遲雪梅，于爽，姜南，榮金誠，張慶芳，李曉艷*

(1.大連大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116622；2.遼寧省海洋微生物 工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連 116622)

包心白菜發(fā)酵工藝篩選及營養(yǎng)價值評定

遲雪梅1,2，于爽1,2，姜南1,2，榮金誠1,2，張慶芳1,2，李曉艷1,2*

(1.大連大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連 116622；2.遼寧省海洋微生物 工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連 116622)

通過3種蔬菜發(fā)酵工藝研究發(fā)酵過程中以及成品菜中水分、維生素C、總酸、硝酸鹽、亞硝酸鹽、氨基酸、蛋白質(zhì)、可溶性固形物等的含量，篩選出既營養(yǎng)又安全的蔬菜發(fā)酵工藝——熟菜加蒜汁發(fā)酵工藝。通過該種工藝發(fā)酵的產(chǎn)品，維生素C、可溶性固形物含量高，亞硝酸鹽及硝酸鹽含量低，既安全又營養(yǎng)，適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)蔬菜發(fā)酵制品。

發(fā)酵工藝；篩選；營養(yǎng)；硝酸鹽；亞硝酸鹽

蔬菜腌漬發(fā)酵是一種生物化的保藏方法，不加任何添加劑，而是依靠微生物(主要是乳酸菌)發(fā)酵來完成整個生產(chǎn)過程[1,2]。其發(fā)酵的主要菌群——乳酸菌是人體腸道的正常微生物菌群，可調(diào)節(jié)人體腸道的微生態(tài)平衡，抑制有害菌生長及其毒素的產(chǎn)生，增強(qiáng)人體免疫力[3,4]。據(jù)《詩經(jīng)》記載，距今2400～2800年前，我國就有蔬菜發(fā)酵制品。從古至今，蔬菜發(fā)酵制品就是當(dāng)?shù)厝罕姳貍涞妮o助食品[5]。蔬菜發(fā)酵制品的生產(chǎn)對推動整個蔬菜業(yè)的發(fā)展及滿足人體營養(yǎng)需求、醫(yī)療保健方面都具有重大意義。

傳統(tǒng)蔬菜發(fā)酵有生漬、熟漬兩種。相比生漬發(fā)酵，熟漬發(fā)酵有更多優(yōu)點(diǎn)，熟菜經(jīng)燙漂可殺滅原材料表面帶有的一些雜菌，同時破壞一些氧化還原系統(tǒng)；其次，熟漬發(fā)酵蔬菜經(jīng)過燙漂可除去組織中的氧，使菜變得緊實，有益于乳酸發(fā)酵。人們在蔬菜發(fā)酵時還會根據(jù)喜好添加不同的輔料，如大蒜汁等[6]。研究表明[7]：發(fā)酵工程中添加蒜汁有較好的防癌作用。

對于食品而言，安全是第一保障。硝酸鹽在微生物的作用下，可還原為亞硝酸鹽。在一定條件下，亞硝酸鹽可以與食物中的胺類化合物反應(yīng)，生成有致癌作用的N-亞硝基化合物。硝酸鹽和亞硝酸鹽都具有毒性，因此減少或降低硝酸鹽和亞硝酸鹽的含量也是蔬菜發(fā)酵產(chǎn)品安全考量的重要因素[8]。

本文研究3種工藝分別為生漬、熟漬、熟漬加蒜汁發(fā)酵工藝，并觀察腌漬效果，從營養(yǎng)物質(zhì)及有害物質(zhì)方面評價發(fā)酵蔬菜品質(zhì)，選出最佳發(fā)酵工藝。為工業(yè)大量生產(chǎn)蔬菜發(fā)酵制品提供優(yōu)良的發(fā)酵工藝，為國民提供既營養(yǎng)、安全又有價值的蔬菜發(fā)酵制品。

1 材料與方法

1.1 蔬菜原料

蔬菜：購于學(xué)校附近農(nóng)貿(mào)市場。

1.2 儀器設(shè)備

SQ-HZT-50001 電子天平 江蘇衡之泰；KDN-1 自動凱氏定氮儀 上海雷磁；阿貝折射儀 上海物光；GB 5009.33-2010鎘柱 北京華奧科安科技有限公司；A300氨基酸分析儀 德國 MembraPure GmbH；pHB-4p酸度計 美國哈希HACH公司；UV-120-02紫外可見分光光度計 日本SHIMADZU公司。

