劉軍雷LIU Jun-lei 任廣躍,2 -,2 段 續(xù),2 ,2 張樂道 -

(1. 河南科技大學食品與生物工程學院，河南 洛陽 471023；2. 食品加工與安全國家實驗教學示范中心，河南 洛陽 471023)

香椿系楝科香椿屬落葉喬木，其芽脆嫩、鮮綠、濃香且富含鈣、VC、磷、硫胺素等營養(yǎng)物質，是中國傳統(tǒng)木本蔬菜[1-2]。香椿芽的采摘主要集中在每年的4、5月份，由于嫩芽呼吸強度較大，采摘后仍處于旺盛的生理代謝狀態(tài)，儲存過程中芽片易脫落、腐爛，不耐貯藏，限制了香椿的供給與消費[3-4]。為延長香椿芽的供貨期通常采取腌制加工方式，方法簡單，制品味道鮮美。香椿的硝酸鹽和亞硝酸鹽含量遠高于一般蔬菜，且硝酸鹽在貯藏、加工、運輸、烹飪的過程中會在硝酸還原酶和微生物的作用下轉變成亞硝酸鹽[5-6]，攝入過多亞硝酸鹽會威脅人體健康，引起惡心、頭暈、全身無力甚至呼吸衰竭[7-8]。同時亞硝酸還能和人胃中的含氮化合物、仲胺、叔胺、酰胺及氨基酸結合成具致癌性的亞硝胺，從而引發(fā)消化系統(tǒng)癌變[9-10]。因此，對腌制香椿芽中亞硝酸鹽含量進行動態(tài)研究，確定最佳食用期，避開“亞硝峰”，對保證腌制香椿芽的安全性有重要意義。

目前，國內有關腌制香椿芽文獻報道[11-13]主要集中在泡制工藝優(yōu)化和腌制過程中品質的變化，缺乏對影響亞硝酸鹽含量因素以及控制措施的研究。本試驗擬研究不同工藝條件下香椿芽亞硝酸鹽含量的變化規(guī)律；同時以VC、葡萄糖、姜汁為清除劑，研究其對亞硝酸鹽的控制效果，并優(yōu)化其最佳配比，為腌制香椿芽工業(yè)化生產提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香椿芽：紅油椿，洛陽炎居食品科技有限公司；

姜：萊蕪小姜，市售；

亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硼砂：分析純，天津恒興化學試劑有限公司；

對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺：分析純，上海國藥集團化學試劑有限公司；

亞硝酸鈉、鹽酸：分析純，天津市鼎盛鑫華工有限公司；

VC：分析純，天津市北辰方正試劑廠。

1.2 儀器與設備

電子天平：BSM-120.4型，上海皖衡電子儀器有限公司；

紫外可見分光光度計：UV2600A型，上海佑科儀器儀表有限公司；

石英比色皿：PX10Q3500型，宜興譜析光學元件有限公司；

抽慮裝置：SHB-D型，上海申光儀器儀表有限公司；

組織搗碎勻漿機：HCHL-JJ2D型，鄭州歐佰儀器設備有限公司；

超聲清洗器：JP-020型，深圳市潔盟清洗設備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 傳統(tǒng)腌制條件的試驗處理 香椿芽經剔除病、老、黃葉后進行清洗、漂燙、瀝水、晾干、切段、加鹽、揉搓、封壇，定期測定腌制品中亞硝酸鹽的含量，Zn(Ac)2與EDTA-2Na混合液的制備：根據(jù)文獻[14]。

(1) 不同預處理：選取冷水沖洗、95 ℃熱水漂燙30 s[15]、97 ℃的1.5 mg/mL EDTA-2Na與1.5 mg/mL Zn(Ac)2混合溶液漂燙60 s[16]的香椿芽各200 g，加入10% NaCl，用手揉搓至NaCl全部溶解，香椿呈現(xiàn)萎焉狀態(tài)，然后裝壇搗實封罐，20 ℃腌制，定期測量亞硝酸鹽含量。

