发酵条件对西芹功能性泡菜的品质影响及工艺优化

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(1.福建师范大学闽南科技学院 生命科学与化学学院，福建 泉州 362332；2.河南质量工程职业学院 食品与化工系，河南 平顶山 467000)

泡菜风味独特，是我国发酵产品中的重要一员。泡菜中富含乳酸菌，能起到助消化、降低胆固醇等保健作用[1-3]。中国腌制酱菜的工艺已经传承了几千年[4]。目前，市面上的泡菜形式多样、风味不同[5]。近年来，人们养生保健意识增强，据研究，泡菜不仅能促进肠道蠕动同，而且能预防疾病。近几年来，中国历史发展过程中的传统中药也在逐步被世人接纳[6,7]。西芹(ApiumgraveolensLinn)，伞形科草本植物。根据文献记载，西芹中含有维生素A、维生素B和胡萝卜素，具有药用价值[8]，且富含多种矿物质，被证明具有抗氧化、调节血糖、降低高血压等生理功能[9-11]。现代药理研究表明党参、枸杞、黄芪能够调节血糖、保护肝脏、增强免疫力等[12-14]。

以西芹为原料，控制西芹泡菜发酵条件，调节蔗糖添加量、腌制天数、食盐添加量及中药材浓度(党参、黄芪、枸杞3种中药材)，采用湿法腌制西芹功能性泡菜，以总酸、残糖为指标，对泡菜进行感官评价及评分，综合分析评价功能性泡菜的品质变化，并优化西芹功能性泡菜工艺，为功能性泡菜的腌制及生产提供一定数据支持。

1 试验的材料及仪器

1.1 试验的材料与试剂

原料：市售的枸杞、党参、黄芪、西芹、食用盐、蔗糖、大蒜瓣、生姜。

菌种：川秀乳酸菌发酵粉。

试剂：NaOH、酚酞等，均为分析纯。

1.2 主要仪器

JJ600型电子天平 常熟市双杰测试仪器厂；REF103 0～32Brix手持糖度计 上海光学仪器进出口有限公司；LRH系列生化培养箱 上海一恒科学仪器有限公司；Midea C21-SN216多功能电磁炉 美的集团股份有限公司。

2 试验方法

2.1 功能性泡菜制作的工艺流程

2.2 操作要点

2.2.1 原料的选取

选择新鲜、茎叶饱满厚实、颜色光鲜的西芹作为主要原料。

2.2.2 试验材料的预处理

将西芹整理除杂并洗干净，在开水中漂烫3 min，捞出沥干，并切段整形；中药材按比例称量并洗净备用。

2.2.3 配制中药材汤汁及调料

黄芪、党参、枸杞按照1∶1∶2有比例添加并熬成一定浓度的中药材汤汁(100∶1000，g/mL)。

将蔗糖、食盐、乳酸菌、生姜、蒜末按照等比例称量好后备用。

2.2.4 原料入罐及腌制

在入罐前，首先将四旋瓶洗净，将瓶身及瓶盖用沸水加热30 min进行消毒，晾干。再将切好的西芹加入四旋瓶，分别加入生姜、大蒜、中药材、食用盐等。取200 mL汤汁、1%乳酸菌一同灌入四旋瓶中，刚好淹没西芹，最后将密封好的泡菜四旋瓶放置于常温下进行发酵。泡菜的配料用量见表1，发酵7天后，进行相关的指标测定并对其感官进行评价。

表1 功能性泡菜的配料(每瓶添加量)Table 1 Ingredients of functional pickles (dosage per bottle) g

2.3 感官评分

邀请10人员对西芹功能性泡菜的色泽、香气、滋味、口感进行感官评价和评分[15]，见表2。

表2 西芹功能性泡菜品质感官评分表(满分100分)Table 2 Quality sensory scoring scale for functional pickle celery (full score of 100 points) 分

2.4 理化指标的测定

2.4.1 残糖量的测定

手持糖度仪法[16,17]。

2.4.2 酸度的测定

酸碱滴定法[18]。

2.4.3 数据处理

试验中所有试样做3个平行测定，试验重复2次，结果为算术平均值±标准差。结果分析采用SPSS 19.0软件数据处理进行指标均值显著性分析，差异显著(P<0.05)，并采用皮尔逊相关性分析法分析指标与处理条件相关性。

3 试验分析与讨论

3.1 发酵条件对西芹泡菜品质的影响

3.1.1 蔗糖添加量对西芹泡菜品质的影响

表3 蔗糖添加量对西芹泡菜品质的影响Table 3 Effects of sucrose additive amount on the quality of celery pickle

注：表中同一列中小写字母表示在0.05水平上的显著性，字母相同的数据表示不显著(P>0.05)，字母不同的数据则表示显著(P<0.05)，下同。

泡菜腌制过程中，乳酸菌会加速产酸[19]，滋味更佳。由表3可知，随着蔗糖添加量升高，酸度与残糖均呈现上升趋势，且残糖量间差异显著(P<0.05)，而总酸变化不明显。采用皮尔逊相关性分析可知，自变量蔗糖添加量与因变量总酸、残糖相关系数r分别为0.844，0.997，且均有统计学意义(P<0.05)。由此可知残糖与蔗糖添加量相关性较大。当蔗糖添加量为6%时，酸甜度适中，且泡菜的感官评分与评价较好，得分为85分，故选取蔗糖添加量6%为宜。

