剁椒发酵工艺及贮藏过程品质变化研究

郑红，唐毅，王森，江雪雪，赵欠，吴迪，张丽

(重庆火锅调味品及菜品工程技术中心 重庆德庄农产品开发有限公司，重庆 401336)

辣椒因含有丰富的维生素、多酚和类黄酮等，可有效预防肥胖、糖尿病、高血压等疾病，逐渐成为全世界消费量最大的果蔬之一[1,2]。辣椒制品，尤其是辣椒酱产品，作为一种嗜好型调味品，产品品种丰富, 还含有有益的生物活性化合物[3]，在国内外均受到消费者的青睐，中国作为世界主要辣椒产地之一，具有广阔的市场空间[4,5]。

近年来，国内大型企业生产发酵剁椒的方式一般有两种：高盐发酵和低盐发酵。罗凤莲、欧阳晶等[6,7]研究证明传统高盐发酵辣椒盐分含量高，辣椒组织成分易溶出，发酵过程中易出现亚硝酸盐含量超标，口味不稳定等问题，且发酵时间长，风味形成慢，不能满足日益增长的消费需求。李文青等[8]研究表明，多菌种接种发酵生产的低盐剁椒脆度较好，发酵周期短，质量稳定，但该工艺生产的剁椒保质期短，不利于贮藏。同时，文新昱等[9]也证实低盐条件下，微生物活跃，需添加防腐剂增加剁椒存放的时间和脆感，无法保证食品的安全性。针对上述剁椒产业存在的问题，选择合适的发酵工艺，通过对其发酵工艺的探讨，在保障产品品质的同时，缩短发酵周期，这对实现发酵剁椒的工业化连续生产具有重要意义。

本研究通过对发酵工艺进行研究，旨在制成保质期长、口感风味佳、色泽红亮、安全稳定的发酵剁椒产品，为生产安全稳定的剁椒制品提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

市售新鲜红辣椒、食盐等：购自重庆市南岸区；乳酸菌粉：购自四川高福记生物科技有限公司；米酒：购自重庆德庄农产品开发有限公司。

1.2 仪器与设备

PHS-3C型数显pH计 上海智光仪器仪表有限公司；澳特珈破壁营养料理机 坤昊电器有限公司；FA2104电子天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；TA-XT plus质构分析仪 英国Stable Micro System有限公司；SB-3200DT超声波清洗机 宁波新芝生物科技股份有限公司；LC-20A岛津高效液相色谱仪：配RF-20A荧光检测器、SPD-20A紫外可见光检测器。

1.3 试验方法

1.3.1 剁椒生产工艺流程

1.3.1.1 传统发酵

原料选择→去蒂→清洗(2次)→切分剁碎→拌料→装坛→密封发酵。一共制备7坛，编号1～7号。

1.3.1.2 菌种发酵

原料选择→去蒂→清洗(2次)→切分剁碎→拌料→接种(人工直投式菌种)→装坛→密封发酵。一共制备6坛，编号8～13号。

1.3.2 生产工艺操作要点

1.3.2.1 预选

选取新鲜辣椒，将新鲜辣椒去蒂后洗净，沥干多余水分，切碎后得到剁椒。

1.3.2.2 拌料

取45%剁椒放置在混合容器中，然后加入6%白酒，最后混合均匀密封放置1～2 h；再向剁椒中加入8%食盐并搅拌均匀，然后向剁椒中加入41%无菌水进行密封放置。

1.3.2.3 接种装坛

分别取0.01%、0.02%、0.03%复合乳酸菌粉在30～40 ℃适量的温水中溶解后倒入剁椒中并混合均匀，在25 ℃下进行密封发酵。

1.3.3 理化检测

1.3.3.1 取样方法

分别在发酵第5,10,15,20,25,30天时打开8～13号发酵坛取样，发酵第30,45,60,75,70,120,150天时打开1～7号发酵坛取样，每次取样200.00 g。

1.3.3.2 pH值测定

pH值参照GB 5009.237—2016《食品pH值的测定》规定的方法测定。

1.3.3.3 总酸含量测定

总酸含量参考GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》中的酸碱滴定法测定(结果以乳酸计，%)。

1.3.3.4 辣椒素含量测定

辣椒素含量参考DB50/T 870-2018《麻辣火锅底料辣度量化及等级划分》测定并略作修改。称取10.00 g样品于100 mL具塞三角瓶中，加入25 mL甲醇-四氢呋喃 (1∶1) 混合溶液，在60 ℃水浴条件下，超声提取30 min，过滤，收集滤液。将滤渣与滤纸一同放进三角瓶中，用25 mL甲醇-四氢呋喃 (1∶1) 混合溶液超声提取10 min后，重复操作1次。将3次收集的滤液合并转移至50 mL容量瓶中，用甲醇-四氢呋喃(1∶1) 混合溶液定容。经0.45 μm有机滤膜过滤后进行高效液相色谱分析。

1.3.3.5 脆度测定

脆度的测定参考Cai等[10]的方法并略作修改。采用多片压缩实验，挑选6片大小一致、厚度均匀的椒片作为测试对象，正反交错平铺在载台上，用P/100柱形探头执行下压测试最大压力值(Fmax，g)，每个样品重复测定6次，结果取平均值。测定参数：测前速率2 mm/s，测试速率1 mm/s，测后速率2 mm/s，压缩比例80%，压力5 g，数据采集速率200 pps。

1.4 感官评价

采用100分评分制。邀请至少具有3年感官评定经验的品尝者(共20位)对发酵剁椒进行评定，主要对其色泽、脆度、酸感、风味、口感5个指标进行感官评分，每个项目0～20分，相加分数作为该样品的最终感官评定分数。感官评价标准见表1。

