食鹽粒度及鈣含量對腌制芥菜自然發酵過程的影響

徐歡歡 ，戴臨雪 ，吳志康 ，唐雄 ，韓貴亮 ，岳元媛 *

1. 雪天鹽業集團股份有限公司（長沙 410015）；2. 湖南省輕工鹽業集團技術中心有限公司（長沙 410015）；3. 湖南省井礦鹽工程技術研究中心（長沙 410015）

芥菜是十字花科蕓苔屬一年生草本植物，可以分為葉用芥菜、莖用芥菜和根用芥菜[1]。其中，葉用芥菜除鮮食外一般加工為腌制芥菜。芥菜腌制通常以新鮮大葉芥菜為主要原料，采用食鹽鹽漬后經微生物發酵而成，具有特殊的鮮香味和辛辣味[2-3]，能促進胃、腸消化，改善食欲[4]，深受消費者喜愛。

食鹽在芥菜腌制過程中發揮著重要作用，一定濃度的食鹽會使微生物細胞內外滲透壓不平衡導致其脫水死亡，抑制有害微生物的生長，同時使芥菜細胞發生質壁分離，芥菜組織內部的可溶性物質外滲帶走不良氣味，而發酵汁則透入芥菜細胞使其具有咸味和良好的風味[5-6]。食鹽還會對腌制芥菜的質構產生影響[7]，這與食鹽中含有的礦物元素離子如Ca2+、Mg2+等有關。綜合來說，食鹽不僅影響發酵蔬菜中生化及微生物群落，而且決定著發酵蔬菜的最終質量和風味。目前，食鹽對腌制芥菜品質的影響研究多集中在食鹽濃度對腌制芥菜發酵過程的影響，缺乏食鹽自身特性對芥菜品質的影響。此研究選取井礦鹽腌制芥菜，將井礦鹽細分粒度和不同鈣含量（天然含鈣，無外加鈣源），分別研究其對腌制芥菜發酵過程中質構和感官評分的影響，以期為芥菜腌制行業選擇更合適的腌制鹽提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

腌制原料：大葉芥菜（市售）；精制鹽、天然鈣鹽（湖南省雪天鹽業技術開發有限公司，以下簡稱“雪天技術”）。

試劑：硝酸、硝酸銀、鉻酸鉀（國藥集團化學試劑有限公司）；氬氣、氦氣（長沙長鋼氣體有限公司）等。

1.2 主要儀器與設備

TMS-Pro質構儀（美國Food Technology Corporation公司）；ES-E210B電子天平（天津市德安特傳感技術有限公司）；電感耦合等離子體質譜儀[賽默飛世爾科技（中國）有限公司]；孔徑0.15 mm（100目），0.50 mm（35目），0.85 mm（20目）和1.20 mm（16目）試驗篩，均采自中國航空工業第五四零廠。

1.3 試驗條件

1.3.1 不同粒度、鈣含量食鹽的制備

不同粒度食鹽的制備：將雪天技術提供的精制鹽（井礦鹽）放入振動篩中，篩分為0.15～0.50，0.50～0.85和0.85～1.20 mm三個粒度范圍。

不同鈣含量食鹽的制備：通過鹵水凈化技術控制鹵水中的鈣含量，得到普通精制鹽、腌制鹽（Ca≥0.6g/kg）、天然含鈣食用鹽（Ca≥1.20 g/kg）、天然高鈣食用鹽（Ca≥2.40 g/kg），粒度范圍均為0.15～0.85 mm。

以上食鹽均進行氯化鈉、鈣含量的測定。

1.3.2 芥菜腌制工藝

挑選大小適中，無腐爛、無病蟲害的芥菜，將其清洗干凈后在通風且陽光充足的室外晾曬數日后（曬蔫、殺菌、去除一定的水分），去除其黃葉和老幫，裝入發酵壇中腌制發酵，每壇100 kg鮮菜，每種鹽腌制8壇，置于室內自然發酵。食鹽添加量為12%，按照一層菜一層鹽的方式腌制，采用下少、中稍多、上多的方法加鹽。上部用鹽占總用鹽量的40%，中、下部各占25%，蓋面鹽10%。參考湖南華容芥菜基地大池室溫完全發酵工藝所用時間[8]，每隔10 d取樣進行質構指標的檢測，并進行感官評價，共發酵60 d。

