气调冷藏对崇左江州酸菜贮藏品质的影响

陈永，莫国欢，邱洁，陈甜甜，李方方，郑欣

1(广西民族师范学院 生物与食品工程学院，广西 崇左，532200)2(崇左市科学技术开发中心，广西 崇左，532200)

江州酸菜是崇左市极具地域特色的一种大肉芥菜发酵制品，同时也是崇左市江州镇保安村的脱贫产业之一，保安村的酸菜腌渍技艺已有上百年的历史，素有“酸菜之乡”的美称，经传统工艺自然发酵而成的江州酸菜品质上乘、酸香味纯、脆嫩可口、生津开胃[1-2]。然而，由于当地温热的气候影响，江州酸菜的货架期非常短暂，且易出现褐变、软化、过度酸化等品质问题[3-4]，从而导致其感官风味的下降和产品货架期的缩短，探索一种有效的酸菜保藏工艺，在充分保证江州酸菜保质期延长的同时，保留其特有的风味和口感，成为江州酸菜生产中亟待解决的一个技术瓶颈。

目前，关于酸菜保藏技术和贮藏品质变化的研究报道较少。夏琪娜等[5]探究了常压热力灭菌对酸菜保藏品质的影响，研究结果表明热力灭菌对酸菜具有良好的杀菌保藏效果，但对于酸菜风味、口感和色泽的破坏也是显而易见的，相较于未灭菌的酸菜，热处理组的酸菜明亮度L*值由(57.85±0.07)显著降低至(51.24±0.51)(P<0.05)；曹秋阁[6]通过筛选焦亚硫酸钠、双乙酸钠、山梨酸钾、苯甲酸钠、脱氢乙酸钠和壳聚糖等防腐剂并运用响应面设计优化抑菌配方，结果表明山梨酸钾0.032%、脱氢乙酸钠0.016%和双乙酸钠0.266%的复配抑菌溶液对酸菜具有广谱抑菌作用，能够有效延长酸菜货架期限；赵敏[4]结合Box-Behnken试验设计优化酸菜的褐变抑制剂配方，试验结果显示复配褐变抑制剂的最佳配方为EDTA-2Na 0.017%，亚硫酸钠0.004，植酸0.017%，异抗坏血酸钠0.08%。

气调包装贮藏技术是依据食品种类的差异，控制或调节包装环境的气体成分和比例，营造一个抑菌防腐的气体环境，防止食品在物理、化学、生物等方面发生质量下降或减缓质量下降速度，从而延长食品货架期，提升食品价值，达到贮藏保鲜的一种方法[7-9]。

本文以崇左江州酸菜为研究对象，通过测定不同比例浓度的N2+CO2气调包装在4 ℃冷藏条件下，90 d贮藏期内的总酸、pH、亚硝酸盐、VC、色差度ΔE和感官特性的变化，来分析比较气调冷藏技术对江州酸菜叶部和梗部保藏特性的影响及其感官品质的变化规律，以期为延长江州酸菜货架期与保持感官品质提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

崇左江州酸菜，由崇左市江盛土特产有限公司提供。

气调保鲜包装盒，规格200 mm×140 mm×35 mm，盒体为聚丙烯(PP)材质，封口膜为聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯(PET/PP)复合材质，双层8丝厚。

HCl、草酸、酚酞、NaOH、NaHCO3、抗坏血酸、NaNO2、95% 乙醇、邻苯二甲酸氢钾、对氨基苯磺酸、冰乙酸、硼酸钠、乙酸锌、亚铁氰化钾、盐酸萘乙二胺、2，6-二氯靛酚均为分析纯(AR)，国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

PA-MT280 气调保鲜包装机，温州铭铁自动化设备有限公司；ADCI系列，全自动色差仪，北京辰泰克仪器技术有限公司；TD1002C数字电子秤，天津天马电子有限公司M；TMS-Pilo质构仪，美国FTC；V-1100D 紫外分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；SHZ-Ⅲ型 循环水真空泵，上海亚荣生化仪器厂；HWS26型 电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；PHS-3C pH计，上海佑科仪器仪表有限公司；SC-96FL低温贮藏柜，中科美菱低温科技股份有限公司；SG-3045 组织捣碎机，常州市国旺仪器制造有限公司；iChrom 5100高效液相色谱仪，大连依利特分析仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品制备