(2) NaCl濃度的影響：取經過混合液處理的香椿芽5份(200 g/份)，分別添加6%，8%，10%，12%，14% NaCl，20 ℃ 腌制。

(3) 腌制溫度的影響：以經混合液漂燙處理、添加10% NaCl的香椿芽為研究對象，置于10，15，20，25 ℃腌制。

1.3.2 控制技術研究 以傳統(tǒng)腌制為基礎，物料經混合液漂燙處理、添加10% NaCl、20 ℃條件下，參考王樹慶等[17-18]的研究，考查腌制過程中加入有抑制亞硝酸鹽形成作用的物質VC、葡萄糖和姜汁對產品最終亞硝酸鹽含量的影響。姜汁的制備：參照文獻[19]。

(1) VC對亞硝酸鹽含量的影響：固定葡萄糖添加量0.30%、姜汁1.50%，分別考查VC質量分數(shù)0.00‰，0.12‰，0.24‰，0.36‰，0.48‰對香椿腌制中亞硝酸鹽含量的影響。

(2) 葡萄糖對亞硝酸鹽含量的影響：固定VC、姜汁添加量分別為0.36‰和1.50%，分別考查葡萄糖質量分數(shù)0.00%，0.10%，0.20%，0.30%，0.40%對香椿腌制中亞硝酸鹽含量的影響。

(3) 姜汁對亞硝酸鹽含量的影響：固定VC、葡萄糖添加量分別為0.36‰和0.30%，分別考查姜汁質量分數(shù)0.00%，0.50%，1.00%，1.50%，2.00%對香椿腌制中亞硝酸鹽含量的影響。

(4) 響應面優(yōu)化試驗：根據(jù)單因素試驗結果，選擇VC、葡萄糖、姜汁添加量作為影響因素，以腌制第16天時的亞硝酸鹽含量為指標，采用Box-Behnken中心組合原理設計響應面試驗方案，建立二次回歸數(shù)學模型，對香椿芽腌制工藝條件參數(shù)進行優(yōu)化。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 亞硝酸鹽含量的測定 檢測試樣制備：參照文獻[20]；亞硝酸鹽標準曲線的繪制：參照文獻[21]；亞硝酸鹽的測定：采用鹽酸萘乙二胺法[22]。

1.4.2 模糊數(shù)學評定 基于模糊數(shù)學推理法的感官評定[23-24]：以“非常喜歡”“喜歡”“中立意見”“不喜歡”“非常不喜歡”為評價語集V=(V1，V2，V3，V4，V5)；以腌制品“顏色”“外觀”“質地”“風味”“整體接受程度”為評價因素集U=(U1，U2，U3，U4，U5)。各評價指標對應的權重集根據(jù)段續(xù)等[25-26]的研究，設定為A=(顏色，外觀，質地，風味，整體接受程度)=(0.27，0.25，0.15，0.13，0.20)。

1.5 統(tǒng)計分析

采用Origin pro 2016與Design-Expert對試驗數(shù)據(jù)進行分析，每組試驗重復3次，取其平均值。

2 結果與分析

2.1 亞硝酸鹽的標準曲線

由圖1可知，以吸光度Y對亞硝酸鈉標準濃度X的線性回歸方程為Y=0.034 4X+0.001 64，R2=0.998 67，亞硝酸鈉在0～10 μg/mL時與吸光度呈良好線性關系。

2.2 不同預處理條件下亞硝酸鹽含量的變化

由圖2可知，冷水清洗、熱水以及混合液漂燙的香椿芽，在相同溫度20 ℃、NaCl添加量10%的腌制發(fā)酵過程中達到“亞硝峰”的時間大致相同，但亞硝酸鹽的含量差別較大。冷水清洗香椿芽的亞硝酸鹽含量相對于熱水漂燙的要高，更遠遠高于經混合液漂燙的。這是由于香椿芽在栽培過程中受環(huán)境有害菌污染所致，如腌制前只是簡單冷水清洗會殘留有害菌，促使硝酸鹽還原生成亞硝酸鹽。Zn(Ac)2與EDTA-2Na混合液漂燙降低了硝酸還原酶的活性，減弱硝酸鹽向亞硝酸鹽的轉化，從而減少亞硝酸鹽在香椿芽中的含量。