1.3 方法

1.3.1 生漬蔬菜發(fā)酵工藝流程

白菜→掰開葉片→清洗→瀝水→切段→裝瓶→壓石→注鹽水→密封→發(fā)酵，定期取適量成品進(jìn)行各含量測定。

1.3.2 熟漬蔬菜發(fā)酵工藝流程

白菜→掰開葉片→清洗→燙漂→瀝水→切段→裝瓶→壓石→注鹽水→密封→發(fā)酵，定期取適量成品進(jìn)行各含量測定。

1.3.3 熟漬蔬菜加蒜汁發(fā)酵工藝流程

白菜→掰開葉片→清洗→燙漂→瀝水→切段→裝瓶→壓石→注鹽水、蒜汁→密封→發(fā)酵，定期取適量成品進(jìn)行各含量測定。

蒜汁的制備：大蒜剝皮后洗凈，晾干表面水分，加兩倍質(zhì)量的水，制成勻漿，靜置，過濾，留汁液待用[9]。

1.3.4 蔬菜發(fā)酵技術(shù)要點(diǎn)

把清洗過的白菜放在篩筐中瀝去表面水分(熟漬：把清洗過的白菜葉片放在恒溫水浴鍋中，水溫85～90 ℃，燙0.5～1 min，取出后迅速投入冷水中漂洗；把漂洗后的白菜放在篩筐中瀝去表面水分)；白菜葉片切成3～4 cm的段；切段后的白菜裝入滅菌的玻璃瓶中(500 mL)，每瓶裝量250 g，并按實；在裝緊白菜的瓶中放一塊滅菌的石塊，重約80～100 g，配制2%的鹽水溶液，煮沸過濾，晾涼，每瓶注入325 mL；鹽水和蒜汁比為5∶1，于25～30 ℃保溫發(fā)酵。

1.4 測定指標(biāo)及方法

1.4.1 水分

水分采用稱重法測定。

1.4.2 維生素C

維生素C 采用熒光法測定[10]。

1.4.3 蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)采用凱氏定氮法測定。

1.4.4 氨基酸

氨基酸采用氨基酸自動分析儀測定。

1.4.5 可溶性固形物

可溶性固形物采用折射儀法測定。

1.4.6 總酸

總酸采用酸堿滴定法測定。

1.4.7 pH值

pH值采用酸度計法測定。

1.4.8 亞硝酸鹽

亞硝酸鹽采用鹽酸萘乙二胺法測定。

標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：從裝置5 μg/mL亞硝酸鈉溶液的容量瓶中分別吸取0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，2.0 mL于6支25.0 mL的比色管中，加入2.0 mL對氨基苯磺酸溶液，混勻，避光靜置5 min，再加入1.0 mL鹽酸萘乙二胺溶液，加蒸餾水定容至25.0 mL，混勻，避光靜置15 min后，于波長538 nm處測吸光度值并記錄。得標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程為y=0.13874x+0.00141，R2=0.999。

樣品測定：發(fā)酵菜10 g，研磨成勻漿→用150 mL水轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中→加6 mL飽和硼酸鈉→用0.1 mol/L NaOH調(diào)至pH值為9→65 ℃溫度下恒溫水浴10 min→冷卻→定容靜置30 min→過濾→取濾液40 mL→顯色→加蒸餾水定容至50 mL→混勻→于波長538 nm處測吸光度值→計算亞硝酸鹽。同時以等量蒸餾水作空白對照。

1.4.9 硝酸鹽

硝酸鹽采用鎘柱還原法測定[11,12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)酵工藝發(fā)酵前后各含量測定

2.1.1 水分含量測定

將原料分別按照3種蔬菜發(fā)酵工藝處理，并在發(fā)酵前和發(fā)酵后分別檢測水分含量，見圖1。

圖1 蔬菜發(fā)酵前和發(fā)酵后水分含量的變化Fig.1 Changes of moisture content before and after fermentation of vegetables

