乳酸菌發(fā)酵黃瓜泡菜品質(zhì)的研究

陳 影 王錦慧 張文菱子 何新益，2（.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院，天津 300384；2.天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心，天津 300384）

泡菜是以乳酸菌主導(dǎo)發(fā)酵而生產(chǎn)的傳統(tǒng)生物食品，其歷史悠久、風(fēng)味獨特，是中國傳統(tǒng)特色發(fā)酵食品之一［1，2］。目前中國的泡菜生產(chǎn)企業(yè)大多仍沿用傳統(tǒng)工藝進行生產(chǎn)，生產(chǎn)過程繁瑣、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、亞硝酸鹽含量高，為泡菜的食用安全埋下了隱患。近年來，研究者認(rèn)為采用泡菜直投式菌劑有利于提高泡菜的品質(zhì)和食品安全性［3，4］，并對直投式菌劑發(fā)酵泡菜的工藝進行了探索［5，6］。

黃瓜肉質(zhì)脆嫩、汁多味甘、芳香可口，含有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類，多種維生素、纖維素，以及鈣、磷、鐵、鉀、鈉、鎂等豐富的成分。尤其是黃瓜中含有的細纖維素，可以降低血液中膽固醇、甘油三酯的含量，促進腸道蠕動，加速廢物排泄，改善人體新陳代謝［7］。傳統(tǒng)制作黃瓜泡菜使用鹽水進行自然發(fā)酵，發(fā)酵時間長，工業(yè)化與標(biāo)準(zhǔn)化程度低，亞硝酸鹽含量高［8］，且發(fā)酵過程難以控制。本研究擬利用直投式乳酸菌發(fā)酵技術(shù)制作黃瓜泡菜，來實現(xiàn)縮短黃瓜泡菜發(fā)酵的時間，降低發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量，并保持黃瓜的營養(yǎng)品質(zhì)的目的，為直投式乳酸菌應(yīng)用于傳統(tǒng)泡菜領(lǐng)域提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃瓜：購自天津紅旗農(nóng)貿(mào)市場；

泡菜酸菜乳酸菌發(fā)酵劑：由植物乳桿菌和麥芽糊精組成，北京川秀國際貿(mào)易有限公司；

乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、氫氧化鈉、對氨基苯磺酸、N－1－奈基乙二胺、硝酸銀、鉻酸鉀、硝酸銀、鉻酸鉀：分析純，天大科威試劑公司；

營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基：天大科威試劑公司。

1.2 儀器與設(shè)備

酸度計：PHS－3C型，上海虹益儀器儀表有限公司；

紫外—可見分光光度計：UV－1800型，島津國際貿(mào)易（上海）有限公司；

電熱恒溫培養(yǎng)箱：DHP－9052B型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

高壓蒸汽滅菌鍋：TOMY SX－500型，上海博誼生物科技有限公司；

分光測色計：CM－5型，深圳星科儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 泡菜制作工藝流程

新鮮黃瓜→挑選、整理→清洗、切分→瀝水→入瓶→加入配置食鹽水、白糖等→加入直投式菌粉→泡制→出瓶→調(diào)味→包裝→殺菌→成品

1.3.2 操作要點

（1）預(yù)處理：將新鮮的黃瓜用水清洗，瀝干，切條（長3cm，寬、厚各1cm）待裝瓶，將所用工具均置于沸水中消毒15min。

（2）配置泡菜水：量取純凈水100g加入2%的食鹽，白糖8g，白酒0.1g。

（3）裝瓶：稱取40g切好的黃瓜及100g配置好的泡菜水裝入瓶中。

（4）發(fā)酵：在瓶中加入不同比例的菌粉進行發(fā)酵泡制。

（5）檢測：分別于發(fā)酵1，3，5，7，9d取樣，測定泡菜中亞硝酸鹽含量、pH值、色澤、酸度、食鹽含量等指標(biāo)。

（6）調(diào)味：獲得的黃瓜泡菜與味精、辣椒粉、鮮姜絲和食用油的重量比為100∶0.75∶3.5∶3.5∶1。

（7）包裝：采用玻璃罐裝填樣品，每瓶100g。

（8）殺菌：采用巴氏殺菌，55～60℃，30～35min。

1.3.3 試驗樣品的分組 原料是新鮮的黃瓜，每組100g泡菜水。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組分別是0.0，0.2，0.4，0.6，0.8g菌粉的單一變量黃瓜泡菜試驗組。分別觀察5個試驗組在7d內(nèi)的亞硝酸鹽含量、酸度、pH值、鹽含量以及色澤變化。

1.3.4 亞硝酸鹽測定方法 采用格里斯試劑比色法［9］。

1.3.5 酸度測定方法 采用酸堿滴定法［10］，以乳酸計。

1.3.6 pH值測定方法 采用pH計測定法［11］。

1.3.7 鹽含量測定方法 采用硝酸銀沉淀滴定法［11］。

1.3.8 色澤測定方法 采用色差儀測定法［9］。

1.3.9 菌落總數(shù)的測定方法 采用平板計數(shù)法［12］。

1.3.10 感官分析 本試驗采用模糊數(shù)據(jù)評判法進行感官評價分析，具體實施過程如下，感官評價的質(zhì)量控制實質(zhì)上是一個PDCA循環(huán)的應(yīng)用過程，從評價標(biāo)準(zhǔn)的確定、評價方法的選擇、評價標(biāo)度的制定，再到評價員評分，經(jīng)過對結(jié)果的評價分析，最后得出結(jié)論。

