发酵温度对低温发酵大头菜品质的影响

赵志平，康馨樾，陈泓帆，张钰麟，汪正熙，曾全恒，王卫*，罗淮良

（1.成都大学肉类加工四川省重点实验室，四川 成都 610106；2.成都大学食品与生物工程学院，四川 成都 610106；3.自贡市泰福农副产品加工厂，四川 自贡 643101）

大头菜具有清爽解腻、促进食欲、利尿消肿、宣肺豁痰等作用，并且含有丰富的营养物质，如维生素、糖类、蛋白质和矿物质等[1]。大头菜中硫代葡萄糖苷分解后易于人体吸收，并且丰富的纤维素可促进肠道蠕动，稀释毒素，从而防止便秘和防癌。大头菜腌制后，蛋白质分解产生多种氨基酸，风味独特，咸香诱人，回味甘甜，口感清脆，深受消费者的青睐。

传统的大头菜腌制以常温高盐为主要方式，原料、辅料、加工工艺以及微生物等对大头菜品质发挥重要作用。吴进菊等[2]研究了大头菜不同发酵时期的真菌种类及其比例，揭示了发酵过程中真菌群落结构及其动态变化，研究结果表明发酵前后期真菌种类变化不明显，但在丰度上有明显的差异，前期的优势菌以弧菌属为主，而后期厌氧菌属的丰度最高。邓静等[3]研究了大头菜腌制过程中挥发性香味物质的变化，结果表明棕榈酸乙酯、亚油酸甲酯、苯甲酸等是大头菜的主要风味物质，且随着腌制时间的延长大头菜挥发性物质的种类增多。洪冰[4]研究了微生物发酵剂对大头菜发酵周期的影响，发现鼠李糖乳杆菌、常膜明串珠菌和短乳杆菌3种乳酸菌组合为最优的发酵剂，接种发酵剂后发酵90 d即可完成发酵，而自然发酵需要120 d。张长贵等[5]研究了利用风脱水腌制对大头菜品质的影响，结果表明大头菜的最适水分含量为65.0%～70.0%，90℃水浴杀菌15 min可保持较好的脆性。李慧等[6]探讨了真空浸渍对大头菜品质的影响，证实了真空浸渍可加快大头菜的腌制进程，但最终挥发性风味成分种类有所减少，可能是由于真空浸渍影响了嗜盐微生物的生长，从而影响了嗜盐微生物作用所产生的挥发性风味成分。

大头菜传统腌制方式为常温高盐腌制为主，在腌制过程中使用大量的食盐，腌制结束后为降低食盐含量还需要使用大量的水进行脱盐，不仅增加了成本，也造成了一定的环境污染，不符合当下低盐健康的消费理念。目前，关于低温发酵大头菜的研究较少。本文研究不同低温发酵条件下大头菜的理化指标，为进一步改进低温发酵大头菜腌制工艺提供了一定的理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

大头菜：自贡市泰福农副产品加工厂；盐、白砂糖：市售；亚硝酸钠（分析纯）：成都金山化学试剂有限公司；对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、甲基红指示剂、溴甲酚绿指示剂、亚甲基蓝指示剂、氢氧化钠、95%乙醇、甲醛、苯酚（均为分析纯）：成都市科隆化学品有限公司。

1.2 主要仪器

YP302N型电子天平：上海菁海仪器有限公司；PHS-3C-01型pH计：上海三信仪表厂；ZFD-A5140全自动恒温鼓风干燥箱：上海智城分析仪器制造有限公司；TGL-20M台式高速离心机：湘仪离心机仪器有限公司；EPED-E2-10TJ超纯水机：四川优普超纯科技有限公司；AC-A305型色差仪：柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；HD-5型水分活度测量仪：无锡市华科仪器仪表有限公司；KDN-102C凯氏定氮仪：上海纤检仪器有限公司；TA.XT.Plus质构仪：英国Stable Micro System公司。

1.3 试验方法

将大头菜用水清洗并去除泥沙和根须后进行自然风干30 d；利用60℃的水进行清洗并浸泡10 min；然后将大头菜在35℃～40℃条件下热风振动15 min进行干燥。将大头菜和盐（2.5%）放入搅拌机，慢速搅拌6 min，装入坛子，在0℃～5℃条件下腌制1 d～2 d，进行第一次腌制。将大头菜取出并放入搅拌机，加入4%的白砂糖和0.5%～1.5%的盐，缓慢搅拌6 min；将大头菜装入坛子，密封后放入冷库中，分别在-1℃～5℃和6℃～8℃低温下发酵2个月。