3種蔬菜發(fā)酵工藝檢測水分?jǐn)?shù)據(jù)顯示：發(fā)酵后較發(fā)酵前水分略低一點(diǎn)，但發(fā)酵前后的蔬菜含水量差別不明顯；單因素方差分析結(jié)果表明：3種發(fā)酵工藝之間發(fā)酵前后在水分變化量上不存在顯著性差異(F

2.1.2 維生素C含量測定

圖2 蔬菜發(fā)酵前和發(fā)酵后維生素C含量的變化Fig.2 Changes of vitamin C content before and after fermentation of vegetables

燙漂、強(qiáng)光的照射、低溫和食鹽都會不同程度地使維生素 C 分解和流失[13,14]。而蔬菜發(fā)酵結(jié)合了燙漂(熟漬)、低溫與添加食鹽的蔬菜加工方式，對維生素C的流失影響甚大。由圖2可知，相比發(fā)酵前維生素C的含量都有明顯的降低，而熟漬相比生漬維生素C含量發(fā)酵前與發(fā)酵后相差較小，且發(fā)酵后維生素C含量大于生漬維生素C含量，熟漬加蒜汁發(fā)酵后維生素C含量大于熟漬發(fā)酵后維生素C含量。單因素方差分析結(jié)果表明3種發(fā)酵工藝之間發(fā)酵前后在維生素C變化量上，生漬與熟漬、熟漬加蒜汁發(fā)酵工藝之間存在顯著性差異(F30.70>Fcrit7.71，F(xiàn)22.33>Fcrit7.71)，熟漬與熟漬加蒜汁發(fā)酵工藝之間不存在顯著性差異(F

2.1.3 總酸含量測定

圖3 蔬菜發(fā)酵前和發(fā)酵后總酸含量的變化Fig.3 Changes of total acid content before and after fermentation of vegetables

蔬菜發(fā)酵中生產(chǎn)的總酸包括乳酸、醋酸、琥珀酸、檸檬酸等，以乳酸為主。由圖3可知，蔬菜經(jīng)過燙漂會增加酸的含量，發(fā)酵后酸會大量增加，且熟漬酸含量最高。單因素方差分析結(jié)果表明3種發(fā)酵工藝之間發(fā)酵前后在酸變化量上不存在顯著性差異(F

2.1.4 硝酸鹽含量測定

圖4 蔬菜發(fā)酵前和發(fā)酵后硝酸鹽含量的變化Fig.4 Changes of nitrate content before and after fermentation of vegetables

由圖4可知，蔬菜原料中含有大量硝酸鹽，發(fā)酵后硝酸鹽仍大量存在。3種蔬菜發(fā)酵工藝發(fā)酵后硝酸鹽含量相差無幾。單因素方差分析結(jié)果表明3種發(fā)酵工藝之間發(fā)酵前后在酸變化量上不存在顯著性差異(F

2.1.5 亞硝酸鹽含量測定

圖5 蔬菜發(fā)酵前和發(fā)酵后亞硝酸鹽含量的變化Fig.5 Changes of nitrite content before and after fermentation of vegetables

由圖5可知，燙漂和發(fā)酵都會不同程度增加亞硝酸鹽的含量，尤其生漬發(fā)酵會大大地增加亞硝酸鹽的含量。3種發(fā)酵工藝相比熟漬加蒜汁能更好地減少亞硝酸鹽的生成，其次為熟漬發(fā)酵。單因素方差分析結(jié)果表明3種發(fā)酵工藝之間發(fā)酵前后在亞硝酸鹽變化量上，生漬與熟漬、熟漬加蒜汁及熟漬與熟漬加蒜汁發(fā)酵工藝之間存在顯著性差異(F18.00>Fcrit7.71，F(xiàn)21.04>Fcrit7.71，F(xiàn)21.04>Fcrit7.71)。

2.1.6 氨基酸和蛋白質(zhì)含量測定

圖6 蔬菜發(fā)酵前和發(fā)酵后氨基酸和蛋白質(zhì)含量的變化Fig.6 Changes of amino acid and protein content before and after fermentation of vegetables

