范龍泉，黃瓊，王燕飛

(山西工商學(xué)院 健康管理學(xué)院，山西 太原，030000)

泡菜作為一種主要的蔬菜發(fā)酵制品，深受民眾喜愛(ài)，然而傳統(tǒng)泡菜含鹽量較高(8%～20%)的問(wèn)題一直備受關(guān)注，經(jīng)常食用不僅增加人體心臟、腎臟負(fù)擔(dān)，甚至引起心腦血管疾病，因此，泡菜低鹽化功能化生產(chǎn)已成為趨勢(shì)。低鹽泡菜通常含鹽量低于5%，含鹽量較低的泡菜易受有害微生物污染，產(chǎn)生變色、變味、發(fā)黏、發(fā)軟、失酸等腐敗現(xiàn)象，因此，在工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)其加工技術(shù)和方法要求更加嚴(yán)格[1]。

目前已有研究表明將中藥材或藥食同源材料與食鹽協(xié)同作用，不僅可以降低食鹽用量，還能提高其防腐抑菌效果[2]。關(guān)洪全等[3]研究發(fā)現(xiàn)10%生姜與5%食鹽組合，對(duì)引起食品發(fā)霉腐爛真菌的抗菌活性強(qiáng)于10%食鹽。李凡玥等[4]在桔梗低鹽保健泡菜的研制中發(fā)現(xiàn)，含鹽量4.6%的發(fā)酵條件不僅能保持桔梗泡菜的感官品質(zhì)，還能較好的保存桔梗的營(yíng)養(yǎng)成分，特別是具有保健功能的皂甙、多糖、氨基酸等物質(zhì)。劉芳等[5]將黃芪、黨參、當(dāng)歸配伍的中藥水煎液用于腌制泡菜，發(fā)現(xiàn)60%的中藥液和4%食鹽組合，不僅能促進(jìn)乳酸菌繁殖，抑制酵母菌和腸桿菌生長(zhǎng)，還顯著降低了亞硝酸鹽的含量。可見(jiàn)，借助功能性材料研發(fā)低鹽泡菜具有廣闊的前景，而尋找一種價(jià)格低廉、功效廣泛、易被大眾接受的添加材料對(duì)泡菜工業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

黃芪已有兩千多年的藥用歷史，素有“十藥九芪”之說(shuō)，被大眾所熟知，其富含甲苷、多糖、膽堿、胡蘿卜素、毛蕊異黃酮、氨基酸等活性物質(zhì)和多種微量元素，具有抗菌消炎、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、治療心腦血管疾病等功效[6-7]。2020年1月份國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)與國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督總局發(fā)布了《關(guān)于對(duì)黨參等9種物質(zhì)開(kāi)展按照傳統(tǒng)既是食品又是中藥材的物質(zhì)管理試點(diǎn)工作的通知》，通知中包括對(duì)黃芪開(kāi)展生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)試點(diǎn)工作。為滿足大眾對(duì)泡菜低鹽化、營(yíng)養(yǎng)化的需求，本試驗(yàn)將蒙古黃芪作為研究材料，考察了不同添加量對(duì)低鹽泡菜(含鹽量3%)發(fā)酵過(guò)程理化特性、微生物菌群和感官品質(zhì)的影響，并探究其防腐抑菌效果及作用機(jī)理，選出最適添加濃度，為篩選優(yōu)質(zhì)食品添加材料、優(yōu)化低鹽泡菜發(fā)酵工藝、研發(fā)保健泡菜提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃芪購(gòu)自山西萬(wàn)生黃芪股份有限公司，經(jīng)鑒定屬內(nèi)蒙黃芪，又名正北芪；新鮮大白菜、泡菜鹽均為市售；PCA培養(yǎng)基、MRS培養(yǎng)基、PDA培養(yǎng)基、鹽酸、硫酸銅、氫氧化鈉、硼砂、亞鐵氰化鉀、偏磷酸、乙酸鋅、草酸、碳酸氫鈉、鹽酸萘乙二胺、對(duì)氨基苯磺酸(均為分析純)、亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)品(色譜純)，太原市肯特機(jī)械電子儀器有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FA1003電子天平(千分之一)，上海卓精；KS-1000ZDN超聲萃取儀，昆山潔力美；pH計(jì)，杭州佑科；Mini40A Plus電熱板，萊伯泰科；SX-型高純水機(jī)，世韓；KQ-5000DVE雙頻數(shù)控超聲波清洗器，昆山；BCD-206STPA冰箱，海爾；752型紫外分光光度計(jì)，菁華；FW-100高速萬(wàn)能粉碎機(jī)，永光明；YXQ-75SⅡ高溫滅菌鍋、SW-CJ-2FD超凈工作臺(tái)，博訊；SPJ-150恒溫培養(yǎng)箱，金壇大地；SJIA05C均質(zhì)器，寧波雙嘉。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 黃芪提取液制備