1.4 分析方法

亚硝酸盐残留量：采用GB 5009.33—2016《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中的分光光度法（盐酸萘乙二胺法）；还原糖：采用GB 5009.7—2016《食品安全国家标准食品中还原糖的测定》中的直接滴定法；氨基酸态氮：采用GB 5009.235—2016《食品安全国家标准食品中氨基酸态氮的测定》中的酸度计法（甲醛值法）；总酸：采用GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》；水分含量：采用GB 5009 3—2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》中的直接干燥法；水分活度：采用水分活度测量仪直接测定；色度：采用色差仪直接测定表面的色度，纵向中间分切后测内部的色度。

1.5 脆性的测定

参考严带萍等[7]的测定方法稍有修改，取大头菜中部约2 cm深的部分，置于仪器托盘上，对其脆性进行测定。测试采用P-2探头，测前速度1.00mm/s，测中速度2.00mm/s，测后速度为10.00mm/s，下压距离12 mm，触发力为5 g。为保证测试点之间互不干扰，点之间的距离＞0.5 cm，每个样品测定5次，结果取平均值。

2 结果与分析

2.1 发酵温度对低温发酵大头菜脆性的影响

脆性是酱腌菜的重要指标之一，影响产品的市场接受度。不同发酵温度对低温发酵大头菜脆性的影响如图1所示。

图1 不同发酵温度对低温发酵大头菜脆性的影响Fig.1 Effect of different fermentation temperatures on the brittleness of low-temperature fermented mustard roots

从图1中可以看出，-1℃～5℃发酵的大头菜的脆性极显著高于6℃～8℃发酵的大头菜（P<0.01），可展现出更好的口感。低温冷藏对酱腌菜保脆有一定的正向影响[8]，葛燕燕[9]研究发现，低温贮藏（4℃）比室温贮藏（25℃）更能保持腌冬瓜的脆性。

2.2 发酵温度对低温发酵大头菜色度的影响

发酵温度对低温发酵大头菜色度的影响如图2所示。

图2 不同发酵温度对低温发酵大头菜色度的影响Fig.2 Effect of different fermentation temperatures on color of low-temperature fermented mustard roots

从图2可以看出，不同低温发酵的大头菜红度值有极显著性差异（P<0.01）。-1℃～5℃发酵的大头菜的表面红度值（3.02）和内部红度值（1.08）都极显著低于6℃～8℃发酵的大头菜（P<0.01）。大头菜在腌制过程中通常会发生褐变，导致表面的色度发生明显的变化，从而影响产品的品质。发酵温度对大头菜表面的黄度值没有显著性影响（P>0.05），-1℃～5℃和6℃～8℃发酵的大头菜表面的黄度值分别为13.93和16.77；-1℃～5℃发酵的大头菜内部黄度值为9.18，极显著低于6℃～8℃发酵的大头菜的内部黄度值15.12（P<0.01）。然而，-1℃～8℃之间的发酵温度对大头菜的表面和内部的亮度值没有显著性差异（P>0.05）。传统大头菜在腌制过程中通常会伴随着色泽发生变化。严带萍等[7]研究发现，襄阳传统发酵大头菜在生产过程中，其内部的颜色会逐渐由白色变为深褐色，亮度值逐渐降低，而红度值和黄度值呈现先增大后减小的趋势。本研究中，在较低的发酵温度下，大头菜具有较低的红度值和黄度值，较好地保持了大头菜的固有颜色，表明在加工过程中，发酵温度是维持大头菜固有色泽的重要因素之一。

2.3 不同发酵温度对低温发酵大头菜亚硝酸盐残留量的影响

不同发酵温度对大头菜亚硝酸盐残留量的影响如图3所示。

图3 不同发酵温度对低温发酵大头菜亚硝酸盐残留量的影响Fig.3 Effects of different fermentation temperatures on nitrite residual content of low-temperature fermented mustard roots

从图3可以看出，-1℃～5℃发酵的大头菜的亚硝酸盐残留量（0.586 mg/kg）极显著高于6℃～8℃发酵的大头菜（0.528 mg/kg）（P<0.01）。但两种低温发酵大头菜的亚硝酸盐残留量均符合国家标准（≤20 mg/kg）。低温可以抑制乳酸菌的生长，导致发酵产酸减缓，而乳酸菌代谢产生的乳酸可以分解亚硝酸盐。-1℃～5℃发酵的大头菜亚硝酸盐残留量较6℃～8℃发酵大头菜的亚硝酸盐残留量高，该结果与刘军雷等[10]的研究结果类似。