将发酵成熟的酸菜沥干发酵液，分割成酸菜叶部和酸菜梗部两部分。各试验组质量控制在(100±1)g，气调保鲜包装处理，各气调冷藏包装气体成分和比例如表1所示，并以空气作为对照组(CK组)。将气调包装后的试样盒和CK组试样盒，于冷藏库中低温贮藏，贮藏温度(4±0.5)℃，相对湿度85%～90%。于第15、30、45、60、75、90 d分别取样测定江州酸菜叶部和梗部的总酸、pH、亚硝酸盐、VC、色差度ΔE等理化指标并记录感官品质变化。

表1 江州酸菜气调冷藏试验组气体成分与比例Table 1 Gas composition and proportion in the air conditioning and refrigeration test group

1.3.2 理化指标测定

1.3.2.1 pH值测定

采用压榨法，取得试样酸菜梗部和酸菜叶部中的酸菜汁液，并用pHS-3C pH计测定酸菜样品的pH值。试验平行测定3组样品，结果取平均值；

1.3.2.2 总酸含量的测定(以乳酸计)

将酸菜叶部或梗部加入等量煮沸过的蒸馏水研磨成匀浆，稀释后于沸水浴30 min，将酸菜中乳酸溶解，用0.01 mol/L NaOH标准液滴定，用酚酞为指示剂确定滴定终点，具体操作步骤参照GB/T 12456—2008 《食品中总酸的测定》[10]。因酸菜中的有机酸主要为乳酸菌，总酸含量的测定以乳酸计；

1.3.2.3 亚硝酸盐含量的测定

参照GB 5009.33—2016《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐含量的测定》[11]，采用盐酸奈乙二胺法测定酸菜试样的亚硝酸盐的含量，结果以NaNO2计；

1.3.2.4 VC含量的测定

参照GB 5009.86 《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》高效液相色谱法测定[12]。

1.3.2.5 色差度ΔE的测定 样品经组织捣碎机处理后，取适量置于测量皿，控制厚度为(3±0.2)cm，使用ADCI系列全自动色差仪测定样品的色差度ΔE。

1.3.3 感官评价

由食品科学与工程专业中优选10人经感官评价培训后建立感官评价小组，进行感官评定，评价分值去除最高分、最低分后以平均分计，并取整数。江州酸菜感官评价标准如表2所示。

表2 江州酸菜感官评价鉴定标准评定表Table 2 Sensation evaluation criteria for pickled vegetables

1.4 数据处理

采用Origin 9.0软件绘图，DPS v7.05软件进行数据统计分析，数据间的多重比较采用邓肯新复极差法。指标测定均设3次重复，数据均以平均值±SD表示。

2 结果与分析

2.1 酸菜贮藏期间总酸含量变化

有机酸是酸菜呈味的主要风味物质，其中L-乳酸是酸菜中最主要的有机酸[2，13-14]。乳酸、草酸、乙酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸和琥珀酸等不同酸味特征的有机酸共同形成了鲜香鲜郁、酸香味纯的酸菜风味[15-16]。由图1和图2可以看出，随着贮藏时间的延长，酸菜叶部和酸菜梗部总酸含量均呈现先上升后下降的趋势。贮藏0～45 d，各试验组和CK组总酸含量均极显著提高(P<0.01)，其中MAP1组酸菜叶部总酸含量由1.04×10-2g/g升高至1.28×10-2g/g，酸菜梗部总酸含量由1.15×10-2g/g升高至1.46×10-2g/g，而45 d后，酸菜中的总酸含量均显著下降(P<0.05)，原因在于酸菜贮藏初期乳酸菌的产酸活动仍在继续，但冷藏环境下乳酸菌的生长繁殖速度缓慢，因而总酸含量的增长较缓，随着贮藏环境酸度的增加，同时酸菜中营养成分被消耗，微生物代谢产物积累，不仅乳酸菌生长繁殖和生理活动被抑制，且少量腐败菌的生长逐渐消耗环境中的有机酸[17-19]。至90 d后，MAP1组酸菜叶部总酸含量仅为0.74×10-2g/g，酸菜梗部总酸含量为0.98×10-2g/g，相较于其他试验组，MAP1组在贮藏期内的总酸保留量较多。CK组气体成分为空气，贮藏前期有氧环境不利于乳酸菌增长，贮藏后期更利于腐败菌繁殖，因而总酸含量显著低于各试验组(P<0.05)。

