兩種脫水處理方式對芫根腌制品品質的影響

盛懷宇，信思悅，王振帥，陳善敏，蔣和體

(西南大學 食品科學學院，重慶，400716)

芫根(BrassicarapaL.)又稱蕪菁，為十字花科蕓薹屬植物，塊根扁圓，耐寒性極強，在高海拔地區種植廣泛，藏民當蔬菜食用[1]。芫根和白菜、甘藍、榨菜等同屬十字花科蕓薹屬，目前對蕓薹屬植物腌制的研究很廣泛，泡菜、榨菜等更是人們日常生活中不可缺少的腌制食品，藏民也有腌制芫根的歷史，傳統的藏族食品酸菜面塊里就有芫根[2]，但是尚未有對芫根腌制產品的專業研究，而芫根營養價值豐富[3]，研究發現其有較好的抗缺氧、抗疲勞、抗氧化[4-5]等功效。因此可以嘗試研究開發芫根腌制產品。

榨菜等的腌制形式屬于半干態腌制，半干態腌制先要脫去蔬菜中的部分水分，因為過高的水分不僅會影響腌制品的品質，還會滋生腐敗菌，容易使蔬菜腐敗變質[6]。目前廣泛采用的脫水方式是利用加高濃度的鹽形成的高滲透壓多次脫水，而傳統的涪陵榨菜則是先利用晾曬、風吹脫去一部分水分，再加入高度鹽腌制，這兩種方式生產的榨菜含鹽量都在12%以上[7]，成品都要經過脫鹽處理，脫鹽過程又不可避免地造成產品質量下降。僅對于保藏而言，含鹽量越高越有利，但是過高的鹽環境會影響乳酸菌和酶的活性[8]，不利于發酵，而且食用高鹽食品也不利于人體健康[9]，因此腌制產品低鹽化是腌制品發展的目標與方向。

本文參考榨菜的半干態發酵方式，一種利用自然風脫水后加鹽腌制，另一種則是直接加鹽脫水后腌制，比較、分析成品的理化指標、氨基酸成分和風味物質，并建立模糊綜合評價模型，旨在為芫根腌制生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芫根，選自四川省涼山彝族自治州；腌制專用鹽，重慶合川鹽業公司；其余試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

WFJ7200紫外分光光度計，尤尼柯(上海)儀器有限公司；HWT-10C恒溫水浴鍋，天津市恒澳科技發展有限公司； PHS-3C pH計，上海儀電科學儀器股份有限公司；HDL-4臺式離心機，常州市鴻科儀器廠；TA.Plus物性測定儀，英國stable micro system公司；同時蒸餾-萃取裝置，天長市長城玻璃儀器制造廠；QP2010氣相色譜-質譜聯用儀，日本島津公司；ultrascan PRO測色儀，美國HunterLab公司；L8900全自動氨基酸分析儀，日本日立公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 芫根腌制工藝[7]

1.3.2 理化指標測定

pH：取發酵壇中的汁液，用pH計直接測定；總酸：GB/T 12456—2008 食品中總酸的測定，酸堿滴定法；水分：GB 5009.3—20103 食品中水分的測定，直接干燥法；鹽度：GB/T 12457—2008 食品中氯化鈉的測定，直接沉淀滴定法；Vc：GB5009.86—2016 食品中抗壞血酸的測定，2,6-二氯靛酚滴定法；亞硝酸鹽：GB 5009.33—2016 食品安全國家標準食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定，鹽酸萘乙二胺法。

總黃酮的測定：參考SHAHIDI等[10]的方法，蘆丁為標準物質，單位為mg/100g。回歸方程如公式(1)：

y=0.016 3x-0.006 7(R2=0.999 4)

(1)

總酚的測定采用Folin-Ciocalteus法[11]，沒食子酸為標準物質，單位為mg/100g。回歸方程如公式(2)：

y=10.568x+0.000 5(R2=0.998 4)

(2)

硬度的測定[12]：質構穿刺模式，選用P/2N-2 mm探頭，測前速度1.0 mm/s，測試速度2.0 mm/s，測試后速度10.0 mm/s，距離6 mm，觸發力5 g，采集率400 pps。

