酱腌菜天然防腐保鲜技术及应用前景展望

郑连强，袁先铃，罗燚

(四川轻化工大学 生物工程学院,四川 宜宾 644005)

酱腌菜是用不同腌制工艺加工新鲜蔬菜制成的各种成品酱菜的总称，主要由大头菜、萝卜、卷心菜等蔬菜腌制而成[1]。我国酱腌菜历史悠久，风味独特。腌制类酱菜已有二千多年的历史,《礼记》中有一条使用食盐腌制酱腌菜的明确记载：“切葱若薤，实诸醯以柔之”[2]。酱腌菜是辅以食盐、醋、酱制品等辅料腌制而成的，经过北宋、明、清时期，我国的酱腌菜腌制水平不断发展，品种和风味也得到了极大丰富：酱腌菜分为酱渍菜、糖醋渍菜、虾油渍菜、糟渍菜、糠渍菜、酱油渍菜、清水渍菜、盐渍菜、盐水渍菜、菜脯类和菜酱类11大类[3-4]。酱腌菜的风味依据辅助原料来分类，食盐、食醋、酱油、食糖、香辛料等辅料对酱腌菜风味的形成具有重要的作用。比如酱菜产品在成品处理时加入适量食糖进行糖渍，可以抑制咸味，甜咸互补[5]。其品种和风味的多样化使酱腌菜成为具有代表性的中国特色食品。酱腌菜在蔬菜旺季时可以储存起来，避免腐败变质；而在蔬菜淡季时可以有效缓解蔬菜供应的不足，从而体现了酱腌菜的经济价值[6]。酱腌菜生产工艺流程为：原辅料验收→挑选→盐渍→盐渍品验收、挑选→整理、清洗→成形→脱盐→脱水→装瓶→配料→炼油→拌料→成品。在我国每年生产的450万吨酱腌菜中，酱菜约为50万吨，榨菜约为100万吨，泡菜约为200万吨，其他的100万吨则为新型蔬菜制品，总产值超过400亿元人民币[7]。但是我国传统酱腌菜工艺较为落后，无法满足现代人健康饮食的要求，机械化程度低，科研研发不足等[8]，加工工艺的改善以及防腐剂的选择已成为酱腌菜生产加工中亟待解决的问题。本文分析了酱腌菜加工工艺对酱腌菜品质的影响和酱腌菜防腐保鲜措施的现状，并对天然防腐剂在酱腌菜中的应用前景进行了展望。

1 加工工艺对酱腌菜品质的影响

据国家食品药品监督管理局网站统计，我国已取得酱腌菜生产许可证的企业有4685家[9]。加工工艺各有不同，酱腌菜保质期一般为180 d，甚至更短，当用较高盐浓度腌制菜品时，其保质期延长，但风味变差[10]。影响酱腌菜品质的因素主要有成品水分含量、腌制温度、腌制时间、包装方式和杀菌条件等。

1.1 成品水分含量

酱腌菜的含水量影响酱腌菜的保藏时间和感官质量，当水分含量适当时，酱腌菜组织鲜嫩。付丽娜[11]研究水分含量对萝卜干质量的影响得出：当水分含量为50%时，萝卜晒制成萝卜条始终微卷曲，萝卜干香味最好；当水分含量小于30%时，萝卜脱水严重，发生卷曲；当水分含量为70%～90%时，萝卜的辣味比较严重。高水分含量为微生物生长繁殖提供了有利条件，因此降低了酱腌菜的储藏时间。易建华等[12]研究发现，酱腌菜的水分含量影响它的保质期，随着酱腌菜水分占比的增大，腌汁中细菌总数呈增加趋势，当水分含量达到85%时，酱腌菜的细菌总数繁殖较快。酱腌菜的水分含量应控制在80%以下，这样更有利于酱腌菜的保藏。