图1 气调包装对酸菜叶部总酸含量的影响Fig.1 Effect of modified atmosphere packaging on total acid content in leaves of pickled vegetables

图2 气调包装对酸菜梗部总酸含量的影响Fig.2 Effect of gas tune packaging on total acid content of sauerkraut

2.2 酸菜贮藏期间pH值变化

pH值不仅能影响酸菜中乳酸菌和腐败菌的生理代谢和生长繁殖，同时也能对酸菜中各种成分的物理和化学变化产生影响[20]。由图3和图4可以看出，气调包装试验组和CK组的江州酸菜试样在90 d的贮藏过程中，pH值均呈现整体先下降而后升高的趋势，而CK组pH值均极显著高于各试验组(P<0.01)，原因在于贮藏前期由于氧气的存在不利于乳酸菌的增长和乳酸的积累，pH下降缓慢；贮藏后期有利于腐败菌的滋生和代谢产物积累，pH上升较快，这与总酸含量的趋势变化是一致的。在贮藏45 d内，不同浓度气调包装的酸菜叶部和梗部pH均极显著下降(P<0.01)，主要是由于贮藏前期乳酸菌产酸代谢导致环境中乳酸的积累[5 ]；而贮藏45～90 d内，酸菜叶部和酸菜梗部pH均整体升高，原因在于贮藏后期乳酸菌受到抑制，部分腐败菌的生长不仅消耗环境中的有机酸，且累计了大量代谢产物[21]。4组气调包装中，MAP1组在0～45 d贮藏期内酸菜叶部pH由3.71极显著下降至3.46(P<0.01)，酸菜梗部pH由3.71极显著下降至3.42(P<0.01)；贮藏90 d后，酸菜叶部pH达到3.79，酸菜梗部pH达到3.76，均极显著低于其他试验组和CK组，表明MAP1的气体环境能腐败菌的生长和生理代谢具有明显的抑制作用。

图3 气调包装对酸菜叶部pH值的影响Fig.3 Effect of modified atmosphere packaging on the pH value of the leaves of pickled vegetables

图4 气调包装对酸菜梗部pH值的影响Fig.4 Effect of gas packing on pH of sauerkraut

2.3 酸菜贮藏期间亚硝酸盐含量变化

酸菜中的亚硝酸盐含量是反映其食用安全性非常重要的一个指标[22-23]，国家标准GB 2762—2017规定腌渍蔬菜中的亚硝酸盐最高限量为20 mg/kg[24]。由图5和图6可以看出，在90 d的贮藏期内，酸菜叶部和梗部亚硝酸盐含量呈先上升后下降的趋势，其中MAP1组亚硝酸盐含量均显著低于其他试验组和CK组(P<0.05)，而MAP1组的酸菜叶部亚硝酸盐峰值为1.06 mg/kg，酸菜梗部亚硝酸盐峰值为2.36 mg/kg；90 d后，酸菜叶部亚硝酸盐含量仅为0.25 mg/kg，酸菜梗部亚硝酸盐含量也回落至0.75 mg/kg。试验结果表明MAP1组的气调环境对酸菜亚硝酸盐的增长有更强的抑制作用，原因可能在于MAP1组pH值极显著低于其他试验组(P<0.01)，贮藏环境酸性更强，因此对硝酸还原酶的抑制作用更强，且酸菜不同部位的亚硝酸盐含量是不同的，同样贮藏条件下，酸菜梗部的亚硝酸盐含量显著高于酸菜叶部的亚硝酸盐含量(P<0.05)，原因在于茎叶类蔬菜茎部对基氮的富集作用要大于叶部，酸菜中的硝酸盐主要来自于原料芥菜栽培过程中吸收的氮肥，并在硝酸还原酶的作用下硝酸盐被还原为亚硝酸盐[25-27]。

图5 气调包装对酸菜叶部亚硝酸盐含量的影响Fig.5 Effect of modified atmosphere packaging on nitrite content in leaves of pickled vegetables

图6 气调包装对酸菜梗部亚硝酸盐含量的影响Fig.6 Effect of gas-adjusted packaging on nitrite content in sauerkraut stems