色值：參考李阿敏等[13]的方法，使用測色儀測定。

1.3.3 氨基酸的測定

根據GB 5009.124—2016 食品安全國家標準食品中氨基酸的測定，使用全自動氨基酸分析儀檢測。

1.3.4 風味物質的測定[14]

采用同時蒸餾萃取法(simultaneous distillation extraction， SDE)。取50 mL二氯甲烷萃取劑于250 mL圓底燒瓶中接SDE裝置的U型管一端，置于55 ℃水浴鍋中恒溫加熱保持微沸，取樣品100 g，蒸餾水250 mL 于1 000 mL圓底燒瓶中接SDE裝置的另一端，置于電熱套中加熱至沸騰。提取2 h后將U型管中萃取劑接入250 mL圓底燒瓶中，加適量無水硫酸鈉于-10 ℃的冰箱中干燥12 h，將萃取劑用旋轉蒸發儀濃縮至2 mL，氮吹濃縮至1 mL，供GC-MS檢測。

色譜條件：色譜柱為DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升溫程序：35 ℃保持4 min，以10 ℃/min升至200 ℃，保持15 min，再以5 ℃/min升至250 ℃，保持5 min；載氣(He)：流速1.00 mL/min，壓力47.7 kPa， 進樣量0.5 μL，不分流。

質譜條件：電子電離(EI)源；離子源溫度230 ℃；接口溫度230 ℃；溶劑延遲時間5.5 min；質量掃描范圍m/z50～550；掃描速度1 000 u/s。

1.4 芫根腌制品可接受性模糊綜合評判法

參照李聰等[15]的方法，首先選取20名受過專業訓練的學生，將每人對芫根產品的香氣、色澤和狀態、滋味和質地按表1標準[16]進行打分投票，計算每個標準的投票概率；然后確定芫根產品香氣、色澤和狀態、滋味和質地3個評判指標的權重分別為0.3、0.3、0.4； 最后做模糊變換，如公式(3)。

B=K×A

(3)

式中，B為最終預估消費者對產品接受程度的矩陣；K為權重矩陣；A為基于評判者對產品的綜合投票概率的模糊矩陣。

表1綜合評判標準Table 1 Comprehensive evaluation criteria

1.5 數據處理

每組實驗數據均重復3次，使用Excel 2010、SPSS 19.0軟件進行數據分析，使用Origin 8.1軟件繪圖，響應面試驗數據采用Design-Expert 8.0軟件分析。

2 結果與分析

2.1 理化指標分析

水分、總酸和鹽度是腌制品質量的重要評價指標，從表2可以看出，風脫水和鹽脫水芫根產品水分含量沒有顯著差異，風脫水芫根腌制品水分略低，根據NY/T 437—2012 綠色食品醬腌菜規定，鹽漬菜水分含量低于90%即為合格；鹽度和總酸含量有顯著差異，風脫水芫根腌制品含鹽量僅為6.10%(質量分數)，總酸含量達到1.023%(質量分數)，而鹽脫水芫根腌制品含鹽量達到8.83%， 總酸含量僅為0.64%。腌制后總酸含量增加主要是乳酸菌作用的結果，乳酸發酵不僅對腌制品營養成分的保存以及色、香、味的形成極為有利，而且能降低環境的pH值，起到抑制雜菌的作用[17-18]。

