泡菜微生物与风味品质研究进展

黄道梅，李咏富，孟繁博，郑秀艳，陈曦，李国林，林茂＊，胡露

（1.贵州省现代农业发展研究所，贵阳 550006；2.四川农业大学食品学院，四川雅安 625014）

泡菜微生物与风味品质研究进展

黄道梅1，李咏富1，孟繁博1，郑秀艳1，陈曦1，李国林1，林茂1＊，胡露2

（1.贵州省现代农业发展研究所，贵阳 550006；2.四川农业大学食品学院，四川雅安 625014）

泡菜风味独特，营养丰富，解腻开胃，深受大众喜爱。文章主要论述了近年来国内外对泡菜微生物与风味品质的研究进展，并分析了国内泡菜行业的发展现状。

泡菜；微生物；风味品质

泡菜作为我国发酵食品中的重要成员，以其独特的风味享誉全球［1］。泡菜是将新鲜蔬菜利用中低浓度食盐水进行泡渍腌制，通过前期微生物（乳酸菌为主）发酵、后期调味加工制成的产品。泡菜中富含以乳酸菌为主的益生菌群，不仅风味独特、营养丰富，又能起到助消化、解腻开胃、抗氧化、预防肿瘤、降低胆固醇等效果，甚至具有抗菌、净肠、抗衰老、抗癌等保健功效［2，3］。

如今以四川泡菜为典型代表的中国泡菜成为世界公认的健康绿色食品，与日、韩泡菜齐名于世。然而目前四川泡菜加工工艺技术仍然比较落后，生产发酵周期较长，质量安全不稳定，高品质的传统四川泡菜产量很小，主要外销出口。这主要归因于泡菜基础研究的薄弱，对四川泡菜发酵中的微生物菌相、品质形成机理与调控、品质保持、功能因子、风味物质构成等知之较少，一定程度上限制了泡菜产业层次的提升。随着泡菜行业的快速发展，为了适应市场的发展趋势和满足市场的大量需求，以大型盐渍池为主要发酵容器，蔬菜高盐度盐渍自然发酵生产方式将逐渐被蔬菜较低盐度的人工接种乳酸菌强化发酵生产方式取代，这已成为绝大多数泡菜企业的发展趋势。

1 泡菜产业的生产概况

泡菜的制作源于我国，自明朝从我国引入欧洲后，逐渐受到全世界人民的青睐。

1.1 国外泡菜产业概况

国外的泡菜产品中知名度较高的当属韩国泡菜和日本泡菜。

韩国泡菜的精华在于各类腌制调料十分丰富，配比恰当，从而生成其特有的风味。目前，韩国泡菜销售额已达数十亿美元，韩国泡菜生产企业已有百余家，其中很多大型企业采用了HACCP、GMP管理体系，通过了ISO9000认证，达到较高的现代化水平。据报道，2010年全韩约有690多家泡菜厂，其中20亿韩币以上的有59家。韩国泡菜现正处于工业化成熟期，在国际市场上占有一席之地，产品出口到上百个国家，每年销售额达24亿美元以上，而出口额仍在快速增长［4］。2013年12月，韩国“越冬泡菜文化”正式加入世界非物质文化遗产名录［5］。

日本泡菜起源于我国，后加以改进形成了独特的日式泡菜。日本泡菜的独特之处在于不经过乳酸菌的发酵作用，而是直接使用一些色素、调味品等添加剂泡制的低酸低盐蔬菜制品。日本泡菜在国际市场竞争中遥遥领先，如今在日本国内日式辣白菜的产量和销量均很高［6］。

1.2 国内泡菜产业概况

近20年来，我国的泡菜产业发展迅速，泡菜生产企业的数量剧增，泡菜产量也节节攀升，同时，泡菜产品的质量也有了较大改善。而享有“泡菜之乡”的四川，更是将泡菜作为农村支柱产业和特色优势产业加以重点扶持和培育，使得四川泡菜产业得到了长足的发展，涌现出了如“李记”、“吉香居”、“川南”等许多全国知名的泡菜企业［7，8］。2009年7月，中国泡菜国际论坛在泡菜城眉山市隆重举行，大会围绕 “四川泡菜与健康”的主题，就泡菜发展趋势、营养与健康、四川泡菜国际化发展方向等内容展开了研讨。2011年3月，全国人民代表大会指定 “四川东坡泡菜”精品为“两会”餐桌菜品。2013年10月，四川东坡中国泡菜产业研究院成立，该研究院紧密结合产、学、研，协同攻克阻碍泡菜产业发展的瓶颈，推动中国泡菜产业又好又快发展。