1.2 腌制温度

温度是影响酶活性的因素之一，影响着酱腌菜的品质、风味和亚硝酸盐含量。酱腌菜发酵过程中温度的控制对菜体的品质、风味有影响：菜体温度较高时，酱腌菜容易酸败变质，菜体处于较高温度下的酱汁吸收率大于较低温度下的酱汁吸收率[13]。魏文毅等[14]研究以香瓜、黄瓜和芥菜盐坯为主要原料，采用传统酱腌菜加工工艺流程，在酱汁初始温度80 ℃和酱渍环境温度20 ℃的条件下渗酱24 h后，酱渍制品的质量略有下降，而酱汁的吸收率从25%～40%提高到75%～95%，产品的品质和风味特性符合SB/T 10439-2007《酱腌菜》行业标准要求。张晓黎等[15]研究温度对乳酸菌发酵酸菜效果的影响，秋季发酵的酸菜品质最好，夏季发酵的酸菜品质最差。在蔬菜腌制过程中，亚硝酸盐的含量随着温度的升高而增加；腌制温度越高，产生的亚硝酸盐含量越多；腌制温度越低，亚硝酸盐含量越少。付丽娜以萝卜为原料研究不同发酵温度对自然发酵过程中亚硝酸盐含量的影响得出:相同的食盐添加量发酵到第1天和第2天时，随着温度的提高，pH的降低幅度变大，第3天时pH趋于稳定，发酵环境可在最短的时间达到低pH值，有效抑制杂菌的生长。

1.3 腌制时间

蔬菜的腌制时间直接影响酱腌菜的口感、风味和亚硝酸盐的含量。同种浓度的同一种蔬菜，腌制时间的长短影响酱腌菜的口感、风味。李博[16]关于低盐宜宾芽菜的研究及产品质构特性的评价研究得出芽菜新鲜叶用芥菜腌制7～8个月，再于6.0%～8.0%糖液中浸泡24 h，密封发酵3个月左右，对芽菜脱盐效果影响显著的因素是脱盐时间>料水比>水分含量，并且通过正交试验得出最佳脱盐时间为10 min，腌制出的芽菜口感较好。赵子彤对酱腌菜产品工艺优化的研究中以荠菜疙瘩头为原料，腌制时间在14 h时脱水效果最好，且在腌制过程中产生的亚硝酸盐含量也不同。腌制20 d以后的酱腌菜才能吃，因为腌制品中含有能够致癌的物质亚硝酸盐，通常在腌制的第4～8 d时亚硝酸盐的含量最高，第9天后开始下降，20 d以后几乎消亡[17]。亚硝酸盐是一种有毒物质，当人体摄入亚硝酸盐时会发生反应，形成一种强致癌物质——亚硝胺化合物，过量的亚硝酸盐会引起中毒。黄韬睿等[18]研究表明，食盐量为6%、12%、15%，腌制时间为8，10，15 d的酱腌菜中亚硝酸盐含量分别为258.8，256.6，235.9 mg/kg，亚硝酸盐在35 d后被完全降解。程芳等[19]研究表明，腌制蔬菜时间在15 d以后再摄入，其亚硝酸盐会更少，对健康的危害更小。控制腌制时间是保持酱腌菜品质的重要工艺参数。

1.4 包装方式

酱腌菜酸败变质主要是由微生物的活动引起的。采用阻隔性良好的包装材料以及先进的包装技术能在其贮藏、流通、销售环节抑制包装内微生物的繁殖，可以控制酱腌菜保质期内的酸败变质和延长保质期。范珺[20]研究表明，采用真空包装的酱腌菜能够在一定程度上使导致酱腌菜腐败的酵母、霉菌和耐盐细菌等微生物得到控制，这是目前能够延长酱腌菜放置时间的一个重要措施。采用无氧或低氧的真空包装，在很大程度上能够抑制微生物的繁殖。冯作山等[21]的一项实验表明，经杀菌处理的真空包装酱腌菜贮藏期可达1年以上，而普通包装无论是否添加防腐剂，贮藏期仅能达到180～300 d。气调包装多用于食品的包装贮藏,延长保质期，也有企业生产的酱腌菜采用气调包装，这样酱腌菜可在低盐、无防腐剂、无需高温杀菌的条件下获得较长的保质期。