表2 理化指標對比結果Table 2 The comparison of physical and chemical indexes

注：表中的a、b、c,表示同列間數據的顯著性差異，P<0.05。下同。

風脫水芫根腌制品總酸含量顯著高于鹽脫水芫根腌制品，說明低鹽腌制能更好地發揮乳酸菌的作用。

蔬菜的硬度主要與細胞壁原果膠成分有關，可以反映產品的脆度和咀嚼性[19]，風脫水芫根腌制品硬度高于鹽脫水芫根腌制品，說明風脫水芫根腌制品口感更好。

亞硝酸鹽是腌制品的主要污染物之一，研究發現多種流行性疾病與亞硝酸鹽有關聯性[20]。根據GB 2762—2017 食品安全國家標準食品中污染物限量，腌漬蔬菜亞硝酸鹽的限量為20 mg/kg，由表2可知，風脫水芫根腌制品亞硝酸鹽含量為11.30 mg/kg，顯著低于鹽脫水芫根腌制品的16.19 mg/kg，兩者都符合國家標準。腌制品中的亞硝酸鹽主要是在發酵初期有害的微生物將硝酸鹽還原所產生，發酵初期亞硝酸鹽含量不斷增加，隨著發酵進行，在乳酸菌作用下發酵環境pH值降低，有害菌的活動受到抑制，同時亞硝酸鹽在酸性條件下發生非酶歧化反應被不斷降解，研究發現在pH<4時亞硝酸鹽降解明顯[21]。風脫水腌制的芫根亞硝酸鹽含量較低，這和它pH=3.77的腌制環境具有相關性。

芫根中黃酮類化合物被廣泛報道[22]，新鮮芫根總黃酮含量為34.72 mg/100 g，風脫水腌制的芫根總黃酮含量為30.31 mg/100 g，腌制過后芫根總黃酮含量有所降低，但二者沒有顯著性差異，而經鹽脫水后腌制的芫根黃酮含量僅為21.42 mg/100 g，與新鮮芫根和風脫水腌制的芫根均差異顯著。芫根富含多酚類化合物[22]，新鮮芫根總酚含量達到58.43 mg/100 g，風脫水腌制后芫根總酚含量下降到40.30 mg/100 g，而鹽脫水腌制的芫根僅為25.76 mg/100 g，下降顯著。多酚類物質化學性質非常活潑，很容易被氧化，芫根腌制后黃酮和總酚含量下降可能是它們腌制過程中被氧化造成的；多酚氧化酶的最適pH值是6～7，pH<3時幾乎完全失活[23]，風脫水芫根腌制環境pH較低，多酚氧化酶活性較低，因此風脫水芫根黃酮和總酚含量要高于鹽脫水芫根。芫根富含Vc，新鮮芫根高達16.84 mg/100 g，但是腌制后芫根Vc含量下降顯著，風脫水芫根Vc含量為4.02 mg/100 g，低于鹽脫水芫根的5.19 mg/100 g，Vc在芫根腌制過程中下降可能是其在腌制過程中發生裂解，有研究發現腌制品顏色變化可能和Vc的裂解有關[24]。

色澤是腌制品質量的重要評價指標，鮮艷的腌制品原色能給人愉悅的感受，增加食欲。從表3可以看出，風脫水芫根腌制品和鹽脫水芫根腌制品在L*值上不存在顯著差異，a*值和b*值存在顯著差異。L*表示亮度，數值越大亮度越大；a*表示物質的紅綠偏向，正值偏向紅色，負值偏向綠色；b*顯示物質黃藍偏向，正值偏向黃色，負值偏向藍色。風脫水芫根的a*值和b*值更大，說明風脫水芫根顏色比鹽脫水芫根更深，更偏紅色和黃色(圖1)。

表3 兩種芫根腌制品色值對比結果Table 3 The comparison of color values of two kinds of pickled turnip

a-鹽脫水芫根腌制品；b-風脫水芫根腌制品圖1 鹽脫水芫根腌制品和風脫水芫根腌制品Fig.1 Salt-dehydrated pickled turnip and wind-dehydrated pickled turnip

2.2 氨基酸成分分析

腌制過程中蛋白質分解產生的氨基酸對腌制品的滋味有重要影響，不同氨基酸能呈現不同滋味。如丙氨酸、絲氨酸、甘氨酸等呈現甜味；天冬氨酸、谷氨酸、組氨酸等呈現酸味；賴氨酸、精氨酸、苯丙氨酸等呈現苦味；絲氨酸、谷氨酸又呈現鮮味[25]。根據表4可以看出芫根腌制后必需氨基酸含量、氨基酸總量都顯著增加。風脫水芫根腌制品必需氨基酸含量為4.473 3 mg/g，鹽脫水芫根腌制品必需氨基酸含量為4.124 3 mg/g；但是風脫水芫根腌制品氨基酸總量達到12.343 3 mg/g，鹽脫水芫根腌制品氨基酸總量僅為9.499 6 mg/g。腌制品中的氨基酸主要是蛋白質在蛋白酶和微生物作用下分解產生，蛋白酶活性受到鹽度、溫度、酸度等因素的影響[26]，風脫水芫根腌制品必需氨基酸含量和氨基酸總量都要比鹽脫水芫根腌制品高，可能是風脫水芫根腌制環境鹽度和酸度適宜，更有利于發揮蛋白酶活性。

