周強，劉蒙佳，雷昌貴，孟宇竹

(1.福建師范大學閩南科技學院 生命科學與化學學院，福建 泉州 362332； 2.河南質量工程職業(yè)學院 食品與化工系，河南 平頂山 467000)

泡菜即將新鮮蔬菜經(jīng)切分或不切分，用鹽水和香辛料混合液生漬或熟漬而成的蔬菜制品，具有獨特的鮮香味，含有豐富的維生素和鈣、磷等無機物，能為人體提供充足的營養(yǎng)物質[1]。泡菜發(fā)酵方式有自然發(fā)酵及人工接種乳酸菌發(fā)酵兩種，而人工添加乳酸菌發(fā)酵方式愈來愈受到科學研究者的關注。乳酸菌在泡菜中含量極其豐富，不僅可以加速泡菜的發(fā)酵過程，抑制腐敗菌，亦是調節(jié)人體健康的重要成分[2]。日本泡菜的生產(chǎn)方式主要源于韓國，而后根據(jù)日本國情加以改進并自成一家。產(chǎn)品從口味到制作工藝均與中國泡菜和韓國泡菜有明顯區(qū)別[3]。韓國泡菜具有很高的營養(yǎng)價值，其適量攝入可促進腸道蠕動，維持身體健康，并有防止肥胖等功效[4-6]。目前，韓國泡菜的品種已超過190 種[7]，并被成功推廣到100多個國家和地區(qū)。隨著韓國泡菜的快速發(fā)展，已經(jīng)由原本的家庭作坊生產(chǎn)發(fā)展為工廠化生產(chǎn)，并已進入工業(yè)化生產(chǎn)的成熟期[8]。韓國泡菜(kimchi)作為傳統(tǒng)醬腌菜，堪稱韓國“第一菜”[9]。其是以大白菜為主，再加上各種所需的輔料，鹽、糖、辣椒粉和各種香辛料以及多種水果等制作而成的具有傳統(tǒng)風味的蔬菜制品[10]。本文以大白菜及乳酸菌為主要原料，通過改變乳酸菌、食鹽、香辛料和蔗糖不同的添加量，控制韓國泡菜的發(fā)酵溫度、時間，制出具有優(yōu)良口味的韓國泡菜，通過測定其pH值、亞硝酸鹽含量等理化指標，并結合感官評價，綜合分析評價該韓國泡菜的品質，并以正交試驗為結論來優(yōu)化乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜的發(fā)酵工藝。

1 試驗材料及儀器

1.1 試驗材料與試劑

原材料：新鮮大白菜、食鹽、蔗糖、生姜、大蒜、辣椒、蘋果、梨等原材料，均購自豪利友購物廣場；泡菜乳酸菌：北京川秀科技有限公司；主要試劑：亞硝酸鈉、鹽酸萘乙二胺、無水對氨基苯磺酸、二水合乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、十水合四硼酸鈉、鹽酸、氫氧化鈉標準溶液等，均為分析純，購自國藥集團。

1.2 主要儀器

C21-SN216型多功能電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司；BSA224S-CW型電子天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；雷磁pHS-3C精密pH計 上海博科公司；JJ600型電子天平 常熟市雙杰測試儀器廠；DNP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱、DHG-9070型電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；721型可見分光光度計 上海光譜儀器有限公司；HWS-28型電熱恒溫水浴鍋 上海齊欣科學儀器有限公司；SHB-Ⅲ型循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城科工貿有限公司；KQ-C型玻璃儀器氣流烘干器 鞏義市予華儀器有限責任公司。

2 試驗方法

2.1 韓國泡菜的工藝流程

原料選擇(新鮮大白菜)→預處理(清洗、整形、初腌制)→配制調料(乳酸菌、蔗糖、食鹽、香辛料等)→入壇腌制→密封→發(fā)酵→成品。

2.2 操作要點

制作韓國泡菜過程中需注意的重點是：切勿使生水進入泡菜中，從而影響泡菜的理化性質及品質。

2.2.1 原料選擇

本次試驗選用組織緊密、質地脆嫩、肉質肥厚而且較不易軟化的大白菜作為主要原料。

2.2.2 預處理(清洗、整形、初腌制)

將新鮮大白菜的外葉剔除后，放入清水中清洗干凈，之后把大白菜腌制在濃度為10%的鹽水中15 h之后，先在清水里清洗10 min，再在涼開水中過濾1～2次，然后瀝干，備用。

2.2.3 配制調味醬

乳酸菌、蔗糖、食鹽、香辛料等材料按表1的組成比例調配泡菜調味醬。其中姜、蒜與辣椒粉按1∶1∶2的比例作為香辛料加入調料中，且所有的添加量均相對于大白菜質量。

表1 韓國泡菜的配料及比例(每罐添加量)Table 1 Ingredients and proportions of Korean kimchi (dosage per can) g

