芋頭葉柄泡菜泡制過程中主要成分的變化

胡望資 譚興和 王 鋒 楊胖清

（1.湖南農業大學食品科技學院，湖南 長沙 410128；2.食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，湖南 長沙 410128；3.長沙縣胖胖蔬菜專業合作社，湖南 長沙 410144）

芋頭（Colocasia esculenta（L.）Schott）別名毛芋、里芋、土芝等，屬天南星科芋屬。中國芋頭種植面積大約為8.2萬hm2，畝產量達2 000～4 000kg［1］。占芋頭質量30%的地面芋頭葉柄長而肥大，含有多種對人體有益的營養物質［2］，是優良的膳食纖維資源。在中國，芋頭除食用和藥用外，剩下的大部分芋頭葉柄因其具有強烈的麻口、刺舌、刺喉感，即刺激性澀味［3］而影響食用，未得到有效回收利用而被廢棄，造成了資源的浪費和環境的污染［4］。

泡菜即“鹽水漬菜”，是將新鮮蔬菜浸泡在較低濃度的鹽水中，經過乳酸菌的發酵作用泡制而成，因其清淡爽口、開胃理氣等特點而深受歡迎。從生產中了解到，芋頭葉柄泡菜存在麻口澀味，容易軟化，脆度不佳等問題，而其麻口澀味一定程度上影響了泡菜口感。有研究［5］表明，用四環素可以除去麻口澀味，也有學者［6］提出，沸水燙漂，無氧發酵等可以除澀。本試驗通過4種不同方法處理，采用生料與熟料發酵進行對比，探討芋頭葉柄泡菜的較優生產工藝參數，旨在為生產實踐提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

新鮮芋頭葉柄：長沙縣胖胖蔬菜專業合作社；

食鹽：湖南省輕工鹽業有限公司；

氫氧化鈉、硫酸、亞鐵氰化鉀、甲醛、乙酸鋅、硼砂、對苯氨基苯磺酸、酚酞、鹽酸萘乙二胺、鹽酸等：分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 主要儀器與設備

可見分光光度計：WFJ 7200型，尤尼柯（上海）儀器有限公司；

磁力加熱攪拌器：78－1型，金壇市醫療儀器廠；

精密pH 計：PHS－3C型，上海精密科學儀器有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：HH－8型，上海浦東物理光學儀器廠；

臺式低速離心機：TDZ5型，湖南赫西儀器裝備有限公司；

電熱鼓風干燥箱：101A－3ET 型，上海實驗儀器廠有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點 選取新鮮芋頭葉柄，用清水洗凈，切成3cm左右的小段，混合均勻，按照試驗設計的方案進行處理，裝壇發酵，連續發酵9d，每天取樣測定芋頭葉柄泡菜中亞硝酸鹽、揮發酸、揮發酯、總酸、游離氨基酸等成分的含量。

1.3.3 試驗設計 將芋頭葉柄采用熱燙和不熱燙兩種方式，每種方式再以不同的食鹽濃度泡制，具體見表1。

表1 試驗設計表Table 1 Experimental design

1.3.4 檢測指標及方法

（1）亞硝酸鹽：按GB 5009.33——2010執行。

（2）揮發酸：按GB／T 10467——1989執行。

（3）揮發酯：按QB／T 1326.6——91執行。

（4）總酸：按GB／T 12456——2008執行。

（5）游離氨基酸：采用電位滴定法［7］。

（6）單寧：按NY／T 1600——2008執行。

（7）VC：采用碘量法［8］。

1.3.5 感官評價 由10名經驗豐富的感官工作人員組成感官評價小組，按色澤形態、氣味、滋味和質地順序，逐項對泡菜進行評價打分，并計算平均值，統計評價結果。產品感官評分標準見表2。

表2 感官評分標準Table 2 The sensory evaluation standard of pickled taro leafstalk

1.3.6 統計分析方法 運用Excel及SPSS 17.0軟件對試驗數據進行整理和顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 亞硝酸鹽含量變化

4種處理的芋頭葉柄泡菜中亞硝酸鹽含量的變化見圖1。

圖1 不同處理的芋頭葉柄泡菜中亞硝酸鹽含量的變化Figure 1 Changes of nitrite content in the pickled period of taro leafstalk in different treatments