表4 氨基酸對比結果Table 4 The comparison of amino acid

注：*表示必需氨基酸。

2.3 風味物質成分分析

從表5可以看出，風脫水芫根腌制品檢測出64種揮發性成分，相對含量93.74%，其中酯類18種，醇類5種，醛類3種，酸類11種，酮醚類5種，烴類10種，其他類12種，相對含量較多的為異硫氰酸苯乙酯(27.07%)、棕櫚酸(17.78%)、十五酸(6.43%)和二氯乙酸-2-炔-十三酯(4.46%)。

鹽脫水芫根腌制品共檢測出55種揮發性成分，相對含量91.27%，其中酯類12種，醇類4種，醛類4種，酸類8種，酮醚類4種，烴類8種，其他類15種，相對含量較多的有異硫氰酸苯乙酯(17.33%)、十五酸(17.1%)、棕櫚酸(13.08%)、肉豆蔻酸(4.49%)、二氯乙酸-2-炔-十三酯(4.01%)。

芫根原料共檢測出17種揮發性成分，相對含量84.51%，其中酯類2種，醇類1種，醛類1種，酮醚類2種，烴類2種，其他類9種，相對含量較多的有苯代丙腈(42.18%)、異硫氰酸苯乙酯(11.76%)、N-甲酰嗎啉(10.55%)、3-戊烯腈(5.86%)。

酯類物質是腌制品重要的風味物質，對產品香氣的形成十分重要，風脫水和鹽脫水芫根腌制品酯類物質相對含量分別為40.19%和28.7%。芫根原料和兩種腌制產品風味成分中都有較多的異硫氰酸苯乙酯，風脫水和鹽脫水腌制品含量分別為27.07%和17.33%，這種物質有強烈的刺激性氣味并且在十字花科蔬菜中廣泛存在，它們被證實有抗癌作用[27-28]，它是芫根腌制品最主要的香氣成分。

