黃和升，王海平，2*，王慶權(quán)

（1.江蘇食品藥品職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 淮安 223003；2.江蘇食品加工工程技術(shù)研究開發(fā)中心，江蘇 淮安 223003）

泡菜作為我國傳統(tǒng)的、歷史悠久的乳酸菌發(fā)酵食品，深受大眾歡迎。泡菜是以蔬菜為原料經(jīng)乳酸菌發(fā)酵而成的食品，原料發(fā)酵過程中可形成獨(dú)特的色、香、味，同時(shí)可以抑制有害微生物的生長繁殖，使產(chǎn)品得以長期保藏[1-4]。泡菜風(fēng)味獨(dú)特，入口爽脆，口味別具一格，泡菜含有維生素，鈣、磷、鐵等礦物質(zhì)和多種功能性成分[4-8]。傳統(tǒng)的自然發(fā)酵泡菜因發(fā)酵周期長，發(fā)酵過程受衛(wèi)生以及季節(jié)的影響，常會(huì)遭受有害微生物侵染導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定[9-13]。泡菜原料發(fā)酵過程中，硝酸鹽會(huì)轉(zhuǎn)化為對(duì)人體健康有一定危害的亞硝酸鹽，這也是人們高度關(guān)注的問題[12-14]。皮佳婷等[15]、Hsiao等[16]和葛焱等[17]研究發(fā)現(xiàn)，蔬菜采用人工接種乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵具有條件可控、發(fā)酵周期短、產(chǎn)品亞硝酸鹽含量低等優(yōu)點(diǎn)。為明確自然發(fā)酵方式和人工接種方式對(duì)發(fā)酵泡菜品質(zhì)的影響，本研究以新鮮牛蒡?yàn)樵囼?yàn)對(duì)象，以江蘇省微生物工程實(shí)驗(yàn)室提供的發(fā)酵性能較強(qiáng)的植物乳桿菌為菌種，測(cè)定并比較4種不同發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜產(chǎn)品的理化特性和微生物數(shù)量變化的影響，并考察產(chǎn)品的感官品質(zhì)，篩選出用牛蒡制作泡菜的最佳發(fā)酵方式，為牛蒡泡菜規(guī)模化生產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鹽酸萘乙二胺、對(duì)氨基苯磺酸（均為分析純）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；葡萄糖、3，5-二硝基水楊酸、亞硝酸鈉（均為分析純）：成都科龍化工試劑廠；苯酚、濃硫酸（均為分析純）：湖北斯元化工有限公司；食鹽、新鮮牛蒡：市售；乳酸菌：江蘇省微生物工程實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 儀器與設(shè)備

AL104電子天平：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；Cary60型紫外可見分光光度計(jì)：美國安捷倫科技公司；PHS-2F酸度計(jì)：上海五相儀器儀表有限公司；SPX-250B-Z型生化培養(yǎng)箱：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；Brookfield CTX質(zhì)構(gòu)儀：倍迎電子科技（上海）有限公司。

1.3 方法

1.3.1 牛蒡泡菜發(fā)酵工藝

新鮮牛蒡（直徑2.5 cm～3.0 cm）→去皮→清洗（水溫30℃）→瀝干水分→切段（3 cm～4 cm）→加入食鹽→裝罐→密封→發(fā)酵約14 d（24℃～26℃）→成品。

1.3.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將牛蒡原料進(jìn)行發(fā)酵制作泡菜，每種發(fā)酵方式做3個(gè)平行試驗(yàn)。在發(fā)酵14 d內(nèi)，每隔2 d測(cè)定不同發(fā)酵方式所得產(chǎn)品的總糖含量、還原糖含量、總酸含量、pH值、氨基酸態(tài)氮含量、亞硝酸鹽含量、乳酸菌數(shù)、大腸菌群數(shù)，分析并比較不同發(fā)酵方式對(duì)各指標(biāo)的影響。4種發(fā)酵方式參數(shù)見表1。

1.3.3 產(chǎn)品品質(zhì)測(cè)定方法

還原糖、總糖、總酸和氨基酸態(tài)氮的含量按照SB/T 10756—2012《泡菜》進(jìn)行測(cè)定；pH值用酸度計(jì)直接測(cè)定；亞硝酸鹽含量按照GB 5009.33—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》進(jìn)行測(cè)定；大腸菌群計(jì)數(shù)按照GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)大腸菌群計(jì)數(shù)》進(jìn)行測(cè)定；乳酸菌數(shù)量按照GB 4789.35—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn)乳酸菌檢驗(yàn)》進(jìn)行測(cè)定；脆度采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 感官評(píng)價(jià)

聘請(qǐng)10名感官評(píng)定員，對(duì)牛蒡泡菜產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，結(jié)果取平均值。感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)均重復(fù)3次，結(jié)果取平均值，采用Microsoft Office Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜理化性質(zhì)的影響

