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不同食盐添加量对芥菜腌制过程中主要成分的影响

2018-08-23江玉琴罗凤莲李文青蒋依琳

农产品加工 2018年16期
关键词:态氮总酸芥菜

江玉琴,罗凤莲 ,2,3,李文青,卿 泉 ,蒋依琳

(1.湖南农业大学食品科学技术学院,湖南长沙 410128;2.国家蔬菜加工技术研发分中心,湖南长沙 410128;3.食品科学与生物技术湖南省重点实验室,湖南长沙 410128)

酱腌菜在我国历史悠久,迄今有2 000多年,汉朝的《说文解字》中的“菹”是最早有关腌渍蔬菜的记录[1]。古人利用高盐和酸抑制杂菌的生长,从而达到长期贮藏蔬菜的效果,现今,酱腌菜已成为一种调味品出现在日常饮食中。随着历史的迁移,酱腌菜的种类也更加丰富,按照生产工艺和辅料不同,可分为酱渍菜类、虾油渍菜类、糖醋渍菜、糠渍菜、渍菜类等9类,其中渍菜类中的盐渍菜又可分为湿态、半干态和干态盐渍菜[2]。近年来,人们对于腌制菜中存在的亚硝酸盐问题表示担忧,但研究显示[3-6],腌制了一定时间的蔬菜中亚硝酸盐的含量远低于国家规定的限量指标(以NaNO2计,<20 mg/kg)[7]。相反,腌制菜以其酸爽可口、咸甜适中的口感,以及其中富含的有益于人体肠道健康的乳酸菌而深受欢迎,更有研究表明[8],发酵蔬菜中含有丰富的B族维生素,包括高等动植物不能合成的VB12。

芥菜是我国传统蔬菜之一,为十字花科、芸薹属东方系统的一个组群[9]。按照植物学形态特征,可以把芥菜划分为小叶芥菜、大叶芥菜、花叶芥菜、皱叶芥菜、包心芥菜、大头菜和雪里蕻等[10]。芥菜的营养价值高,不仅含有三大产能营养素碳水化合物、蛋白质、脂肪,还含有丰富的人体必需氨基酸,同时VC和人体所必需的微量元素铁、锰、锌、铜等营养成分的含量也较高[11-12]。芥菜不仅可以做时鲜蔬菜食用,也是用于腌制品的重要原料。研究发现[13],腌制的大叶芥菜中含有多酚、黄酮等具有强抗氧化作用的物质,因此适当食用腌制芥菜对人体的健康大有裨益。试验以水东芥菜为原料,采用盐渍菜中的干腌法,设置3个食盐添加量(10%,14%,18%),分别在自然条件下腌制90 d,采用相应国标方法检测腌制期间芥菜中主要成分的含量变化,同时比较不同食盐添加量对主要理化指标的影响,以期为工业生产中提高腌制芥菜的品质提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

水东芥菜,广州五邀园贸易有限公司提供;氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、1%酚酞乙醇溶液、硫酸铜、次甲基蓝、酒石酸钾钠、乙酸锌、亚铁氰化钾、葡萄糖、36%甲醛溶液、硼酸钠、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、亚硝酸钠。

1.2 仪器与设备

DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱,上海飞越实验仪器有限公司产品;JB450型磁力搅拌器,常州市普达教学仪器有限公司产品;DK-98-IIA型电热恒温水浴锅,天津市泰斯特仪器有限公司产品;722s型可见分光光度计,上海精密科学仪器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 芥菜腌制工艺

新鲜芥菜→洗净→切分→晾干→腌制→成品。

用陶瓷泡菜坛腌制,按一定食盐添加量(10%,14%,18%)一层芥菜一层盐,盐量上层多下层少,层层压实,腌制90 d左右,前1个月每15 d取样检测,后2个月每30 d取样检测。

1.3.2 腌制芥菜主要成分的测定方法

水分含量的测定采用GB 5009.3—2016食品中水分的测定 第一法;总酸含量的测定采用GB/T 12456—2008食品中总酸的测定酸碱滴定法;还原糖含量的测定采用GB 5009.7—2016食品中还原糖的测定 第一法;氨基酸态氮含量的测定采用GB 5009.235—2016食品中氨基酸态氮的测定 第一法;亚硝酸盐含量的测定采用GB 5009.33—2016食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定第二法。

