糖醋白蘿卜配方工藝及其保藏過程中品質(zhì)變化的研究

白 建

(呂梁學(xué)院 生命科學(xué)系，山西 呂梁 033001)

白蘿卜，又叫蘆菔，是十字花科蘿卜屬植物。作為我國重要的蔬菜之一，常被人們用來制成各種美味佳肴。因為白蘿卜有很強的適應(yīng)性，并且具有高產(chǎn)價廉的特點，所以在全國各地廣泛種植[1]。白蘿卜的味道微甜，吃起來脆嫩，在民間被稱為“小人參”，并且白蘿卜富含碳水化合物[2]。白蘿卜已經(jīng)被人們種植了數(shù)千年，在飲食和中醫(yī)調(diào)理方面都得到了廣泛的應(yīng)用。白蘿卜富含維生素C和微量元素鋅[3]。腌制而成的蘿卜用的是古老的發(fā)酵方式[4]，被公認(rèn)為世界三大健康發(fā)酵蔬菜之一[5]。

泡菜是用一定濃度的鹽浸泡蔬菜，再加入輔料，在適當(dāng)?shù)臏囟认旅芊鈨Υ娑瞥傻腫6]，前期主要靠微生物的發(fā)酵，后期則是以調(diào)味為主。泡菜作為一種以乳酸菌發(fā)酵為主的中國傳統(tǒng)發(fā)酵食品[7]，因具有獨特風(fēng)味、豐富營養(yǎng)和鮮麗色澤，并且有著維持消化道健康、幫助減肥以及抑制腫瘤和病毒的作用[8]，而受到國內(nèi)外的廣泛歡迎[9]。

本研究探討以白蘿卜、白砂糖、白醋、泰椒為主要原料的糖醋白蘿卜的最優(yōu)工藝配方，以綜合指標(biāo)為評價標(biāo)準(zhǔn)，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用正交化試驗、驗證試驗進行分析，從而選出最適合大眾口味的配方，再通過試驗研究糖醋白蘿卜在4 ℃下隨著保藏時間改變，其水分含量、總酸度、pH、亞硝酸鹽含量、氨基酸態(tài)氮含量[10]的變化，通過試驗得出結(jié)論和最佳保藏條件，為生產(chǎn)實踐提供了有價值的參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

白蘿卜、白砂糖、紫林白醋、晉鹽、泰椒、蔥、姜、蒜：均購于呂梁市離石區(qū)星瑪克超市；鹽酸、氫氧化鈉、酚酞、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺：以上試劑均為分析純。

1.2 主要試驗設(shè)備

FA2104S電子天平 上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；TMS-Pilot食品物性分析儀 北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司；SIN-PH100/17 pH計 杭州聯(lián)測自動化技術(shù)有限公司；KLG-9205A烘箱 上海齊欣科學(xué)儀器有限公司；UV-5200PC紫外可見分光光度計 上海元析儀器有限公司。

1.3 工藝流程及操作要點

1.3.1 工藝流程

白蘿卜→清洗→切片→倒入調(diào)配好的鹽水→靜置→加入配料(白砂糖、白醋、泰椒、蔥、姜、蒜)→裝罐→密封→靜置發(fā)酵→成品。

1.3.2 操作要點

將新鮮的白蘿卜洗凈，等表皮無水分后切成約5 mm厚的片狀，放入容器內(nèi)備用。同時切適量的蔥、姜、蒜和泰椒備用[11]。

將提前稱量好的食鹽加入適量溫水使之溶解。

將食鹽水倒入放有蘿卜的容器中，靜置15 min后倒掉鹽水。

將白醋、白砂糖加入到準(zhǔn)備好的配料中攪拌均勻，倒入鹽水腌制過的蘿卜片中。

用保鮮膜密封，在4 ℃下冷藏發(fā)酵。

1.4 試驗方法

1.4.1 感官評定

感官評定由10位接受過正規(guī)培訓(xùn)的感官評定師進行評定，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1[12]。

表1 糖醋白蘿卜感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 The sensory scoring criteria of sweet and sour white radish