3.1.2 中药材添加量对西芹泡菜品质的影响

中药材添加过多，泡菜的药味会过于浓郁，汤汁呈现分层现象，影响泡菜的风味。中药材添加量不足时，会降低自身的保健功效。其中所添加的黄芪、党参、枸杞富含多糖,可为乳酸菌发酵提供丰富的碳源,提高泡菜的品质，因此，中药材汤汁的浓度与西芹功能性泡菜的品质影响和口感有很大的关联[20]。

表4 中药材添加量对西芹泡菜品质的影响

由表4可知，随着中药材添加量的升高，西芹功能性泡菜的酸度值呈先下降再上升的趋势，为差异显著(P<0.05)，而其残糖量呈上升趋势，且各添加量水平间残糖均值差异显著(P<0.05)。采用皮尔逊相关性分析可知，自变量中药材添加量与因变量总酸、残糖相关系数r分别为0.854，0.988，且均有统计学意义(P<0.05)。由此可知中药材添加量与残糖呈高度相关。且在中药材添加量为6%时，酸甜度适中，泡菜感官评价与评分较好，得分为82分，故选择中药材添加量为6%为宜。

3.1.3 食用盐添加量对西芹泡菜品质的影响

泡菜腌制过程中，食用盐的量对泡菜发酵有一定影响。过量，泡菜过咸；添加量过少，泡菜口感偏淡。随着食盐浓度增大，酸度值降低的速率逐渐缓慢，即泡菜的成熟速率趋于缓慢，因此可根据食盐添加量控制西芹泡菜的腌制发酵速率[21,22]。

表5 食用盐添加量对西芹泡菜品质的影响 Table 5 Effects of salt additive amount on the quality of celery pickle

由表5可知，随着食用盐添加量升高，总酸呈下降趋势，且酸度值间差异显著(P<0.05)，而残糖呈波动趋势。采用皮尔逊相关性分析可知，自变量食用盐添加量与因变量总酸相关系数r为-0.980，且有统计学意义(P<0.05)。由此可知总酸与食盐添加量呈高度相关。综合考虑，当泡菜中食用盐的添加量为8%时，酸甜适中，且泡菜的感官评分与评价较好，得分为70分，故选取食用盐添加量8%为宜。

3.1.4 腌制天数对西芹泡菜品质的影响

表6 腌制天数对西芹泡菜品质的影响Table 6 Effects of curing days on the quality of celery pickle

功能性泡菜的品质除了会受到糖、盐和中药材的影响以外，腌制天数的长短也会对泡菜的口感和味道产生影响[23,24]。由表6可知，随着腌制天数逐渐增加，泡菜中的总酸不断上升，且不同发酵时间对应的酸度均值间差异显著(P<0.05)，而残糖量在发酵第6天达到峰值7.6%，发酵时间各水平间残糖均值差异显著(P<0.05)。采用皮尔逊相关性分析可知，自变量发酵天数与因变量总酸、残糖相关系数r分别为0.998，-0.928，呈高度相关，且均有统计学意义(P<0.05)。由此可知总酸及残糖与腌制天数相关性均较大。当腌制7天时，不仅酸度值相对比较适宜，而且泡菜的感官评价也比较好，口感上酸甜适中，并且泡菜的感官评分与评价较好，得分为76分，故选取腌制天数7天为宜。

3.2 正交试验分析

选用 L9(34) 正交试验，以西芹泡菜的感官作为主要依据，试验重复2次，优化西芹泡菜腌制的加工工艺。其正交试验因素水平表见表7。

表7 正交试验因素水平设计Table 7 Design for factors and levels of orthogonal experiment

表8 正交试验结果Table 8 Results of orthogonal experiment

由正交试验表中极差R可知，蔗糖添加量为腌制泡菜品质影响的主要因素，中药材浓度、食盐添加量为功能性泡菜品质影响的辅要因素，而发酵天数影响最弱。各因素对发酵功能性泡菜品质的综合评分影响大小为A>B>C>D，即蔗糖添加量>食盐添加量>中药材添加量>腌制天数。

由表8进行极差分析后得其最优组合为A3B1C1D2。由正交表直观分析可得，第6组A2B3C1D2最优，见表9。

表9 验证试验结果Table 9 Results of verification experiment

验证试验中结果显示，A3B1C1D2的综合评分较A2B3C1D2的综合评分好，所以，可得到最优配方组合为A3B1C1D2，即：蔗糖的添加量为8%，食用盐的添加量为4%，中药材的添加量为6%，腌制天数为7天。

4 结论

腌制功能性泡菜的过程中，蔗糖添加量为腌制泡菜品质影响的主要因素，中药材浓度、食盐添加量为影响功能性泡菜品质的辅要因素，而发酵天数影响最弱。食盐过量，泡菜过咸；添加过少，泡菜口感偏淡；随着食盐浓度增大，泡菜的成熟速率趋于缓慢。蔗糖可以通过与泡菜中酸的滋味相互融合，让泡菜中的酸味与甜味进行协调，使其更加爽口。西芹功能性泡菜腌制过程中，腌制天数的不同会对泡菜的口感和风味变化产生影响，腌制过久会导致口感稍劣或不佳。中药材添加过多，泡菜中的药味会过于浓重，对泡菜的风味起到一定的影响；添加过少，不能发挥预期的保健作用。通过正交结果的分析可得，各添加量对发酵功能性泡菜品质的影响次序为蔗糖的添加量>食盐的添加量>中药材的添加量>腌制天数。由此可得食用盐的添加量为4%，中药材的添加量为6%，蔗糖的添加量为8%，腌制天数为7天是腌制发酵功能性泡菜的最佳配方、最优条件。