原料中幾乎檢測不到酸類物質，而兩種腌制產品風味物質中都含有較高的棕櫚酸，但是酸類物質揮發性低，對風味物質影響不大[29]。

表5 風味物質比較Table 5 Comparison of flavor components

續表5

編號名稱相對含量/%風脫水鹽脫水芫根原料152-丙基亞硫酸十四酯(sulfurous acid, 2-propyl tetradecyl ester)0.1916二十二烷酸二十二烷基酯(docosanoic acid, docosyl ester)0.81174,8,12-三甲基-十四酸甲酯(tridecanoic acid, 4,8,12-trimethyl-, methyl ester)0.0818亞麻酸乙酯([1,1'-bicyclopropyl]-2-octanoic acid, 2'-hexyl-, methyl ester)1.4419鄰苯二甲酸二十三酯(1,2-benzenedicarboxylic acid, ditridecyl ester)2.4320二氯乙酸-2-炔-十三酯(dichloroacetic acid, tridec-2-ynyl ester)4.464.0121硬脂醇乙酸酯(acetic acid, octadecyl ester)0.17醇類222-甲基-2-丁醇(amylene hydrate)0.080.123環丁基-1-烯丙基甲醇(cyclobut-1-enylmethanol)0.0224雙氯苯卓醇(lormetazepam)0.630.30.1525二十五烷醇(1-pentacosanol)0.03261,1-二甲基-3-氯-丙醇(1,1-dimethyl-3-chloropropanol)0.113-戊烯-2-醇(3-penten-2-ol)0.561-炔-4-辛醇(1-octyn-4-ol)0.23醛類27異戊醛(butanal, 3-methyl-)0.2328正己醛(hexanal)0.2329糠醛(furfural)0.980.80302-己烯醛(2-hexenal)31苯乙醛(benzeneacetaldehyde)0.231.08323-甲硫基丙醛(propanal, 3-(methylthio)-)0.050.34酸類33BETA-甲基乙酰丙酸(pentanoic acid, 3-methyl-4-oxo-)0.410.4834反油酸(9-octadecenoic acid, (E)-)2.980.4435亞油酸(9,12-octadecadienoic acid (Z,Z)-)0.7836棕櫚酸(n-hexadecanoic acid)17.7813.0837十五酸(pentadecanoic acid)6.4317.138肉豆蔻酸(tetradecanoic acid)1.234.49394 -芐氧基酸-苯丙酸(benzenepropionic acid, 4-benzyloxy-)0.3340辛酸(octanoic acid)0.510.2241己酸(hexanoic acid)1.2542正戊酸(pentanoic acid)0.0943乙酸(acetic acid)1.1344乙氧基乙酸(acetic acid, ethoxy-)0.3745亞麻酸(9,12,15-octadecatrienoic acid, (Z,Z,Z)-)0.44酮醚類463-戊酮(3-pentanone)0.46472-甲基環戊酮(cyclopentanone, 2-methyl-)0.17484,6-二丙基-5-壬酮(4,6-dipropyl-nonan-5-one)0.26492-羥基環十五烷酮(cyclopentadecanone, 2-hydroxy-)0.11502-羥基環戊酮(cyclopentadecanone, 2-hydroxy-)2.41514-羥基-3-甲基-2-丁酮(2-butanone, 4-hydroxy-3-methyl-)2.0452正辛基丙基硫醚(propane, 1-(methylthio)-)0.1953二甲基四硫醚(tetrasulfide, dimethyl)1.71.4254氯甲基甲硫醚(chloromethylmethyl sulfide)1.012.08烴類551-十九碳烯(1-nonadecene)0.655617-三十五烯(17-pentatriacontene)0.04571-十六烯(1-hexadecane)1.310.381.0258十七烯(1-heptadecene)0.2593-十六烯(3-hexadecene, (Z)-)0.041.13601,2,3,4,5-五甲基環戊烯(cyclopentene, 1,2,3,4,5-pentamethyl-)0.06

續表5

編號名稱相對含量/%風脫水鹽脫水芫根原料61環辛四烯(1,3,5,7-cyclooctatetraene)0.920.93623-甲基-3-氯代-1-丁烯(3-methyl-3-chloro-1-butene)0.1263十五烯(1-pentadecene)0.2264順式-9-二十三烯(9-tricosene, (Z)-)0.1265正十七烷(heptadecane)0.130.6566正二十烷(eicosane)0.641.680.84正二十四烷(tetracosane)0.38其他類672-甲基丁腈(butanenitrile, 2-methyl-)0.030.1868二甲基二硫(disulfide, dimethyl)2.12.22環己酮肟(cyclohexanone, oxime)0.68703-戊烯腈(3-pentenenitrile)0.375.86712-甲基-5-己烯腈(5-hexenenitrile, 2-methyl-)0.790.3172N-(1-氰基乙烯基)甲酰胺(formamide, N-(1-cyanoethenyl))1.1373鄰二甲苯(O-xylene)0.850.931.5074N-甲酰嗎啉(N-formylmorpholine)0.0610.5575二甲基三硫(dimethyl trisulfide)2.591.4176苯酚(phenol)0.41772-正戊基呋喃(furan, 2-pentyl-)1.4278亞甲基天冬酰胺(methylene asparagine)1.111.531.58795-甲硫基戊腈(pentanenitrile, 5-(methylthio)-)0.170.7980苯代丙腈(benzenepropanenitrile)2.891.5142.18811-甲氧基-1H-吲哚,(1H-indole, 1-methoxy-)0.19822,4-二叔丁基苯酚(phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-)2.021.040.2683乙基苯(ethylbenzene)0.120.170.71842,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT ; phenol, 2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methyl-)0.420.33

注：表中空白表示未檢測到該成分。

醇類物質對香氣有一定貢獻，但是兩種工藝腌制的產品含量都較少；醛酮醚類物質具有特殊香氣，味感閾值低，對風味的影響也很大，風脫水芫根腌制品相對含量為6.11%，鹽脫水為5.97%；烴類物質中主要是烯烴類，烴類香氣閾值較高，對產品風味物質影響不大[29]。

