榨菜加工新方法的研究和应用※

张 聪 苏 扬 黄文刚 何稼静

(四川烹饪高等专科学校,四川 成都 610100)

从涪陵榨菜诞生的那一天起,人们就没有停止过对榨菜加工工艺的探索。其中最具里程碑意义的事件是于 1977年开始研制、1978年投入使用的首条榨菜机械加工生产线。榨菜加工工艺的每一次改进,都有现代科学技术作为支撑,超高压技术的应用带来了榨菜的超高压杀菌工艺;微生物技术的发展产生了低盐榨菜的生产工艺。本课题组通过查阅相关文献认为,榨菜加工的新方法主要有榨菜加工低盐化技术、榨菜超高压杀菌技术、榨菜臭氧杀菌技术和微生物技术。

1 榨菜加工低盐化技术

1.1 榨菜低盐化的途径

现代医学研究成果表明,长期食用高钠低钾的食品容易导致高血压,而榨菜在腌制过程中钠的主要来源是食盐,为了减少榨菜中的钠,就必须降低榨菜的含盐量。我们常说的低盐榨菜是指含盐量在5%以下的榨菜。从目前的研究成果来看,榨菜低盐化的途径主要有两条：一是改良腌制方法,主要方法有脱盐[1-3]、混料降盐[3]和低盐腌制[4-5],二是利用微生物的作用来降盐[6]。

从改良腌制方法的角度,脱盐是实现榨菜低盐化的一大途径。沈国华[2]等人采用流水脱盐和静水脱盐的方法,使榨菜的脱盐终点维持在 2%左右,成品的含盐量为 6%±1%。张玉[7]提出在温度 26℃、料水比1：4、时间15 min、规格5 mm×5 mm×5 mm的条件下脱盐,脱盐后榨菜的含盐量为 5.32%。姚成强[8]采用脱盐桶脱盐,确定脱盐时间为 5.0min,用水温度为30℃和用水量为 1.0∶1.5(菜：水),其产品含盐量为5.4%。咸胚脱盐一般采用清水浸漂来使含盐量降低,但此过程容易使后熟过程中产生的大量风味物质进入水中而损失,同时也增加了劳动强度。

混料降盐由钱永忠、王虹[3]于 1990年提出,它是在榨菜中添加肉丝、海带等辅料来达到降低产品含盐量的目的,这种方法既可以达到低盐目的又可以扩充产品种类,在当今榨菜生产中应用比较广泛。

低盐腌制的方法经由上世纪 90年代的试验[2]表明,在后期成熟过程中容易酸败,因此榨菜低盐腌制的方法不再被提及。2000年,王燕[5]等人对低盐腌制的方法进行了改进,使其能够运用于实际生产中,他们采用 60～65℃将青菜头脱水至鲜重的 30%,再采用7.5%的食盐进行低盐腌制后存放后熟,经测榨菜的含盐量为7.5%。

采用微生物技术降低榨菜中的含盐量是近年发展起来的新技术,这种技术的特点是能够大幅度地降低榨菜中的含盐量。采用脱盐的方法,难以将榨菜中的含盐量降低到5%以下,但是采用微生物技术可以将榨菜中的含盐量降至 2%～3%。付晓陆、陈余平、邹礼根[6]采用控制发酵的方法,将由植物乳杆菌、干酪乳杆菌、短乳杆菌按 1∶1∶1混合而成菌种,接种到青菜头中,接种量为 1.5ml/kg,食盐加入量为每 50kg鲜菜头加入 3kg,榨菜含盐量为3%。

1.2 榨菜低盐化技术的原理

利用脱盐法降低榨菜中含盐量的原理主要是：在腌制过程中,榨菜细胞在外界溶液浓度高的条件下,细胞内的水分向细胞外渗透,因失水导致质壁分离而死亡。榨菜细胞死亡后,细胞组织膜的通透性由半透性变为全透性。榨菜中的盐分由高浓度向低浓度扩散,从而导致榨菜含盐量的降低。

对接种了有益微生物的榨菜,可采用食盐以外的方法来取代大部分食盐,从而实现低盐、快速腌制发酵。采用微生物技术降低榨菜中的含盐量的原理是：食盐浓度降低,环境的渗透压也降低,对有害微生物的抑制作用减弱,亚硝酸盐生成量大幅增加,通过促进乳酸菌的生长繁殖,来抑制有害微生物,进而减少亚硝酸盐的生成。乳酸菌生长代谢过程中不分泌硝酸盐还原酶,因而不会使榨菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐,并且乳酸菌可以分泌亚硝酸盐还原酶,能够有效降解亚硝酸盐,使亚硝酸盐的含量大幅降低[6]。