首先，用水把糯米粉煮熟。然后，將梨和蘋果去皮去核，將蒜頭、生姜去皮，清洗后，一起放入榨汁機中榨碎。最后，將蒜泥、魚露、食鹽、蔗糖、辣椒粉一起加入放涼的糯米粥中攪拌均勻，制成調味醬。

2.2.4 入壇腌制和發(fā)酵

將調配好的調味醬均勻地涂抹在瀝干的大白菜每片葉上，然后放入玻璃罐中密封，最后置于恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵。

從發(fā)酵當天開始計算，在第7天采樣測定相關理化指標及感官評價。

2.3 感官評分標準

泡菜的感官評定方法是從滋味、香氣、色澤、質地4個方面進行評定。樣品制成后，當泡菜的酸度達到pH為3.2～3.6時是風味、滋味形成的階段，此時泡菜發(fā)酵成熟[11]，所以在此時間內進行感官評價最佳。此時由10位評價員對發(fā)酵蔬菜的質量進行評定，每項指標取平均值，分項測評匯總[12]，泡菜品質評分表[13]見表2。

表2 泡菜品質綜合評分表(總分100分)Table 2 Comprehensive score Table of pickles' quality (total score is 100)

2.4 理化指標的測定

在測定韓國泡菜的各項理化性質時[14]，要使韓國泡菜始終保持在一定的溫度下，防止其他因素對泡菜的影響。

2.4.1 pH值的測定

對于泡菜pH值的測定采用精密數(shù)字pH計[15]。將校準完的pH計置于處理好的泡菜溶液中，緩慢攪動，不可碰到杯子壁或杯子底部，待讀數(shù)穩(wěn)定后記下測量值，分別測量3次數(shù)據(jù)后取平均值。

2.4.2 亞硝酸鹽含量測定方法

以鹽酸萘乙二胺法測定韓國泡菜中的亞硝酸鹽含量[16]，分別測定3次數(shù)據(jù)后取平均值。

2.4.3 綜合評分

發(fā)酵7天后的泡菜，對不同發(fā)酵條件下泡菜的pH值和亞硝酸鹽含量2個理化指標進行測定，并結合感官評分進行綜合評分。

3 乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜工藝條件的確定

3.1 發(fā)酵條件對韓國泡菜品質的影響

3.1.1 不同蔗糖添加量對韓國泡菜質量的影響

表3 蔗糖添加量對泡菜指標及感官質量的影響Table 3 Effects of the additive amount of sucrose on the indicators and sensory quality of pickles

添加蔗糖能夠中和泡菜本身發(fā)酵所產(chǎn)生的酸味和泡菜中所添加乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生的酸味。故蔗糖添加量有一定的范圍，過高或過低都影響泡菜的品質。劉芳等[17]認為蔗糖添加量對泡菜品質有著極其重要的影響，添加量太少，泡菜會太咸，穩(wěn)定性偏差；加入過多，泡菜又會太甜，影響口感。乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜中因加入有乳酸菌，乳酸菌發(fā)酵在一定程度上影響泡菜酸味。由表3可知，當蔗糖添加量為0%和2%時，泡菜口感偏酸，令消費者較難接受；當蔗糖添加量為4%時，泡菜口感酸甜適中，酸度減輕，同時也呈現(xiàn)了淡淡的甜味，且泡菜感官評價較好，此時綜合評分達到最高分80分；當蔗糖添加量達到6%、8%時，泡菜口感偏甜，酸味不明顯，不符合泡菜的特殊風味，此時蔗糖的添加量過多。隨著蔗糖添加量的增大，pH值增大，亞硝酸鹽含量呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢，添加量為6%時達到峰值(0.638 mg/kg)，但含量均在標準范圍內。從發(fā)酵程度、適宜糖量以及泡菜的安全性等方面綜合考慮，確定蔗糖添加量4%為宜。

3.1.2 不同食鹽添加量對韓國泡菜質量的影響

表4 食鹽添加量對泡菜指標及感官質量的影響Table 4 Effects of the additive amount of salt on the indicators and sensory quality of pickles

在泡菜發(fā)酵過程中，食鹽添加量的控制對泡菜發(fā)酵有著一定影響。有研究表明，抑制韓國泡菜的發(fā)酵速率可在其中加入相應的食鹽，且隨著食鹽添加量的升高，pH值的降低速率會越來越慢，即泡菜的成熟速度越慢[18]。由表4可知，食鹽的添加量與pH值的變化呈正相關。在5個處理樣品中，當添加食鹽量為0%時，pH值相對較低。食鹽添加量達到4%和6%時，pH值相對較高，且泡菜感官評價較好，此時泡菜的綜合評分也相對較高。而隨著食鹽添加量的增加，韓國泡菜的亞硝酸鹽含量呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢。當食鹽添加量在0%、2%、4%、6%時，亞硝酸鹽含量較低；而當食鹽添加量為8%時，亞硝酸鹽含量雖較高，但仍符合泡菜標準亞硝酸鹽含量，從發(fā)酵程度、適宜鹽度以及泡菜品質等方面綜合考慮，確定添加4%的食鹽為宜。

