泡菜中亞硝酸鹽控制方法的研究

韓露，朱薇，林永健，毛振耀

(1.臺州科技職業學院，浙江 臺州 318000;2.臺州市市場監督管理局，浙江 臺州 318000)

泡菜是傳統美食，屬乳酸發酵制品，脆嫩芳香、口感獨特，含豐富的維生素、益生菌等營養物質，同時具有健胃理氣、預防心腦血管疾病等功效，深受消費者喜愛，然而泡菜的食用安全問題一直深受亞硝酸鹽的困擾。楊慧芬等人對國內市售的8類腌制食品進行調查，發現醬腌菜中亞硝酸鹽檢出率高達94.7%，最高達85.63 mg/kg。腌制過程中，微生物產生的硝酸鹽還原酶會將蔬菜本身的硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，亞硝酸鹽在體內積累能將血液中的Fe2+氧化成Fe3+，使負責攜氧的血紅蛋白變為高鐵血紅蛋白，會失去攜氧能力，各器官缺氧，全身皮膚發紫，嚴重的窒息而亡[1]。另外，亞硝酸鹽會與胃中存在的胺及氨基酸類物質結合成具有強致癌性的亞硝胺，直接危害人體健康[2,3]。

如何讓人們在享受傳統美食時不必擔憂亞硝酸鹽的健康危害，一直是相關研究者們的努力方向。截至目前，亞硝酸鹽含量控制的方法已取得了較多的進展，現將前人的研究成果進行系統的整體與分析，以便為相關產業與研究提供參考依據。

1 發酵前的預處理

Hashimoto的研究顯示腌制品中高濃度的亞硝酸鹽異常積累與大腸菌群數高于正常的對照樣有關[4]。雜菌越多，硝酸鹽還原酶越多。適當的預處理，能夠減少原材料中的微生物，或是增加有益物質如維生素、酚類溶出，幫助消減亞硝酸鹽。

1.1 微波輻射

在微波對泡菜中亞硝酸鹽含量影響研究中，張少穎等[5]發現低功率短時間處理，亞硝酸鹽含量上升，而處理強度進一步增強，亞硝酸鹽含量下降，當功率為450 W，加熱時間為20 s時，亞硝酸鹽含量最低。這可能是因為低功率、短時間熱效應改變了硝酸鹽還原酶的分子構型，將其激活，但隨著處理強度進一步增大，酶蛋白變性，活性降低或喪失，抑制了硝酸鹽還原為亞硝酸鹽。

泡菜等腌制品中的亞硝酸鹽主要形成在發酵初期，后期會慢慢降低到安全范圍。正因如此，腌制過程中往往會有一個亞硝峰。劉俊紅等人在腌制蘿卜過程中，同樣發現短時間微波作用，亞硝酸鹽峰值有小幅度的升高，照射時間增加，亞硝酸鹽含量進一步降低，這一規律與張少穎等人的研究結果一致[6]。

1.2 ClO2溶液預處理

張少穎在泡菜腌制前，用不同濃度的ClO2溶液來處理甘藍原料，結果表明，ClO2溶液濃度為20 mg/L時，亞硝酸鹽峰值最低，濃度繼續上升，亞硝酸鹽含量不再下降。研究人員推測，ClO2主要是通過抑制硝酸鹽還原酶的活性來減少亞硝酸鹽的含量。

2 發酵方法的選擇

腌制品的質量在很大程度上取決于乳酸菌開始生長的速度以及發酵初期有害微生物被抑制的速度[7]。相比于純自然發酵法，乳酸菌接種法能夠使乳酸菌一開始就成為優勢菌，發酵后迅速降低pH值，高酸度環境抑制硝酸鹽還原酶產生菌的活性，同時在酸性環境下生成的亞硝酸鹽也部分發生降解。