表1 发酵剁椒的感官评价标准Table 1 The sensory evaluation standard of fermented chopped pepper

1.5 数据分析

数据分析处理采用Microsoft Excel 2013和Origin 8.6软件。每次试验设置3个平行。

2 结果与分析

2.1 发酵时间对剁椒品质的影响

2.1.1 发酵时间对剁椒pH值的影响

图1 自然发酵和接种发酵对剁椒pH值的影响Fig.1 Effect of natural fermentation and inoculation fermentation on pH values of chopped pepper

发酵剁椒的pH值变化与乳酸菌的生长情况密切相关。由图1可知，发酵过程中，随着发酵时间延长，剁椒的pH值逐渐下降。自然发酵120 d与菌种发酵25～30 d时，剁椒pH值小于4，对比说明接种发酵可以明显缩短发酵时间，这可能是由于添加菌种后，复合乳酸菌能更快形成优势菌种，菌种生长较快且产酸量多，从而导致发酵剁椒在30 d内pH值迅速下降[11]。Zhao等[12]研究证明，发酵辣椒的pH值随发酵时间的延长逐渐降低，与本试验结果基本一致。

2.1.2 发酵时间对剁椒总酸含量的影响

图2 自然发酵和接种发酵对剁椒总酸含量的影响Fig.2 Effect of natural fermentation and inoculation fermentation on total acid content of chopped pepper

总酸含量是衡量乳酸菌发酵能力的重要指标[13]。由图2可知，总酸含量随着发酵时间的延长呈显著增加的趋势，这可能是因为随着发酵时间增加，乳酸菌逐渐成为优势菌群，大量生长繁殖，产酸量增多，总酸含量逐步上升。传统发酵的剁椒总酸含量在发酵75 d后趋于稳定，而添加复合乳酸菌粉发酵的剁椒，在发酵25～30 d时总酸含量无明显变化，进一步证实菌种发酵可明显缩短发酵时间。罗凤莲等[14]研究证明，剁椒开始发酵时总酸含量急剧增加，之后上升趋势渐缓，与本试验结果基本一致。

2.1.3 发酵时间对剁椒辣椒素含量的影响

图3 自然发酵和接种发酵对剁椒辣椒素含量的影响Fig.3 Effect of natural fermentation and inoculation fermentation on capsaicin content of chopped pepper

由图3可知，发酵期间，剁椒辣椒素含量控制在0.5～0.6 g/kg，辣椒素含量偏高。结合pH值、总酸含量变化趋势，说明发酵不会对剁椒的辣椒素含量造成明显影响。在实际生产中，若需要生产风味稳定、不同辣度的剁椒时，通过调节原料辣椒的辣椒素含量，即可确定发酵辣椒的辣椒素含量。

2.1.4 发酵时间对剁椒脆度的影响

图4 自然发酵和接种发酵对剁椒脆度的影响Fig.4 Effect of natural fermentation and inoculation fermentation on frangibility of chopped pepper

由图4可知，剁椒的脆度随着发酵时间的延长而逐步下降，这可能是剁椒自身果胶被降解造成的[15]。随着发酵时间的延长，一部分辣椒细胞壁中的果胶在酸性条件下逐渐水解，同时一些有害的微生物分泌的果胶酶类物质将果胶水解，致使剁椒脆度降低[16]。若需要提高剁椒的脆度，可在腌制前添加适量的氯化钙等进行保脆。

2.1.5 发酵时间对剁椒的感官评价

表2 不同发酵方式的剁椒感官评价结果Table 2 Sensory evaluation results of chopped pepper with different fermentation methods

选取自然发酵120 d和菌种发酵30 d的剁椒进行对比品尝。由表2可知，菌种发酵的剁椒色泽、风味、脆度和口感均优于自然发酵的，这可能是由于添加复合乳酸菌粉后，体系中的优势菌群占主导地位，产酸速度加快，缩短了发酵周期，使得辣椒组织保持得更为完好，清脆爽口[17]。同时，接种量越多(0.01%、0.02%、0.03%)，发酵效果越好。考虑到生产成本，选择0.02%的接种量最佳。

根据前期试验结果，确定剁椒的最佳发酵工艺条件为45%剁椒，6%白酒，8%食盐，41%纯净水，0.02%复合乳酸菌粉，发酵周期为28～30 d。

2.2 发酵剁椒的最佳食用时间

发酵时间过短，剁椒有生味；发酵时间过长，杂菌易生长，剁椒易发生腐败变质。根据确定的菌种发酵工艺，分别对发酵40，50，55，60 d的剁椒取样，进行感官评价。

表3 不同发酵时间的菌种发酵剁椒感官评价结果Table 3 Sensory evaluation results of fermented chopped pepper with different fermentation time

由表3可知，剁椒发酵50 d时，其评分最高，随着发酵继续，部分杂菌开始生长，产品风味有所降低，同时，过度发酵导致剁椒组织软化，使得辣椒的脆度逐渐降低，产品的口感也相应变差。因此，在实际生产应用时，发酵剁椒的最佳食用时间在50 d左右。

3 结论

本研究通过对比发酵证明，添加复合乳酸菌粉可以明显降低剁椒的发酵时间；确定发酵剁椒的最佳工艺条件：45%剁椒，6%白酒，8%食盐，41%纯净水，0.02%复合乳酸菌粉，发酵周期28～30 d，最佳食用时间在50 d左右。该发酵工艺生产的剁椒色泽鲜红、风味浓郁、安全稳定、保质期长，且操作简单，为剁椒的快速工业化生产提供了良好途径。