1.5 杀菌条件

微生物增殖是造成低盐酱腌菜腐败和不耐藏的主要原因。因此，在酱腌菜加工过程中，控制微生物的繁殖是保持酱腌菜质量的前提。采用杀菌工艺控制微生物数量，提高酱腌菜的保藏时间。而杀菌时间过长或温度过高都会使酱腌菜的组织变软，脆嫩程度降低，风味变差[22]。易建华等以萝卜为原料研究表明杀菌温度、杀菌时间都不同程度地影响酱腌菜的保藏品质，当杀菌温度控制在80～85 ℃、杀菌时间控制在10～15 min时，可以保证产品的脆度、色泽和卫生安全。李博研究了杀菌条件对芽菜品质的影响，对真空袋装芽菜进行不同温度、不同时间的巴氏杀菌，经过7 d保温试验，发现80 ℃和20 min的巴氏杀菌效果较好。冯作山研究袋装酱腌菜的防腐保藏技术显示袋装量不同，杀菌条件的选择也不同，50 g袋装量升温迅速， 加热2 min时袋内的温度即可达60 ℃以上，开始产生杀菌效力(以酵母的热致死温度计)；100 g袋装的升温缓慢，综合考虑，采用50 g左右的小包装最好，因为小包装杀菌和冷却时升温、降温都很迅速，能很快除去产品中的余热，避免产品长时间受热使品质变劣。

2 酱腌菜防腐保鲜的措施

随着季节的更替，蔬菜的保存量不一，旺季需要对蔬菜进行转化储藏，以备淡季的使用，酱腌菜是其中一种转化方式，酱腌菜的生产需要利用防腐保鲜技术以防止酱腌菜腐败变质，引起酱腌菜腐败变质的原因有物理、化学、微生物因素等，其中微生物因素对食品变质的影响最为严重，而致使酱腌菜中微生物增长的主要因素有盐的含量、pH；低盐、增酸、适甜的蔬菜腌制品正不断发展。减少用盐量会致使腐败微生物数量增加，从而导致保质期限缩短。酱腌菜防腐保鲜的措施主要有盐渍法、高温灭菌法、防腐技术、包装技术、栅栏技术。单一防腐保鲜措施具有一定的防腐作用，实际生产使用需要多种方法协同作用以达到最佳防腐保鲜的作用。

2.1 盐渍法

盐渍法是酱腌菜中最早使用的防腐方法，在盐渍酱腌菜的过程中，食盐溶液通过渗透作用对微生物细胞进行脱水，降低酱腌菜中的水分活度和溶解氧浓度，抑制了腐败微生物的生长。对盐渍有害的微生物对食盐的抵抗力较弱，其中酵母菌、霉菌的抵抗力较强，通过盐水的浓度来抑制这两种菌的活力是酱腌菜保鲜程度的有效方法；通过控制盐渍时间、盐水浓度、盐渍温度、盐水中的pH值来控制盐渍过程中的微生物菌群结构。盐渍会抑制酱腌菜的腐败微生物，其有两个目的：一是除去蔬菜中部分水分含量；二是抑制蔬菜中微生物的繁殖。一般用2%～6%的盐水浓度腌制蔬菜，高浓度的盐渗透压高，会引起剧烈的渗透作用，使蔬菜快速失水而造成菜体紧缩[23]。

2.2 热杀菌法

热杀菌是传统的食品包装灭菌方式，是解决食品包装过程中因食品二次污染或包装后的食品加工灭菌。热杀菌法是防止酱腌菜变质的常用方法，热杀菌分为巴氏杀菌、高温杀菌和超高温杀菌。巴氏杀菌采用较低的杀菌温度；超高温灭菌采用135 ℃灭菌温度。酱腌菜中霉菌不耐热，40 ℃温度下不能生长，由酵母引起的再发酵现象加热至60～70 ℃即可达到杀菌的目的。王梅等[24]对佛手瓜酱腌菜脆度的研究得出酱腌菜的最佳巴氏杀菌工艺为：杀菌温度85 ℃，杀菌时间10 min。易建华等以萝卜为原料研究杀菌温度对酱腌菜保藏品质的影响：当杀菌温度为75 ℃时，细菌总数超过国家标准，而采用90 ℃时，细菌总数虽然较低，但酱腌菜组织脆度变化较严重，因此杀菌条件选择80～85 ℃最佳。王刚等[25]研究了不同灭菌方法对盐渍菜品质变化的影响，采用50，55，60，65，70 ℃，灭菌时间6 min的盐渍泡菜、蔬菜样品经微波灭菌，在销售过程中保持其感官品质良好，而灭菌温度85 ℃、灭菌时间15 min的巴氏杀菌对咸菜、青菜样品的感官质量有很大影响。微波杀菌的致死温度比一般热力灭菌温度更低、时间更短，在一定温度下，微波杀菌缩短了使霉菌、酵母失活以及细菌的死亡时间，可以保持酱腌菜特有的色、香、味以及营养成分。