2.1.1 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜總糖和還原糖含量的影響

發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜總糖和還原糖含量的影響見圖1和圖2。

圖1 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜總糖含量的影響Fig.1 Effect of fermentation methods on the total sugar content of pickled burdock

圖2 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜還原糖含量的影響Fig.2 Effect of fermentation methods on reducing sugar content of pickled burdock

泡菜發(fā)酵過程中，乳酸菌分解利用原料中糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為酸類物質(zhì)，從而導(dǎo)致發(fā)酵液中糖含量減少，酸含量增加，當(dāng)泡菜發(fā)酵成熟時(shí)，發(fā)酵液中糖含量基本不再變化[5]。由圖1和圖2可知，4種發(fā)酵方式牛蒡泡菜的總糖和還原糖含量變化趨勢(shì)基本一致，在前10 d內(nèi)基本都處于快速下降的趨勢(shì)，主要原因是乳酸菌等微生物的生長代謝消耗了糖類物質(zhì)。發(fā)酵10 d后，純種濕法和自然濕法發(fā)酵液中總糖和還原糖含量基本穩(wěn)定，純種干法和自然干法發(fā)酵液中總糖和還原糖含量約12 d達(dá)到穩(wěn)定。比較不同發(fā)酵方式泡菜的總糖和還原糖含量降低速度，濕法發(fā)酵糖含量降低速度大于干法發(fā)酵，原因可能與微生物生物代謝與環(huán)境的水分活度有關(guān)。因此，從還原糖和總糖指標(biāo)分析，濕法發(fā)酵可以提高發(fā)酵速度，縮短發(fā)酵周期。

2.1.2 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜總酸含量和pH值的影響

發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜總酸含量和pH值的影響見圖3和圖4。

圖3 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜總酸含量的影響Fig.3 Effect of fermentation methods on total acid content of pickled burdock

圖4 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜pH值的影響Fig.4 Effect of fermentation methods on pH value of pickled burdock

原料發(fā)酵過程中，酸度快速上升可防止細(xì)菌的污染，保證產(chǎn)品的品質(zhì)。由圖3和圖4可知，4種發(fā)酵方式的牛蒡泡菜總酸含量上升和pH值下降的速度整體上在前10 d較快。在10 d～14 d，總酸含量和pH值緩慢趨于穩(wěn)定，此時(shí)，純種濕法發(fā)酵泡菜總酸含量最高，pH值最低，原因可能是腌制過程中加入乳酸菌，乳酸菌生長代謝產(chǎn)生大量乳酸所致。純種干法發(fā)酵雖然也在腌制時(shí)加入了乳酸菌，但該腌制液水分含量低，乳酸菌生長代謝速度比濕法腌制時(shí)要低，因而，干法發(fā)酵泡菜總酸含量較濕法發(fā)酵泡菜低，pH值較高。

2.1.3 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜氨基酸態(tài)氮和亞硝酸鹽含量的影響

發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜氨基酸態(tài)氮含量的影響見圖5。

圖5 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜氨基酸態(tài)氮含量的影響Fig.5 Effect of fermentation methods on the amino acid nitrogen content of pickled burdock

由圖5可知，干法發(fā)酵氨基酸態(tài)氮含量整體先上升后下降，濕法發(fā)酵氨基酸態(tài)氮變化比較平緩，可能與濕法發(fā)酵中存在大量水分有關(guān)，大量水分使得乳酸菌蛋白酶活力減弱，導(dǎo)致分解蛋白質(zhì)的能力降低。純種干法發(fā)酵得到的牛蒡泡菜氨基酸態(tài)氮含量最高，明顯高于純種濕法發(fā)酵泡菜的氨基酸態(tài)氮含量。因而，從產(chǎn)品的氨基酸態(tài)氮含量分析，純種干法發(fā)酵較好。

泡菜發(fā)酵過程中，原料中硝酸鹽會(huì)在細(xì)菌代謝產(chǎn)生的硝酸還原酶作用下還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽達(dá)到一定量會(huì)致使食用人群細(xì)胞發(fā)生癌變[18-21]，GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》規(guī)定泡菜中亞硝酸鹽含量不得高于2 mg/100 g。本試驗(yàn)中，4種發(fā)酵方式牛蒡泡菜亞硝酸鹽變化情況如圖6所示。

圖6 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜亞硝酸鹽含量的影響Fig.6 Effect of fermentation methods on nitrite content of pickled burdock

由圖6可知，4種發(fā)酵方式的泡菜亞硝酸鹽含量高峰值均在第6天出現(xiàn)，之后均逐漸減小，8 d以后都下降到了國家限制值以下，其中純種濕法發(fā)酵到第10天時(shí)，亞硝酸鹽含量降到穩(wěn)定值0.53 mg/100 g，其它3種發(fā)酵方式在第12天時(shí)亞硝酸鹽降到穩(wěn)定值。因而，從亞硝酸鹽含量變化分析，純種濕法發(fā)酵方式較好。