2.1 乳酸菌直投式接種發酵

郝明玉等[8]研究了直投式發酵泡菜與自然發酵泡菜中亞硝酸鹽含量的區別。研究發現，自然發酵泡菜有明顯的亞硝酸鹽峰，亞硝酸鹽含量先上升后下降，直投式發酵法則能使亞硝峰變得不明顯。陳聰等[9]從傳統腌制泡菜中篩選得到乳酸菌，比較發現，自然發酵法中亞硝峰值為7.2 mg/kg，5天后仍有4.5 mg/kg，而直投式沒有明顯的亞硝峰，亞硝酸鹽含量始終低于1 mg/kg。

2.2 人工接種結合自然發酵

董靜等[10]發現，相同條件下，自然發酵亞硝酸鹽峰值高達56.68 mg/kg，而人工接種結合自然發酵，盡管有峰值，但是峰值不超過20 mg/kg，且整個發酵過程中，亞硝酸鹽含量均低于國家標準。

人工接種結合自然發酵法，相比于純粹的直投式各有優缺點，前者會出現亞硝峰，但是處于安全范圍內，后者盡管不出現亞硝峰，但是需要經過滅菌，對實驗材料風味有一定的影響，而且增加了成本。

3 發酵原輔料的添加

3.1 添加天然調味料

潮州菜中慣用薄荷、羅勒和香菜調味，林燕如等用微波提取法獲得這3種調味料提取液，在模擬人體胃液條件下研究發現3種調味植物對亞硝酸鹽的清除率最高可以達到51.6%，對亞硝胺合成的阻斷率可高達56.9%，這三者均有很好的清除和阻斷能力，其中清除率最高的是羅勒，阻斷率最高的是薄荷葉[11]。

泡菜腌制過程中添加花椒同樣可以減少亞硝酸鹽，花椒添加量越大，亞硝峰出現時間越晚，峰值與平衡值均減小[12]。這主要是因為花椒含有一定量的桉腦素、檸檬烯等物質，它們對硝酸鹽還原酶產生菌有一定的抑制作用。

除此之外，添加大蒜、紫蘇等也可消減亞硝酸鹽[13]。因此，泡菜腌制過程中，在不影響風味的前提下，適當地添加某一種或多種調味料，不僅可以滿足不同地區人們對風味的需求，而且能夠提高產品的安全性。

3.2 添加抗氧化劑

曾維麗等人在白菜腌制過程中，研究了茶多酚對泡菜和泡菜液中亞硝酸鹽含量的影響，結果表明，茶多酚添加量增加，泡菜與泡菜液中亞硝酸鹽含量均逐漸減少，當添加量為0.050%時，泡菜中亞硝酸鹽含量比空白降低69%[14]。

添加抗壞血酸、異抗壞血酸及其鈉鹽等也可降低亞硝酸鹽含量。腌制甘藍時，添加D-異抗壞血酸鈉0.38 mg/kg，亞硝酸鹽含量迅速降低，輔助添加一定量的檸檬酸(0.63 mg/kg)對異抗壞血酸鈉有協同效應。朱恩俊等在金花菜腌制過程中也有同樣的發現，維生素C添加量在0.15%～0.2%范圍內，檸檬酸作為輔助劑，能夠將亞硝酸鹽控制在較低水平[15]。

另外，谷胱甘肽也常被添加到泡菜中來消減亞硝酸鹽。劉俊紅等實驗發現，白蘿卜腌制過程中谷胱甘肽的質量濃度為0.15%時，消減亞硝酸鹽的效果最好，成本也最低。

3.3 添加強化劑亞硒酸鈉

亞硒酸鈉對泡菜腌制中亞硝酸鹽含量的影響實驗結果顯示，單次投放亞硒酸鈉能在一定程度上降低自然發酵和接種發酵中亞硝酸鹽的含量，而不影響亞硝峰的出峰時間，當亞硒酸鈉分次投放時，分次越多，亞硝峰峰值與平衡值越小，且出峰時間提前。機理研究表明，亞硒酸鈉促進了亞硝酸鹽還原酶的合成與分泌，而pH值為5.0時，更接近該酶最適pH，進而促進了亞硝酸鹽的降解[16]。