亞硝酸鹽是一種公認的有毒有害物質。中國醬腌菜的衛生標準GB 2714——2003中規定醬腌菜中亞硝酸鹽限量（以NaNO2計）為20 mg／kg。綠色食品中亞硝酸鹽的限量值為4mg／kg。由圖1可知，各試驗組泡菜中亞硝酸鹽含量隨著發酵時間的延長均出現先上升后下降的趨勢。處理③和①發酵的泡菜，其亞硝酸鹽峰值出現在第3天和第4天，分別比處理④和②早，也分別比處理④和②的低。食鹽濃度低，“亞硝峰”出現早，峰值低，食鹽濃度高，“亞硝峰”出現晚，峰值高，這與陳蕓蕓等的研究結果［9］一致，建議食用時注意避開“亞硝峰”。原因很可能是高食鹽濃度抑制了還原性雜菌的代謝活動，使其硝酸鹽還原能力減弱［10］。發酵9d后，處理①的亞硝酸鹽含量最低，為0.232 mg／kg，遠低于綠色食品的限量值。所以，處理①是比較好的工藝條件。

2.2 揮發酸含量的變化

4種處理的芋頭葉柄泡菜中揮發酸含量的變化見圖2。

圖2 不同處理的芋頭葉柄泡菜中揮發酸含量的變化Figure 2 Changes of volatile acid content in the pickled period of taro leafstalk in different treatments

揮發酸是腌制產品中一個非常重要的指標，它在一定程度上反映了泡菜酸味的濃郁程度。由圖2可知，泡菜中揮發酸含量隨著發酵時間的延長逐漸上升后趨于穩定。發酵前2d，各處理間揮發酸含量差異不顯著（P＞0.05）。從第2天到第7天，揮發酸含量呈上升趨勢且上升較快，隨著發酵進行揮發酸逐漸穩定下來，但變化不大，最高的為處理③，最低為處理②。發酵9d后，處理②和④比處理①和③產生的揮發酸顯著要少（P＜0.05），原因可能是高食鹽濃度一定程度上抑制了發酵微生物的生長，使其代謝過程中產生的揮發酸較少。低鹽處理較高鹽處理有優勢，且風味較好。

2.3 揮發酯含量的變化

4種處理的芋頭葉柄泡菜中揮發酯含量的變化見圖3。

圖3 不同處理的芋頭葉柄泡菜中揮發酯含量的變化Figure 3 Changes of volatile eater content in the pickled period of taro leafstalk in different treatments

揮發酯是腌制產品中重要的風味物質，亦是反映泡菜香氣的一個重要指標。由圖3可知，泡菜中揮發酯含量隨著發酵時間的延長逐漸上升，8d后趨于平穩。發酵前2d，處理①和②泡菜中，揮發酯含量差異不明顯（P＞0.05），處理③和④泡菜差異明顯（P＜0.05）。發酵第3～7天，各個處理間揮發酯含量變化較大，差異明顯（P＜0.05），說明微生物代謝活動旺盛。發酵9d后，揮發酯含量最高的是處理①，最少的為處理③。說明經過熱燙處理的芋頭葉柄泡菜較未經過熱燙的揮發酯生成多，風味較好。原因可能是原料經過熱燙處理后，破壞了芋頭葉柄的組織結構，細胞內容物析出，使微生物能充分利用。

2.4 總酸含量的變化

4種處理的芋頭葉柄泡菜中總酸的含量變化見圖4。

圖4 不同處理的芋頭葉柄泡菜中總酸含量的變化Figure 4 Changes of total acid content in the pickled period of taro leafstalk in different treatments

酸味是泡菜的原始味感之一，能給人爽口的感覺，并能促進健康，而總酸是泡菜酸味的主要體現者。由圖4可知，泡菜中總酸含量隨著發酵時間的延長逐漸增多，最后達到峰值，趨于平衡。發酵前2d，各個處理間總酸含量變化不明顯（P＞0.05），其原因可能是由前期微生物為了適應生長環境，發酵作用較弱所致。發酵9d后，處理①泡菜中的總酸含量最高，處理④的最少。通過比較發現，不同處理后泡菜的發酵速度不一，熱燙處理的比未熱燙處理的要快，低鹽處理的比高鹽處理的要快。原因可能是熱燙處理后，殺死了原料中的微生物，高濃度的食鹽抑制了發酵的微生物代謝，使其發酵產生的總酸速度較慢，另外，泡菜和泡菜汁之間酸性物質滲透擴散也是影響總酸含量的一個重要原因。