稱取10 g黃芪飲片，置于萬(wàn)能粉碎機(jī)中粉碎，移入燒杯，加入100 mL蒸餾水，于超聲萃取儀中提取50 min，超聲功率300 W，溫度30 ℃，配制成質(zhì)量濃度為100 g/L的溶液，取上清液備用。

1.3.2 泡菜制作工藝與試驗(yàn)處理

泡菜制作工藝流程：

泡菜壇預(yù)處理→白菜預(yù)處理→配制3%的食鹽水→添加黃芪提取液→裝壇→密封→室溫發(fā)酵→成熟。

根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，本試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，各處理設(shè)9個(gè)重復(fù)。取36個(gè)280 mL的玻璃密封罐，洗凈，烘箱烘干。白菜去根、爛葉、老葉和蟲(chóng)害葉，洗凈，切分、晾干至表面無(wú)水分殘留，分別稱取50 g白菜樣品放入玻璃密封罐中。用冷沸水配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的泡菜鹽水，分成4份，通過(guò)添加黃芪提取液，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0(對(duì)照)、0.25%、0.5%、1.0%(以白菜質(zhì)量計(jì))的4組處理泡菜液。按照1∶2(g∶mL)的料液比，分別量取100 mL泡菜液至各處理存放樣品的玻璃密封罐中，完全淹沒(méi)樣品，密封，室溫條件下自然發(fā)酵。從腌制之日起，每隔48 h取出各處理1瓶泡菜用于指標(biāo)測(cè)定。

1.3.3 理化指標(biāo)測(cè)定

采用pH計(jì)直接測(cè)定泡菜液中pH值?？偹釡y(cè)定參照GB 12456—2021《食品國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中總酸的測(cè)定》，采用酸堿指示劑滴定法。亞硝酸鹽含量測(cè)定參考GB 5009.33—2016《食品國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》，采用分光光度法。還原糖含量測(cè)定參考GB 5009.7—2016《食品國(guó)家安全標(biāo)準(zhǔn) 食品中還原糖的測(cè)定》，采用直接滴定法。

1.3.4 微生物菌數(shù)測(cè)定

菌落總數(shù)測(cè)定參考GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》，乳酸菌測(cè)定參考GB 4789.35—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 乳酸菌檢驗(yàn)》，酵母菌測(cè)定參考GB 4789.15—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌和酵母計(jì)數(shù)》。按照無(wú)菌操作將泡菜液稀釋適宜濃度，澆注平板，PCA培養(yǎng)基和MRS培養(yǎng)基，36 ℃培養(yǎng)48 h，PDA培養(yǎng)基28 ℃培養(yǎng)48 h，觀察菌落，計(jì)數(shù)。

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

參照本課題組方法[8]，并稍加改進(jìn)。邀請(qǐng)15名食品專業(yè)在校生組成感官評(píng)價(jià)小組，對(duì)發(fā)酵成熟泡菜的6項(xiàng)指標(biāo)(形態(tài)、色澤、氣味、酸度、脆度、整體口感)進(jìn)行評(píng)分，各指標(biāo)均采用10分制，并根據(jù)描述分為良、中、差3個(gè)等級(jí)，見(jiàn)表1。為提高評(píng)分可信度，泡菜樣品不做處理標(biāo)記，評(píng)價(jià)組成員品評(píng)前30 min不得攝入刺激性食物，各成員獨(dú)立品評(píng)，不得交談?dòng)懻?，樣品間隔5 min并需漱口。根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)描述填寫(xiě)感官評(píng)價(jià)表，保留1位小數(shù)。

