燕平梅，魏爱丽

(1.太原师范学院 生物系，太原 030619；2.土壤消毒活化绿色产业技术创新战略联盟，太原 030619)

蔬菜发酵是利用微生物的活动贮存和加工蔬菜的一种方法。蔬菜发酵的主要发酵产品有泡菜、酸菜、酱菜和腌菜等，以白菜、萝卜、黄瓜、甘蓝、甜椒等新鲜蔬菜为原料，添加一定浓度食盐、水和辅料，利用蔬菜自身附着的微生物于厌氧条件下进行乳酸发酵。蔬菜发酵有利于对蔬菜营养成分和色、香、味的保持。在发酵过程中乳酸菌是整个发酵过程的优势微生物。由于乳酸菌不具备分解纤维素的酶和水解蛋白质的酶系统。因此，乳酸菌发酵不破坏植物细胞组织，也不分解蛋白质和氨基酸，并且能产生大量乳酸，起到防止蔬菜腐烂的作用，又可以改善发酵蔬菜产品的风味。泡菜的美味爽口和丰富的营养享誉全球，其中不仅含有VA、VB1、VB2、Vc、Ca、P、Fe、胡萝卜素、辣椒素、纤维素和蛋白质等多种丰富的营养成分，还具有解腻开胃、促消化、增进食欲的功效[1]。除此之外，泡菜中还含有乳酸、胆碱、乙酰胆碱及人体生理代谢必不可少的各种酶等，在人体保健及预防疾病等方面发挥着重要的作用，研究证实经常食用可以起到抗菌、净肠、减肥、抗衰老[2]、预防动脉硬化[3]、降低胆固醇和调节人体生理功能等作用[4]。

泡菜因其良好的口感和保健功能颇受人们的喜欢，然而美中不足的是蔬菜的硝酸盐含量较高，亚硝酸盐是一种毒性很强的致癌物，与人体中蛋白质中的胺结合生成亚硝胺，对人体有致癌作用。

因此，对发酵蔬菜加工工艺的研究越来越重要。目前国内外学者多以发酵蔬菜中的微生物种类和数量、生产方式的改良以及发酵蔬菜的各项生理生化指标等研究为主。Pederson首先提出肠膜明串珠菌启动蔬菜乳酸发酵的过程，指出异型发酵的产品质量要优于同型发酵[5]。Petaja证实应采用乳杆菌或混合菌种接种[6]。赵学惠对泡菜发酵过程中化学变少和微生物学性状进行了比较深入的研究[7]。张蓄比较自然发酵、人工发酵、自然发酵与人工发酵相结合3种方法对泡菜品质的影响，发现自然发酵与人工发酵相结合的方法最好[8]。周文斌在测定亚硝酸盐的国标方法的基础上，通过试验寻找出测定泡菜中亚硝酸盐含量的较佳方法[9]。前人研究了自然发酵和人工接种发酵对甘蓝类泡菜品质及亚硝酸盐含量的影响[10]。 但到目前为止人们对半固态发酵蔬菜辅料的探究报道很少。本试验旨在以两种辅料处理蔬菜，置于相同条件下发酵，测定两者的各项生理生化指标，比较两种辅料对发酵蔬菜各指标的影响，以探究适用于半固态发酵蔬菜的辅料，对寻求半固态蔬菜发酵辅料有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

甘蓝。

1.2 主要仪器设备

HRHS24型电热恒温水浴锅、HJ-1型磁力加热搅拌器、LR-30型立式电热压力蒸汽灭菌锅、SW-CJ-2F型双人双面净化工作台、HRHH-150SC型恒温培养箱、ES-C200H型电子天平、WFJ-2100型紫外分光光度计、HI 211型pH指示计。

1.3 试验方法

1.3.1 制备发酵蔬菜

准确称取8份干净的白菜各100 g，将其中4份直接均匀涂上发酵辅料1：10%(W/W)的番茄酱、10%(W/W)的葡萄糖、20%(W/W)的虾酱、6%(W/W)的食盐，置于一次性的密封干净塑料袋中发酵，并标记为辅1。

取另4份白菜直接均匀涂上发酵辅料2：10%(W/W)的番茄酱、10%(W/W)的葡萄糖、20%(W/W)的虾酱、6%(W/W)的食盐、30%(W/W)的淀粉糊，同样条件下置于一次性的密封干净塑料袋中发酵，并标记为辅2。在发酵第1～4周测定辅1和辅2的亚硝酸盐含量、食盐浓度指标、pH值、乳酸菌数量、肠杆菌数量并分别对其进行感官评价。