2.5 游離氨基酸含量的變化

4種處理的芋頭葉柄泡菜中游離氨基酸含量的變化見圖5。

游離氨基酸的含量是鑒定泡菜品質和產品鮮味的重要指標［11］。由圖5可知，各試驗組泡菜中游離氨基酸含量隨著發酵時間的延長都有不同程度的減少。發酵9d后，游離氨基酸含量最多的為處理②，其次為處理①，最少的為處理④。原因可能是經過熱燙后，原料組織結構被破壞，有利于微生物代謝原料里的營養物質，使得游離氨基酸含量慢慢變少。通過比較發現，熱燙處理的泡菜較未熱燙的鮮味好。

圖5 不同處理的芋頭葉柄泡菜中游離氨基酸含量的變化Figure 5 Changes of free amino acid content in the pickled period of taro leafstalk in different treatments

2.6 單寧含量的變化

4種處理的芋頭葉柄泡菜中單寧含量的變化見圖6。

圖6 不同處理的芋頭葉柄泡菜中單寧含量的變化Figure 6 Changes of tannins content in the pickled period of taro leafstalk in different treatments

單寧是自然界分布較廣泛的一類物質，其含量與芋頭葉柄的澀味有密切的關系，并能和蛋白質、糖類、金屬離子等結合成為難以消化吸收的復合物，被認為是抗營養因子［12］。由圖6可知，泡菜中單寧含量隨著發酵時間的延長呈現出逐漸減少的趨勢。發酵前2d，處理①和③泡菜單寧含量差異明顯（P＜0.05），原因可能是5%食鹽濃度下，微生物的發酵活動強，其分解能力也較強。發酵第3～8天，4種處理的泡菜中單寧含量下降較快也較多，隨著發酵繼續進行，單寧含量趨于穩定。發酵9d后，4種處理間的泡菜單寧含量變化顯著（P＜0.05）。處理④單寧含量最高，結合感官評價，其麻口澀味也最強，處理①最少，麻口澀味也最弱。通過對比可知，熱燙處理的泡菜較未熱燙的澀味弱，因此，熱燙除澀處理是一種比較可行的方法。

2.7 VC 含量的變化

4種處理的芋頭葉柄泡菜中VC含量的變化見圖7。

圖7 不同處理的芋頭葉柄泡菜中VC 含量的變化Figure 7 Changes of vitamin C content in the pickled period of taro leafstalk in different treatments

VC廣泛存在于新鮮水果中，具有防止衰老、保持肌膚潤滑等作用，是人體必需的維生素之一。VC含量常作為鑒定蔬菜產品品質和耐貯性的一個重要指標。由圖7可知，泡菜VC含量隨著發酵時間的延長呈現先下降后趨于緩和的變化趨勢。發酵2d后，處理②和④泡菜中VC含量變化不明顯（P＞0.05），原因可能與微生物活動弱，利用的VC少。發酵第3～7 天，VC含量下降較多，處理①和③下降快，下降量少，處理②和④下降慢，下降量多，原因可能與發酵壇中的酸性環境有關。結合產酸來看，泡菜中產酸速度越慢，VC的下降速度也越慢的規律。這與齊海鵬等［13］研究結果一致。在發酵過程中，VC不僅僅是會滲透到泡菜汁中，也會被微生物發酵利用。發酵9d后，含量最高為處理③，其次為處理④，處理②最少。這說明熱燙處理會使芋頭葉柄細胞VC析出流失，降低營養價值。選擇合適的燙漂溫度和時間，減少營養物質流失，尤為重要。

2.8 感官得分

4種處理的芋頭葉柄泡菜在發酵期間的感官得分見表3。

表3 不同處理芋頭葉柄泡菜在發酵期間的感官得分Table 3 The score of sensory evaluation results of pickled of taro leafstalk at fermented stages