2.3 不同NaCl濃度下亞硝酸鹽含量的變化

在腌制香椿芽的過程，不同的NaCl濃度對菜品中亞硝酸鹽含量的影響見圖3。在環(huán)境溫度為20 ℃、NaCl添加量為6%時，亞硝酸鹽生成較快，在腌制到第5天時，亞硝酸鹽含量達到最大值；當NaCl添加量為12%，14%時，亞硝酸鹽生成的較慢，在第9天時亞硝酸鹽含量達到最大值，且后者比前者高，最終菜品中亞硝酸鹽含量也較高。表明腌制初期，由于乳酸生成量較少，NaCl的抑菌作用成為主要因素，NaCl濃度低，對硝酸還原菌的生長抑制作用小，使亞硝酸鹽生成的速度快，達到峰值的時間短。NaCl濃度高，對硝酸還原菌的抑制作用大，亞硝酸鹽生成的速度慢，達到峰值的時間也就長。因乳酸菌的活動能力是隨NaCl濃度的增高而減弱，所以隨著乳酸發(fā)酵的順利進行，低鹽的腌制物其酸度較高，使硝酸鹽還原受到抑制，亞硝酸鹽含量下降。與岳虹等[27-28]的研究一致。

2.4 不同溫度下亞硝酸鹽含量的變化

由圖4可知，溫度對香椿芽腌制過程中亞硝酸鹽含量的生成期有顯著影響。在NaCl添加量為10%，溫度為10，15，20，25 ℃ 4種環(huán)境下，亞硝酸鹽含量基本呈一致的變化趨勢，但出現(xiàn)峰值的時間及大小不一樣。腌制溫度高，“亞硝峰”生成早，最終亞硝酸鹽含量低；腌制溫度低，“亞硝峰”生成得晚，但最終亞硝酸鹽含量高。表明溫度高，還原菌活動能力強，形成亞硝酸鹽快，溫度較高時乳酸發(fā)酵能順利進行，迅速升高的酸度，使硝酸還原菌的活動受到抑制。亞硝酸鹽被旺盛腌制形成的乳酸分解，使亞硝酸鹽含量快速降低。溫度較低時乳酸菌生長受到抑制，腌制產酸速度減慢，硝酸還原菌活動受到抑制，但還原過程還在進行，這種亞硝酸鹽緩慢生成、分解的過程，形成一定量的積累，從而在一定時間達到高峰。所以，低溫腌制的腌菜亞硝酸鹽的含量較高。與楊賢慶等[29-30]的研究結論相似。

2.5 不同清除劑對亞硝酸鹽的控制效果

2.5.1 VC添加量對亞硝酸鹽含量的影響 由圖5可知，腌制品中亞硝酸鹽含量與VC添加量的關系密切。第6天時亞硝酸鹽含量出現(xiàn)峰值，其中對照最高(70 mg/kg)，VC添加量為0.48‰ 時峰值最低(39 mg/kg)，比對照減少了44.29%。第16天時，對照亞硝酸鹽含量為10 mg/kg，添加0.48‰VC時亞硝酸鹽含量為4.3 mg/kg，比對照降低了57%，可知添加VC能明顯降低腌制品中亞硝酸鹽含量。這是由于VC沒有羧基，酸性來自烯二醇的羥基，由于羥基和羰基相鄰，烯二醇基極不穩(wěn)定，可與各種金屬成鹽，解離出H+，而H+能與亞硝酸鹽反應，消耗亞硝酸鹽，降低含量。從第6天“亞硝峰”之后的曲線走勢可發(fā)現(xiàn)，亞硝酸鹽含量遞減速率減慢，此現(xiàn)象與李珊等[31]的研究結論相似，這與香椿腌制過程中細胞破裂、組織萎焉、液汁流失及VC氧化的酶的作用致使VC被氧化而減少有關。

2.5.2 葡萄糖添加量對亞硝酸鹽含量的影響 由圖6可知，各試驗組均在第6 天出現(xiàn)亞硝酸鹽含量峰值，且亞硝酸鹽隨著葡萄糖含量的增加而減少，添加0.40%葡萄糖時比對照降低了41.4%。第16 天時添加0.10%，0.20%，0.30%，0.40%的試驗組比對照分別降低了31%，44%，46%，50%，表明葡萄糖對亞硝酸鹽有良好的抑制作用，但此現(xiàn)象與艾對元等[32]得出葡萄糖單獨作用對亞硝酸鹽沒有顯著清除效果的結論有差異，而腌制并不是單一過程，存在多種物質協(xié)同作用。葡萄糖本身具有半縮醛羥基，有一定還原能力，在與其他物質發(fā)生交互作用后，使其降解能力增強。此推斷與鄭桂福等[33]發(fā)現(xiàn)腌制過程中加糖可減弱亞硝酸鹽形成的結論相似。

