西北传统美食浆水的研究进展

柳艳云，杨亚强，段学辉

(南昌大学，食品科学与技术国家重点实验室, 江西 南昌, 330047)

西北传统美食浆水的研究进展

柳艳云，杨亚强，段学辉*

(南昌大学，食品科学与技术国家重点实验室, 江西 南昌, 330047)

浆水是我国西北地区的传统自然发酵食品，其具有悠久的历史传承、丰富的营养保健功效、独特的地域风味。该文主要从浆水的发酵工艺、浆水发酵中微生物菌群多样性、产品理化指标研究结果等方面进行综述。旨为浆水的工业化生产和理论研究提供依据，为浆水产业链发展提供借鉴。

西北地区；浆水；研究进展；展望

1 浆水的历史及食用分布

浆水食用非常广泛，主要遍布在以天水为中心的西北及周边地区。浆水的由来有很多传说，甘肃民间认为，浆水是三国时期天水籍大将姜维在行军途中令将士们身背的干菜遭遇雷雨浸泡自然发酵而成。因其味香醇、口感酸爽、姜维特令将士有意制作，取名曰“酸菜”，其汤水称“姜水”。士兵在行军途中，饮用“姜水”后消乏止渴、愈伤解暑，故称“神水”，现在惯写为“浆水”。《太平广记》记载张文灌：“每日唯食一碗浆水粥[1]。” 据《前定录》载，韩滉吃了过多糕糜后腹胀，“归私第，召医者视之，曰‘食物所奎，宜服少桔皮汤，至夜可啖浆水粥，明旦疾愈’[2]。”浆水的称谓和食用在敦煌莫高窟藏经洞发现的唐代经文中也有明确记载，说明浆水在唐朝已经是西北地区餐桌上常见的一种饮食[3]。甘肃一带的浆水清淡，颜色、味道与柠檬汁相近，做法与陕南一带基本相同，但原料上更为丰富，主要有包菜、苦苣、萝卜、苜蓿、圆根菜等。陕南浆水有专门的原料，即辣菜。值得一提的是虽然西北地区浆水里的菜也叫酸菜，但四川与东北地区的酸菜属于不同食品，四川酸菜在口感上体现为酸和辣，制作工艺讲究泡渍及冷加工[4]。东北酸菜是由乳酸菌密闭渍成的低盐贮藏蔬菜，只食菜而不食浆汁[5]。

2 浆水加工工艺进展

2.1传统加工工艺

如图1，浆水传统制作方法，以时令蔬菜为原料，加入糊化冷却的面汤，借助原料表面和引子中的乳酸菌等进行发酵，产生诱人的酸、香味，是多种微生物共同发酵的结果。制作口感鲜爽的浆水需做到以下3点：1)为确保浆水不被污染，在制作发酵浆水时，不可沾染油渍；2)需阶段性地注入新鲜面汤；3)发酵成熟的浆水需每天清理白化(即漂浮在浆水表面的好样菌膜)，并进行适当搅动[6]。

图1 浆水传统加工工艺流程Fig.1 Traditional processing technology of Jiangshui

2.2现代加工艺研究

传统制备工艺受环境因素影响大，加工过程中很难保证产品质量。国内学者在传统工艺基础上，从营养、发酵条件、复合发酵菌种和贮藏等方面进行了加工工艺研究，结果如1表所示。

综上所述，浆水的现代加工工艺主要通过模型构建优化条件的方式来指导发酵，目前已有不少研究，但对浆水的保藏及直投式发酵剂研究尚少，还需相关研究人员做进一步的研究，以便为浆水工业化生产提供理论依据。

3 浆水在生产加工过程中存在的问题及针对性研究

当前浆水生产依旧沿袭传统方式，虽有工艺改进，但实际工业化生产还有很多问题亟待解决。浆水是由多种微生物协同作用的复杂发酵体系，其发酵菌群与传统泡菜具有相似性，但是在实际的发酵过程中发现浆水发酵与泡菜发酵无论从发酵时间、温度、pH、口感等方面均有很大差别，因此研究微生物群系及其相互作用关系在浆水发酵过程中的意义显得尤为重要。浆水作为地方名小吃，因其知名度低、产品少、原材料(即具有一定药用保健功效的山野菜)缺乏、生产设备材料特殊及年轻一代对食品口感西式化需求，其传承较为困难。近年来，市场上虽出现了少量浆水商品，但多采用家庭自制和小工厂生产制作，没有严格的生产标准，市场规范化程度低，产品良莠不齐，目前只有天水及陇南部分企业生产的浆水产品较规范，保质期可达6个月。家庭自制的浆水存在生产过程粗放、贮藏时间短、加工量小、质量不稳定、携带不方便、区域消费明显等缺点。浆水制作工艺大多缺乏系统的理论及技术支撑，很难达到现代化农产品加工标准。近年来，针对浆水生产存在的一系列问题，研究人员展开了以下研究。