由表3可知，4種不同處理的泡菜在發酵期間的感官得分是逐漸增加的，主要是后期的滋味、質地和香味變化顯著。處理①的最后得分是最高的，綜合以上其它指標，處理①是比較好的工藝條件。處理③和處理④泡菜發酵前期得分較低是因為其質地不太好，口感較差，有較明顯的麻口味，后期的發酵對改善其麻口有一定的作用。對于芋頭葉柄麻口的具體物質，有研究［14－16］報道，草酸鈣針晶體是其主要物質之一，其呈澀原因及機理還有待進一步研究。

3 結論與討論

（1）試驗研究表明，4 種處理的芋頭葉柄泡菜泡制9d后，其亞硝酸鹽含量符合綠色食品的標準，處理①泡菜中亞硝酸鹽含量最低；揮發酸和揮發酯含量都有不同程度的升高，處理③中揮發酸含量最高，處理①中揮發酯含量最高；總酸含量先緩慢增加，達到一定水平后穩定，處理①中總酸含量最高；游離氨基酸含量則慢慢減少后平穩，處理②中游離氨基酸含量最高。單寧和VC含量呈現下降的趨勢，處理①中單寧含量最少，麻口澀味最弱，處理③中的VC含量最高。感官評價得分最高的為處理①。綜合來看，低鹽熱燙處理是較優的工藝。

（2）不同方法處理的芋頭葉柄泡菜中亞硝酸鹽、揮發酸、揮發酯、總酸、單寧、VC的含量的變化不同，說明是否熱燙和高低鹽處理能影響芋頭葉柄泡菜發酵進程。本試驗表明，熱燙低鹽發酵處理是一種可行的除澀方法。如何選擇合適的熱燙溫度和時間，適宜的低鹽度和發酵溫度，既能保證產品的營養和風味，又能保證產品的脆度和質量，將是進一步研究的方向。

1 劉玉平.芋脫毒快繁體系建立的初步研究［D］.湖北：華中農業大學，2008.

2 王玉虎，萬紅軍，丁文美.芋艿梗蔬菜的加工方法：中國，200410035609［P］.2004－09－12.

3 Robert E Paull，Chung Shih Tang，Ken Gross，et al.The nature of the taro acridity factor［J］.Postharvest Biology and Technology，1999（16）：72～76.

4 何金蘭.芋頭莖稈加工利用［J］.熱帶農業工程，2002（3）：22～23.

5 Enomfon J Akpan，I B Umoh.Effect of heat and tetracycline treatments on the food quality and acridity factors in cocoyam［Xanthosoma sagittifolium（L）Schott］［J］.Pakistan Journal of Nutrition，2004，3（4）：240～243.

6 Nixon R.Acridity in Araceae［C］∥Hanson M.Honours Thesis.Canberra Australia：Australia National University，1987：93～97.

7 大連輕工業學院.食品分析［M］.北京：中國輕工業出版社，2008：234～235.

8 武文，詹秀環，宣亞文.碘量法測定蔬菜中維生素C的含量［J］.安徽農業科學，2009，37（21）：9 845～9 846.

9 陳蕓蕓，李巧云.傳統泡菜發酵過程中主要成分的動態分析［J］.漳州師范學院學報，2009（2）：112～116.

10 Yan P M，Xue W T，Tan S S，et al.Effect of inoculating lactic acid bacteria starter cultures on the nitrite concentration of fermenting Chinese paocai［J］.Food Control，2008（19）：50～55.

11 譚興和，時莎莎，譚亦成，等.干豆角發酵過程中的成分變化［J］.食品與機械，2011，27（4）：29～31.

12 艾慶輝，苗又青，麥康森.單寧的抗營養作用與去除方法的研究進展［J］.中國海洋大學學報，2011，41（1／2）：33～40.

13 齊海萍，胡文忠，姜愛麗，等.白菜泡菜發酵過程中的主要成分變化［J］.食品研究與開發，2010，31（8）：4～7.

14 鐘凌云，吳皓.天南星科植物中黏膜刺激性成分的研究現狀與分析［J］.中國中藥雜志，2006，31（18）：1 561～1 562.

15 吳皓，李偉，韓洪濤，等.半夏刺激性成分的研究［J］.中國中藥雜志，1999，24（12）：725.

16 J Howard Bradbury，Roger W Nixon.The acridity of raphides from the edible aroids［J］.Food Agric.，1998（76）：608～616.