1.3.2 理化指标的测定

1.3.2.1 泡菜中亚硝酸盐的测定

亚硝酸盐含量根据国家标准GB 5009.33-2016方法进行测定。

1.3.2.2 pH和食盐浓度的测定

从发酵蔬菜中取其发酵液，用pH计测其pH。以铬酸钾为指示液(5%)，采用硝酸银标准液(0.10 mol/L)滴定方法求得食盐浓度。

1.3.2.3 乳酸菌的计数

乳酸菌的计数用MRS培养基。以适宜的稀释度涂布泡菜卤于MRS和加入1.5%的琼脂平板上，在37 ℃培养箱中培养48 h。

1.3.2.4 肠杆菌的计数

肠杆菌的计数用于37 ℃厌氧培养24 h的结晶紫中性红胆盐琼脂(VRBDA)平板。

1.3.2.5 感官评价

对发酵蔬菜样品进行评审，由10人组成评审小组从口感、风味、色泽等方面进行综合打分，计算各项的平均值。感官评分标准见表 1。

表1 感官评分标准

1.3.3 统计分析方法

采用Excel对试验数据进行处理，应 用SPSS 10.0统计软件分析不同辅料对泡菜各个生理生化指标影响之间的差异。差异显著水平用P<0.05表示。

2 结果与分析

2.1 泡菜中亚硝酸盐含量的变化

图1 在发酵过程中添加辅1和辅2发酵甘蓝亚硝酸盐含量变化

由图1可知，用辅1发酵甘蓝的亚硝酸盐第1周最多，为0.108 mg/kg，之后亚硝酸盐的含量逐渐减小，其中第1～2周下降幅度明显。辅2在发酵过程中，在发酵第2周亚硝酸盐含量减少，但随后第3周亚硝酸盐含量上升，达到最大值0.100 mg/kg，之后亚硝酸盐含量明显下降。比较同一发酵时间辅1和辅2的亚硝酸盐含量，发现发酵初期辅1所含的亚硝酸盐大于辅2，而在发酵中期和后期辅1所含的亚硝酸盐含量小于辅2。对两者进行方差分析，辅1和辅2之间在发酵的第1周差异显著(p<0.05)，第2～3周差异极显著(p<0.01)，第4周差异不显著(p>0.05)。辅1和辅2亚硝酸盐含量均符合我国食品卫生标准提出的酱腌菜亚硝酸盐含量小于20 mg/kg的标准。

2.2 泡菜中食盐浓度的变化

图2 在发酵过程中添加辅1和辅2发酵甘蓝食盐浓度的变化

由图2可知，辅1在发酵前期和中期食盐浓度下降，且前期下降速度大于中期，在发酵后期食盐浓度显著上升。辅2在发酵前期食盐浓度无明显变化，中期食盐浓度开始下降，第3周食盐浓度最低，约为30.93 g/kg，发酵后期食盐浓度明显增大。比较同一发酵时间辅1和辅2的食盐浓度，发现在发酵的整个过程中辅2所含的食盐浓度一直小于辅1，且对两者进行方差分析发现两者差异极显著(p<0.01)。发酵蔬菜常采用低盐发酵，在发酵前期和中期食盐浓度处于下降状态，有利于蔬菜发酵的进行。发酵后期盐浓度升高，不利于蔬菜发酵的进行，且为其他菌的繁殖提供了适宜条件。

2.3 泡菜pH值的变化

图3 在发酵过程中添加辅1和辅2发酵甘蓝pH的变化

由图3可知，辅1和辅2在发酵过程中pH逐渐减小，其中辅1的pH在发酵1周后开始下降，发酵第3周有小幅度上升，随后继续下降。辅2的pH在发酵1周后也开始下降，但下降幅度小于辅1，且辅2从第2周开始pH一直小于辅1。对同一发酵时间辅1和辅2的pH进行方差分析，发现辅1和辅2在发酵过程中第1周差异极显著(p<0.01)，第3周pH差异显著(p<0.05)，发酵第2周和第4周差异不显著(p>0.05)。