表1 浆水现代加工工艺研究

3.1自然发酵浆水中微生物多样性研究

3.1.1 主要发酵菌种的分离、鉴定研究

我国发酵蔬菜食用历史悠久、种类繁多，大大促进了蔬菜资源的利用。传统的发酵蔬菜是指原料在自然状态下，通过表面自带微生物协同发酵的营养价值高、风味独特、地方特色浓郁的多菌种发酵食品。目前研究自然发酵食品中微生物多样性的方法很多，包括传统的纯培养法和现代宏基因组学非培养法[13-15]，后者包括变性梯度凝胶电泳、16S rRNA克隆建库[16]和焦磷酸测序技术[17]等，这些方法各有利弊。采用传统纯培养法分析微生物多样性的最大优势是可以得到纯培养菌株，建立菌种资源库，保存珍贵菌种资源，但检测不到难分离菌种[18]；采用宏基因组学分析技术能直观快速地分析环境样品中微生物群落结构，尤其可获取菌群丰度和非可培养微生物的信息。近年来，研究人员采用以上方法对西北地区浆水中的微生物做了如下研究：

张轶等[19]对浆水中所含微生物做了初步分离培养和数量测定，查明浆水中的优势菌为乳酸菌与酵母菌，其次含有少量不利于产品质量的放线菌和霉菌。

张宗舟等[20]对浆水中的微生物进行了分离、鉴定，研究表明：浆水由乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌、芽孢杆菌、酵母菌与霉菌多种微生物共同发酵而成，其中乳酸菌与醋酸菌主导发酵，是浆水呈味、呈香的主要菌群。浆水品质及口感因原料不同而略有差异，芹菜为最优原料。

孟宪刚等[21]对浆水中的优势好氧菌进行分离鉴定，共分出8株酵母菌和1株醋酸杆菌，其中酵母菌分属酒香酵母、瓶形酵母、假丝酵母3个属。说明浆水发酵过程中进行好氧发酵的主菌群为酵母菌和醋酸菌，与同期张宗舟等的研究结果基本一致。孟宪刚等[22]又从西北酸菜中分离出53株菌，对其进行一系列指标测定后选出产酸快的东方醋酸菌AC-5、产醇的东方伊萨酵母Y7、降解亚硝酸盐达78.17%的干酪乳杆菌L5、发酵风味优良的副干酪乳杆菌L8作为西北浆水工业化生产复合发酵剂的原始菌株。

何玲等[23]对浆水发酵的不同阶段进行了菌群研究，结果表明浆水发酵初期(1～3 d)，枯草芽孢杆菌、酵母菌、醋酸菌为优势菌群，随后由异型乳酸发酵的肠膜明串珠菌启动乳酸发酵，此阶段主要为同型乳酸发酵提供营养物质；发酵中期(4～6 d)，由短乳杆菌、植物乳杆菌等进行同型乳酸发酵，此阶段主要积累各种有机酸和芳香味物质，是芹菜浆水的最佳食用期；发酵后期(7～9 d)，随pH下降耐酸酵母菌成为主要的发酵菌群，敞口发酵10 d 后，耐酸霉菌使浆水发生腐败变质，不利于浆水的食用和贮藏。

张丽珂等[24]采用碱性焦性没食子酸法对浆水中的厌氧微生物进行了分离培养，共得到7株厌氧菌，初步鉴定为酵母菌、乳杆菌、肠球菌、乳球菌和1株待定菌，受条件限制，未能将乳酸菌鉴定到种，但本试验第一次分离得到乳球菌，丰富了浆水中可分离菌种的类型。

李雪萍等[25]采用纯培养与分子生物学技术相结合的方法，对浆水中可培养微生物结合16S rDNA、18S rDNA序列测定法，鉴定出庆阳环县浆水样品中主要细菌分属乳酸乳球菌、嗜酸乳杆菌、明串珠菌、戊糖乳杆菌、马里乳杆菌、德氏乳杆菌、发酵乳杆菌、植物乳杆菌、消化乳杆菌、棉子糖乳杆菌等10个属，主要真菌是可改善发酵风味的酿酒酵母，研究还发现浆水中存在肠杆菌和霉菌等。李雪萍等[26]另一篇报道指出，虽然不同产地样品中兼性厌氧微生物群系具有相似性，但菌种差别却很大。