表1 泡菜感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

試驗(yàn)重復(fù)3次，均取得相似結(jié)果。本文為其中一次試驗(yàn)的結(jié)果，數(shù)據(jù)結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2010軟件進(jìn)行整理和繪圖，采用SPSS 24.0軟件利用ANOVA進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)和多重比較，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 黃芪提取液對(duì)低鹽泡菜發(fā)酵過(guò)程中理化特性的影響

2.1.1 泡菜發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽含量的變化

由圖1可知，泡菜發(fā)酵過(guò)程中各處理組亞硝酸鹽含量均呈現(xiàn)先上升后下降的變化趨勢(shì)。對(duì)照組中亞硝酸鹽含量在發(fā)酵第2天達(dá)到峰值27.76 mg/kg，高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限量20 mg/kg；添加黃芪提取液各處理中亞硝酸鹽含量均在第4天達(dá)到峰值，且隨著添加濃度的增加，峰值顯著降低，分別為18.80、13.27、7.99 mg/kg，低于標(biāo)準(zhǔn)限量值，發(fā)酵第10天，各處理亞硝酸鹽含量均降至5 mg/kg以下，遠(yuǎn)低于對(duì)照組值10.51 mg/kg。

圖1 泡菜發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽含量的變化

蔬菜在種植過(guò)程中會(huì)積累硝酸鹽和少量亞硝酸鹽，泡菜發(fā)酵前期亞硝酸鹽含量增加主要來(lái)源于硝酸鹽還原菌對(duì)硝酸鹽的還原作用，硝酸還原菌通常是蔬菜本體攜帶的大腸桿菌、假單孢菌等不耐酸的微生物，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，此類菌生長(zhǎng)逐漸受到抑制，亞硝酸鹽含量表現(xiàn)為逐漸降低，另外，在酸性條件下，亞硝酸根離子可與氫離子結(jié)合形成亞硝酸，進(jìn)一步發(fā)生自身歧化反應(yīng)生成二氧化氮和一氧化氮，從而消除亞硝酸鹽[9]。添加黃芪提取液能抑制亞硝酸鹽積累，有大量研究表明，黃酮、多酚類物質(zhì)能抑制硝酸鹽還原菌的生長(zhǎng)，謝建華等[10]研究了柚皮黃酮對(duì)亞硝酸鹽清除作用和抗氧化作用，結(jié)果顯示黃酮含量為5 mg/mL時(shí)，亞硝酸鹽清除率達(dá)到40%以上；李志英等[11]研究了黃芪黃酮提取液對(duì)亞硝酸根的清除作用，發(fā)現(xiàn)加入羥丙基β-環(huán)糊精能使黃芪提取液對(duì)亞硝酸鹽的清除能力從43.9%提高到60%以上；李寧寧等[12]研究發(fā)現(xiàn)山藥多酚粗提液和純化液對(duì)亞硝酸鹽的清除率分別是56.41%和52.53%。

2.1.2 泡菜發(fā)酵過(guò)程中pH和總酸的變化

由圖2-a可知，各處理泡菜pH值隨發(fā)酵進(jìn)程呈現(xiàn)出先下降后平穩(wěn)的趨勢(shì)。添加黃芪提取液組，隨著添加濃度的增加，pH下降速率加快，最終值均低于對(duì)照組，且穩(wěn)定在3.8～4.2。由圖2-b可知，發(fā)酵過(guò)程中，各處理組總酸含量逐漸增加并趨于穩(wěn)定。對(duì)照組總酸增加緩慢，且低于添加黃芪提取液組。添加黃芪提取液組總酸含量隨著添加濃度的增加而增加，并在第10天趨于穩(wěn)定，最終總酸含量低于國(guó)內(nèi)貿(mào)易行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SB/T 10439—2007(≤2 g/100g)。

a-pH的變化；b-總酸的變化

pH值和總酸與泡菜中物質(zhì)成分、含量、微生物種類，以及泡菜成熟度有關(guān)。從結(jié)果來(lái)看，添加黃芪提取液使得泡菜總酸積累加快，發(fā)酵結(jié)束時(shí)總酸含量隨黃芪提取液添加量的增加而增加，這與前人研究結(jié)果類似，劉芳等[13]用黃芪、黨參、當(dāng)歸3種配伍中草藥復(fù)合水煎液腌制泡菜發(fā)現(xiàn)，中藥液腌制泡菜pH顯著低于對(duì)照組，總酸含量顯著高于對(duì)照組，并在第5天發(fā)酵成熟。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，添加黃芪提取液組在發(fā)酵初期總酸含量較高，推測(cè)酸性環(huán)境促進(jìn)了乳酸菌生長(zhǎng)繁殖，凌榮秀等[14]研究證實(shí)添加食醋產(chǎn)生的泡菜液酸性環(huán)境不利于有害菌的生長(zhǎng)和代謝，卻有利于乳酸菌的發(fā)酵；黃琴[15]研究了有機(jī)酸對(duì)發(fā)酵蔬菜品質(zhì)影響，結(jié)果與本文一致。