1.3.3 食鹽理化指標測定

氯化鈉的測定：參考GB 5009.42——2016《食品安全國家標準 食鹽指標的測定》[9]，采用硝酸銀滴定法進行測定。

鈣的測定：參考GB/T 5009.92——2016《食品中鈣的測定》[10]，采用電感耦合等離子體質譜法進行測定。

1.3.4 腌制芥菜質構測定

參考王馨蕊等[11]對新平腌菜質構的測試方法，取芥菜幫位置處3 cm×3 cm的塊狀樣品，將其置于質構儀平板上，采用直徑25 mm的圓柱形探頭進行質地多面分析（TPA）試驗，分析其硬度、內聚性、彈性、黏附性、咀嚼性等指標。測試參數：測試速度60 mm/min，壓縮程度50%，起始力0.5 N，每個樣品重復3次，取平均值。

1.3.5 感官評價

選擇10名評分員對腌制過程中的芥菜進行感官評價，該測試在食品感官評價實驗室內完成。總分為100分，其中色澤20分、香氣20分、滋味30分、質地30分。感官評價的評分標準見表1。

表1 腌制芥菜品質評價表

1.3.6 數據處理

采用Excel 2019進行數據分析。

2 結果與討論

2.1 不同食鹽指標分析

不同食鹽的氯化鈉、鈣含量檢測結果見表2。井礦鹽因經過鹵水凈化、真空制鹽工藝，其精制鹽中鈣含量很低（0.01 g/kg左右），氯化鈉含量較高，GB/T 5461——2016[12]中規定優級精制鹽的氯化鈉含量≥99.10%，試驗中使用的井礦鹽氯化鈉含量均高于99.10%。通過富集鹵水中的鈣制得的腌制鹽其鈣含量為0.64 g/kg，符合QB/T 5423——2019[13]對腌制鹽鈣含量的要求，天然含鈣食用鹽、天然高鈣食用鹽鈣含量分別為1.30和2.55 g/kg，滿足GB/T 28050——2011[14]對含鈣（Ca2+≥1.20 g/kg）、高鈣（Ca2+≥2.40 g/kg）聲稱的要求。

表2 不同食鹽指標分析結果

2.2 不同粒度食鹽對腌制芥菜發酵過程中品質的影響

2.2.1 不同粒度食鹽對腌制芥菜質構的影響

根據岳喜慶等[15]的研究結果，酸菜的硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性等指標可以很好地體現酸菜的質構特性，其中硬度反映的是牙齒間壓迫酸菜所需的力，回復性和彈性反映了酸菜細胞間結合力的大小[16]，膠黏性反映了吞咽前破碎酸菜需要的能量，咀嚼性反映了咀嚼酸菜需要的能量，且硬度與彈性、膠黏性和咀嚼性呈顯著正相關。不同粒度食鹽腌制芥菜發酵過程中質構指標的變化情況見表3。

表3 不同粒度食鹽腌制芥菜發酵過程中質構的變化

由表3可以看出，隨著發酵的進行，腌制芥菜不斷失水，L1、L2、L3腌制芥菜的硬度、回復性、膠黏性、彈性和咀嚼性大致呈逐漸下降的趨勢，在50 d時達到穩定，這主要與發酵過程中細胞因滲透作用造成的脫水有關，且腌制過程中Na+置換除去了原果膠中起交連作用的Ca2+和Mg2+，再加上原果膠酶的作用生成水溶性果膠，隨著腌制時間延長，水溶性果膠的含量不斷增加，從而導致腌菜的硬度、回復性、彈性等指標下降[17]。發酵過程中L1腌制芥菜的硬度、彈性顯著低于L2和L3（P＜0.05），這就造成L1腌制芥菜的膠黏性和咀嚼性顯著低于L2和L3，這說明隨著食鹽粒度的增加，腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性呈上升趨勢，發酵50 d時，與L1、L2相比L3腌制芥菜的硬度、彈性、膠粘性、咀嚼性最高，分別為170.30 N，1.67 mm，52.79 N和88.16 mJ，這可能是因為L1的粒度最小，食鹽的溶解速度較L2和L3快，鹽液與細胞液的滲透作用較快，導致芥菜組織失水較快，硬度、彈性等指標下降速度快。而L2和L3腌制芥菜在發酵后期硬度等指標差異不顯著，這可能與微生物作用有關。