张晓辉等[27]从3个不同地区的浆水样品中分别提取细菌总DNA，采用MiSeq技术对细菌16S rRNA的V3-V4区进行测序分析获得其细菌多样性。研究发现浆水中的细菌以乳杆菌为主，但不同地区的样品中细菌多样性并不一致，3个样品均存在致病菌或条件致病菌的污染。经过溶钙圈实验筛选和16S rRNA测序鉴定得到植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌两个属10株对4种常见致病菌具有良好抑制作用的有益菌，为接种发酵浆水的研究提供了优良菌株。

3.1.2 功能性菌株分析

国内外科学家通过大量的研究证实，多种有益微生物的共同作用能赋予发酵食品特殊的口感及功能，因此功能性菌株筛选已经成为工业化生产优良发酵食品的必备工作。

党静[28]从浆水中分离到1株产细菌素的棒状乳杆菌XN8并分离纯化该菌所产细菌素(XN8-C)，发现XN8-C属广谱抑菌剂，环境稳定性、抑制食源致病菌与耐药性食源致病菌的效果良好，但对胰蛋白酶、蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等较敏感。透射电子显微镜和扫描电子显微镜结果显示，XN8-C作用机理是破坏目标细胞的细胞膜从而抑制或杀死指示菌，说明该菌在高附加值食品生产和保藏中具有潜在开发应用价值。

李雪萍等[29]从浆水中分离获得4株对降胆固醇降解率大于75%的乳酸菌，经过耐酸、耐胆盐、药敏性试验发现1株棉子糖乳球菌Q7具有应用价值，其他3株菌均可作为工业菌种驯化材料，此研究可为降胆固醇发酵食品及保健品的开发提供依据。

3.2浆水发酵过程中理化指标分析

3.2.1 浆水中有机酸

有机酸是浆水呈酸呈味的主要物质，对浆水的口感起主要贡献作用，是得到口感丰厚产品的关键。早期张宗舟[30]采用纸层析法对浆水中的有机酸进行分析，发现主要有机酸为草酸、柠檬酸、琥珀酸、乳酸、乙酸和丁酸。其中乳酸和醋酸是保持浆水良好口感的主要物质，含量可占总酸含量的50%以上。

近年来，食品中有机酸多采用效果俱佳的高效液相色谱技术进行分析。何玲等[31]充分利用这一技术，测定了不同条件下芹菜浆水有机酸含量，发现发酵初期醋酸含量高，随发酵进行乳酸含量急剧增多，这一研究结果与浆水发酵中菌群生长情况相吻合，也与张宗舟关于浆水主要呈香呈味物质是醋酸和乳酸的研究结果一致。采用敞口发酵的芹菜浆水产酒石酸，密闭发酵则产苹果酸不产酒石酸，前者较后者醋酸含量更高。接种发酵与自然发酵相比，速度快、产酸多、醋酸含量低，有利于保存，研究发现混合菌种比单一菌种发酵效果更好。

张培等[32]在高效液相色谱法测定有机酸含量的基础上，通过优化分析条件确定了浆水中酒石酸、乳酸、乙酸、富马酸含量测定体系，最终确定采用Agilent ZORBAX SB-AQ 柱，0.01 mol/L KH2PO4缓冲液，pH2时各有机酸分离效果较好。实验结果表明该方法简单、快速、可靠，可作为浆水中有机酸测定的有效方法。

3.2.2 浆水中挥发性物质

浆水不同于其他发酵蔬菜食品，其具有独特的芳香味，因此研究浆水中呈香物质组分和含量对浆水工业化生产具有极其重要的作用。李宏珍等[33]采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱(head space solid phase microextraction,HS-SPME-PC-MS)法分析了天水传统浆水发酵中各阶段挥发性物质变化情况，分别从浆水发酵0、24、48、72、96 h检出挥发性成分24、29、34、34、36种，共检出挥发性物质56种，分别为醇类、酸类、烃类、酯类、醛酮类物质。发酵前期新增酯类化合物，且与酸类一样含量呈显著上升趋势，且醇类、烃类含量均有下降；发酵后期挥发性物质含量基本保持不变。实验表明天水浆水的特征香气主要由双戊烯、乙酸乙酯、己醛、蒎烯、苯乙醇、正己醇、乙酸、乙酸丙酯等物质贡献。