1.4.2 質(zhì)構(gòu)測定

采用北京盈盛恒泰科技有限責(zé)任公司的TMS-Pilot食品物性分析儀和P2平底圓柱形探頭分別對不同的白蘿卜泡菜樣品進行質(zhì)構(gòu)性能測定，測試模型為TPA，測試前速率為1 mm/s，測試中速率為0.5 mm/s，測試后速率為1 mm/s[13]，壓縮比為50%，間隔時間為2 s，測定糖醋白蘿卜的硬度、咀嚼性、脆性質(zhì)構(gòu)參數(shù)[14]。

1.4.3 保藏過程中品質(zhì)變化指標(biāo)測定

分別測定最佳成品在4 ℃條件下保藏0，3，6，9，12 d的下列理化指標(biāo)，分析保藏過程中品質(zhì)的變化，以便于得出最佳保藏條件。

1.4.3.1 水分含量

參照GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》，采用直接干燥法。

1.4.3.2 總酸度

參照GB 5009.239-2016《食品酸度的測定》，采用酸堿滴定法。

1.4.3.3 pH值

取10 mL發(fā)酵液，用pH計測定其pH值[15-16]。

1.4.3.4 亞硝酸鹽含量

參照GB 5009.33-2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》，采用鹽酸萘乙二胺法。

1.4.3.5 氨基酸態(tài)氮含量

采用甲醛滴定法[17]。

1.5 單因素試驗

基礎(chǔ)配方：白蘿卜150 g、白砂糖35 g、白醋60 mL、食鹽15 g、冷藏5 d。

在基礎(chǔ)配方不變的情況下，將影響糖醋白蘿卜泡菜最顯著的4個因素：白砂糖(15，25，35，45，55 g)、白醋(20，40，60，80，100 mL)、食鹽(5，10，15，20，25 g)、腌制時間(1，3，5，7，9 d)做單因素試驗。

1.6 正交試驗

以單因素試驗為基礎(chǔ)，選用白砂糖添加量、白醋添加量、食鹽添加量、腌制時間4個關(guān)鍵因素進行正交試驗，正交試驗因素水平表見表2。

表2 正交試驗因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonal test

1.7 數(shù)據(jù)處理

使用 Microsoft Excel 2010對初始數(shù)據(jù)進行分析，使用 GraphPad Prism 8.0映射單因素試驗和保藏過程各指標(biāo)的變化，使用 SPSS 22.0進行品質(zhì)與影響因素的相關(guān)性分析，并運用正交試驗助手II V3.1進行正交試驗設(shè)計及結(jié)果分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 單因素試驗的結(jié)果與分析

2.1.1 白砂糖添加量對白蘿卜品質(zhì)的影響

圖1 白砂糖添加量對白蘿卜品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of sugar additive amount on the quality of white radish

由圖1可知，白砂糖添加量對白蘿卜的感官評分影響顯著(P<0.05)。在25～45 g范圍內(nèi)，感官評分先升高后降低，當(dāng)增加到35 g時，感官評分最大。這可能是因為白砂糖味甜，添加量過多會導(dǎo)致白蘿卜味道偏甜。另外，白砂糖添加量對白蘿卜的硬度、咀嚼性、脆性影響均顯著(P<0.05)，添加35 g時除了硬度和咀嚼性外，脆性達(dá)到最優(yōu)。綜合考慮，白砂糖35 g為最適添加量。

2.1.2 白醋添加量對白蘿卜品質(zhì)的影響

圖2 白醋添加量對白蘿卜品質(zhì)的影響Fig.2 Effect of white vinegar additive amount on the quality of white radish

由圖2可知，白醋添加量對白蘿卜的感官評分影響顯著(P<0.05)。在40～80 mL范圍內(nèi)，感官評分先升高后降低，當(dāng)增加到60 mL時，感官評分最大。這可能是因為白醋味酸，添加量過多會導(dǎo)致白蘿卜味道偏酸。另外，白醋添加量對白蘿卜的硬度、咀嚼性、脆性影響均顯著(P<0.05)，添加60 mL時除了脆性外，硬度和咀嚼性達(dá)到最優(yōu)。綜合考慮，白醋60 mL為最適添加量。

