泡菜加工與貯藏過程中亞硝酸鹽的變化與控制

□ 翟彩寧 陳 佩 陜西廣播電視大學(xué) 黨 輝 陜西師范大學(xué)

泡菜是一種具有悠久歷史的大眾化乳酸發(fā)酵蔬菜制品，經(jīng)常食用可攝入大量的活性乳酸菌及乳酸菌代謝產(chǎn)物，它們具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)平衡、提高機(jī)體免疫力等保健功能，但是，泡菜在加工與貯藏過程中會因亞硝酸鹽含量超標(biāo)而給產(chǎn)品帶來潛在性的安全問題[1]。

1 泡菜中亞硝酸鹽的形成機(jī)理

泡菜中亞硝酸鹽的形成主要與發(fā)酵環(huán)境中的微生物體內(nèi)硝酸還原酶有關(guān)。在泡菜發(fā)酵初期，菜株自然帶入的乳酸菌發(fā)酵速度較慢，酸堿環(huán)境未形成，泡菜中所含有的其他的有害菌群，如大腸桿菌、黃桿菌屬等雜菌無法被抑制，因此這些雜菌中所含的硝酸還原酶會使泡菜中的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，但是，隨著泡菜發(fā)酵時間的延長，泡菜中微生物硝酸還原酶活性呈現(xiàn)出先升高、后降低的趨勢，直至發(fā)酵后期，其活性完全消失，且變化趨勢與亞硝酸鹽的形成趨勢基本相同[2]。因此，在泡菜發(fā)酵的前期，泡菜中會存在大量的亞硝酸鹽。

2 泡菜加工和儲藏中亞硝酸鹽的變化規(guī)律與控制

2.1 泡菜加工和儲藏中，影響亞硝酸鹽含量的環(huán)境因素

泡菜在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽含量會受到發(fā)酵溫度、酸度、食鹽濃度的影響。

2.1.1 發(fā)酵溫度

相關(guān)研究表明，泡菜在發(fā)酵的過程中，溫度對亞硝酸鹽含量的影響極其顯著。如果發(fā)酵的溫度偏高，乳酸菌繁殖速度快，發(fā)酵環(huán)境中的酸度值增高，抑制雜菌生長，硝酸鹽的還原減少，亞硝酸鹽的含量低。雖然，泡菜發(fā)酵溫度越高，其亞硝酸鹽含量越低，但卻會對泡菜的品質(zhì)造成一定影響，使得泡菜的脆度、風(fēng)味等品質(zhì)有所下降，韓秋霞和鄒紅玉的相關(guān)研究表明，泡菜發(fā)酵的溫度控制在28 ℃最佳[3]。

2.1.2 酸度

泡菜發(fā)酵過程中，加酸和不加酸會對亞硝酸鹽的峰值出現(xiàn)造成重要影響。如果在泡菜發(fā)酵時加酸，泡菜發(fā)酵過程中出現(xiàn)亞硝酸鹽的峰值較低甚至消失。張娟、王向明的相關(guān)研究表明，當(dāng)甘藍(lán)發(fā)酵時，酸度越高，甘藍(lán)中的亞硝酸鹽含量也就越低[4]。當(dāng)發(fā)酵液的酸堿度處于3.76～4.45時，酸會對亞硝酸鹽進(jìn)行降解，且降解速度較快；當(dāng)酸堿度為3時，酸對亞硝酸鹽的降解效率可達(dá)到98.6%；當(dāng)酸堿度為5至8時，酸對亞硝酸鹽的降解效率為52.9%。

2.1.3 食鹽濃度

泡菜中的食鹽濃度對亞硝酸鹽的含量以及亞硝酸鹽峰值的出現(xiàn)有著較大的影響。許苗苗、尚艷艷等在泡菜相關(guān)研究中提出，與6%的食鹽濃度相比，4%的食鹽濃度會提高泡菜加工與貯藏過程中亞硝酸鹽的含量。郭城、萬少龍等在蘿卜腌制生產(chǎn)中亞硝酸鹽的產(chǎn)生與防止的研究中，對食鹽濃度分別為5%、10%、15%的泡菜發(fā)酵時亞硝酸鹽的含量變化作出了分析，發(fā)現(xiàn)食鹽濃度越高，亞硝酸鹽產(chǎn)生的時間越晚，且無峰值出現(xiàn)[5]。相關(guān)研究表明，食鹽對泡菜中亞硝酸鹽含量的影響主要是因為菜株黏附的雜菌活動影響，低濃度食鹽不能有效抑制雜菌，雜菌繁殖速度提高，雜菌的硝酸還原能力增強，使亞硝酸鹽產(chǎn)生量增加。雖然高濃度食鹽能夠有效地減少泡菜中的亞硝酸鹽含量，但卻無法滿足我國傳統(tǒng)低鹽泡菜的要求。因此，需要用高濃度食鹽溶液發(fā)酵后再用低濃度的食鹽溶液處理，既能降低亞硝酸鹽含量，又能確保泡菜的品質(zhì)。