2.3 防腐技术

防腐剂是保持食品原有质量和营养价值的食品添加剂。防腐剂通过抑制或杀灭微生物达到防腐的目的。在GB 2760-2014中，酱腌菜的保鲜主要采用化学防腐剂、生物防腐剂和天然防腐剂。其中，苯甲酸、山梨酸钾、丙酸、钠盐等化学防腐剂在酱腌菜保鲜过程中得到了广泛的应用[26]。GB 2760-2007中规定苯甲酸及其钠盐、乙二胺四乙酸二钠、山梨酸及其钾盐防腐剂和抗氧化剂可以用于酱腌菜中。酱腌菜中使用的生物防腐剂有纳他霉素和乳酸链球菌，合成防腐剂有醋酸钠、双乙酸钠、丙酸及其钠盐、钙盐、对羟基苯甲酸钠及其钠盐；抗氧化剂包括TBHQ、PG、BHT、乳酸钙、乳酸钠等。天然抗氧化剂包括茶多酚、维生素E(生育酚)、抗坏血酸(维生素C)、植酸(六磷酸肌醇)及其钠盐、异抗坏血酸及其钠盐。孟余燕等[27]对我国榨菜防腐剂的应用现状进行了调研分析，重庆、四川地区的市售榨菜以零添加防腐剂为主，浙江地区多进行防腐剂复配工艺，而在现今榨菜生产中的乙二胺四乙酸二钠是主要的榨菜防腐剂，其用量超过了传统的苯甲酸钠与山梨酸钾。苯甲酸及其钠盐使用量最大，但常有酱腌菜中苯甲酸含量超标现象的报道；苯甲酸及其钠盐是低毒防腐剂，如果过量摄入会影响人体血压、心脏和肾脏功能[28]。化学防腐剂和天然防腐剂协同作用是酱腌菜防腐的热点，两者结合能达到较好的防腐效果。复合天然防腐剂的防腐效果是苯甲酸钠的10～20倍，山梨酸钾的5～10倍，具有安全性高、产品性能好、生产成本低、增加香气和新鲜度等优点，具有防腐剂的协同增效作用。

2.4 包装技术

食品包装技术是随着科学技术的进步、市场需求和新型包装材料的出现而逐步形成和发展起来的，常用的包装技术有防潮、真空、收缩、充气、气调、罐头、无菌包装等。因为导致酱腌菜的败坏通常是由包装引起的各种腐败微生物——霉菌、酵母菌和细菌等，多数为好氧性微生物，所以真空包装是现今酱腌菜行业应用比较广的一项包装技术。当包装内的氧气变化时，大多数好氧细菌和真菌的繁殖受到抑制，进而延长酱腌菜的货架期，达到防止酱腌菜变味、变质、保持酱腌菜的色、香、味及营养价值的目的。冯作山等对袋装酱腌菜采用真空度为0.09 MPa进行试验，研究了真空包装对袋装酱腌菜防腐的作用，得出以杀菌和真空包装组合效果最好，其不胀袋期限都在1年以上；如果不使用杀菌和真空包装，袋装酱腌菜的不胀袋期限最多不超过15 d，说明真空包装结合杀菌是抑制袋装酱腌菜中微生物发酵的重要措施。其次，部分企业采用充气包装，充气包装是在食品包装中按照一定比例冲入O2、CO2、N2混合气体。O2主要作用是抑制厌氧菌的繁殖；高浓度的CO2能抑制好氧菌的繁殖；N2是理想的惰性气体，可以减少包装内的氧气含量。酱腌菜用真空包装在低盐、无防腐剂、无需高温杀菌的条件下可以获得较长的保质期。