2.1.3 食鹽添加量對白蘿卜品質(zhì)的影響

由圖3可知，食鹽添加量對白蘿卜的感官評分影響顯著(P<0.05)。在10～20 g范圍內(nèi)，感官評分先升高后降低，當(dāng)增加到15 g時，感官評分最大。這可能是因為食鹽添加量過多會導(dǎo)致口感偏苦。另外，食鹽添加量對白蘿卜的硬度、咀嚼性、脆性影響均顯著(P<0.05)，添加15 g時除了硬度外，脆性和咀嚼性最佳。經(jīng)上述綜合分析，食鹽15 g為最佳添加量。

圖3 食鹽添加量對白蘿卜品質(zhì)的影響Fig.3 Effect of salt additive amount on the quality of white radish

2.1.4 腌制時間對白蘿卜品質(zhì)的影響

由圖4可知，腌制時間對白蘿卜的感官評分影響顯著(P<0.05)。在3～7 d范圍內(nèi)，感官評分先升高后降低，在第5天時，感官評分最大。這可能是因為腌制時間過長會導(dǎo)致脆嫩度差，感官評分較低。另外，腌制時間對白蘿卜的硬度、咀嚼性、脆性影響均顯著(P<0.05)，腌制5 d時硬度、咀嚼性、脆性均達(dá)到最優(yōu)。綜合考慮，腌制5 d為最適腌制時間。

2.2 正交試驗結(jié)果與分析

正交試驗結(jié)果見表3，方差分析見表4。

表3 正交試驗方案及結(jié)果Table 3 Orthogonal test scheme and results

續(xù) 表

表4 正交試驗方差分析Table 4 Analysis of variance of orthogonal test

由表3可知，影響白蘿卜硬度的優(yōu)組合為A2C2B2D2，影響白蘿卜咀嚼性的優(yōu)組合為A2B2C2D1，影響白蘿卜脆性的優(yōu)組合為A2B2C2D2，影響白蘿卜感官評分的優(yōu)組合為A2B2C2D2。為了進一步得出綜合優(yōu)組合，對以上4組最優(yōu)組合進行方差分析，見表4。以硬度為考察指標(biāo)時，各因素均不存在顯著影響。以咀嚼性為考察指標(biāo)時，B因素顯著。以脆性為考察指標(biāo)時，B因素顯著。以感官評分為考察指標(biāo)時，A、B因素存在極顯著影響，D因素存在顯著影響。因此，綜合表3和表4，以感官評分為主導(dǎo)得出A>B>D>C，即白砂糖添加量>白醋添加量>腌制時間>食鹽添加量。綜合優(yōu)組合為A2B2C2D2。而表3結(jié)果顯示，第5組A2B2C3D1的感官評分最高，為89.3分，其與正交組合的結(jié)果不重合。因此，需進行驗證試驗。

2.3 品質(zhì)相關(guān)性分析

品質(zhì)相關(guān)性分析結(jié)果見表5。

表5 品質(zhì)相關(guān)性分析Table 5 Quality correlation analysis

由表5可知，硬度與感官評分、脆性、咀嚼性均呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.721，0.730，0.602；感官評分與脆性、咀嚼性呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.972，0.924；脆性與咀嚼性呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.881。由此可知感官評分、硬度、咀嚼性、脆性之間均有相關(guān)性。

2.4 驗證試驗結(jié)果與分析

驗證試驗結(jié)果見表6。

表6 驗證試驗結(jié)果表Table 6 The results of verification test

由表6可知，A2B2C3D1的綜合評分比A2B2C2D2的綜合評分低，由此可得最佳工藝配方組合為A2B2C2D2，即白砂糖添加量35 g，白醋添加量60 mL，食鹽添加量15 g，腌制時間5 d。

2.5 保藏過程品質(zhì)分析

2.5.1 水分含量測定結(jié)果

圖5 保藏過程中水分含量的變化Fig.5 Changes of moisture content during storage

由圖5可知，在糖醋白蘿卜的保藏過程中，剛腌制好的蘿卜水分含量較高，隨著保藏時間的延長，蘿卜中的水分含量呈下降趨勢。這是因為剛開始保藏時由于外界的鹽溶液濃度比白蘿卜中的細(xì)胞液濃度高，所以細(xì)胞液中的水分會滲透到外界溶液，使得水分含量下降。隨著保藏時間延長，兩者溶液濃度差值逐漸減小，所以水分含量在1～6 d變化較快，在6～12 d變化較慢且水分含量在87%左右。