四川泡菜产量和销量一直在全国遥遥领先，而且随着生活水平的提高，泡菜产品正朝着多元化、营养化发展。

虽然目前我国泡菜产业经过20多年的发展已经初具规模，并取得了较大的成就，但是由于我国泡菜行业的基础相对比较薄弱，所以与日韩相比，仍然存在着很大的差距［9］。国内仅有少数知名企业具备工业化生产能力，大部分企业沿用传统发酵泡菜生产工艺，因条件简陋、制作工艺粗糙、缺乏深加工、监管不严等导致泡菜产品极易出现腐败现象，如产膜、生花、软化等，从而造成产品质量达不到市场需求。并且随着泡菜产业的蓬勃发展，伴随而来的环境污染问题也不断加剧，尤其是泡菜加工过程中排放的大量高盐废水引起的水体污染问题逐渐引起了有关部门的高度重视［10］。

2 泡菜微生物与风味品质研究进展

2.1 泡菜微生物研究概况

随着泡菜产业发展日新月异，有关泡菜发酵过程中微生物的研究也逐渐广泛和深入，目前，关于泡菜微生物的研究主要集中于泡菜功能菌的筛选及其应用和发酵过程中菌相变化分析两个方面。

对泡菜发酵过程中菌相变化进行解析研究，为泡菜工业化生产过程中的质量控制和品质提升提供数据参考和技术支撑，也是实现泡菜产业安全、健康、可持续发展的重要战略手段。国外学者率先对此展开了大量的研究，见表1。

表1 国外泡菜微生物菌相研究情况Table 1Study on the microflora of pickles at abroad

近几年来，为了满足我国泡菜行业的发展需求，国内众多研究者也开始对泡菜菌相变化进行研究，为我国泡菜产业持续有效发展提供理论基础。国内泡菜微生物菌相研究情况，见表2。

表2 国内泡菜微生物菌相研究情况Table 2Study on the microflora of pickles at home

2.2 泡菜功能菌的筛选及其应用

随着科学技术的发展，国内外研究学者对泡菜菌种筛选和接种发酵技术做了大量的研究工作，并取得了较大的成果。

将泡菜的发酵模式由自然发酵的传统方式转变为强化接种发酵的现代化方式并达到快速、稳定、安全、优质的目的的关键在于菌种。筛选出来的菌种一般具有易保存、易生长、产酸产香、稳定不易突变、亚硝酸盐降解能力强、不产生有害物质等优点。近年来，乳酸菌种的一些特殊功能也陆续被研究应用，如对产胞外多糖乳酸菌［24］、产细菌素乳酸菌［25］、产γ-氨基丁酸乳酸菌［26，27］、具抗氧化能力乳酸菌［28］、降胆固醇乳酸菌［29］等菌种的筛选及应用研究。

泡菜制作的关键在于以乳酸菌、酵母菌为主的微生物发酵，接种发酵的目的在于将筛选出来的优良菌株人工接种于蔬菜中来强化发酵，弥补自然发酵的不足。近几十年来，国内外众多学者先后将功能菌应用于泡菜发酵中。Caldwell Biofermentation Canadainc公司在蔬菜发酵领域遥遥领先，并于1998年获得了人工接种发酵专利技术［30］。Gardner等［31］将植物乳杆菌、乳酸片球菌和肠膜明串珠菌冻干后混合用于蔬菜的复配发酵。Yan P M等［32］从泡菜中分离出戊糖乳杆菌、植物乳杆菌、肠膜明串珠菌、短乳杆菌和发酵乳杆菌，且对亚硝酸盐都有较高降解能力。我国虽然在这方面起步较晚，但也取得了不少的成功经验和成果。近年顾振宇、杨晓晖、尹利端、李文斌、吴蕊等分别从不同泡菜中分离鉴定出性能各异的乳酸菌发酵菌株。陆步诗、孙桂丹、蒋丽、周相玲、张晓等分别将单一菌种或者混合菌种应用于泡菜，并对比自然发酵进行了一定的探索。研究结果一致认为，接种发酵在缩短发酵周期的基础上，对泡菜的感官品质有改善、优化作用，同时还能抑制杂菌生长，延长贮藏时间。

目前，韩国采用人工接种多菌协同发酵蔬菜的现代化技术已经在工业上实现了大规模推广，处于世界领先地位。而我国与之相比仍存在较大差距。

2.3 泡菜风味物质研究概况

人们对泡菜品质的研究除了发酵过程及成品中理化指标、微生物指标外，泡菜的风味也是影响其品质的重要因素之一。泡菜风味品质指标主要包括有机酸、游离氨基酸、挥发性风味物质等。风味物质的研究作为感官指标量化的基础，与产品及生产过程的标准化都息息相关。为了泡菜行业更好地发展，改进泡菜的加工工艺，使其更加营养、健康，对其风味成分的分析研究变得格外重要［33］。