黃瓜泡菜樣品由專人負責(zé)分別登記編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ。參加評比的人員由10位感觀評價員組成，其所用工具及樣品每人一份，以便仔細鑒定。主要從泡菜的酸甜度、脆性、色澤及氣味4個方面進行感官評分。感官評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 泡菜感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria for pickles

2 結(jié)果與分析

2.1 亞硝酸鹽含量的變化

由圖1可知，泡菜中亞硝酸鹽含量在1～7d內(nèi)的整體變化趨勢是：先上升再下降并逐漸趨于穩(wěn)定。其中，Ⅰ組不加菌粉發(fā)酵的泡菜中亞硝酸鹽含量保持較高，峰值最高達6.0mg/kg，且上升幅度也最大。隨著菌粉含量增加，泡菜中亞硝酸鹽含量相對降低，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組亞硝酸鹽含量峰值最高分別為3.55，1.30，2.40，0.90mg/kg。由于加入不同量的乳酸菌粉，經(jīng)活化后的乳酸菌產(chǎn)生乳酸形成酸性環(huán)境減少了雜菌的生長，相較于Ⅰ組亞硝酸鹽含量明顯降低。因此，適當(dāng)加入菌粉，可以降低泡菜中亞硝酸鹽含量。

圖1 亞硝酸鹽含量的變化Figure 1 Change of nitrite content in pickles

2.2 總酸度的變化

由圖2可知，隨發(fā)酵時間的延長，各組總酸度（以乳酸計）均逐漸升高。前3d各組酸度相當(dāng)且呈緩慢上升狀態(tài)，發(fā)酵5～7d，各組酸度明顯增加，其中Ⅲ組酸度升高最快，Ⅴ組酸度升高緩慢。由此可看出，適當(dāng)加入乳酸菌粉可提高泡菜發(fā)酵中的酸度，營造酸性環(huán)境。但菌粉加入過多發(fā)酵后期反而會影響有機酸的生成，這是因為在發(fā)酵后期乳酸菌產(chǎn)生競爭性抑制，產(chǎn)酸受到嚴(yán)重影響。

圖2 總酸度的變化Figure 2 Change of total acidity in pickles

2.3 pH值的變化

由圖3可知，隨發(fā)酵天數(shù)的增加，各組pH值均逐漸降低。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組在發(fā)酵第2天pH迅速下降，而Ⅰ組pH下降不明顯。其中Ⅳ、Ⅴ組在3～7d時，pH下降逐漸緩慢，趨于平穩(wěn)。第7天Ⅳ、Ⅴ組pH高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組，其原因是由于Ⅳ、Ⅴ組中乳酸菌粉添加量多，大量的乳酸菌產(chǎn)生競爭性抑制，部分乳酸菌死亡，造成產(chǎn)酸量下降，pH降低緩慢。

圖3 pH值的變化Figure 3 The change of pH in pickles

2.4 鹽含量的變化

由圖4可知，隨發(fā)酵天數(shù)的增加，鹽度變化的總體趨勢是逐漸上升的。其中，發(fā)酵1～2d時Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組上升緩慢，發(fā)酵2～3d時鹽度上升幅度增大，3～7d時呈緩慢上升趨勢。可能是泡菜發(fā)酵過程中由于食鹽的滲透和遷移作用，導(dǎo)致黃瓜組織中鹽分含量增加，泡菜水中鹽度逐漸下降，最終內(nèi)外滲透壓將逐漸平衡，使得鹽度變化趨于平穩(wěn)。

圖4 鹽含量的變化Figure 4 The change of salt content in pickles

2.5 色差值的變化

色澤a值越小，表示物品偏綠程度越大。由圖5可知，黃瓜泡菜發(fā)酵前5d，色澤變化較明顯，綠色褪去較嚴(yán)重。隨后發(fā)酵5～7d，綠色變化程度較小，綠色褪去不明顯。發(fā)酵前3d，Ⅰ組a值變化最大，說明Ⅰ組在發(fā)酵3d內(nèi)，綠色變淺最嚴(yán)重，其次是Ⅴ組。

圖5 色差值的變化Figure 5 The change of color difference in pickles

2.6 菌落總數(shù)的變化趨勢

由圖6可知，Ⅰ組在5d內(nèi)的菌落總數(shù)呈逐漸升高的趨勢；Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組在0～2d普遍呈現(xiàn)上升趨勢，2～3d菌落變化不大且菌落總數(shù)總體處于峰值，3～5d則呈現(xiàn)下降趨勢，由此可見，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ組加入菌粉后隨著乳酸菌數(shù)量的增加，在達到一定數(shù)值后產(chǎn)生抑制作用從而導(dǎo)致泡菜中菌落出現(xiàn)先增后降的現(xiàn)象；而Ⅰ組未加乳酸菌粉，發(fā)酵初期泡菜中的菌含量較少，因此，在5d內(nèi)菌落總數(shù)未達到峰值處于持續(xù)增長的趨勢。