2.5 栅栏技术

栅栏技术是指在食品研究和生产过程中，利用食品内部能阻止微生物生长繁殖的因子之间的相互作用来控制腐败菌的生长繁殖，从而提高食品的品质、安全和储藏性的综合性技术措施。酱腌菜企业通过工艺控制原理科学地使用复合天然防腐剂，利用盐渍、高温灭菌、防腐技术、包装技术等栅栏因子综合控制酱腌菜整个加工及销售过程，生产出天然、绿色、营养的新型酱腌菜。栅栏技术非常适合酱腌菜的保鲜，既能防止酱腌菜变质，又能延长产品的保质期。它还可以保留酱腌菜的良好风味，解决酱腌菜中防腐剂过多的问题。秦志荣[29]针对软包装酱腌菜的微生物特征及来源，研究了表面预杀菌、酸度、食盐含量、食品防腐剂、巴氏杀菌等栅栏因子，确定了软包装酱腌菜栅栏因子的最佳参数：pH为4.2±0.05，盐度为6%～7%。栅栏技术是解决当前我国传统酱腌菜生产困境的有效手段，是一个生产过程、生产环境和生产技术的综合技术，也是未来食品质量管理的一大趋势。

3 天然防腐剂的应用进展

我国常用的食品防腐剂按其性质可分为无机和有机化学防腐剂，有机化学防腐剂主要包括苯甲酸、对羟基甲酸酯、山梨酸及其盐类。无机化学防腐剂主要有亚硫酸及其盐类、二氧化硫、硝酸盐和亚硝酸盐。酱腌菜的防腐一般采用化学防腐剂，但化学防腐存在防腐剂超标、低毒等安全问题。随着食品科研的发展，天然食品防腐剂的研究取得了一定进展，对于酱腌菜的防腐安全起到了积极的改善作用，从化学防腐逐步过渡到天然无公害防腐。

天然防腐剂又称天然有机防腐剂，是从生物体中提取或由具有抗菌作用的有机体分泌的物质。天然防腐剂本身是食品的成分，对人体无害，能改善食品的风味和品质[30]。天然防腐剂大致有以下几类：动物源防腐剂、植物源防腐剂、微生物防腐剂和复配防腐剂[31-32]。

3.1 动物源天然防腐剂

动物源防腐剂是通过人工提取或加工生物体分泌或存在于体内的抑菌物质而获得的食品防腐剂：壳聚糖、蜂胶、鱼精蛋白等[33]。壳聚糖是一种无污染、安全无毒、防腐保鲜效果好且成本低的动物源防腐剂，其主要抑菌对象为细菌，对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌都具有较强的抑菌作用。王向阳等[34]研究天然食品防腐剂应用于泡菜的防腐保鲜，结果表明，0.11 g/kg水溶性壳聚糖处理的泡菜第7天细菌总数为40 CFU，与对照组相比，第1天细菌总数仅增加5.3%，能抑制泡菜细菌总数的增长，表明水溶性壳聚糖能很好地抑制微生物繁殖，从而影响微生物细胞壁或细胞膜的正常生理功能。陈涵等对动物源天然防腐剂的研究表明蜂胶的降解产物苯甲酸是一种天然食品防腐剂，具有对食品风味和色泽改善的功效。

3.2 植物源防腐剂

我国现有种子植物、苔藓植物、蕨类植物、高等植物共约60200多种[35]。植物源天然防腐剂有丰富的来源，其主要来源于中草药、果蔬、香辛料、野生植物等，其中能用于酱腌菜防腐的主要有茶多酚、香辛料、果胶的酶分解物。其抑菌的物质基础主要是酚类、酮类、醌类、单宁类、萜类化合物，这些物质对细菌、真菌、酵母菌等具有抑菌作用，比如绿色假单胞菌[36]。茶多酚是一种天然的抗氧化剂，其抗氧化能力是人工合成抗氧化剂(BHT)的4～6倍。茶多酚对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、尖孢镰刀菌有良好的抑菌作用[37]。王向阳等研究天然食品防腐剂应用于泡菜的防腐保鲜，较高浓度的茶多酚能很好地抑制某些微生物的生长，这可能是由于茶多酚含有儿茶素类和黄酮类等抗菌活性成分。果胶是生长在植物的细胞壁和细胞之间的中层物质。赵国萍等[38]研究发现以酶分解果胶得到的果胶分解物在酸性环境中对食品中大肠杆菌等细菌具有显著的抑制作用，其应用于酸渍菜食品中可得到理想的保鲜效果。