李多佳等[34]采用HS-SPME-PC-MS，研究不同加热处理方式对浆水挥发性成分变化的影响，结果显示原浆水主体风味成分有双戊烯、4-萜烯醇、α-松油醇、β-环柠檬醛，加热处理后醛类、酯类和含硫氮化合物增多，浆水主体风味成分变化较大，其中新增的反式-2-癸烯醛、反式-2-辛烯醛、2-庚烯醛等醛类以及异硫氰酸烯丙酯是热处理后主要风味形成物，可能与浆水风味劣化有直接关系。综合各挥发性物质对浆水风味的影响，确定浆水加工过程最佳处理条件为65 ℃/30 min。

上述研究虽对浆水优良风味产品的开发、评价提供了一定标准，但缺乏对浆水中各菌种代谢活动与相互作用在构建产品产香体系方面的探讨，后续研究可偏向于混合菌种代谢途径和代谢产香机理研究，为深加工提供依据。

3.2.3 浆水中亚硝酸盐

由于蔬菜是一种富集硝酸盐的植物性食品[35]，在蔬菜自然发酵过程中，微生物能分泌硝酸还原酶使硝酸盐转化为亚硝酸盐，故成品蔬菜中亚硝酸盐含量较高[36]。针对这一问题，研究人员对浆水中亚硝酸盐含量进行了相应的研究，并对浆水中亚硝酸含量的控制及低亚硝酸盐处理方法进行了报道。

何玲[37-38]研究发现，浆水自然发酵和接种发酵都会产生亚硝酸盐高峰，35 ℃以下,发酵温度越高，亚硝酸盐高峰出现越早，峰值越低。自然发酵过程中，添加面汤、接入引子、对蔬菜进行适当热烫及加盐可明显抑制亚硝酸盐峰值。因亚硝酸盐含量与硝酸还原酶活性相关，接种发酵可有效降低亚硝酸盐含量，尤以接入4种混合菌株(L1∶L2∶L3∶L4=1∶1∶1∶1)效果最佳，发酵成熟芹菜浆水亚硝酸盐均符合FAO/WHO要求。

辛博[39]研究发现接种“引子”能加速浆水发酵并控制亚硝酸盐含量，尤以菌群组合形式制作浆水亚硝酸盐含量低、发酵快、风味好。确定低亚硝酸盐浆水的最优发酵条件为面粉加量1.5%，芹菜加量10%，芹菜热烫时间3 min，使用乳酸调整初始pH值3.5，此条件下浆水感官好且亚硝酸盐含量较低。

郑洁等[40]采用省略沉淀蛋白质步骤的GB5009. 33—2010《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》法，测定了甘肃4市62份浆水样品中亚硝酸盐含量，发现样品中亚硝酸盐含量均低于2 mg/kg，平均亚硝酸盐含量为0.64 mg/kg; 含菜浆水亚硝酸盐含量高于不含菜浆水。样品中亚硝酸盐含量均远低于2762—2012《食品中污染物限量》中腌渍发酵蔬菜亚硝酸盐含量不超过20 mg/kg的规定，表明浆水中亚硝酸盐含量不足以对人体构成威胁。

虽然上述研究证明在合理的时间内自然发酵浆水亚硝酸盐含量远低于安全标准，但卿烈春等[41]临床接诊案例表明，有4例患者因食用存放时间长达12 d的浆水导致亚硝酸盐中毒，中毒量为0.2～0.5 g，调查发现致使患者中毒的浆水中亚硝酸盐含量高达80 mg/L，超过国家卫生标准(lt;20 mg/L)的4倍，其主要是气温高、存放时间久、霉菌等有害菌大量滋生、致蔬菜腐烂变质产生大量硝酸盐和亚硝酸盐，这一临床研究表明家庭自制浆水受环境因素和保存期限制具有一定食用安全隐患。

4 展望

4.1产品研发

4.1.1 浆水菜开发

浆水是西北地区一年四季不可或缺的美食，是当地人面食中最常见的配料，因其生产所受环境因素影响大，口感绝佳的浆水只在西北部分地区制作，使得与牛肉面处于同等地位的浆水面知名度低，但是相较于牛肉汤的单一性而言，浆水与各种面食配食性高，且菜与浆液可分开食用。《金医要略》、《伤寒论》、《本草纲目》等中医名著认为浆水具有调中和胃、行气止呕；益阴生津、扶助正气；清凉解毒、祛热利湿之功效，因此具有很大的开发价值。目前人们为了得到感官良好的浆水，一般采用芹菜、甘蓝、苦苣、山野菜等作原料，受地域、环境等因素限制，不适宜大众市场长期消费和多种产品开发。因此将研究立足于多口味发酵浆水菜开发、多样性浆水速食袋装食品开发、配料产品开发至关重要。