圖6 菌落總數(shù)的變化趨勢Figure 6 The change of the total number of colonies in pickles

2.7 感官評價

為獲得黃瓜泡菜的酸甜度、脆性、色澤、氣味這4個指標(biāo)對黃瓜泡菜感官質(zhì)量影響的權(quán)重，邀請10位評價員采用工程技術(shù)行業(yè)常用的“0～4評判法”［13］確定每個因素的權(quán)重。統(tǒng)計10張表格，各個因素的得分列于表2。將各項因素所得總分除以全部因素總分之和便得權(quán)重系數(shù)：X1酸甜度、X2脆性、X3色澤、X4氣味分別為0.5，0.2，0.1，0.2。因此，得到權(quán)重集X＝｛0.5，0.2，0.1，0.2｝。

表2 黃瓜泡菜的權(quán)重打分統(tǒng)計Table 2 Weight scoring statistics of cucumber pickles

10位評價員對5組泡菜感官得分情況見表3。

表3 10位評價員對各樣品感官評分Table 3 The sensory score of the 10reviewers for each sample

將上述各表中的數(shù)字除以評價人員總數(shù)10人，得到的5組關(guān)系，稱之為模糊矩陣R1、R2、R3、R4、R5，其中rij為樣品中第i個因素對第j類評價的隸屬度。根據(jù)模糊綜合評判數(shù)學(xué)模型原理，進行模糊變換，可得黃瓜感官質(zhì)量綜合評判的結(jié)果向量：

同理可得：

根據(jù)模糊數(shù)據(jù)評判法最大隸屬度原則，Ⅰ樣品感觀評價分值處于81～90，綜合評價等級為良。Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ樣品感觀評價結(jié)果分別屬于中、優(yōu)、差、極差4個不同的等級。綜合評判結(jié)果表明，Ⅲ樣品更符合大眾的口感要求，加入0.4g菌粉時黃瓜泡菜在縮短發(fā)酵時間的同時還能保證其優(yōu)良的風(fēng)味，屬于優(yōu)等級泡菜。

3 結(jié)論

本試驗利用直投式乳酸菌粉發(fā)酵制備黃瓜泡菜，對發(fā)酵過程中pH值、亞硝酸鹽含量、鹽度、酸度、色澤、菌落總數(shù)的動態(tài)變化進行了研究。結(jié)果表明，添加0.4%直投式乳酸菌粉發(fā)酵的黃瓜泡菜感觀品質(zhì)最佳，發(fā)酵7d內(nèi)硝酸鹽含量峰值為1.30mg/kg。直投式乳酸菌粉發(fā)酵黃瓜酸度提高較快，能夠縮短泡菜發(fā)酵周期，改善泡菜發(fā)酵的品質(zhì)，保證泡菜的新鮮度和食用安全。

1 陳功.中國泡菜的品質(zhì)評定與標(biāo)準(zhǔn)探討［J］.食品工業(yè)科技，2009，30（2）：335～338.

2 陳功.試論中國泡菜歷史與發(fā)展［J］.食品與發(fā)酵科技，2010，46（3）：1～5.

3 龔鋼明，管世敏，呂玉濤.接種乳酸菌發(fā)酵泡菜的研究［J］.食品科技，2010，35（6）：44～46.

4 余文華，張其圣，陳功，等.直投式菌劑發(fā)酵泡菜的動態(tài)研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，2011，36（6）：12～15.

5 周光燕，張小平，鐘凱，等.乳酸菌對泡菜發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量變化及泡菜品質(zhì)影響研究［J］.西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2005，19（2）：290～293.

6 尹利端，韓北忠，黃晶晶，等.蘿卜泡菜發(fā)酵過程中食鹽對微生物變化的影響［J］.中國釀造，2005（3）：19～21.

7 郭樹國，王麗艷，李成華.黃瓜真空冷凍干燥工藝參數(shù)優(yōu)化［J］.食品研究與開發(fā)，2012，33（1）：232～234.

8 范麗平，任國平，張學(xué)兵，等.接菌發(fā)酵泡菜品質(zhì)分析［J］.食品與機械，2012，28（5）：55～58.

9 吳海清，何新益，孫貴寶.蘿卜葉醬菜加工過程中營養(yǎng)素的變化研究［J］.現(xiàn)代食品科技，2015，31（1）：216～220.

10 全國食品工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 12456—2008食品中總酸的測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

11 徐娟娣，劉東紅.雪里蕻腌菜腌制過程中主要成分的動態(tài)變化研究［J］.中國食品學(xué)報，2013，13（7）：215～221.

12 中華人民共和國衛(wèi)生部.GB/T 4789.2—2010食品微生物學(xué)檢驗 菌落總數(shù)測定［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2010.

13 徐樹來，王永華.食品感官分析與實驗［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009：100～101.