3.4 添加中草藥浸泡液

劉芳等認為黃芪、黨參、當歸3種配伍中草藥復合使用，既能抑制泡菜中有害雜菌的生長，又對有益乳酸菌的生長起一定促進作用，故可作為天然防腐劑用于泡菜生產。在此基礎之上，他們研究了這三種中草藥的復合水煎液對泡菜中亞硝酸鹽含量的影響，實驗結果顯示，不同濃度的中草藥水煎液對亞硝酸鹽都有比較好的削減效果，能提前出峰時間，同時降低峰值，其中0.6 g/mL水煎液對泡菜中亞硝酸鹽含量的消減效果最明顯，出峰時間提前1天，峰值從28.22 mg/kg降低至10.56 mg/kg，發酵后期亞硝酸鹽含量僅為0.18 mg/kg，較之常用阻斷劑大蒜、維生素C具有更好的消減效果。

4 發酵過程條件控制

4.1 食鹽濃度

在泡菜腌制初期，乳酸未大量生成，對各類雜菌的抑制作用比較弱，主要依靠食鹽來抑菌。徐藝菲等人研究發現當只添加食鹽干腌時，亞硝峰在第6天出現，而且峰值最高，食鹽濃度為20%和13.3%時，亞硝峰分別出現在第5天和第4天，峰值分別為14.7 mg/kg和10.2 mg/kg。食鹽濃度越高，出峰時間越晚，峰值越高[17]。

4.2 發酵溫度

在溫度對甘藍、蘿卜腌制影響的研究中，徐海菊等發現中溫(30 ℃)比低溫(10 ℃)的亞硝峰峰值低，亞硝峰提前[18]。董靜等在甘藍發酵中發現了同樣的規律。然而田陳聃等有不同的研究結果：溫度為30 ℃時，第1天即到達峰值約55 mg/kg，保藏溫度為10 ℃時，前期始終維持在低于20 mg/kg的穩定狀態，到第6天仍未達到峰值，整體來看(10～30 ℃)，溫度越高，亞硝峰出現得越早，峰值越高[19]。這3個研究存在一定的矛盾，前兩者認為溫度高，亞硝峰值低，后者認為溫度高，亞硝峰值高，這可能是受原輔材料、體系pH值等其他因素影響所致。

4.3 初始酸度

每1種酶都有適宜的pH范圍，利用這個特性，可以通過調節發酵環境中的酸度來控制硝酸鹽還原酶的活性。張少穎在甘藍腌制過程中研究發現，在pH 7～3范圍內，降低泡菜發酵起始pH，硝酸鹽還原酶活性受到抑制，亞硝酸鹽含量下降，將pH控制在3～4最好。

5 發酵后的處理

孟良玉等人曾在早期用水浸泡法對泡菜成品進行脫亞硝酸鹽的研究，實驗表明增加浸泡溫度、浸泡時間和換水次數，可以使亞硝酸鹽含量大大降低，4次浸泡之后，亞硝酸鹽含量從最初的250 mg/kg降低至25 mg/kg。

泡菜市場主要集中在中國、韓國和日本，而日本與韓國處于壟斷地位，對我國而言，形勢不容樂觀。未來的發展方向是更為全面地實現生產的標準化與規模化，以此代替傳統小作坊式生產，同時更加注重在泡菜安全性方面的研究力度。

目前可綜合運用多種方法消減亞硝酸鹽，其中發酵前預處理，發酵過程中食鹽濃度、酸度、溫度的控制，添加調味料和抗氧化劑等研究比較早且技術相對成熟。乳酸菌接種法因乳酸菌種類多，研究集中在篩選產酸和降解亞硝酸鹽能力較強的菌株上，將其單獨或混合接種，而且目前已有商業化的固體泡菜發酵乳酸菌發酵劑，使用衛生方便，對于工廠或家庭自制都是很好的選擇。添加中草藥浸泡液則是近年出現的一種新方法，且效果比較好，優于大蒜、抗壞血酸。中國中草藥資源豐富，食用歷史悠久，未來可結合抗菌中草藥的研究，在不破壞泡菜風味的基礎上，添加天然中草藥，提高泡菜安全性，同時增加泡菜的營養價值。