原料中相對含量最高的揮發性成分是腈類物質，高達48.04%，在成品中只含有少量腈類物質，可能是在發酵過程中被分解；兩種產品揮發性成分中還有較多的含硫化合物，含硫化合物主要是硫代葡萄糖苷在內源酶的作用下分解形成特征風味物質[30]，閾值低，具有強烈刺激性氣味，對腌制品風味影響很大，硫醚有蔥蒜的特征風味物質，二甲基二硫和二甲基三硫有強烈的洋蔥、甘藍的風味[14]，含硫物質在風脫水芫根腌制品相對含量為6.39%，鹽脫水為6.25%；原料和兩種產品揮發性成分中還含有一些酚類物質，酚類物質一般都具有強烈香味。

兩種產品的香氣成分都比較復雜，多種香氣成分的共同作用形成了芫根腌制品獨特的風味。風脫水芫根腌制品香氣物質中酯類物質含量明顯高于鹽脫水芫根腌制品，但在其他對風味影響較大的醛酮醚類、含硫化合物含量上，兩者相差不大。

2.4 模糊綜合分析結果

近年來模糊綜合評判已經在食品評價領域廣泛使用，相比于簡單的感官評價，模糊綜合評判結果更加科學和客觀[31]。從模糊試驗綜合分析結果可以發現，對風脫水芫根的評價很喜歡占34.5%、喜歡占37.0%、一般占18.0%，不喜歡占10.5%，說明有71.5%的人會喜歡風脫水芫根。風脫水芫根色澤鮮艷，較脆，咸度適中，口感好，經過拌料包裝后產品品質還有提升空間。對鹽脫水芫根的評價很喜歡占26.5%、喜歡占21.0%、一般占28.5%，不喜歡占24.0%，說明僅有47.5%的人喜歡鹽脫水腌制的芫根，有52.5%的人不是很喜歡這款產品。對鹽脫水芫根腌制品的色澤和香氣不喜歡的人較少，但是對滋味不喜歡的人較多，可能是鹽脫水芫根脆度較差，而且鹽度較高，偏咸，不宜直接食用，需要經過后續處理(表6)。

表6 感官評定結果分布Table 6 Distribution of sensory evaluation results

得到風脫水芫根和鹽脫水芫根評價概率矩陣如公式(4)和公式(5)：

(4)

(5)

模糊試驗評價結果如公式(6)和公式(7)：

(6)

(7)

3 結論

經風脫水后腌制的芫根腌制環境pH值為3.77，水分含量81.87%(質量分數)，含鹽量僅為6.10%(質量分數)，總酸達到1.023%(質量分數)，亞硝酸鹽含量11.30 mg/kg，經鹽脫水腌制的芫根腌制環境pH值為4.34，水分含量93.49%，含鹽量達到8.83%，總酸含量僅為0.64%，亞硝酸鹽含量16.19 mg/kg，均符合相關標準。風脫水芫根硬度、總酚、總黃酮含量顯著高于鹽脫水芫根，但與新鮮芫根相比略有下降；兩種芫根腌制品Vc含量均顯著低于新鮮芫根，風脫水芫根Vc含量低于鹽脫水芫根。風脫水芫根必需氨基酸和總氨基酸含量分別為4.473 3 mg/g和12.343 3 mg/g，均高于鹽脫水芫根。風脫水芫根共檢測到64種揮發性成分，相對含量93.74%，鹽脫水芫根檢測出55種揮發性成分，相對含量91.27%，兩種芫根腌制品風味物質中含量最高的都是異硫氰酸苯乙酯，風脫水芫根為27.07%，鹽脫水芫根為17.33%， 其他風味物質差別較小。經過模糊綜合分析，有71.5%的人會喜歡風脫水芫根，僅有47.5%的人喜歡鹽脫水芫根。風脫水芫根營養價值更高，含鹽量適宜，可以直接食用，為大多數人所接受，可以繼續相關研究，開發出一款低鹽、方便、耐保存的芫根腌制產品。