卷心菜泡菜發酵工藝的優化研究

隋明，唐賢華，張鳳英，吳霞，謝慧蓉，楊晨

(1.四川工商職業技術學院，四川 都江堰 611830；2.四川大學 輕紡與食品學院，成都 610065；3.加拿大阿爾伯塔大學 農業與食品營養科學學院，加拿大 埃德蒙頓 T6G 2R3)

隨著中國內陸地區生產和制造能力的提高，市場供求結構的穩定性不斷提升以及人們生活條件的逐步提高，群眾對于食品的要求也從價格低廉逐漸向健康、安全轉變，對口感、香味有了更高的需求。使用乳酸菌腌漬發酵蔬菜的泡菜產品因食用方便，品種多樣如蘑菇[1]、牛肉類[2]、蔬菜類[3]等，口感和香氣更豐富，更符合人們的需求。隨著包裝產業的不斷發展，泡菜類產品出現了易拉罐、玻璃罐以及塑料真空包裝等，食用更加方便快捷，還提高了乳酸菌厭氧狀態下的后續發酵和保鮮作用[4]，也間接地擴大了市場的分布量。目前，中國國內也出現了很多規模化的企業，比如廈門九龍、貴州老干媽、四川飯掃光、重慶涪陵的泡菜公司，大力發展泡菜產業可以增加人們對蔬菜的攝入量，提高國家對外出口量，增加國民收入。隨著泡菜產品需求量的不斷增加，競爭力也不斷增強，提高了乳酸菌對泡菜品質和保鮮功能的作用[5]，因此需要對泡菜發酵過程的生產工藝進行不斷改進與優化。周佳等[6]以卷心菜為主要原料，通過接種乳酸菌進行發酵，考察了食鹽、蔗糖用量和發酵溫度對感官特征的影響。燕平梅等[7]考察了食鹽含量一定的情況下，蔗糖溶液濃度對泡菜品質的影響。說明泡菜生產加工過程中，食鹽、蔗糖含量和發酵溫度都會對泡菜的質量造成較大的影響。

因此，不斷提高產品的安全性、可靠性，加強泡菜產品的口感、香味的適口性，改善包裝和產品的保質期，通過不斷改善食鹽、蔗糖的比例以及控制發酵條件，增加產品的穩定性、適口性是在國內甚至國外市場的產品競爭中處于不敗之地的重要技術措施。本文以蘿卜為主要材料，采用自然發酵方式測定不同食鹽、蔗糖濃度以及發酵溫度對泡菜感官品質的影響。

1 試驗材料與方法

1.1 材料與儀器

卷心菜：都江堰市場購得；蔗糖：太古食品有限公司；食鹽：中糧集團未加碘精制食鹽；NaOH標準滴定溶液：廣州市刺水科技有限公司；酚酞：天津津北精細化工有限公司；紫外分光光度計：上海光譜儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 酸度測定

取5 mL卷心菜發酵液置于三角瓶中，加入酚酞，用0.1 mol/mL NaOH溶液滴定，繼續輕輕搖瓶，直到液體顯色到達滴定終點。

式中：k=0.09為轉化成適當酸的系數；C為標準溶液濃度，mol/L；V1為滴定法消耗的標準堿體積；V2為空白試劑消耗的標準堿液體積，mL；V0為樣品稀釋總體積，mL；V3為滴定用取樣溶液的體積，mL；m為樣品質量或體積，g或mL。

1.2.2 發酵液氫離子濃度(pH)

使用pH計測定。

1.2.3 亞硝酸鹽含量測定

1.2.3.1 亞硝酸鹽標準曲線的制備

取9支50 mL比色管，加入0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.5，2.0，2.5 mL的亞硝酸鈉標準溶液，加入2 mL對氨基苯磺酸溶液，再加入1 mL萘胺化鹽酸溶液，用去離子水定容至50 mL刻度線，搖動，零管為空白，在538 nm波長處測定數據并繪制標準曲線。

1.2.3.2 測定方法

使用移液管準確量取5 mL發酵液轉移至50 mL燒杯中，再加入10 mL去離子水。準確量取12.5 mL飽和硼砂溶液加入燒杯中，混合均勻，用150 mL去離子水沖洗，全部轉移到250 mL容量瓶中定容到刻度。在80 ℃水浴中保溫20 min。加入5 mL鐵氰化鉀溶液，搖動，加乙酸鋅5 mL沉淀溶液中的蛋白質。加入去離子水250 mL，搖勻，30 min后過濾，將濾過的液體丟棄，然后用濾液作為樣品供使用，根據表1的數據，在538 nm波長處測得亞硝酸鹽的濃度和曲線。

表1 樣品中亞硝酸根離子溶液的測定

2 泡菜工藝流程

蓮花白泡菜的加工工藝見圖1。

圖1 泡菜加工工藝

將蓮花白除去塵土、碎石等，洗凈，切碎到需要的大小，此時加入食鹽、蔗糖、料酒或其他重要的輔料，將蓮花白切片，同輔料混合在一起進行腌制，裝入發酵池，進行工藝調節，發酵成熟后進行金屬物等的檢測，包裝。

3 結果與討論

3.1 不同材料條件下各項指標的測定

不同濃度亞硝酸鹽的吸光度值標準曲線見圖2。

圖2 538 nm條件下亞硝酸鹽的吸光度標準曲線圖

趨勢線為：y=1.299x-0.008，R2=0.9955，當亞硝酸鹽濃度為0.15%時，濃度過大，且呈四舍五入。在基本配方下，加鹽量分別為2%、3%。加糖量為3%，在30 ℃下發酵4 d。發酵結束后，泡菜的pH值、總酸度和亞硝酸鹽濃度均達到最佳水平，通過感官評價評分表可知最佳鹽濃度為3%。