2 榨菜超高压杀菌技术

超高压技术(Ultra High Pressure Processing,UHP)简称高压技术(High Pressure Processing,HPP)或高静水压技术(High Hydrostatic Pressure,HHP),是一种冷杀菌技术,是将包装好的食品放入装有液体介质的高强度容器中,保持 100Mpa～1000Mpa压力一段时间,以达到杀灭食品中微生物,从而达到食品灭菌、保藏和加工目的的一种方法[9]。超高压技术被广泛用于各种食品的加工,例如蛋、鱼、肉、牛奶、豆浆、天然果汁、酱菜、酱油、啤酒等。国内目前对榨菜超高压技术的研究较少,从已有的文献资料看,那宇、苏平、翟金亮[10-11]对榨菜超高压技术进行了较为深入的研究,提出了采用加热和加热协同效应杀菌可以更经济地防止榨菜胖袋。他们采用 3组单因素实验和 1组正交实验,研究了超高压技术处理对软包装榨菜杀菌效果的影响,得到超高压杀菌的最佳工艺为压力300MPa,保压 20min,能有效地防止胖袋。

超高压杀菌技术的基本原理是基于食品中各物质的压缩效果,在高压下生物材料发生了不可逆的变化。食品中的微生物因细胞膜受到破坏、酶的活性被抑制和DNA等遗传物质受损而死亡,从而达到杀灭食品中微生物的目的[9-12]。

榨菜超高压处理与传统的热力杀菌相比,具有一些独特的优点：①不加热。榨菜经加热处理后,脆性减弱,柔软度增加。因此超高压处理榨菜能保持原有的营养价值、色泽和天然风味,不产生异臭或毒性因子。②超高压处理时,压力能瞬时一致向食品中心传递,不像加热处理的榨菜内部会出现温度梯度,杀菌处理的均匀性好。③榨菜超高压杀菌比较彻底,抑制了酶的活性、食品的褐变和微生物的腐败,使榨菜保藏性更好。

3 榨菜臭氧杀菌技术

臭氧(Ozone)又名三分子氧,是由 3个氧原子组成的氧的同位体,具有独特的刺激性气味。臭氧杀菌技术是一种安全无污染的冷杀菌技术。在榨菜的臭氧杀菌方面,刘青梅、杨留名[13]等研究发现采用3.0mg/L的臭氧水对榨菜进行浸泡,能有效杀灭榨菜中的大肠杆菌和金黄色葡萄球菌,同时细菌总数下降98.1%以上。陈建初[14]等指出当臭氧水的浓度为1.1mg/L以上时,菌落总数可降低 90%以上,大肠杆菌基本为零。从以上研究成果可以看出,臭氧水具有良好的杀菌效果。

臭氧杀菌的基本原理[15-16]是：臭氧具有极强的氧化性,其强氧化性对细菌、霉菌、病毒具有强烈的杀灭性。臭氧首先作用于细胞膜,使膜的构成成分受损伤而导致新陈代谢障碍,臭氧继续渗透穿过膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖,改变细胞的通透性导致细胞溶解死亡;同时,臭氧还能使细胞活动所必需的酶失去活性,而影响其正常的生理功能。研究发现,在各种微生物中,对臭氧耐受力的强弱顺序依次是芽孢菌 〉沙门氏菌 〉绿脓杆菌 〉金黄色葡萄球菌 〉霉菌和酵母菌。

与超高压技术相比,榨菜臭氧杀菌具有以下特点：①臭氧杀菌能够最大限度地保留榨菜的营养成分。有研究证实[14],榨菜经臭氧杀菌后,其蛋白质、总酸、总糖的含量几乎没有变化。②臭氧杀菌不改变榨菜的质地和色泽。研究证实[14],榨菜经臭氧杀菌后,其颜色(L值)和硬度 (N值)几乎没有变化。③臭氧杀菌工艺流程简单,易操作。④臭氧杀菌设备体积较小,投资较少。⑤臭氧杀菌的过程无污染物产生。臭氧在氧化的过程中,自己被还原成氧气,对环境不造成污染。臭氧杀菌与超高压杀菌技术的比较见表 1。