2.5.2 總酸度測定結(jié)果

圖6 保藏過程中總酸度的變化

由圖6可知，在糖醋白蘿卜的腌制過程中，總酸度隨著保藏時間的延長而增加。但是在保藏前6 d迅速升高，在6～9 d內(nèi)總酸度呈下降趨勢，在第9～12 d總酸度曲線走勢逐漸平緩。這是因為泡菜中的乳酸菌使其發(fā)酵速度加快，生成許多有機酸，例如乳酸，大大增加了總酸的含量，酸度也就越高。隨著后期酸度的不斷增大，此時的環(huán)境不利于乳酸菌的生長繁殖，所以酸度逐漸趨于穩(wěn)定。

2.5.3 pH值測定結(jié)果

圖7 保藏過程中pH值的變化

由圖7可知，隨著保藏時間的延長，pH值呈現(xiàn)先快速下降而后平緩的趨勢，這是由于糖醋白蘿卜的發(fā)酵過程主要是乳酸發(fā)酵，在0～3 d內(nèi)，發(fā)酵會產(chǎn)生大量有機酸，使pH值快速下降，此后，乳酸生成量較少，從而pH值趨于穩(wěn)定。

2.5.4 亞硝酸鹽含量測定結(jié)果

由圖8可知，糖醋白蘿卜的“亞硝峰”在保藏第6天出現(xiàn)，峰值為10.46 mg/kg，在保藏9 d后，亞硝酸鹽含量趨于穩(wěn)定，在4.7 mg/kg左右上下波動。這是由于蘿卜本身含有一部分亞硝酸鹽，再加上保藏初期有些雜菌如大腸桿菌可以繁殖，能將蘿卜中的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，從而導(dǎo)致亞硝酸鹽含量增加。但是隨著時間的延長，微生物持續(xù)代謝，導(dǎo)致氧氣被消耗，并且泡菜罐中的環(huán)境不利于雜菌的生長。因此，亞硝酸鹽的含量逐漸下降并趨于穩(wěn)定。

2.5.5 氨基酸態(tài)氮含量測定結(jié)果

圖9 保藏過程中氨基酸態(tài)氮含量的變化Fig.9 Changes of amino acid nitrogen content during storage

氨基酸態(tài)氮含量為確定發(fā)酵產(chǎn)物的發(fā)酵水平特征標(biāo)準(zhǔn)。由圖9可知，在糖醋白蘿卜保藏過程中，氨基酸態(tài)氮含量呈現(xiàn)上升趨勢，這是因為泡菜中的蛋白質(zhì)分解酶分解蛋白質(zhì)生成氨基酸，從而曲線上升。

3 結(jié)論

在腌制糖醋白蘿卜的預(yù)試驗中，選出4個影響因素：白砂糖添加量、白醋添加量、腌制時間、食鹽添加量。

通過單因素試驗和正交試驗分析得到：腌制糖醋白蘿卜泡菜的過程中，各因素對糖醋白蘿卜品質(zhì)的綜合評分影響大小為白砂糖添加量>白醋添加量>腌制時間>食鹽添加量。

結(jié)果表明，糖醋白蘿卜的最佳工藝配方為：白蘿卜150 g、白砂糖35 g、白醋60 mL、食鹽15 g、4 ℃冷藏5 d，在此工藝配方下制成的糖醋白蘿卜口味酸爽、質(zhì)地脆嫩。

通過研究糖醋白蘿卜在保藏過程中的品質(zhì)變化可以得出：隨著保藏時間延長，水分含量和pH呈下降趨勢，氨基酸態(tài)氮含量呈穩(wěn)定上升趨勢。總酸度在0～6 d升高，在6～12 d先下降再趨于穩(wěn)定。“亞硝峰”在第6天出現(xiàn)，峰值為10.46 mg/kg，保藏9 d后，亞硝酸鹽含量趨于穩(wěn)定，在4.7 mg/kg左右上下波動。