2.2 泡菜中亞硝酸鹽的變化機(jī)理

泡菜中亞硝酸鹽的變化與泡菜原料、雜菌、乳酸菌和酸有著重要的關(guān)系。

2.2.1 雜菌

錢志偉、郭森的研究表明，在泡菜發(fā)酵過程中，亞硝酸鹽的形成與泡菜中含有硝酸還原酶的細(xì)菌有著密切的關(guān)系，尤其是泡菜中的大腸桿菌、摩根氏變形菌等有害雜菌都能加速亞硝酸鹽的形成。楊潔彬、張建軍等人的研究同樣表明，在泡菜發(fā)酵的初期，泡菜中含有數(shù)量較多的霉菌和乳酸菌，并且隨著發(fā)酵時間的加長，泡菜中的革蘭氏陰性菌屬于硝酸鹽還原陽性菌，由此可知，泡菜中亞硝酸鹽的峰值的出現(xiàn)與雜菌有著較為密切的關(guān)系。

2.2.2 乳酸菌和酸

楊潔彬、張建軍等人在研究甘藍(lán)乳酸發(fā)酵過程中亞硝酸鹽峰值消長機(jī)制及抑制途徑中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)泡菜在酸性條件下發(fā)生化學(xué)降解時，會導(dǎo)致亞硝酸鹽峰值的消失。在不同酸堿度條件下，亞硝酸鹽的含量會隨著酸堿度的降低而減少，當(dāng)酸堿度低于3.5時，亞硝酸鹽發(fā)生明顯降解，當(dāng)泡菜發(fā)酵到了后期階段，鹵汁的酸堿度低于4時，亞硝酸鹽的降解主要表現(xiàn)為酸的降解。鄭燕、張慶芳在研究乳酸菌降解亞硝酸鹽機(jī)理時表明，乳酸桿菌產(chǎn)生酸的能力要高于球菌，因此，乳酸桿菌降解亞硝酸鹽的能力要高于球菌。此外，乳酸菌本身具備的還原作用也會造成亞硝酸鹽峰值的消失，泡菜接種UM6-2桿菌后，亞硝酸鹽還原酶活性較高，而泡菜中亞硝酸鹽的含量有所下降，說明UM6-2桿菌可有效降解泡菜中的亞硝酸鹽。同時，遲乃玉等人的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)泡菜前期發(fā)酵過程中，鹵汁的酸堿度超過4.5時，乳酸菌主要對亞硝酸鹽進(jìn)行酶降解。

2.3 泡菜中亞硝酸鹽的控制措施

2.3.1 人工接種

楊性民在研究中表明，為控制泡菜中亞硝酸鹽的含量可以在其中加入人工接種乳酸菌，從而使得亞硝酸鹽的峰值不明顯，表明人工接種可有效地減少亞硝酸鹽的含量。

2.3.2 添加抗壞血酸

陸勝民等人研究表明，在泡菜中添加抗壞血酸能有效地抑制亞硝酸鹽的形成。高祖民等人的研究也證實，當(dāng)抗壞血酸與亞硝酸鹽的含量達(dá)到一定比例時，泡菜中的亞硝酸鹽可以被抗壞血酸完全清除。何洪巨更是表明，抗壞血酸的含量與亞硝酸鹽的含量呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)，抗壞血酸含量越高，泡菜中的亞硝酸鹽含量越低。

2.3.3 適量添加蒜汁和姜汁

郭曉紅的研究中表明，在泡菜發(fā)酵中添加蒜汁可以有效阻止亞硝酸鹽峰值的出現(xiàn)，從而極大地降低了亞硝酸鹽的含量。另外，徐喜圓的相關(guān)研究中也提到，在泡菜發(fā)酵過程中添加姜汁也可以阻止亞硝酸鹽的產(chǎn)生。

3 泡菜中的有機(jī)成分對品質(zhì)的影響

泡菜中的有機(jī)酸、核苷酸以及氨基酸等對于泡菜的風(fēng)味品質(zhì)有著重要的 影 響。Sánchez B和Chaignepain S曾在研究中表明，雖然乳酸菌水解蛋白質(zhì)的能力較差，但它可以通過自身的酶解系統(tǒng)提高泡菜的品質(zhì)，從而使得泡菜更加爽口、味道更鮮。此外，張其圣在四川泡菜中風(fēng)味物質(zhì)研究中表明，泡菜中的揮發(fā)性物質(zhì)如醇、醛等對泡菜湯汁的香味有著重要的意義，直接影響到泡菜的香味品質(zhì)。

4 結(jié)論

近年來，隨著人們食品安全意識的提高，傳統(tǒng)發(fā)酵食品的安全性問題也日益受到人們的關(guān)注，其中亞硝酸鹽含量的控制是泡菜產(chǎn)業(yè)面臨的最大難題，有效控制發(fā)酵蔬菜中亞硝酸鹽的含量成為食品安全領(lǐng)域重要的研究課題，加強對泡菜貯藏過程中亞硝酸鹽的變化控制研究意義重大。