由圖6可知，發(fā)酵后蛋白質(zhì)含量較發(fā)酵前明顯降低，甚至所剩無幾；發(fā)酵后氨基酸含量也明顯上升，蛋白質(zhì)分解生成了人體更易吸收的多種必需氨基酸，使得發(fā)酵產(chǎn)品更營養(yǎng)。生漬發(fā)酵無論發(fā)酵前還是發(fā)酵后氨基酸含量均高于熟漬、熟漬加蒜汁發(fā)酵；生漬及熟漬發(fā)酵可保留一部分蛋白質(zhì)。單因素方差分析結(jié)果表明3種發(fā)酵工藝之間發(fā)酵前后在酸變化量上不存在顯著性差異(F

2.1.7 可溶性固形物含量測定

圖7 蔬菜發(fā)酵前和發(fā)酵后可溶性固形物含量的變化Fig.7 Changes of soluble solids before and after fermentation of vegetables

可溶性固形物是指液體或流體食品中所有溶解于水的化合物的總稱，主要是指可溶性糖類。由圖7可知，生漬及熟漬加蒜汁發(fā)酵后較發(fā)酵前可溶性固形物有所增加，生漬可溶性固形物增加較多，熟漬可溶性固形物含量較其他2種發(fā)酵工藝，發(fā)酵后含量下降。單因素方差分析結(jié)果表明3種發(fā)酵工藝之間發(fā)酵前后在酸變化量上不存在顯著性差異(F

2.2 不同發(fā)酵工藝發(fā)酵過程中各含量變化

2.2.1 總酸含量變化

圖8 蔬菜發(fā)酵過程中總酸含量的變化Fig.8 Changes of total acid content in vegetable fermentation process

發(fā)酵制品是發(fā)酵過程中產(chǎn)酸的一種食品加工方式，隨著時間延長，總酸積累越來越多，由圖8可知，隨著時間延長總酸基本呈線性關(guān)系積累，3種蔬菜發(fā)酵方式總酸積累的量幾乎相同。

2.2.2 pH值變化

圖9 蔬菜發(fā)酵過程中pH值的變化Fig.9 Changes of pH values in vegetable fermentation process

由圖9可知，在發(fā)酵后的第3天生漬發(fā)酵較其他2種發(fā)酵工藝pH值為5.07；發(fā)酵過程中熟漬加蒜汁發(fā)酵的pH值一直處于不穩(wěn)定的狀態(tài)，忽而大于其他2種發(fā)酵工藝，忽而小于其他2種發(fā)酵工藝；生漬發(fā)酵的pH值始終大于熟漬發(fā)酵的pH值。

2.2.3 硝酸鹽含量變化

蔬菜中硝酸鹽是由于環(huán)境污染及農(nóng)藥化肥濫用造成的，硝酸鹽是亞硝酸鹽的前體物質(zhì)，在發(fā)酵過程中由硝酸鹽還原細(xì)菌將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，因此硝酸鹽在發(fā)酵過程中含量逐漸下降，見圖10。

圖10 蔬菜發(fā)酵過程中硝酸鹽含量的變化Fig.10 Changes of nitrate content in vegetable fermentation process

2.2.4 亞硝酸鹽含量變化

亞硝酸鹽是蔬菜發(fā)酵過程中不可避免產(chǎn)生的物質(zhì)，而減少發(fā)酵過程中產(chǎn)生亞硝酸鹽的發(fā)酵工藝是人們一直追求的理想發(fā)酵工藝。

圖11 發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量的變化Fig.11 Changes of nitrite content in vegetable fermentation process

由圖11可知，在發(fā)酵后的第3天檢測亞硝酸鹽含量，生漬發(fā)酵亞硝酸鹽含量最高，隨后幾天里亞硝酸鹽含量雖有明顯下降，但亞硝酸鹽的含量仍高于熟漬及熟漬加蒜汁發(fā)酵。熟漬加蒜汁發(fā)酵亞硝酸鹽含量始終是3種發(fā)酵工藝中亞硝酸鹽含量最低的一種發(fā)酵工藝，23天時亞硝酸鹽含量最低，為1.12 μg/g。