在泡菜基質中蔗糖含量為3%的發酵條件下，加入食鹽量2%、3%、4%，完成發酵，測定泡菜汁的pH值、亞硝酸鹽含量和酸度，食鹽的最佳濃度為2%，見表2。

表2 不同食鹽濃度條件下各項指標的測定

在發酵基質中食鹽含量為3%的發酵條件下，加入蔗糖量2%、3%、4%，完成發酵，測定泡菜汁的pH值、亞硝酸鹽含量和酸度。對比各項指標后，糖的最佳濃度為2%，見表3。

表3 不同蔗糖濃度下各項指標的測定

續 表

在加入3%食鹽、2%蔗糖及其他發酵條件相同的前提下，發酵溫度為25，30，35 ℃，測定泡菜汁的pH值、亞硝酸鹽含量和酸度。在感官評估之后，最佳溫度為30 ℃，見表4。

表4 不同溫度條件下各項指標的測定

采用模糊數學綜合評價方法對泡菜的色澤、香氣、口感和脆性進行感官評價，見表5。

表5 三因素三水平評分表

表6 泡菜工藝三因素三水平分析表

由表6可知，RA>RC>RB，因此因子的順序是A(食鹽濃度)>C(溫度)>B(蔗糖濃度)。選擇每個因子的最大值K1、K2和K3對應的級別。鹽濃度：K2>K3>K1，糖濃度：K1>K3>K2，溫度：K2>K1>K3，所以最適合的方案是A2B1C2，即：腌制泡菜的基質中加入3%的食鹽，2%的蔗糖，發酵溫度控制在30 ℃。

質量評分評估結果表明：3%的食鹽濃度，2%的蔗糖濃度，在30 ℃的溫度下對泡菜發酵的接受度大于其他變量，而按照配方制作的泡菜更符合大眾口味。

周強等通過研究具有功能性的西芹泡菜的發酵條件結果表明，食用鹽添加量4%時腌制的西芹泡菜的口感最好，同本試驗的3%含量相差不大，這可能是蔬菜的含水量以及輔料不同導致的。羅靜等[8]以芥菜為原料進行降低發酵基質中亞硝酸鹽含量的發酵工藝，在發酵溫度為30 ℃時，脆度和口感最佳。鄭婭等[9]以3種蔬菜混合發酵制成的泡菜工藝過程中，在食鹽含量為3%、蔗糖含量為3%時，泡菜的口感和風味都較好，這同本試驗中的最佳工藝類似。劉曉莉等[10]研究腌制魚腥草泡菜工藝過程中發現食鹽含量4%時泡菜的口感和香氣最佳。對比其他研究學者對腌制泡菜的工藝研究，食鹽含量在4%左右的條件下可以降低發酵機制中的亞硝酸鹽含量以及保證泡菜有很好的口感和風味。

3.2 泡菜工廠設計的基本原則

王云陽等[11]在年產萬噸的泡菜工廠設計過程中，充分考慮了物料計算、不同種類蔬菜的研制生產線來選擇設備。劉娟[12]在設計千噸泡菜的生產線設計過程中，充分考慮了廠區設計、勞動組織、HACCP的組織過程要求。因此，泡菜工廠設計需滿足以下基本原則[13-18]：

符合當地水、土壤、電力以及防污染的規劃，同時結合工廠的生產工藝，便于工人之間的合作和原材料的運輸，布局緊湊，土地使用合理；

工廠的布局和水電的布局相結合要能夠提高工作效率，泡菜工廠衛生和工藝管道必須符合要求，以避免交叉污染的原材料、半成品和成品；

廠房符合照明、通風的要求，部分特殊設施需要避光保護；

工廠主體建筑布局符合規劃要求，交通流量和人流分離得到合理利用；

適當增加綠化面積，為工人工作提供舒適的工作環境，提高工作效率；

預留一定數量的空白綠地，預留必要的生產面積，以備將來擴建；

供水和排水系統應大于生產需要，以防止在必要的時間內使用水量；

工廠布局簡單大方，結構復雜簡化。

綜上所述，泡菜制作工藝的主要外部影響因素有食鹽含量、蔗糖含量、發酵溫度等，而為了得到優質的口感、脆度等，還需要加入辣椒等調味料等輔料，而出廠的關鍵點就是通過加入抗氧化劑[19]、優質益生菌發酵的方法[20]控制基質中的亞硝酸鹽含量。而通過對發酵條件的優化[21]、生產線的設計以及考慮不同包裝材料對產品質量和貨架期的影響是泡菜工業發展比較重要的研究方向。

4 結論

通過研究，獲得了制作泡菜的最佳配方。主要結果如下：第一，單因素試驗表明，當鹽濃度為3%，糖濃度為2%，溫度為30 ℃時，對產物的感官評價有顯著影響，顯示鹽濃度、糖濃度和溫度等因素對泡菜的產生有不同的感官影響。第二，利用水平因子分析泡菜的味道，在基本公式下，鹽濃度為3%，糖濃度為2%，溫度為30 ℃。此時，產品的感官評價最高，為90分，味道最好。第三，用模糊數學綜合評價方法對天然發酵泡菜的外觀、組織學、色澤和風味進行感官評價，評價結果為“最受喜愛”。第四，本品由乳酸菌發酵而成。與傳統鹽漬相比，本產品色澤白皙，香味濃郁，彈性強，切片性好，口感細膩，味道適中辛辣，無異味。