襄阳传统发酵大头菜生产过程中理化特性的变化

严带萍，丁 锐，杜 涓，孙永林，豁银强，吴进菊*

（湖北文理学院 食品科学技术学院·化学工程学院，湖北 襄阳 441053）

襄阳大头菜为全国四大腌菜之一[1]，以芥菜为原料，采用“三腌、五卤、六晒”独特的工艺腌制而成。因襄阳得天独厚的自然生长条件以及传统的腌制技术，襄阳大头菜质之脆嫩，味之鲜美，香之浓郁，备受消费者喜爱，成为佐餐妙品。

大头菜质地紧密、水分少、纤维素多，有强烈的芥辣味并稍带苦味，不宜生吃，适宜腌制发酵后食用[2]。大头菜腌制发酵的过程伴随着微生物发酵、食盐渗透和蛋白质分解等过程，从而赋予大头菜风味、口感、品质变化[3]。国内不少学者[4-6]对发酵大头菜品质进行了研究，有利地促进了腌制大头菜的发展。尹爽等[7-8]采用氯化钙、乳酸钙、丙酸钙3种不同的保脆剂对大头菜进行处理，研究它们对大头菜腌制期间品质和质构特性的影响，结果表明，3种保脆剂均能在一定程度上有效保持大头菜腌制期间的质构；在此基础上，以大头菜的脆度和感官评分为指标，进一步研究氯化钙、乳酸钙、丙酸钙复合保脆剂对大头菜保脆效果的影响，结果表明，大头菜最佳复合保脆方案为氯化钙0.05%、乳酸钙0.8%、丙酸钙0.15%，有效地解决了大头菜软烂和口味欠佳等加工品质问题。刘达玉等[9]研究表明，接种乳酸菌发酵大头菜，大头菜中共的总酸含量增加，还原糖、蛋白质和亚硝酸盐降低，必需氨基酸含量较自然发酵对照产品略有增加；挥发性香气成分主要为有机酸类、酯类、醛类、醇类等，比自然发酵对照产品多5种。

目前，质构仪和色度仪取代传统的人工感官分析被广泛用于食品品质评价中[10-15]。襄阳大头菜需经历长达数月的腌制发酵过程才能成熟，在此过程中，大头菜内部发生各种奇妙的变化，使其质脆可口，味道鲜美，香味浓郁。本实验以襄阳传统发酵大头菜为研究对象，测定了腌制发酵过程中不同阶段大头菜的脂肪含量、纤维含量、蛋白质含量、色度和质构特性的变化，为今后传统发酵大头菜的工业化、标准化生产提供一定的参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

襄阳传统发酵大头菜：襄阳某公司。采用“三腌、五卤、六晒”的传统工艺进行加工，按照加工工序的特点，在每一道腌制和卤制工序完成后采集样本（1～6表示不同加工阶段的大头菜，其中1～3为腌制阶段，4～6为卤制阶段）。

乙醚、浓硫酸、氢氧化钠（均为分析纯）：上海国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

YP5002电子天平：上海佑科仪器仪表有限公司；TA·XT-Plus物性测试仪：英国StableMicroSystem公司；UltraScan Pro全自动多功能色度仪：美国HunterLab公司；K1100全自动凯氏定氮仪、SOX500脂肪测定仪、F800纤维测定仪、SH220N石墨消解仪：山东海能科学仪器有限公司；KSL-1200X-M马弗炉：合肥科晶材料技术有限公司；HE53快速水分测定仪：上海右一仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 脂肪、纤维素和蛋白质含量的测定

脂肪含量的测定：将大头菜切碎，置于100℃的烘箱中烘干、粉碎，称取5g样品，加入50mL乙醚进行萃取，萃取温度140℃，回流2 h。最后置于105℃干燥箱中干燥，计算脂肪含量。

纤维素含量的测定：参照郭小义等[16]的方法和仪器使用说明书，将大头菜切碎，置于100℃的烘箱中烘干、粉碎，称取1.5 g大头菜粉末，加2 g硅藻土，首先进行酸消煮和碱消煮，然后进行干燥和灰化，计算纤维含量。

蛋白质含量测定：参照GB/T 6432—2018《饲料中粗蛋白的测定凯氏定氮法》[17]。

1.3.2 色度测定[18]

将大头菜中心切成1 cm的薄片，采用色度仪对其色度进行测定。测试模式为不去除镜面反射，并采用标准白板为标样[19]。L*值表示亮度从0（黑色）到100（白色）变化；a*值表示红绿度，+a*表示红色，-a*表示绿色；b*值表示黄蓝度，+b*表示黄色，-b*表示蓝色；ΔE值表示整体色差，可以较好地反应大头菜颜色变化。

