不同低温低盐发酵大头菜的理化指标对比分析

赵志平，陈泓帆，杜佳慧，许馨宁，叶子熠，罗淮良，王卫*

(1.成都大学肉类加工四川省重点实验室，成都 610106；2.自贡市泰福农副产品加工厂，四川 自贡 643101)

大头菜是十字花科植物，又称为芥菜疙瘩、辣疙瘩和诸葛菜，质地紧密，富含纤维、维生素、微量元素、糖类和蛋白质等[1-2]。大头菜系根菜类，因其具有浓烈的芥辣味和一定的苦味，不宜生吃，发酵后方可食用[3]。

传统大头菜腌制一般包括大头菜挑选、清洗、切分、自然风干、盐渍、清洗压榨、密封发酵等工序，持续发酵2～3个月[4]。通过微生物的发酵作用、蛋白质的分解、高浓度食盐渗透压等过程最终达到发酵成熟，原有的芥辣味消失，同时赋予大头菜独特的风味和口感，深受人们的喜爱[5]。食盐用量与大头菜的滋味、质构、挥发性成分、颜色、脆度、有害微生物控制等密切相关[6-7]。然而，传统腌制的大头菜的食盐用量非常高，后期脱盐仍需要大量的水，不仅增加了生产成本，而且造成了一定程度的环境污染。此外，随着人们生活水平的不断提高，对健康食品的要求也越来越高，低盐发酵食品愈发受到人们的青睐，开发低盐发酵食品是目前国内外发酵食品的研究热点[8]。

近年来，中国学者在低盐泡菜方面做了大量的研究工作[9-11]，为低盐泡菜产品的开发奠定了较好的理论基础。目前，关于低温低盐发酵大头菜的报道较少。本研究比较分析了不同低温低盐发酵大头菜的理化指标，为低温低盐发酵大头菜生产工艺的改进提供了一定的理论支持。

1 材料与方法

1.1 材料

大头菜：自贡市农副产品加工厂。

1.2 主要仪器

YP302N型电子天平 上海菁海仪器有限公司；PHS-3C-01型pH计 上海三信仪表厂；水浴恒温振荡器 金坛市金南仪器制造有限公司；ZFD-A5140全自动恒温鼓风干燥箱 上海智城分析仪器制造有限公司；HC-2518台式高速离心机 湘仪设备有限公司分析仪器(集团)；UV-1801紫外可见光分光光度计 北京北分瑞利有限责任公司；EPED-E2-10TJ超纯水机 四川优普超纯科技有限公司；AC-A 305型色差仪 柯尼卡美能达(中国)投资有限公司；HD-5型水分活度测量仪 无锡市华科仪器仪表有限公司；756PC型生化培养箱 天津市泰斯特仪器有限公司；DHP-9160B通用型超净工作台 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；KDN-102C凯氏定氮仪 上海纤检仪器有限公司。

1.3 低温低盐发酵大头菜的生产工艺

大头菜的采摘与清洗→风干→切分→温水清洗与浸泡杀菌→搅拌机中加盐慢速搅拌后用坛子腌制→取出大头菜加糖和盐再次腌制→移入冷库进行低温发酵。

一步法发酵大头菜：移入冷库低温发酵前未添加糖和盐。

两步法发酵大头菜：移入冷库低温发酵前添加糖和盐。

1.4 分析方法

亚硝酸盐残留：采用GB 5009.33-2016《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中的分光光度法(盐酸萘乙二胺法)。

还原糖：采用GB 5009.7-2016《食品中还原糖的测定》中的直接滴定法。

蛋白质：采用GB 5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法。

氨基酸态氮：采用GB 5009.235-2016《食品中氨基酸态氮的测定》中的酸度计法(甲醛值法)。

总酸：采用GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》。

水分活度：采用水分活度仪测定。

色度：采用色度仪测定。

2 结果与分析

2.1 亚硝酸盐残留对比分析

一步法和两步法低温低盐发酵大头菜的亚硝酸残留存在显著性差异，见图1。

图1 一步法和两步法低温低盐发酵大头菜亚硝酸盐残留对比(P<0.01)Fig.1 Comparative analysis of nitrite residual content in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P<0.01)注:“**”表示极显著性差异(P<0.01)。

由图1可知，一步法和两步法发酵大头菜亚硝酸盐的残留均远远低于发酵蔬菜的亚硝酸盐残留国家标准，并且两步法发酵的大头菜亚硝酸盐残留(1.665 mg/kg)明显低于一步法发酵的大头菜亚硝酸盐残留(1.750 mg/kg)(P≤0.01)。低温低盐发酵大头菜与传统腌制大头菜相比，亚硝酸盐残留都在较低范围[12-14]。

2.2 水分含量与水分活度对比分析

图2 一步法和两步法低温低盐发酵大头菜水分含量(A)与水分活度(B)对比分析(P≤0.05)Fig.2 Comparative analysis of water content (A)and water activity (B)in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.05)注:“**”表示极显著性差异(P≤0.01),“*”表示显著性差异(P≤0.05)。