2.4 不同发酵温度对低温发酵大头菜水分含量与水分活度的影响

不同发酵温度对大头菜水分含量与水分活度的影响如图4所示。

图4 不同发酵温度对低温发酵大头菜水分含量与水分活度的影响Fig.4 Effects of different fermentation temperatures on moisture content and water activity of low-temperature fermented mustard roots

从图4可以看出，6℃～8℃发酵大头菜与-1℃～5℃发酵大头菜均有较高的水分含量，水分含量分别达到83.49%和84.66%，并且-1℃～5℃发酵大头菜的水分含量极显著高于6℃～8℃发酵大头菜的水分含量（P<0.01）。6℃～8℃发酵大头菜的水分活度为0.811，并且显著高于-1℃～5℃发酵大头菜的水分活度（0.809）（P<0.05）。

2.5 不同发酵温度对低温发酵大头菜氨基酸态氮含量的影响

不同发酵温度对大头菜氨基酸态氮含量的影响如图5所示。

图5 不同发酵温度对低温发酵大头菜氨基酸态氮含量的影响Fig.5 Effects of different fermentation temperatures on amino acid nitrogen content of low-temperature fermented mustard roots

由图5可知，6℃～8℃发酵大头菜与-1℃～5℃发酵大头菜的氨基酸态氮的含量分别是0.405 g/100 g和0.390 g/100 g。6℃～8℃发酵大头菜的氨基酸态氮含量明显高于-1℃～5℃发酵的大头菜（P<0.05），说明较高发酵温度会促进大头菜蛋白质的分解。发酵蔬菜的氨基酸态氮的含量与发酵方式有关，如纯种湿法发酵苤蓝泡菜的氨基酸态氮的含量较自然干法发酵、自然湿法发酵和纯种干法发酵低[11]。

2.6 不同发酵温度对低温发酵大头菜总酸含量的影响

发酵温度对大头菜总酸含量的影响结果如图6所示。

图6 不同发酵温度对低温发酵大头菜总酸的影响Fig.6 Effects of different fermentation temperatures on total acid content of low-temperature fermented mustard roots

由图6可知，6℃～8℃发酵大头菜与-1℃～5℃发酵大头菜的总酸含量分别为0.015 3%和0.010 5%，数据表明6℃～8℃发酵大头菜的总酸含量极显著高于-1℃～5℃发酵大头菜的总酸含量（P<0.01）。大头菜的总酸含量与乳酸菌的发酵密切相关，从总酸含量对比分析可推测6℃～8℃发酵大头菜中乳酸菌代谢程度可能更旺盛，但低温低盐发酵大头菜的总酸含量明显低于常温发酵大头菜总酸含量[12-13]。此外，大头菜的总酸含量还可能与产地以及腌制工艺有密切关系。

2.7 不同发酵温度对低温发酵大头菜还原糖含量的影响

不同发酵温度对大头菜还原糖含量的影响结果如图7所示。

图7 不同发酵温度对低温发酵大头菜还原糖含量的影响Fig.7 Effects of different fermentation temperatures on reducing sugar content low-temperature fermented mustard roots

由图7可知，6℃～8℃发酵大头菜与-1℃～5℃发酵大头菜的还原糖含量分别为5.73g/100 g和2.67g/100 g，数据表明，6℃～8℃发酵大头菜的还原糖含量极显著高于-1℃～5℃发酵大头菜的还原糖含量（P<0.01）。大头菜在发酵过程中，微生物既可以把多糖转化为还原糖，也可以通过无氧酵解代谢利用还原糖产酸。6℃～8℃发酵大头菜可能通过微生物作用将更多的多糖转化为还原糖。

3 结论

试验探究了不同发酵温度对低温发酵大头菜品质的影响。试验结果表明，-1℃～5℃发酵大头菜的脆性、水分含量、亚硝酸盐残留量极显著高于6℃～8℃发酵大头菜（P<0.01），但二者的亚硝酸盐残留量均低于0.6 mg/kg。6℃～8℃发酵大头菜的红度值、黄度值（内部）、总酸、还原糖含量极显著高于-1℃～5℃发酵大头菜（P<0.01）。6℃～8℃发酵大头菜的水分活度、氨基酸态氮显著高于-1℃～5℃发酵大头菜（P<0.05），两种大头菜的亮度值没有显著性差异（P>0.05）。发酵温度对低温发酵大头菜的发酵进程的影响以及机制尚需深入研究。