3.3 微生物源防腐剂

微生物源防腐剂是理想的天然食品防腐剂，具有无毒、安全、高效的特点，符合未来食品防腐的发展，在食品工业中的应用越来越广泛。微生物防腐剂的抑菌机理是通过微生物体产生的抑菌物质对酱腌菜中有害微生物进行抑制。微生物防腐剂种类很多，主要有乳酸链球菌素、溶菌酶、聚赖氨酸、有机酸、纳他霉素、甲壳素[39]。王向阳等研究天然防腐剂应用于泡菜防腐，表明在常温贮藏7 d过程中，乳酸链球菌素能抑制乳酸菌或其他微生物产酸，防止泡菜贮藏过程中因发酵过度造成酸败，其结果为浓度0.28 g/kg的乳酸链球菌素能有效保持泡菜的品质。张晓东[40]研究乳酸链球菌素作为一种天然食品防腐剂应用于瓶装酱菜，能够降低酱菜中食盐用量，少量添加乳酸链球菌素即可达到良好的防腐作用，效果优于化学防腐剂苯甲酸钠和山梨酸钾，并且对酱菜的风味不产生影响。宋萌等[41]利用生物防腐剂乳酸链球菌素、纳他霉素和抗氧化剂茶多酚复配对酱腌菜中的腐败微生物有很好的抑制作用，而且具有协同增效的作用，经验证，在酱腌菜拌料时添加复配防腐剂比在干制萝卜复水时添加防腐剂效果更好，可以延长其保质期，品质较好，总菌落数、大肠菌群数、总酸及氨基酸态氮含量均符合国家标准。

3.4 复配型防腐剂

虽然天然生物防腐剂在性能上有很多优势，但在应用上却存在着诸多问题。少量天然生物防腐剂达不到防腐效果，量大可能影响食品的风味和品质，甚至对食品本身产生毒副作用，比如茶多酚作为防腐剂使用时，用量过高会产生苦涩味，还会由于氧化而使食品变色，所以在酱腌菜传统生产加工工艺中采用动物源防腐剂、植物源防腐剂或者微生物源防腐剂协同作用，克服了防腐剂单独使用防腐效果不佳的情况；同时复配型防腐剂具有协同增效的作用，在很大程度上能够提升酱腌菜的品质和风味。宋萌等将聚赖氨酸-PL与其他防腐剂和抗氧化剂联用，研究其对酱腌菜的保鲜效果，结果表明，生物防腐剂纳他霉素、Nisin和茶多酚对酱腌菜腐败微生物有抑制作用，并且具有协同增效作用。余毅等[42]对酱腌菜天然防腐保鲜剂进行研究，选用肉桂提取物作为复配原料的主要成分，复配壳聚糖、柠檬酸、茶多酚等多种天然活性成分合成天然防腐剂，不仅可以起到抑菌的效果，而且肉桂提取物的特殊风味还可以增加调味料的风味和新鲜度，解决酱腌菜制作和储藏过程中的保鲜问题，降低企业的经济成本，保持酱腌菜的原味[43]。

4 展望

天然防腐剂的发展对酱腌菜的防腐保鲜提供了更好的发展方向，特别是复配型天然防腐剂的应用。通过对动植物、微生物源中的防腐保鲜成分进行抽提，其提取成分合成天然复配防腐剂，能够破坏酱腌菜中微生物细胞壁以达到酱腌菜防腐保鲜的目的。复配技术的研究是开发新型防腐剂的主要技术手段和必然趋势。在保持传统酱腌菜的品质、风味以及食用安全性的同时，找到合适的能够用于酱腌菜防腐的天然防腐剂是今后科研的重点。复合天然防腐剂的作用已逐渐得到证实和应用。综合运用酱腌菜加工工艺，复配防腐保鲜技术，通过QS、HACCP管理系统是未来酱腌菜食品加工企业的发展方向。