2.1.3 泡菜發(fā)酵過(guò)程中還原糖含量的變化

由圖3可知，各處理組泡菜液中還原糖含量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且發(fā)酵前6 d上升緩慢。添加黃芪提取液組還原糖含量明顯高于對(duì)照組，且隨著黃芪添加量的增加，而增加在發(fā)酵第10天泡菜液中還原糖含量達(dá)到最大值，分別約為9.14、13.21、14.58 mg/g，顯著高于對(duì)照組8.07 mg/g，此后逐漸降低；發(fā)酵結(jié)束后，添加黃芪提取液組還原糖含量仍高于對(duì)照組，且隨添加濃度的增加而增加。

圖3 泡菜發(fā)酵過(guò)程中還原糖含量的變化

還原糖能夠被大部分微生物直接利用，泡菜液中還原糖一部分來(lái)源于蔬菜切分和滲透作用的溶出，一部分源于二糖或多糖的水解。添加黃芪提取液后，其中富含的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以為微生物繁殖提供大量的碳源，當(dāng)還原糖生成速率大于微生物消耗速率，還原糖含量呈上升趨勢(shì)，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，環(huán)境中微生物不斷繁殖，還原糖快速消耗，消耗速率大于生成速率時(shí)表現(xiàn)為含量下降[16]。

2.2 黃芪提取液對(duì)低鹽泡菜發(fā)酵過(guò)程中微生物菌群的影響

圖4-a為泡菜液中細(xì)菌總數(shù)變化情況，各處理組菌落總數(shù)快速上升后趨于平穩(wěn)。對(duì)照組菌落總數(shù)在發(fā)酵第2天達(dá)到穩(wěn)定值7.87 lgCFU/mL，第10天開(kāi)始有下降趨勢(shì)；添加黃芪提取液組在發(fā)酵過(guò)程中菌落總數(shù)低于對(duì)照組，并在第6天趨于穩(wěn)定，添加1%處理組菌落總數(shù)高于添加0.25%和0.5%處理組。

由圖4-b乳酸菌數(shù)變化情況可知，各處理組乳酸菌數(shù)呈現(xiàn)先上升后平穩(wěn)的趨勢(shì)。對(duì)照組乳酸菌數(shù)在第8天達(dá)到最大值，約為5.88 lgCFU/mL；添加黃芪提取液組乳酸菌數(shù)上升較快，從發(fā)酵第2天起高于對(duì)照組，其中黃芪添加量為1%的泡菜中乳酸菌數(shù)最高，該處理從第6天起菌數(shù)穩(wěn)定，約為7.39 lgCFU/mL；0.25%和0.5%處理組之間變化差異不明顯。

圖4-c為泡菜發(fā)酵過(guò)程中酵母菌的變化情況，對(duì)照組酵母菌數(shù)先迅速上升，后逐漸下降，并在第8天趨于穩(wěn)定，穩(wěn)定值約為4.2 lgCFU/mL；添加黃芪提取液組在發(fā)酵初期檢測(cè)出酵母菌，在之后的發(fā)酵過(guò)程中，沒(méi)有出現(xiàn)酵母菌的大量繁殖，發(fā)酵結(jié)束后1%處理組未檢出酵母菌。