2.4 泡菜中乳酸菌数的变化

图4 发酵过程中添加辅1和辅2发酵甘蓝乳酸菌数的变化

由图4可知，发酵第1周辅1中的乳酸菌数小于辅2，在发酵1～3周辅1中的乳酸菌数缓慢上升，第3周乳酸菌的对数达到最大值约6.76 log CFU/g，第3～4周辅1的乳酸菌数开始下降；发酵1周后辅2中的乳酸菌数开始大幅度上升，在第3周乳酸菌数最多，其对数达到7.57 log CFU/g，且发酵前3周辅2的乳酸菌数一直大于辅1。第3周乳酸菌数开始下降且下降幅度大于辅1，第4周的乳酸菌数少于辅1。对同一发酵时间辅1和辅2的乳酸菌数进行方差分析，结果显示辅1和辅2除在发酵第1周差异不显著(p>0.05)外，在发酵第2，3，4周差异显著(p<0.05)。

2.5 泡菜中肠杆菌数的变化

图5 发酵过程中添加辅1和辅2发酵甘蓝肠杆菌数的变化

由图5可知，辅1在发酵前期肠杆菌数的对数由0 log CFU/mL增至2.68 log CFU/mL，达到第一个高峰，发酵中期肠杆菌数量下降，在发酵第3周降至1.9 log CFU/mL左右，发酵后期肠杆菌数量显著增加，增至2.8 log CFU/mL；在发酵初期，辅2的肠杆菌数对数由1.93 log CFU/mL缓慢增至2.12 log CFU/mL左右，在发酵中期和后期肠杆菌数无较大变化。对同一发酵时间辅1和辅2的肠杆菌数进行方差分析，发现除发酵第3周两者的肠杆菌数量差异不显著(p>0.05)外，在发酵第1，2，4周均差异极显著(p<0.01)。

2.6 泡菜的感官评价

表2 感官评分表

在发酵第1周，辅1和辅2均风味一般、酸度适中、较脆，辅1味道不如辅2，但两者在第1周差异不显著(p>0.05)；第2周辅1风味一般、酸味较浓、较脆而辅2风味比辅1好，酸度适中、很脆，且两者在第2周差异显著(p<0.05)；第3周辅1风味一般、酸味偏高、较脆，与第2周相比味道较好，辅2在第3周风味较好、酸味较浓、很脆，略好于第2周，在第3周辅2的味道依旧优于辅1，对两者进行方差分析，辅1和辅2在第3周差异显著(p<0.05)；第4周辅1的风味一般、在酸度偏高、较脆，和第3周差不多，在第4周两者差异显著(p<0.05)，辅2的味道不如辅1好。这可能是由于在发酵后期乳酸菌产生的酸过多积累，导致辅2过酸，使得辅2在第4周味道不好。辅2在发酵第2，3周味道较好，适宜食用。

3 讨论

辅料的使用是蔬菜半固态发酵的关键因素，本试验通过对辅1和辅2进行亚硝酸盐含量、食盐浓度指标、pH值、乳酸菌数量、肠杆菌数量及其感官评价的比较分析发现，在发酵过程中，辅1的亚硝酸盐含量低于辅2，但是辅1和辅2均符合食品卫生标准提出的酱腌菜亚硝酸盐含量小于20 mg/kg的标准。在发酵过程中，辅1和辅2都在第3周乳酸菌数的对数达到最大。在发酵的第2～4周辅2的乳酸菌数显著大于辅1，可知辅2的发酵作用更强。辅2的pH在发酵的第1，3周显著低于辅1。辅2的肠杆菌数变化幅度较大，在发酵第2，4周显著大于辅1。在发酵过程中，乳酸菌大量产酸，使得发酵体系的pH值减小，对其他一些菌如肠杆菌等产生了抑制作用[11-13]，在发酵前期和中期乳酸菌成为优势菌种，使得乳酸菌数量剧增[14]。在发酵后期乳酸菌数量减少，并由以上的分析得知发酵后期食盐浓度上升，这可能是其他一些菌增殖，改变了发酵体系的环境，对乳酸菌形成了抑制作用所致。

发酵前期因适宜的pH、良好的营养条件和乳酸菌对肠杆菌无抑制作用，使肠杆菌数量增加，发酵中期乳酸菌大量产酸，pH值下降，发酵体系环境的变化不再适应肠杆菌的生存，使得肠杆菌数迅速下降，而辅1在发酵后期数量又剧增，从上面的乳酸菌数量也减少可推测可能是由于一些菌的增殖所致，这些菌抑制了乳酸菌生长，使乳酸菌数量减少，造成发酵体系中积累的酸减少，从而除了对肠杆菌的抑制作用外，使得肠杆菌数量增加。