表1 臭氧杀菌技术与超高压杀菌技术比较

由表 1可以看出,超高压杀菌和臭氧杀菌在杀菌效果和杀菌时间上都很相似,但臭氧杀菌的成本较低,因此课题组建议采用臭氧杀菌的方法对榨菜进行杀菌。

4 微生物技术在榨菜生产中的应用

微生物技术是近年来榨菜加工过程中发展起来的新技术。微生物技术在榨菜生产中的应用主要有两个方面：一是降低榨菜的含盐量。对榨菜进行微生物接种,使其分解由于低盐而产生的亚硝酸盐,从而降低榨菜的含盐量。二是在腌制发酵中的应用。

4.1 微生物在降低榨菜含盐量中的应用

利用微生物降低榨菜含盐量的原理在前面已经介绍过了。现在主要是使用乳酸菌与其他菌种组成的复合菌来降低榨菜含盐量。以 1%超低盐快速发酵[17]为例,复合菌培养基中除添加食盐外,还添加了适量的葡萄糖、蔗糖和乙醇。葡萄糖的渗透压是蔗糖的两倍,乙醇的渗透压大于食盐,这样就弥补了食盐减少造成的渗透压降低,又为微生物提供了碳源,同时改变了榨菜的风味。

4.2 微生物在榨菜腌制发酵中的应用

微生物在榨菜腌制发酵中的应用主要是利用微生物来改进榨菜的发酵腌制工艺。在榨菜腌制发酵过程中最常用的一类微生物就是乳酸菌。乳酸菌是指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称。利用乳酸菌进行乳酸发酵加工蔬菜被认为是一种冷加工方式,榨菜经乳酸菌作用后产生乳酸,降低 pH值,抑制腐败性微生物,从而改善制品的生产性能和提高产品的贮藏稳定性。

曾凡坤、罗晓妙[18]尝试借鉴酸泡菜的人工控制发酵在榨菜的自然发酵基础上接种微生物纯种,确定最优的发酵剂组合为：肠膜明串珠菌 2%、短乳杆菌1%、植物乳杆菌 1%以及 1%的酿酒酵母 1398。在综合考虑不同的接种量和温度条件下的氨基酸态氮含量和酸度的变化以及感官质量变化的基础上,确定2%的发酵剂接种量、10℃左右的室温条件可使榨菜在 30d达到较好的成熟效果。采用这种方法,可以缩短榨菜加工的时间。吴祖芳、刘璞、翁佩芳的试验[19]也得到了较为相似的结果。他们采用配比为 1∶1的乳酸菌明串珠菌 Lact2、乳杆菌 Lact8组成的混合菌株,接种量为 2%,在盐水浓度 8%,发酵温度 25℃,发酵时间 15d左右的条件下,风味、质地等指标优于自然发酵产品。

5 展望

随着各种新的加工方法在榨菜中的应用,榨菜的加工方法由原来“三腌两洗一入坛”的传统手工加工方法转变为适应工业化生产的加工方法。当今一些新的加工技术,如食品微胶囊技术、分子蒸馏技术、超临界萃取技术在食品生产领域越来越广泛地应用,如何将一些新技术、新方法运用到榨菜加工中,会成为一个新的研究课题。

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[2]沈国华,周国治,林孟勇.榨菜的低盐化技术[J].食品科学,1992(9)：37-41.

[3]钱永忠,王虹.低盐多品味方便榨菜的工艺研究[J].四川食品工业科技,1990(2)：13-17.

[4]宣志良,顾复昌.低盐方便榨菜腌制原理与工艺[J].上海调味品,1992(1)：10-11,31.

[5]王燕,吴卫国,曹晖.低盐榨菜腌制前后物质消长变化规律的研究[J].食品工业科技,2000(3)：26-28.

[6]付晓陆,陈余平,邹礼根.利用复合菌降低榨菜中的亚硝酸盐和食盐含量的初步研究[J].中国酿造,2009(4)：127-128.

[7]张玉.榨菜脱盐工艺条件的研究[J].四川食品与发酵,2008(5)：39-41.

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[18]曾凡坤,罗晓妙.榨菜发酵腌制工艺改进研究[J].食品科学,2009(4)：114-117.

[19]吴祖芳,刘璞,翁佩芳.传统榨菜腌制加工应用乳酸菌技术的研究.食品工业科技,2008(2)：101-103.