2.4 泡菜风味品质研究概况

泡菜的发酵过程复杂，泡菜风味物质种类繁多，使得研究具有较大难度，尽管如此，近年来，国内外学者也取得了一定的成果，见表3和表4。

表3 国外泡菜风味品质研究情况Table 3Study on the flavor quality of pickles at abroad

表4 国内泡菜风味品质研究情况Table 4Study on the flavor quality of pickles at home

续 表

2.5 泡菜微生物与风味品质相关性分析

泡菜的发酵是由微生物引起的，微生物的种类及数量对泡菜风味品质有至关重要的影响。乳酸菌发酵会产生乳酸、乙醇、琥珀酸、乙烯、丁二醇等风味物质。酵母菌发酵可以生成乙醇，乙醇还能与有机酸结合生成酯类，增加泡菜香气。另外，少数醋酸菌在泡菜发酵后期也起了一定的作用。

蔬菜中所含蛋白质通过微生物和酶作用会生成氨基酸，这也是泡菜独特风味来源之一。由于泡菜风味形成机制复杂多变，有关泡菜微生物与风味品质之间的关联性至今仍不清晰，众多学者仅对泡菜微生物或风味品质单独做了较为深入的研究，但至今有关泡菜微生物和风味品质之间的相关性研究少见报道。

3 泡菜产业与研究存在的关键性问题

泡菜工业作为我国蔬菜加工的一大产业，绝大多数泡菜是通过将新鲜蔬菜进行盐渍，待盐渍发酵成熟，将盐渍蔬菜进行整形、脱盐、调味、灌装、灭菌等工艺加工而制成。盐渍蔬菜作为泡菜的第一道关键工序，对泡菜风味品质的形成尤为重要。盐渍发酵过程中，多种微生物生长繁殖形成一个较为复杂的生态环境，又伴随着复杂的生物化学变化和物理变化，同时，由于蔬菜季节性较强，集中在冬季收获，绝大多数泡菜企业为了满足市场的大量需求，不得不加大食盐浓度（通常采用15%左右食盐浓度）来达到延长盐渍蔬菜贮藏期的目的。由此在工业化实际生产中出现了一系列难以解决的问题，从而限制了泡菜行业的可持续发展［44］。

目前，泡菜产业与研究主要存在的问题及其对策如下：优良菌种的筛选需改善。现在国内外学者对菌种的筛选多集中在产酸、降亚硝酸盐、抗氧化等某个单一特性方面，菌种的优良综合生产性能并未得到重视，与工业化盐渍蔬菜的高盐、低温等复杂环境有所差异，从而导致人工接种难以在工业中规模化应用。纯种发酵需向多菌协同发酵转变。纯种发酵虽然能够大大地缩短泡菜时间，降低亚硝酸盐含量，但研究表明纯种发酵泡菜在风味上并未得到明显提高，有关多菌协同发酵泡菜的研究相对较少且不够深入，因此，探索多菌协同发酵对泡菜品质的影响对泡菜行业的进一步发展具有重要意义。直投式菌剂的高成本制约了它在泡菜工业化生产中的应用。直投式乳酸菌菌剂虽然避免了传统发酵剂在使用过程中菌种活化、扩大培养、易染杂菌等问题，但因其制备条件严格、过程繁琐、成本较高，一般需要专业的生产厂家进行生产，而泡菜的市场价格相对偏低，使得泡菜企业应用直投式乳酸菌菌剂的成本偏高，造成在泡菜企业生产中的推广应用不多，阻碍了目前泡菜行业的进一步发展。因此，寻求一种简易可行、经济实惠的发酵剂制备方法，对于人工接种乳酸菌工业化盐渍蔬菜生产的转型发展能够起到一定的引导和促进作用。高盐废水引起的环境问题亟待改善。由于蔬菜盐渍采用的盐度通常为12%～15%，盐渍成熟后又需脱盐至3%～5%才能进行后续加工，在此脱盐过程中导致高盐废水的产生，从而致使水体恶化。随着泡菜行业的快速发展，目前泡菜生产带来的高盐废水排放问题已不能满足日益被重视的环境保护要求，为了满足行业可持续发展要求和市场需求，低盐化将逐渐成为绝大多数泡菜企业的发展趋势。因此需在保证盐渍蔬菜贮藏期的前提下研究解决有效降低食盐用量的问题［45］。

［1］陈功.试论中国泡菜历史与发展［J］.食品与发酵科技，2010，46（3）：1-5.