2 结果与分析

2.1 不同食盐添加量下芥菜水分含量的动态分析

腌制过程中不同食盐添加量下芥菜水分的变化见图1。

水是蔬菜中含量最高的成分,试验中测得芥菜原料在晾干后含水量为91.82%。由图1可知,在腌制过程中,3种食盐添加量下芥菜水分含量均呈下降趋势。前期下降速度快,后期趋向稳定,且食盐添加量为18%时,芥菜水分下降幅度最大;食盐添加量为10%时,芥菜水分变化幅度最小。这是因为腌制过程中,水分含量的下降主要靠食盐的渗透作用,食盐浓度越大,渗透压越大,芥菜失水越多。后期,细胞内外食盐浓度趋于平衡,渗透压下降,含水量下降较缓。在腌制过程中,要对原材料的水分进行适当控制,若腌用芥菜含水量过大,容易遭到微生物的污染,芥菜易腐烂变质,因此可在腌制前将新鲜芥菜进行晾干至萎蔫状态,同时可以提高芥菜中可溶性固形物的相对含量,从而增加发酵底物,对芥菜腌制成品的风味更有利。

图1 腌制过程中不同食盐添加量下芥菜水分的变化

2.2 不同食盐添加量下芥菜总酸含量的动态分析

腌制过程中不同食盐添加量下芥菜总酸含量的变化见图2。

图2 腌制过程中不同食盐添加量下芥菜总酸含量的变化

由图2可知,在不同食盐添加量腌制过程中,芥菜总酸含量均呈先上升后下降的趋势,且食盐添加量越少,芥菜总酸的含量越高。相关研究表明[14-15],我国传统发酵蔬菜的制作主要利用新鲜蔬菜表面附着的乳酸菌进行厌氧发酵,在发酵过程中,乳酸菌的数量随着腌制时间的延长呈先增加后减少的趋势。所以发酵初期,由于乳酸菌的大量繁殖,总酸含量迅速增加。且不同食盐添加量对乳酸菌的产酸均有一定的抑制作用[16],食盐浓度越大抑制作用越强,因此在食盐添加量为10%时,芥菜总酸的增加幅度最大;而食盐添加量为18%时,乳酸菌的生长能力和产酸能力都被抑制,导致芥菜中总酸的含量变化不明显。腌制30 d后,芥菜总酸的含量开始下降,这可能是因为发酵后期乳酸菌的数目减少,同时产酸底物可发酵性糖含量下降。根据邓静等人[17]对比分析腌制30 d和腌制90 d的大头菜中酯类含量,发现酯类物质一般在腌制后期形成,所以发酵后期总酸含量下降,还有可能是因为酵母菌利用乳酸生成酯类等风味物质。由于试验是在第4季度进行,自然发酵温度在8~15℃,未能对乳酸菌的生长提供最佳条件(25~35℃)[14]。因此,芥菜总酸含量整体偏低。

2.3 不同食盐添加量下芥菜还原糖含量的动态分析

腌制过程中不同食盐添加量下芥菜还原糖含量的变化见图3。

图3 腌制过程中不同食盐添加量下芥菜还原糖含量的变化

还原糖在为腌制芥菜提供甜味的同时,可作为微生物的碳源,芥菜本身还原糖含量较高,为2.61%。由图3可知,在整个腌制过程中,芥菜还原糖的含量随着腌制时间的延长总体有所下降,初期下降速度快。并且结合芥菜总酸含量的变化趋势可发现,芥菜腌制过程中芥菜总酸和还原糖的含量变化基本呈现此起彼伏的趋势。乳酸菌在发酵初期大量繁殖,其利用还原糖生成酸,发酵至30 d时,总酸含量大量增加,因此在此过程中,芥菜还原糖的消耗增大,含量大幅度下降;发酵30~60 d,芥菜还原糖的含量小幅度增加,可能是因为腌制过程中,芥菜组织中水分含量减少,干物质还原糖的浓度相对上升,以及芥菜中的多糖转化成葡萄糖等单糖所引起[18]。但是,整个过程微生物对还原糖的消耗占主导地位。