a-菌落總數(shù)的變化；b-乳酸菌數(shù)的變化；c-酵母菌數(shù)的變化

綜合來(lái)看，添加黃芪提取液促進(jìn)了乳酸菌的繁殖，同時(shí)對(duì)酵母菌等雜菌有抑制作用，這與前人研究結(jié)果類似。劉洋等[17]發(fā)現(xiàn)黃芪煎提液對(duì)嗜熱鏈球菌生長(zhǎng)具有明顯促進(jìn)作用；劉陽(yáng)等[18]開(kāi)展了黃芪提取液對(duì)保加利亞乳酸桿菌、乳酸鏈球菌、雙歧桿菌和嗜熱乳酸鏈球菌的體外抑菌試驗(yàn)，確定了黃芪提取液質(zhì)量濃度在8 μg/mL時(shí)對(duì)乳酸菌具有促進(jìn)作用，并指出主要作用物質(zhì)為黃芪多糖；國(guó)外研究顯示人參多糖具有雙歧因子的作用，能夠促進(jìn)27種雙歧桿菌的生長(zhǎng)，并能在貯存和凍干過(guò)程中保護(hù)乳酸菌[19]。蔡金等[20]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪提取液質(zhì)量濃度為0.1 g/mL時(shí)釀酒酵母和擬青霉菌完全不生長(zhǎng)，0.05 g/mL時(shí)發(fā)育遲緩；毛森軍等[21]研究顯示黃芪提取液質(zhì)量濃度為6.25 mg/mL時(shí)對(duì)大腸桿菌的抑菌率為72.44%，高于此濃度抑菌率達(dá)100%；王超等[22]研究發(fā)現(xiàn)黃芪提取物對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌等5種食物腐敗菌種均有不同程度抑制作用，抑菌活性具有較好的熱穩(wěn)定性。

2.3 黃芪提取液對(duì)低鹽泡菜感官品質(zhì)的影響

表2為泡菜連續(xù)發(fā)酵14 d后的感官評(píng)價(jià)結(jié)果。適量添加黃芪提取液可有效提升泡菜各項(xiàng)品質(zhì)，添加量在0.25%和0.5%時(shí)均能夠保持蔬菜形態(tài)完整，無(wú)碎片，汁液清亮，清香純正，酸咸適宜，而且質(zhì)地嫩脆，整體口感較好。但當(dāng)添加量達(dá)到1.0%時(shí)，泡菜中黃芪藥材氣味增厚，較難接受，而且質(zhì)地變軟，脆度降低，整體口感變差。

表2 黃芪提取液對(duì)低鹽泡菜感官品質(zhì)的影響

黃芪屬豆科草本植物，具有獨(dú)特豆香味，泡菜中適量添加黃芪提取液可改善感官品質(zhì)，這與黃芪中黃酮類、皂甙類、多糖類等活性物質(zhì)的抑菌作用和抗氧化作用有關(guān)，防止了雜菌產(chǎn)生不良?xì)馕痘蛭镔|(zhì)[23-24]。影響蔬菜脆度的主要因素是細(xì)胞壁間的果膠物質(zhì)，1.0%的黃芪提取液促進(jìn)了乳酸菌的繁殖和乳酸積累，使得泡菜體系酸度增加，而酸性環(huán)境有利于果膠在降解生成果膠酸，果膠酸不具有黏性，導(dǎo)致脆度下降，這與龍秀田[25]和馬澤鑫等[26]研究一致。

3 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)，添加黃芪提取液可降低泡菜自然發(fā)酵進(jìn)程中亞硝酸鹽峰值，且隨添加量的增加，亞硝酸鹽消解效果提升；有助于乳酸菌繁殖，促進(jìn)乳酸的積累；可抑制雜菌生長(zhǎng)，有效保存泡菜中的還原糖；適量濃度可有效改善泡菜各項(xiàng)感官品質(zhì)；但是過(guò)量添加會(huì)影響泡菜脆度，另外也會(huì)由于泡菜中藥味道過(guò)于濃厚，不易被大眾普遍接受。

截至目前，關(guān)于黃芪的研究主要集中在醫(yī)藥領(lǐng)域，而在食品加工和應(yīng)用方面研究較少，特別是在泡菜領(lǐng)域。結(jié)合本文試驗(yàn)數(shù)據(jù)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%的黃芪可作為適宜添加量用于低鹽泡菜生產(chǎn)，相當(dāng)于1 kg蔬菜中添加2.5 g黃芪，既能降低食鹽使用量，又能消除亞硝酸鹽的積累，抑制雜菌生長(zhǎng)，促進(jìn)乳酸菌繁殖，縮短生產(chǎn)周期，解決制約泡菜工業(yè)發(fā)展的難題，還能提高泡菜營(yíng)養(yǎng)保健功能，促進(jìn)泡菜功能化和創(chuàng)新性發(fā)展。