［2］Choi W Y，Park K Y.Anticancer effects of organic Chinese cabbage kimchi［J］.Journal of Food Science and Nutrition，1999，4（2）：113-116.

［3］Jung K O，Park K Y，Bullerman L B.Anticancer effects of leek kimchi on human cancer cells［J］.Journal of Food Science and Nutrition，2002，7（3）：250-254.

［4］张鹏.四川泡菜中酵母菌的分离筛选及应用研究［D］.哈尔滨：东北农业大学，2007.

［5］李娜.浅谈韩国品牌文化——以“泡菜”为中心［J］.青年文学家，2014（27）：176-177.

［6］卢沿钢，董全.中、日、韩三国泡菜加工工艺的对比［J］.食品与发酵科技，2011，47（4）：5-9.

［7］关倩倩.我国传统发酵泡菜菌系结构及其消长规律研究［D］.南昌：南昌大学，2012.

［8］卢沿钢.胭脂萝卜纯种发酵泡菜及其保藏方式的研究［D］.重庆：西南大学，2013.

［9］熊涛.直投式发酵泡菜益生乳酸菌的选育与菌剂制备及其益生特性研究［D］.南昌：南昌大学，2012.

［10］李燕群，冉丹，杨坪，等.关于四川泡菜行业废水排放的几点思考［J］.环境科学与管理，2012，37（2）：19-21.

［11］Pederson C S，Albury M N.The effect of pure culture inoculation on fermentation of cucumbers［J］.Food Technology，1961，15（2）：351.

［12］Tamang J P，Sarkar P K.Microbiology of mesu，a traditional fermented bamboo shoot product［J］.International Journal of Food Microbiology，1996，29（1）：49-58.

［13］Eom H J，Seo D M，Han N S.Selection of psychrotrophicLeuconostocspp.producing highly active dextransucrase from lactate fermented vegetables［J］.International Journal of Food Microbiology，2007，117（1）：61-67.

［14］Harut E S，Ueno S.Succession of bacterial and fungal communities during a traditional pot fermentation of rice vinegar assessed by PCR-mediated denaturing gradient gel eletrophoresis［J］.International Journal of Food Microbiology，2006，109（7）：79-87.

［15］Hong Y，Yang H S，Li J，et al.Identification of lactic acid bacteria in salted Chinese cabbage by SDS-PAGE and PCR-DGGE［J］.Journal of the Science of Food and Agriculture，2014，94（2）：296-300.

［16］王柱，张晓娟，周光燕，等.四川地区发酵制泡菜乳酸菌菌种资源的收集与标准化整理［J］.四川食品与发酵，2008，44（3）：5-8.

［17］巨晓英，韩烨，周志江.自然发酵泡菜中乳酸菌的分离鉴定［J］.食品与机械，2008，24（5）：29-31.

［18］付琳琳，曹郁生，李海星，等.应用PCR-DGGE技术分析泡菜中乳酸菌的多样性［J］.食品与发酵工业，2005，31（12）：103-105.

［19］梁新乐，朱扬玲，蒋予箭，等.PCR-DGGE法研究泡菜中微生物群落结构的多样性［J］.中国食品学报，2008（3）：133-137.

［20］李正国，付晓红，邓伟，等.传统分离培养结合DGGE法检测榨菜腌制过程的细菌多样性［J］.微生物学通报，2009，36（3）：371-376.

［21］代道芳.基于宏基因组学技术的传统发酵泡菜中乳酸菌多样性研究［D］.南宁：广西大学，2011.

［22］Xiong T，Guan Q，Song S，et al.Dynamic changes of lactic acid bacteria flora during Chinese sauerkraut fermentation［J］.Food Control，2012，26（1）：178-181.

［23］张先琴，张小平，敖晓琳，等.PCR-DGGE分析四川地区家庭制作泡菜中微生物多样性［J］.食品科学，2013，34（12）：129-134.

［24］田丰伟，丁虎生，丁纳，等.产胞外多糖的乳酸菌的简便筛选与鉴定［J］.食品与发酵工业，2008，34（3）：15-19.

［25］张艾青，刘书亮，詹莉，等.产广谱细菌素乳酸菌的筛选［J］.中国酿造，2007，167（2）：45-48.

［26］Kim M J，Kim K S.Isolation and identification ofγ-aminobutyric acid（GABA）-producing lactic acid bacteria from kimchi［J］.Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry，2012，55（6）：777-785.