两种工艺下的大头菜均较好地保持固有的水分，见图2中A。两步法低温低盐发酵大头菜的水分含量显著低于一步法生产的大头菜(P≤0.01)，这与两步法中添加少量的食盐有关。食品中水分活度与微生物生长繁殖密切相关，是重要的栅栏因子。一步法和两步法低温低盐发酵大头菜的水分活度分别是0.935和0.923，并且两步法发酵大头菜的水分活度显著低于一步法发酵大头菜的水分活度(P≤0.05)，与水分含量的变化相吻合，见图2中B。与传统腌制大头菜相比，低温低盐发酵大头菜的水分活度较高[15]。这可能与低温低盐发酵大头菜的工艺有直接关系，同时由于低温栅栏因子，可有效缓解高水分活度带来的微生物污染的风险。

2.3 蛋白质含量分析

低温低盐发酵大头菜蛋白质含量对比见图3。

图3 一步法和两步法低温低盐发酵大头菜蛋白质含量对比分析Fig.3 Comparative analysis of protein content in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由图3可知，两步法低温低盐发酵大头菜的蛋白质含量(1.467%)低于一步法低温低盐发酵大头菜的蛋白质含量(1.699%)，但没有显著性差异(P>0.05)。与传统腌制大头菜相比，低温低盐发酵大头菜的蛋白质含量较低。低温低盐发酵大头菜的食盐使用量较低，低盐的环境可能增加了大头菜蛋白质的分解[16]。

2.4 氨基酸态氮对比分析

一步法和两步法低温低盐发酵大头菜的氨基酸态氮含量分别是0.108%和0.105%，见图4。

图4 一步法和两步法低温低盐发酵大头菜氨基酸态氮含量对比分析Fig.4 Comparative analysis of amino nitrogen in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由图4可知，两种工艺生产的大头菜氨基酸态氮含量没有显著性差异(P>0.05)。氨基酸态氮含量与蛋白质分解程度有关，这与低温低盐发酵大头菜蛋白质含量没有显著性差异一致。与传统高盐腌制大头菜相比，低温低盐发酵大头菜的氨基酸态氮含量没有显著变化[17]。

2.5 总酸和还原糖含量对比分析

一步法和两步法低温低盐发酵大头菜的酸度分别为0.008%和0.007%，并且两步法发酵大头菜的酸度显著低于一步法发酵大头菜的酸度(P≤0.01)，见图5。

图5 一步法和两步法低温低盐发酵大头菜酸度对比分析(P≤0.01)Fig.5 Comparative analysis of acidity in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.01)注：“**”表示极显著性差异(P≤0.01)。

由图5可知，大头菜的酸度与乳酸菌的发酵密切相关，从酸度对比分析可推测一步法发酵大头菜中乳酸菌代谢程度可能更大。此外，大头菜的酸度还可能与产地和腌制工艺有密切关系。一步法和两步法低温低盐发酵大头菜的还原糖含量分别为2.680%和1.497%，且两步法发酵腌制大头菜的还原糖含量显著低于低温腌制大头菜的还原糖含量(P≤0.01)，见图6。

图6 一步法和两步法低温低盐发酵大头菜还原糖含量对比分析(P≤0.01)Fig.6 Comparative analysis of reducing sugar in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods (P≤0.01)注：“**”表示极显著性差异(P≤0.01)。

大头菜在发酵过程中，微生物既可以将蔗糖和多糖转化为还原糖，也可以通过无氧酵解代谢利用还原糖产酸[18]。由图6可知，还原糖含量的高低与酸度高低不一致，说明还原糖含量除与微生物的发酵代谢产酸存在关联，也可能与产地和生产工艺存在很大关系。

2.6 色度对比分析

与传统腌制大头菜相比，低温低盐发酵大头菜较好地保持了大头菜固有的色泽。一步法和两步法低温低盐发酵大头菜的L*、a*和b*值见图7。

图7 一步法和两步法低温低盐发酵腌制大头菜色度对比分析Fig.7 Comparative analysis of chroma in low-temperature and low-salt fermented mustard roots by one-step and two-step methods

由图7可知，一步法和两步法大头菜内部的L*值分别为80.663和70.893，表面L*值分别为57.900和53.890，t检验分析内部L*和表面L*均不存在显著性差异(P>0.05)，但同一产品的内部和表面L*存在显著性差异(P≤0.05)。一步法和两步法大头菜内部的a*分别为3.960和5.263，表面a*值分别为8.540和11.275，t检验分析内部a*值和表面a*值均不存在显著性差异(P>0.05)，但同一产品的内部和表面a*存在显著性差异(P≤0.01)。一步法和两步法发酵大头菜内部的b*值分别为24.940和27.397，表面b*分别为33.117和33.513，t检验分析内部b*值和表面b*值均不存在显著性差异(P>0.05)，但同一产品的内部和表面b*值存在显著性差异(P≤0.05)。

3 结论

本研究对比分析了一步法和两步法低温低盐发酵大头菜的理化指标，两种工艺大头菜的蛋白质含量、氨基酸态氮、色度均无显著性差异。一步法低温低盐发酵大头菜的亚硝酸盐残留、水分含量、水分活度、酸度和还原糖显著高于两步法低温低盐发酵大头菜的含量。本研究为低温低盐大头菜发酵工艺的优化提供了一定的理论支持。