2.2 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜微生物數(shù)量變化的影響

2.2.1 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜乳酸菌數(shù)量變化的影響

乳酸菌對(duì)泡菜風(fēng)味物質(zhì)的形成具有一定的作用，并可加速泡菜發(fā)酵過程，縮短發(fā)酵周期。4種發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜乳酸菌數(shù)量影響如圖7所示。

圖7 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜乳酸菌數(shù)量的影響Fig.7 Effect of fermentation methods on the count of lactic acid bacteria of pickled burdock

由圖7可知，4種發(fā)酵方式牛蒡泡菜的乳酸菌數(shù)整體變化趨勢(shì)一致，均為先上升后下降最后趨于穩(wěn)定。其中，純種濕法發(fā)酵在第6天時(shí)，乳酸菌數(shù)達(dá)到峰值，第8天時(shí)基本趨于穩(wěn)定值；其它3種發(fā)酵方式泡菜在第8天時(shí)乳酸菌數(shù)達(dá)到峰值，第10天時(shí)基本趨于穩(wěn)定。發(fā)酵結(jié)束后，人工接種乳酸菌的牛蒡泡菜乳酸菌數(shù)高于自然發(fā)酵的牛蒡泡菜，原因是接種泡菜在初始階段人為加入乳酸菌，增加了最終產(chǎn)品的乳酸菌總數(shù)。

2.2.2 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜大腸菌群數(shù)量的影響

4種發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜大腸菌群數(shù)量的影響如圖8所示。

圖8 發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜大腸菌群數(shù)量的影響Fig.8 Effect of fermentation methods on the count of Escherichia coli of pickled burdock

由圖8可知，4種發(fā)酵方式的牛蒡泡菜大腸菌群數(shù)量變化趨勢(shì)基本一致。均在第6天時(shí)達(dá)到峰值，然后開始下降，下降的原因可能是隨發(fā)酵進(jìn)行，環(huán)境的酸度變高，大腸菌群不能適應(yīng)環(huán)境而死亡。相同發(fā)酵時(shí)間內(nèi)，人工接種發(fā)酵牛蒡泡菜大腸菌群數(shù)明顯低于自然發(fā)酵牛蒡泡菜大腸菌群數(shù)，可能是由于乳酸菌能夠抑制大腸菌群生長。純種濕法發(fā)酵的大腸菌群在第10天時(shí)基本達(dá)到穩(wěn)定值（3 MPN/100 g），其他3種方式在發(fā)酵第14天時(shí)也都下降到10 MPN/100 g左右。4種發(fā)酵方式所得產(chǎn)品大腸菌群數(shù)均符合GB 2762—2017《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》規(guī)定。

2.3 不同發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜感官指標(biāo)的影響

對(duì)4種發(fā)酵方式制得的牛蒡泡菜產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)和脆度測(cè)定，結(jié)果如表3所示。

表3 不同發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜感官評(píng)分和脆度的影響Table 3 Effect of fermentation methods on sensory score and crispness of pickled burdock

由表3可知，4種發(fā)酵方式制作的牛蒡泡菜，產(chǎn)品脆度和感官評(píng)分結(jié)果優(yōu)劣情況一致，其中自然濕法發(fā)酵產(chǎn)品的脆度和感官評(píng)分均為最低，自然干法發(fā)酵次之；純種濕法發(fā)酵的產(chǎn)品脆度和感官評(píng)分均為最高。結(jié)合前述發(fā)酵方式對(duì)理化指標(biāo)的影響，綜合評(píng)價(jià)，純種濕法發(fā)酵優(yōu)勢(shì)明顯。

3 結(jié)論

通過考察自然干法、自然濕法、純種干法、純種濕法4種發(fā)酵方式對(duì)牛蒡泡菜理化特性及微生物數(shù)量變化的影響，結(jié)果表明：純種濕法發(fā)酵方式發(fā)酵速度最快，亞硝酸鹽含量經(jīng)過10 d的發(fā)酵期就可降到穩(wěn)定值0.53 mg/100 g，其它3種方式發(fā)酵12 d才能達(dá)到穩(wěn)定；與其它3種方式相比，純種濕法發(fā)酵牛蒡泡菜產(chǎn)品乳酸菌數(shù)稍高，總糖和還原糖含量、大腸菌群數(shù)量以及pH值較低；純種濕法發(fā)酵的牛蒡泡菜脆度和感官評(píng)分最高，脆度值為2 005.02 g，感官評(píng)分為92.43；但是，濕法發(fā)酵產(chǎn)品的氨基酸態(tài)氮含量較低。綜合比較，純種濕法發(fā)酵制作牛蒡泡菜優(yōu)勢(shì)明顯，規(guī)?；a(chǎn)牛蒡泡菜可以考慮用此種方式進(jìn)行。