4.1.2 浆水饮品开发

现代科学研究发现，浆水主要是乳酸菌和酵母菌等有益微生物发酵的结果，发酵过程中会产生大量的有机酸和维生素类物质，营养丰富、物美价廉、食用方便，它不仅是各类传统面制品佐食，还是廉价、高效、绿色的微生态调节剂，且口感多样化，符合人类大健康观念，同时作为一种具有良好清凉解毒、祛热利湿功效的饮品，若能开发出与凉茶相类似产品，将具有极好的市场推广前景，目前，只有马姝雯等[42]人对紫甘蓝芹菜浆水发酵饮料的研制做了相关报道，结果表明发酵温度27 ℃，蔬菜添加量 15% (紫甘蓝与芹菜质量比 2∶1)，发酵时间60 h，接种量20%，白砂糖添加量8%，蔗糖酯添加量0.10%，羧甲基纤维素钠添加量0.02%，感官评价最好。通过对DPPH测定，表明紫甘蓝芹菜浆水饮料比传统普通甘蓝芹菜浆水饮料DPPH清除率高2.53倍。但相应浆水饮料并未上市，可见开发无添加、感官良好、适口性高、功能效应强、活菌数多的浆水饮料具有极大市场前景。

4.2直投式发酵剂研发

浆水在传统发酵过程中，均采用接入引子启动发酵，产品受环境因素影响大。这一特质大大制约了浆水的工业化生产。为保证浆水品质，如何选择协同效应高，功能性强的混合发酵菌株制作直投式浆水发酵剂也是未来研究的课题之一。从应用角度分析，直投式发酵剂是目前工业化生产的主限制因子，具有很高的研究价值。

4.3生产设备研发

传统浆水均采用瓦罐、木桶等盛器，现代工业化不锈钢设备会与浆水起化学反应，不利于浆水的发酵及保藏。塑料设备与浆水有“吸吐”作用。为制备品质优良的浆水产品，设备材料研发必不可少。

4.4保健营养功效研究

综合浆水中微生物多样性研究，表明浆水在自然发酵过程中，同酸马奶酒、牛奶酒、葡萄酒、发酵乳饮料、酸奶油、奶酪、黄油、酥油、面包等主要由乳酸菌和酵母菌协同发酵。其中酸马奶酒在治疗肺结核和胃肠疾病、降血压、降血脂等方面得到了广泛应用。乳酸菌与酵母菌对发酵食品的质地、风味、生物活性和医疗功能发挥着重要作用，但国内外学者对二者协同机理的报道甚少，对二者在浆水发酵中的协同作用未见报道[43]。因此，研究浆水发酵制品中有益微生物的协同代谢机理对深入研究浆水的保健营养功效具有极高的理论及实践意义。乳酸菌作为肠道益生菌，对机体有多方面的保健功效，如维持肠道微生态平衡、抗肿瘤、降低胆固醇、抗氧化等。同时，乳酸菌可产乳酸，代谢多种氨基酸、维生素、酶等物质以增强原有食品的营养价值[33]。浆水本身在发酵过程中会产生大量氨基酸、B族维生素等物质，有助于机体的消化和吸收。因此，浆水营养、保健、药用的深入研究对食品科学、保健卫生学、基础医学等都具有极其重要的作用。

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ResearchanddevelopmentprospectsofNorthwesttraditionaltastefoodJiangshui

LIU Yan-yun, YANG Ya-qiang, DUAN Xue-hui*

(State Key Laboratory of Food Science and Technology,Nanchang University, Nanchang 330047,China)

Jiangshui is a traditional natural fermentation food in Northwest China. It has a long history, rich nutrition health care efficacy, and unique local flavor. In this paper, the fermentation process of Jiangshui, its microbial flora diversity, the physical and chemical indicators of its product were reviewed. It aimed to provide the basis for the industrial production and theoretical research of Jiangshui, and provide reference for the development of Jiangshui industry chain.

Northwest; Jiangshui; research progress; prospects

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.015027

硕士研究生(段学辉教授为通讯作者,E-mial:3￣8￣0￣6￣9 0606@qq.com)。

2017-06-23，改回日期：2017-08-03