此起彼伏的趨勢(shì)。乳酸菌在發(fā)酵初期大量繁殖,其利用還原糖生成酸,發(fā)酵至30 d時(shí),總酸含量大量增加,因此在此過(guò)程中,芥菜還原糖的消耗增大,含量大幅度下降;發(fā)酵30~60 d,芥菜還原糖的含量小幅度增加,可能是因?yàn)殡缰七^(guò)程中,芥菜組織中水分含量減少,干物質(zhì)還原糖的濃度相對(duì)上升,以及芥菜中的多糖轉(zhuǎn)化成葡萄糖等單糖所引起[18]。但是,整個(gè)過(guò)程微生物對(duì)還原糖的消耗占主導(dǎo)地位。
2.4.1 亞硝酸鹽的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線
以各標(biāo)準(zhǔn)液的亞硝酸鹽質(zhì)量為橫坐標(biāo)、對(duì)應(yīng)吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線見(jiàn)圖4。
圖4 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線
2.4.2 芥菜亞硝酸鹽含量的動(dòng)態(tài)分析
腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜亞硝酸鹽含量的變化見(jiàn)圖5。
圖5 腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜亞硝酸鹽含量的變化
蔬菜在生長(zhǎng)過(guò)程中,吸收土壤中的氮肥,當(dāng)吸收量大于同化量時(shí),蔬菜本身可積累一定的硝酸鹽,所以絕大部分新鮮蔬菜中硝酸鹽含量高,亞硝酸鹽含量很低,一般少于1 mg/kg[19],試驗(yàn)所用芥菜的亞硝酸鹽含量為0.46 mg/kg。在蔬菜發(fā)酵前期,其硝酸鹽可被細(xì)菌中硝酸鹽還原酶還原成對(duì)人體健康有損害的亞硝酸鹽[20]。但是,近年來(lái)有研究結(jié)果表示[21-22],亞硝酸鹽并非穩(wěn)定物質(zhì),乳酸菌可以產(chǎn)生亞硝酸鹽還原酶,將亞硝酸鹽進(jìn)一步降解為氨等物質(zhì)。楊性民等人[23]對(duì)腌制雪里蕻亞硝酸鹽的控制研究中,也證實(shí)了乳酸菌可以降低亞硝酸鹽的含量,甚至阻止亞硝峰的形成。
由圖5可知,在腌制15 d左右時(shí),亞硝酸鹽含量迅速升高,并形成亞硝峰,食鹽添加量為10%時(shí),芥菜亞硝峰形成最快,且峰值最大,為5.68 mg/kg。這是因?yàn)殡缰瞥跗谌樗峋鷶?shù)量少,酸性環(huán)境未形成,雜菌趁此大量繁殖,將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽[24];鹽濃度越高,對(duì)硝酸鹽還原酶抑制作用越大,所以食鹽添加量為18%時(shí),芥菜亞硝峰的值最低。亞硝峰形成過(guò)后,亞硝酸鹽的含量迅速下降,可能是因?yàn)殡缰?0 d時(shí)芥菜總酸的含量達(dá)到高峰,環(huán)境pH值下降,抑制了不耐酸雜菌的繁殖,尤其是硝酸還原菌,同時(shí)在乳酸菌的影響下,已形成的亞硝酸鹽開(kāi)始降解。后期變化幅度平緩,到90 d時(shí),3種食鹽添加量下芥菜亞硝酸鹽的含量均下降至最低點(diǎn),符合國(guó)家醬腌菜衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。由于腌制前期芥菜亞硝酸鹽含量較高,因此在實(shí)際生活中,剛腌制或者腌制時(shí)間少于20 d的芥菜最好不要食用。
腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜氨基酸態(tài)氮含量的變化見(jiàn)圖6。
蛋白質(zhì)是芥菜的重要成分之一,據(jù)有關(guān)研究顯示,每100 g芥菜中約含有蛋白質(zhì)2.6 g[10],而氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單位,也是芥菜腌制過(guò)程中色香味形成的主要因素。由圖6可知,發(fā)酵前期氨基酸態(tài)氮含量隨著腌制時(shí)間的延長(zhǎng)不斷上升,30 d時(shí)芥菜中氨基酸態(tài)氮含量基本最大,這是因?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程中蛋白質(zhì)在酶的作用下分解為氨基酸[25]。30~60 d時(shí),氨基酸態(tài)氮含量有所下降,可能是因?yàn)榘被岜晃⑸镒鳛榈蠢肹26]。腌制至90 d時(shí),氨基酸態(tài)氮含量有所回升,可能是由于發(fā)酵后期乳酸菌數(shù)量較少,對(duì)氨基酸的利用減少。所以某種程度而言,氨基酸的生成量高于消耗量,且在食鹽添加量為18%時(shí)芥菜氨基酸態(tài)氮的含量最低,可能是因?yàn)楦啕}濃度在一定條件下抑制了蛋白酶的活性。
圖6 腌制過(guò)程中不同食鹽添加量下芥菜氨基酸態(tài)氮含量的變化
在腌制過(guò)程中,不同食鹽添加量下腌制芥菜的水分均有所下降,食鹽添加量為18%時(shí)水分下降幅度最大;總酸含量與食鹽添加量呈負(fù)相關(guān),食鹽添加量越高,總酸含量越低,尤其食鹽添加量為18%時(shí),總酸含量始終處于低水平,與腌制前的總酸含量相差不大;3種食鹽添加量下還原糖的含量均呈下降趨勢(shì);對(duì)于亞硝酸鹽而言,其含量均先升高后下降,且食鹽添加量越少,亞硝峰越高,后期亞硝酸鹽含量趨向穩(wěn)定,始終低于安全限量要求;不同食鹽添加量下,氨基酸態(tài)氮的含量總體均有所增加,在腌制末期,食鹽添加量為18%時(shí)氨基酸態(tài)氮含量最低。所以,食鹽添加量越高,腌制芥菜中總酸和氨基酸的含量相對(duì)越低,一定程度上影響了腌制芥菜的風(fēng)味,因此在實(shí)際生產(chǎn)中不建議采用過(guò)高的食鹽添加量。