2.4 不同食盐添加量下芥菜亚硝酸盐含量的动态分析

2.4.1 亚硝酸盐的标准工作曲线

以各标准液的亚硝酸盐质量为横坐标、对应吸光度为纵坐标,绘制标准曲线。

亚硝酸盐标准曲线见图4。

图4 亚硝酸盐标准曲线

2.4.2 芥菜亚硝酸盐含量的动态分析

腌制过程中不同食盐添加量下芥菜亚硝酸盐含量的变化见图5。

图5 腌制过程中不同食盐添加量下芥菜亚硝酸盐含量的变化

蔬菜在生长过程中,吸收土壤中的氮肥,当吸收量大于同化量时,蔬菜本身可积累一定的硝酸盐,所以绝大部分新鲜蔬菜中硝酸盐含量高,亚硝酸盐含量很低,一般少于1 mg/kg[19],试验所用芥菜的亚硝酸盐含量为0.46 mg/kg。在蔬菜发酵前期,其硝酸盐可被细菌中硝酸盐还原酶还原成对人体健康有损害的亚硝酸盐[20]。但是,近年来有研究结果表示[21-22],亚硝酸盐并非稳定物质,乳酸菌可以产生亚硝酸盐还原酶,将亚硝酸盐进一步降解为氨等物质。杨性民等人[23]对腌制雪里蕻亚硝酸盐的控制研究中,也证实了乳酸菌可以降低亚硝酸盐的含量,甚至阻止亚硝峰的形成。

由图5可知,在腌制15 d左右时,亚硝酸盐含量迅速升高,并形成亚硝峰,食盐添加量为10%时,芥菜亚硝峰形成最快,且峰值最大,为5.68 mg/kg。这是因为腌制初期乳酸菌数量少,酸性环境未形成,杂菌趁此大量繁殖,将硝酸盐还原成亚硝酸盐[24];盐浓度越高,对硝酸盐还原酶抑制作用越大,所以食盐添加量为18%时,芥菜亚硝峰的值最低。亚硝峰形成过后,亚硝酸盐的含量迅速下降,可能是因为腌制30 d时芥菜总酸的含量达到高峰,环境pH值下降,抑制了不耐酸杂菌的繁殖,尤其是硝酸还原菌,同时在乳酸菌的影响下,已形成的亚硝酸盐开始降解。后期变化幅度平缓,到90 d时,3种食盐添加量下芥菜亚硝酸盐的含量均下降至最低点,符合国家酱腌菜卫生标准的规定。由于腌制前期芥菜亚硝酸盐含量较高,因此在实际生活中,刚腌制或者腌制时间少于20 d的芥菜最好不要食用。

2.5 不同食盐添加量下芥菜氨基酸态氮含量的动态分析

腌制过程中不同食盐添加量下芥菜氨基酸态氮含量的变化见图6。

蛋白质是芥菜的重要成分之一,据有关研究显示,每100 g芥菜中约含有蛋白质2.6 g[10],而氨基酸是蛋白质的基本组成单位,也是芥菜腌制过程中色香味形成的主要因素。由图6可知,发酵前期氨基酸态氮含量随着腌制时间的延长不断上升,30 d时芥菜中氨基酸态氮含量基本最大,这是因为发酵过程中蛋白质在酶的作用下分解为氨基酸[25]。30~60 d时,氨基酸态氮含量有所下降,可能是因为氨基酸被微生物作为氮源利用[26]。腌制至90 d时,氨基酸态氮含量有所回升,可能是由于发酵后期乳酸菌数量较少,对氨基酸的利用减少。所以某种程度而言,氨基酸的生成量高于消耗量,且在食盐添加量为18%时芥菜氨基酸态氮的含量最低,可能是因为高盐浓度在一定条件下抑制了蛋白酶的活性。

图6 腌制过程中不同食盐添加量下芥菜氨基酸态氮含量的变化

3 结论

在腌制过程中,不同食盐添加量下腌制芥菜的水分均有所下降,食盐添加量为18%时水分下降幅度最大;总酸含量与食盐添加量呈负相关,食盐添加量越高,总酸含量越低,尤其食盐添加量为18%时,总酸含量始终处于低水平,与腌制前的总酸含量相差不大;3种食盐添加量下还原糖的含量均呈下降趋势;对于亚硝酸盐而言,其含量均先升高后下降,且食盐添加量越少,亚硝峰越高,后期亚硝酸盐含量趋向稳定,始终低于安全限量要求;不同食盐添加量下,氨基酸态氮的含量总体均有所增加,在腌制末期,食盐添加量为18%时氨基酸态氮含量最低。所以,食盐添加量越高,腌制芥菜中总酸和氨基酸的含量相对越低,一定程度上影响了腌制芥菜的风味,因此在实际生产中不建议采用过高的食盐添加量。

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