2.5.3 姜汁添加量對亞硝酸鹽含量的影響 由圖7可知，添加姜汁對亞硝酸鹽含量影響很大，第7 天時亞硝酸鹽含量出現(xiàn)峰值，姜汁添加量為2.0 %時最低。第16 天時，對照組亞硝酸鹽含量為11 mg/kg，添加0.5%姜汁時為7 mg/kg，比對照低36.37%，添加1.0%，1.5%，2.0%姜汁時亞硝酸鹽含量比對照分別降低54.55%，60.00%，61.00%。張平等[34]研究表明姜汁可以降低腌制品中亞硝酸鹽含量，其機理是姜中的線形二苯基庚烷類環(huán)狀二苯基庚烷類化合物能抑制氧自由基的生成，而且對N-二甲基亞硝胺的合成有一定的阻斷作用。圖7中對照組在第13天時，亞硝酸鹽含量仍然高于中國規(guī)定的最高殘留量(20 mg/kg)，而處理組普遍在第9天開始就低于此含量。其中姜汁添加量為1.00的試驗組，在第9天時亞硝酸鹽含量就降解到對照組第13天的水平，有效縮短了腌制周期，與馬超等[35]發(fā)現(xiàn)鹽漬滑子菇中添加新鮮姜汁使亞硝酸鹽形成受阻的結論相似。由此可見，腌制過程中加入適量姜汁，能有效地阻斷亞硝酸鹽形成，縮短腌制周期。

2.6 響應面試驗結果

根據(jù)單因素試驗分析結果設定響應面試驗因素水平見表1，試驗結果見表2。

2.6.1 亞硝酸鹽含量的響應面分析 利用Design-Expert 8.05b 軟件對表2中的數(shù)據(jù)進行回歸分析，得出亞硝酸鹽殘留量的回歸方程：

(1)

各項回歸系數(shù)及其顯著性檢驗結果見表3。

(2)

由表3可知，各因素對亞硝酸鹽抑制作用影響大小依次為：VC>姜汁>葡萄糖。

2.6.2 亞硝酸鹽抑制工藝的優(yōu)化與驗證 由優(yōu)化結果可知，抑制亞硝酸鹽形成工藝的最佳條件為：VC0.47‰、葡萄糖0.34%、姜汁1.75%，該條件下亞硝酸鹽含量的理論值為 3.65 mg/kg；為驗證響應面優(yōu)化的可行性，采用上述優(yōu)化條件進行腌制，亞硝酸鹽含量為3.74 mg/kg，與理論值相差 2.47%，說明響應面優(yōu)化的條件是可行的。

2.7 基于模糊數(shù)學推理法的感官評定

各評價員對最佳腌制條件下所得到的香椿芽制品進行評價，結果見表4。將表4中樣品評價因素所得票數(shù)折算成比率，結合所有因素的評價結果獲取模糊矩陣。

(3)

由權重分配得出綜合評判：

Y=A×R=

(0.138,0.434,0.263,0.125,0.040)。

(4)

評判結果表明，評價員對最優(yōu)腌制條件下香椿芽認為“非常喜歡”的占13.8%，“喜歡”的占43.4%，“中立意思”的占26.3%，“不喜歡”的占12.5%，“非常不喜歡”的占4%，根據(jù)最大隸屬原則，結論是“喜歡”，可以被消費者接受。

3 結論

本試驗研究了預處理方法、NaCl濃度、溫度對腌制香椿芽亞硝酸鹽形成與變化的規(guī)律。在此基礎上，通過響應面分析對降解工藝進行優(yōu)化得出：各因素對亞硝酸鹽抑制作用影響大小依次為：VC>姜汁>葡萄糖。最佳條件為：VC0.47‰、葡萄糖0.34%、姜汁1.75%。該條件下，產品在第16 天的亞硝酸鹽含量為3.74 mg/kg。通過基于模糊數(shù)學感官評價，得出最佳腌制條件下的香椿芽可以被消費者接受。此研究主要針對的是產品的安全性，在后續(xù)研究中將進一步探討產品感官質量、營養(yǎng)成分，尋求其在實際應用中與安全的平衡點。

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