3 討論與結(jié)論

發(fā)酵制品深受大眾喜愛，而一種既安全又營養(yǎng)的蔬菜發(fā)酵工藝是人們一直未放棄的研究內(nèi)容。本文研究的3種蔬菜發(fā)酵工藝，發(fā)酵前與發(fā)酵后相比，3種發(fā)酵工藝并未導(dǎo)致蔬菜水分發(fā)生大的變化，基本無差別；3種發(fā)酵工藝均使維生素C含量降低，因為燙漂、低溫和食鹽都會不同程度地使維生素C分解和流失，這也是發(fā)酵蔬菜不能完好保存維生素C的缺點(diǎn)，即便如此，熟漬加蒜汁發(fā)酵仍最大限度地保存了大量維生素C，5.9 mg/100 g；熟漬發(fā)酵總酸大于生漬發(fā)酵；3種工藝發(fā)酵的熟菜成品中都有不同程度的亞硝酸鹽產(chǎn)生，亞硝酸鹽含量由高到低依次為生漬發(fā)酵、熟漬發(fā)酵、熟漬加蒜汁發(fā)酵，亞硝酸鹽含量與維生素C含量成反比，詹秀環(huán)、高毓嶸等[15,16]研究維生素C可分解亞硝酸鹽。硝酸鹽在發(fā)酵過程中大量分解，生成的亞硝酸鹽在發(fā)酵后期也被分解，減少了食物亞硝酸鹽的殘留。3種發(fā)酵工藝表明熟菜加蒜汁發(fā)酵大大銳減了發(fā)酵制品中蛋白質(zhì)和氨基酸的含量，但可最大限度地保存維生素C的含量，降低亞硝酸鹽的殘留，有效增加可溶性固形物的含量。

蒜中含有大蒜素，具有殺菌、抑菌作用[17]。通過本實驗結(jié)果可發(fā)現(xiàn)，實驗中添加蒜汁的量并不抑制硝酸鹽還原酶還原硝酸鹽而且還可降解亞硝酸鹽，因此在發(fā)酵過程中適量添加蒜汁既可豐富口味又能相對保證產(chǎn)品的安全。

綜合以上分析認(rèn)為熟菜加蒜汁發(fā)酵為工業(yè)大量生產(chǎn)蔬菜發(fā)酵制品的理想工藝，熟菜加蒜汁發(fā)酵，產(chǎn)品維生素C、可溶性固形物含量高，亞硝酸鹽、蛋白質(zhì)、氨基酸含量低，氨基酸和蛋白質(zhì)可通過其他菜品予以補(bǔ)充，主要是亞硝酸鹽含量低可提高發(fā)酵制品的安全性，因此熟菜加蒜汁發(fā)酵可謂是理想的蔬菜發(fā)酵工藝。

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ScreeningofFermentationTechnologyandEvaluationofNutritionalValueofChineseCabbage

CHI Xue-mei1,2, YU Shuang1,2, JIANG Nan1,2, RONG Jin-cheng1,2, ZHANG Qing-fang1,2, LI Xiao-yan1,2*

(1.College of Life Science and Technology, Dalian University, Dalian 116622, China;2.Liaoning Marine Microbial Engineering and Technology Research Center, Dalian 116622, China)

In this paper, the content of moisture, vitamin C, total acid, nitrate, nitrite, amino acid, protein and soluble solids and others in the fermentation process as well as in finished vegetables of three kinds of vegetable fermentation process is studied, and screen out both nutritious and safe vegetable fermentation process—cooked vegetables plus garlic juice fermentation process. The product fermented with this kind of technology has high content of vitamin C, soluble solids and low content of nitrite and nitrate, is both nutritious and safe, is suitable for large-scale industrial production of vegetable fermentation products.

fermentation process；screening；nutrition；nitrate；nitrite

TS201.56

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.009

1000-9973(2017)12-0044-06

2017-06-21 *通訊作者

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃“863”(2007AA021306)；遼寧省自然科學(xué)基金(2014020134)

遲雪梅(1990-)，女，碩士，研究方向：微生物工程的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)；

李曉艷(1972-)，女，教授，研究方向：微生物工程的基礎(chǔ)理論及應(yīng)用技術(shù)。