1.3.3 质构测定

取大头菜中部约2cm厚的部分，置于仪器托盘上，对其硬度、脆性、咀嚼性3个指标进行测定。测试采用P-2探头，触发力为15 g，厚度为8 mm，测试前速度为1.00 mm/s，测试速度为2.00 mm/s，测试后速度为10.0 mm/s。为保证测试点之间不相互干扰，点之间的距离＞0.5 cm。

1.3.4 统计与分析

所有试验均重复3次以上，取平均值。采用分析软件SPSS13.0进行相关性分析，多重比较采用Duncan检验法。

2 结果与分析

2.1 不同加工阶段大头菜脂肪含量的变化

不同加工阶段大头菜脂肪含量的变化结果如图1所示。由图1可知，大头菜在不同加工阶段，脂肪含量在0.04%～0.049%范围内变化较小，差异不显著（P＞0.05）。分析原因可能是由于大头菜原料中的脂肪含量（0.054%）较低，属于低脂肪类蔬菜。因此，生产过程中所发生的生物和物理变化以及加入的辅料对大头菜的脂肪含量影响较小，导致其在整个加工过程中含量变化较小。

图1 不同加工阶段大头菜脂肪含量的变化Fig.1 Changes of fat content of kohlrabi in different processing stages

2.2 不同加工阶段大头菜纤维素含量的变化

不同加工阶段大头菜的纤维素含量变化如图2所示。由图2可知，不同加工阶段大头菜的纤维素含量在1.20%～3.41%范围内，变化较大。新鲜、1和2阶段的大头菜纤维素含量差异不显著（P＞0.05），分别为3.33%、3.41%和3.31%；而进入第3阶段，大头菜纤维素含量急剧下降，为2.60%；第6阶段时，纤维素含量低至1.20%，差异显著（P＜0.05）；从加工第6阶段至成品间纤维素含量稍有降低，但差异不显著（P＞0.05），成品中纤维素含量为1.05%。在加工过程中大头菜纤维素含量有较大差异，分析原因可能是在发酵过程中有些微生物产生了降解纤维素的酶，使纤维素降解，从而导致大头菜纤维素含量发生较大变化。

图2 不同加工阶段大头菜纤维素含量的变化Fig.2 Changes of fiber content of kohlrabi in different processing stages

2.3 不同加工阶段大头菜蛋白质含量的变化

不同加工阶段大头菜蛋白质含量的变化如图3所示。由图3可知，不同加工阶段大头菜的蛋白质含量呈下降的趋势，从新鲜大头菜到成品大头菜，蛋白质含量从2.02%下降至0.70%，差异较大（P＜0.05），这与纤维含量的变化趋势基本一致。在整个发酵生产过程中，第2、第3和第4阶段，第6阶段和成品的蛋白质含量差异不显著（P＞0.05）。

图3 不同加工阶段大头菜蛋白质含量的变化Fig.3 Changes of protein content of kohlrabi in different processing stages

2.4 不同加工阶段大头菜色度的变化

图4 不同加工阶段大头菜L＊值的变化Fig.4 Changes ofL＊value of kohlrabi in different processing stages

有研究表明，在腌制过程中，大头菜颜色逐渐加深，而盐分低的大头菜颜色加深速度最快[20]。由不同加工阶段大头菜L*值的变化（图4）可知，新鲜大头菜肉质呈白色，L*值为88.2。在腌制的1、2阶段，L*值有所下降，但趋势比较平缓，差异不显著（P＞0.05）。随着加工的进行，加入了大量的酱色，因此大头菜内部颜色逐渐加深，L*值显著降低（P＜0.05），最后呈现出深褐色，成品大头菜L*值下降至17.6。

不同加工阶段大头菜a*和b*值的变化如图5所示。由图5可知，新鲜大头菜的a*值为-0.77，偏绿色。在腌制的1、2阶段，大头菜的红绿度与新鲜大头菜没有显著差异（P＞0.05），仍表现为偏绿色。随着加工的进行，在腌制液中加入了大量的酱色，因此，大头菜的a*值由负值过渡为正值，表现为偏红色，a*值显著增大（P＜0.05），且在第5阶段达到最大，为10.57。然后随着加工的进行，a*值逐渐降低，成品大头菜a*值仅为3.08。

图5 不同加工阶段大头菜a＊值和b＊值的变化Fig.5 Changes ofa＊value andb＊value of kohlrabi in different processing stages