［27］Cho Y R，Chang J Y，Chang H C.Production of gammaaminobutyric acid（GABA）byLactobacillusbuchneriisolated from kimchi and its neuroprotective effect on neuronal cells［J］.Journal of Microbiology and Biotechnology，2007，17（1）：104-109.

［28］张江巍，曹郁生，李海星，等.乳酸菌抗氧化活性及检测方法［J］.中国乳品工业，2005，33（9）：53-56.

［29］赖文，刘书亮，张倩颖，等.降胆固醇乳酸菌鉴定及其在体外模拟胃肠环境中抗性研究［J］.中国酿造，2011（3）：32.

［30］张冬梅.接种发酵萝卜及挥发性风味物质的研究［D］.武汉：华中农业大学，2009.

［31］Gardner N J，Savard T，Obermeier P，et al.Selection and characterization of mixed starter cultures for lactic acid fermentation of carrot，cabbage，beet and onion vegetable mixtures［J］.International Journal of Food Microbiology，2001，64（3）：261-275.

［32］Yan P M，Xue W T，Tan S S，et al.Effect of inoculating lactic acid bacteria starter cultures on the nitrite concentration of fermenting Chinese paocai［J］.Food Control，2008，19（1）：50-55.

［33］王晓飞.纯种发酵泡菜及其风味物质的研究［D］.南京：南京工业大学，2005.

［34］Hawer W D，Ha J H，Seog H M，et al.Changes in the taste and flavor compounds of kimchi during fermentation［J］.Korean Journal of Food Science and Technology，1988，20：511-517.

［35］Cha Y J，Kim H，Cadwallader K R.Aroma-active compounds in kimchi during fermentation［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，1998，46（5）：1944-1953.

［36］Fu S G，Yoon Y，Bazemore R.Aroma-active components in fermented bamboo shoots［J］.Journal of Agricultural and Food Chemistry，2002，50（3）：549-554.

［37］Kang J H，Lee J H，Min S，et al.Changes of volatile compounds，lactic acid bacteria，pH，and headspace gases in kimchi，a traditional Korean fermented vegetable product［J］.Journal of Food Science，2003，68（3）：849-854.

［38］Sagdic O，özcan M.Antibacterial activity of Turkish spice hydrosols［J］.Food Control，2003，14（3）：141-143.

［39］朱文娴，周相玲，张惠，等.多菌协同泡菜的风味研究［J］.食品工业科技，2007，28（11）：108-110.

［40］周相玲，胡安胜，王彬，等.多菌协同泡菜与自然发酵泡菜风味物质的对比分析［J］.中国酿造，2011（1）：159-188.

［41］章献，赵勇，刘源，等.2种韩国泡菜挥发性风味物质分析研究［J］.食品与发酵工业，2009，35（1）：150-152.

［42］陈功，张其圣，余文华，等.四川泡菜挥发性成分及主体风味物质的研究（二）［J］.中国酿造，2010（12）：19-23.

［43］徐丹萍，蒲彪，陈安均，等.传统四川泡菜中挥发性成分分析［J］.食品与发酵工业，2014（11）：42.

［44］陈仲翔，董英.泡菜工业化生产的研究进展［J］.食品科技，2004（4）：33-35.

［45］曾凡坤，吴永娴，刘心恕，等.四川泡菜工业化生产研究［J］.中国酿造，1992（6）：22-24.

Research Progress of Microbial Community and Flavor Quality of Pickles

HUANG Dao-mei1，LI Yong-fu1，MENG Fan-bo1，ZHENG Xiu-yan1，CHEN Xi1，LI Guo-lin1，LIN Mao1＊，HU Lu2
（1.Guizhou Institute of Modern Agricultural Development，Guiyang 550006，China；2.College of Food Science，Sichuan Agricultural University，Ya＇an 625014，China）

Pickle is liked strongly by people because of its special flavor，abundant nutrition and appetizing.The research progress of microbial community and flavor research of pickles in recent years is discussed and the development status of pickles industry in China is analyzed.

pickles；microbe；flavor quality

TS255.54

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.03.041

1000-9973（2017）03-0176-05

2016－09－18 ＊通讯作者

黔农科院自主创新科研专项（黔科合院所创能［2012］4002）；贵州省农产品辐照加工技术开放性研发平台建设项目（黔科合LH字［2015］7068号）；贵州省特色农产品辐照保鲜技术服务企业行动计划（黔科合平台人才［2016］5712）；贵州省特色农产品辐照保鲜与加工工程技术研究中心（2016GZ67305）

黄道梅（1989－），女，硕士，研究方向：农产品加工与贮藏；林茂（1979－），女，博士，研究方向：农产品加工与贮藏。