2.4 酸菜贮藏期间VC含量变化

由图7和图8可以看出，酸菜叶部的初始VC含量为2.14 mg/100g，酸菜梗部的初始VC含量为1.87 mg/100g，这是因为原料芥菜的叶部VC含量高于茎部。在90 d的贮藏期内，酸菜叶部和酸菜梗部的VC含量随着贮藏时间的延长而不断减少，贮藏前期酸菜中VC含量的下降较快，贮藏后期VC含量的下降幅度有所减缓，其中MAP1组酸菜叶部的VC含量显著高于其他试验组(P<0.05)，而气调冷藏试验组的酸菜梗部VC含量变化无显著性差异(P>0.05)，酸菜叶部和酸菜梗部的VC含量极显著高于CK组(P<0.01)，原因在于CK组以空气为包装气体，VC极易被氧化[28]，而气调冷藏试验组的气体成分仅由N2和CO2组成，因此气调冷藏试验组VC的保存率高于CK组。

图7 气调包装对酸菜叶部VC含量的影响Fig.7 Effect of modified atmosphere packaging on VC content in leaves of pickled vegetables

图8 气调包装对酸菜梗部VC含量的影响Fig.8 Effect of airdressing packaging on VC content in sauerkraut

2.5 酸菜贮藏期间色差度ΔE变化

酸菜腌渍工艺中的热烫工序能钝化原料芥菜中的酶活性，且酸菜成品低pH环境也可抑制酶的活性，因此酸菜褐变可能与酚类物质氧化聚合和VC氧化等非酶褐变有关，不排除美拉德反应的可能性，而气调冷藏包装的封口膜为PET/PP复合材质，仍具一定的透气率,其氧气透过量为24.5 cm3/(m2·d·0.1 MPa)，因此无法绝对抑制酸菜的褐变反应[29-30]。

由图9和图10可以看出，贮藏期第0天的酸菜色差度为0，随着贮藏时间的延长，酸菜的色差度呈现不断上升的趋势，同期酸菜叶的色差度极显著高于酸菜梗的色差度(P<0.01)，表明贮藏期酸菜叶部的褐变现象比酸菜梗部严重，原因在于原料芥菜叶部的VC和酚类物质的含量要比茎部丰富。试验结果表明气调冷藏试验组中，MAP1组的酸菜叶在90 d贮藏期内色差度由0增长到6.75，酸菜梗的色差度由0增长到4.32，相较于其他试验组和CK组具有更显著的护色效果。

图10 气调包装对酸菜梗部ΔE值的影响Fig.10 Effect of air packing on the ΔE value of sauerkraut

2.6 酸菜贮藏期间感官评价变化

由表3和表4的酸菜叶(梗)部感官评价要素统计结果可知，酸菜叶(梗)部的感官品质随着贮藏时间的延长均呈现不断下降的趋势，且酸菜叶部感官品质的下降趋势要大于酸菜梗部。气调冷藏试验组中，MAP1组酸菜试样在贮藏90 d后，叶部褐变轻微，但无菌斑霉变，滋味、香气均有所淡化，其感官均分为75分，其中滋味评分从28分降至21分，香气评分由23分降至17分；梗部略有绵软，色泽稍暗，但无黏稠流体，其感官均分为78分，其中滋味评分降低至23分，梗部评分下降至18分，而酸菜叶部和梗部质地评分均仅下降3分，表观特征均仅下降2分，原因在于MAP1组的气调环境中，酸菜组织细胞壁的果胶水解趋势减缓，且有害微生物分泌的果胶酶类物质也较少[17,20]。90 d贮藏期后CK组酸菜叶部萎蔫，出现菌斑霉变、酸菜梗部绵软，出现黏稠状液体，感官评分均低于60分，已无食用价值。

表3 酸菜叶部感官评价要素统计结果 单位：分

表4 酸菜梗部感官评价要素统计结果 单位：分

3 结论

本研究考察不同比例浓度的N2+CO2气调包装在4 ℃冷藏条件下对酸菜贮藏品质的影响，通过比较、分析酸菜叶部和酸菜梗部的总酸、pH、亚硝酸盐、VC、色差度ΔE变化，并结合感官评价，结果表明：20%CO2+80N2气调冷藏组能有效抑制江州酸菜总酸的下降、VC的氧化、 pH和色差度ΔE的上升，促进亚硝酸盐的降解和保持酸菜感官品质。本研究结果可为延长江州酸菜的保藏期和保持其感官品质提供理论依据和技术支持，从而推动江州酸菜产业的进一步健康持续发展。