3.1.3 不同乳酸菌添加量對韓國泡菜質量的影響

表5 乳酸菌添加量對泡菜指標及感官質量的影響Table 5 Effects of the additive amount of lactic acid bacteria on the indicators and sensory quality of pickles

在泡菜發(fā)酵過程中，乳酸菌添加量的控制對泡菜的發(fā)酵有著重要的影響。乳酸菌會提高泡菜的發(fā)酵速度，縮短發(fā)酵時間，如果乳酸菌加入過多不僅會增加成本而且會影響泡菜的品質，使泡菜過酸，提前發(fā)軟。由表5可知，增加乳酸菌在醬料中的量會使泡菜的pH值減小，而亞硝酸鹽的變化規(guī)律則因添加量的不同表現(xiàn)為先下降再上升的趨勢。當乳酸菌添加量為0%時，pH值較高；當乳酸菌添加量為0.5%、1%、1.5%時，pH值相對較高，泡菜感官評價較好，且當乳酸菌添加量為1%時，綜合評分最高，表明添加1%的乳酸菌為宜。

3.1.4 不同香辛料添加量對韓國泡菜質量的影響

表6 香辛料添加量對泡菜指標及感官質量的影響Table 6 Effects of the additive amount of spices on the indicators and sensory quality of pickles

香辛料除了可以用作調香外，還有防止食物腐敗的優(yōu)點[19-21]。而本試驗主要研究了生姜、大蒜、辣椒3種香辛料的協(xié)同作用對乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜品質的影響。由表6可知，隨著香辛料添加量的增加，韓國泡菜中的亞硝酸鹽量表現(xiàn)出先上升再下降的趨勢。5個處理樣品中，當香辛料添加量為1%時，pH值最高；隨著香辛料添加量的增大，pH值降低；當香辛料添加量達到2%和3%時，pH值相對較適宜，泡菜感官評價較好，且綜合評分相對較高。但香辛料添加量過低或過高均會影響泡菜的風味和口感。因此從發(fā)酵速度、適宜辣度以及泡菜品質的角度綜合考慮，確定香辛料添加量3%為宜。

3.2 正交試驗結果及分析

為確定韓國泡菜的最佳工藝參數(shù)，在單因素試驗的基礎上，以pH值、亞硝酸鹽含量、感官評價為指標，選取食鹽添加量、蔗糖添加量、乳酸菌添加量、香辛料添加量為影響因素，進行四因素三水平正交試驗設計，添加的因素量見表7，結果見表8。所有因素添加量均相對于大白菜的質量。

表7 正交試驗設計Table 7 The design of orthogonal test %

表8 正交試驗設計結果分析Table 8 Analysis of orthogonal test results

續(xù) 表

從正交試驗結果表的極差R值大小可以看出，乳酸菌添加量是影響乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜品質的主要影響因素，蔗糖添加量、香辛料添加量是影響乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜品質的次要因素，食鹽添加量的影響最??；各因素對乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜品質的綜合評分影響大小為B>A>D>C，即乳酸菌添加量>蔗糖添加量>香辛料添加量>食鹽添加量。由極差分析得出最優(yōu)水平組合為A2B2C1D2。對表8進行直觀分析可知，當以綜合評分為指標時，第6組試驗所得產(chǎn)品綜合評分最高為87分，最優(yōu)水平組合為 A2B3C1D2，與極差分析的結果不重合，因此，需再做一次驗證試驗。通過綜合評分，選出乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜的最優(yōu)工藝條件，結果見表9。

表9 驗證實驗結果Table 9 Results of verification test

驗證實驗結果顯示，A2B2C1D2的綜合評分比A2B3C1D2的綜合評分高，故乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜的最優(yōu)工藝為A2B2C1D2，即當添加2%的食鹽、4%的蔗糖、3%的香辛料、1%的乳酸菌時，可發(fā)酵生產(chǎn)出色澤最亮、香味最濃、口感最佳、組織狀態(tài)最優(yōu)的韓國泡菜。

4 結論

韓國泡菜的制作與發(fā)酵過程中，乳酸菌添加量和蔗糖添加量是對泡菜的風味品質較為重要的影響因素。乳酸菌添加量影響韓國泡菜的發(fā)酵速度及泡菜的成熟與口感，而蔗糖添加量過大，甜味過于濃郁，添加量過少會使泡菜甜味寡淡，口感稍差。各添加量對乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜風味口感與品質的影響順序為：乳酸菌添加量>蔗糖添加量>香辛料添加量>食鹽添加量。乳酸菌發(fā)酵韓國泡菜最優(yōu)工藝條件為：蔗糖添加量4%，食鹽添加量2%，乳酸菌添加量1%，香辛料添加量3%，且在此工藝下發(fā)酵出的韓國泡菜質量最佳，口感最好，綜合評分最高。