2.2.2 不同粒度食鹽對腌制芥菜感官評分的影響

此試驗對同一發酵時間點（第50天，此時發酵已進入穩定期）的芥菜進行感官評價，評分員根據評分標準對不同粒度食鹽腌制50 d的樣品進行色澤、香氣、滋味和質地的評分，評分結果見圖1。

圖1 不同粒度食鹽腌制芥菜感官評分

由圖1可知，在發酵50 d時，L3腌制芥菜的顏色、滋味和質地得分最高，總分90.38分，與L1有顯著差異（P＜0.05），L2腌制芥菜的滋味和質地與L1有顯著差異（P＜0.05）。根據李彤等[18]的研究，發酵芥菜的風味與乳酸菌的作用息息相關，乳酸菌通過代謝產生有機酸、氨基酸、游離糖和揮發性風味物質等，最終形成芥菜的整體風味。試驗中發酵芥菜品種相同，食鹽添加量相同，粒度有所不同，對最終產品的香氣（揮發性風味）沒有顯著影響，對顏色、滋味和質地的影響較大，且粒度越大，溶解速率相對較慢，其發酵產品整體評分越高。

2.3 不同鈣含量食鹽對腌制芥菜發酵過程中品質的影響

2.3.1 不同鈣含量食鹽對腌制芥菜質構的影響

不同鈣含量食鹽腌制芥菜發酵過程中質構指標的變化情況見表4。由表4可以看出，隨著發酵的進行，腌制芥菜不斷失水，C1、C2、C3、C4腌制芥菜的硬度、回復性、膠黏性、彈性和咀嚼性大致呈逐漸下降的趨勢，在50 d時達到穩定。發酵過程中C1、C2、C3、C4腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性有顯著差異（P＜0.05），隨著食鹽鈣含量的增加，腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性均呈現上升的趨勢，其中C4腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性得分最高，在50 d時分別為196.34 N，2.07 mm，60.86 N和125.98 mJ。這說明Ca2+可提升腌制芥菜的硬度等指標，主要是因為隨著食鹽鈣含量的增加，發酵芥菜中鈣含量也隨之增加，Ca2+可與原果膠形成交連作用，從而起到增脆的效果。

表4 不同鈣含量食鹽腌制芥菜發酵過程中質構的變化

2.3.2 不同鈣含量食鹽對腌制芥菜感官評價的影響

此試驗對同一發酵時間點（第50天，此時發酵已進入穩定期）的芥菜進行感官評價，評分員根據評分標準對不同鈣含量食鹽腌制50 d的樣品進行色澤、香氣、滋味和質地的評分，評分結果見圖2。

圖2 不同鈣含量食鹽腌制芥菜感官評分

由圖2可知，在發酵50 d時，C2、C3、C4腌制芥菜的顏色、香氣、滋味和質地與C1（不含鈣，對照）有顯著性差異（P＜0.05），且C4的各項指標得分最高，總分92.71分。試驗中芥菜品種相同，食鹽添加總量相同，但根據實際氯化鈉的含量換算，C1～C4的氯化鈉含量逐漸降低，從而導致發酵過程中微生物生長狀況略有不同，再加上Ca2+與原果膠的作用，最終出現C4（天然高鈣，Ca2+含量2.55 g/kg）的整體評分最高。

3 結論

通過研究不同粒度和鈣含量食鹽腌制芥菜發酵過程中品質的變化發現，不同粒度和鈣含量食鹽腌制芥菜均在發酵50 d時達到穩定，且隨著食鹽粒度的增加，其硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性和感官評分增高，即當粒度范圍在0.85～1.20 mm時，硬度最高170.30 N、感官評分最高90.38分。因此，井礦鹽生產過程中產生的一些顆粒大的篩上物作為腌制鹽使用，可適當增加腌制芥菜脆度。

隨著食鹽鈣含量的增加，腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性和感官評分出現增加的趨勢，在鈣含量為2.55 g/kg（天然高鈣鹽標準）時腌制芥菜的硬度和感官評分最高，分別為196.34 N和92.71分。此研究中天然含鈣鹽因保留了鹵水中的鈣離子，腌制芥菜時硬度和感官評分最高，但因其工藝相較普通精制鹽來說相對復雜，其直接作為腌制鹽的成本太高，下一步可繼續研究粒度范圍更大的且保留了鹵水中鈣、鎂等離子的日曬海鹽、湖鹽腌制芥菜對其發酵過程品質的影響，為芥菜腌制鹽的選擇提供更完善的理論依據。