所有加工阶段的大头菜b*值均为正值，表现为黄色。新鲜大头菜b*值为13.4，随着加工的进行，b*值逐渐增大，在第4阶段时达到最大值，为27.6，随后又显著降低（P＜0.05），成品大头菜b*值降至3.31。这与a*值的变化趋势基本一致。

ΔE值反映了大头菜的整体色泽，可以较好地反应大头菜的颜色变化。不同加工阶段大头菜ΔE值的变化如图6所示。

图6 不同加工阶段大头菜ΔE值的变化Fig.6 Changes ofΔEvalue of kohlrabi in different processing stages

由图6可知，新鲜大头菜ΔE值为17.54，在腌制第1、2阶段，大头菜ΔE值稍有增加，而在后续加工过程中，大头菜ΔE值迅速增加，成品大头菜ΔE值达到了81.95。结果表明，在加工过程中，大头菜的整体色泽变化较大，由最初的白色变成深褐色，差异显著（P＜0.05）。

2.5 不同加工阶段大头菜质构品质变化

2.5.1 不同加工阶段大头菜硬度变化

硬度是指使食品达到一定变形所需的力[20]，不同加工阶段大头菜硬度变化如图7所示。在第1阶段，大头菜硬度与新鲜大头菜基本一致，没有显著差异（P＞0.05）。随着加工的进行，大头菜硬度呈现先增大、后减小、又增大的趋势。在第3阶段，大头菜的硬度达到最大，为1 775.6 g。成品大头菜硬度为1 597.5 g，显著高于新鲜大头菜（P＜0.05）。

图7 不同加工阶段大头菜硬度变化Fig.7 Change of hardness of kohlrabi in different processing stages

2.5.2 不同加工阶段大头菜脆性变化

脆性是指在断裂前未察觉到的塑形变形的性质[19]，不同加工阶段大头菜脆性变化如图8所示。

图8 不同加工阶段大头菜脆性变化Fig.8 Change of brittleness of kohlrabi in different processing stages

由图8可知，新鲜大头菜的脆性较差，仅为1.1 mm，而腌制发酵过程显著提高了大头菜的脆性（P＜0.05），使成品大头菜的脆性达到6.3 mm。在腌制阶段（第1～3阶段），大头菜的脆性急剧提高，而进入卤制阶段（第4～6阶段），大头菜脆性相对有所下降，并趋于稳定。

2.5.3 不同加工阶段大头菜咀嚼性变化

咀嚼性只用于描述固态样品，指咀嚼到样品能够吞咽的工作量[20]，不同加工阶段大头菜咀嚼性变化如图9所示。由图9可知，新鲜大头菜咀嚼性较高，为4 219 g·s，随着加工的进行，咀嚼性整体呈现下降的趋势，成品大头菜咀嚼性降至2 419 g·s，仅为新鲜大头菜的50%。在腌制阶段（第1～3阶段），相比于新鲜大头菜，其咀嚼性显著下降（P＜0.05），但腌制各阶段大头菜咀嚼性差异不显著（P＞0.05）。加工第5阶段至成品阶段，大头菜咀嚼性也呈现出类似的变化趋势，随着加工的进行，咀嚼性逐渐增大，但是差异并不显著（P＞0.05）。

图9 不同加工阶段大头菜咀嚼性变化Fig.9 Changes of chewiness of kohlrabi in different processing stages

3 结论

本研究测定分析了发酵过程中不同阶段大头菜的脂肪含量、纤维含量和蛋白质含量的变化，并采用色度仪和质构仪测定分析大头菜腌制发酵过程中色泽和质构的变化。结果表明，随着发酵的进行，大头菜的脂肪含量在0.04%～0.054%范围内，无显著变化（P＞0.05），而纤维含量和蛋白质含量显著降低（P＜0.05），纤维含量从3.33%降至1.0%，蛋白质含量从2.02%降至0.70%。色泽研究结果表明，发酵过程中，大头菜内部由新鲜的白色逐渐变为深褐色，L*值逐渐降低，a*值和b*值呈现先增大后减小的趋势，ΔE值逐渐增大，各加工阶段的大头菜整体色泽差异显著（P＜0.05）。质构研究结果表明，大头菜经发酵后，硬度从1 329.4 g提高至1 579.5 g，脆性从1.1 mm提高至6.3 mm，较新鲜时均显著提高（P＜0.05），而咀嚼性显著降低（P＜0.05），由4219g·s降低至2419g·s。本研究从理化特性方面揭示了传统发酵大头菜的品质形成过程，为今后传统发酵大头菜的工业化、标准化生产提供一定的参考价值。