食盐粒度及钙含量对腌制芥菜自然发酵过程的影响

徐欢欢 ，戴临雪 ，吴志康 ，唐雄 ，韩贵亮 ，岳元媛 *

1. 雪天盐业集团股份有限公司（长沙 410015）；2. 湖南省轻工盐业集团技术中心有限公司（长沙 410015）；3. 湖南省井矿盐工程技术研究中心（长沙 410015）

芥菜是十字花科芸苔属一年生草本植物，可以分为叶用芥菜、茎用芥菜和根用芥菜[1]。其中，叶用芥菜除鲜食外一般加工为腌制芥菜。芥菜腌制通常以新鲜大叶芥菜为主要原料，采用食盐盐渍后经微生物发酵而成，具有特殊的鲜香味和辛辣味[2-3]，能促进胃、肠消化，改善食欲[4]，深受消费者喜爱。

食盐在芥菜腌制过程中发挥着重要作用，一定浓度的食盐会使微生物细胞内外渗透压不平衡导致其脱水死亡，抑制有害微生物的生长，同时使芥菜细胞发生质壁分离，芥菜组织内部的可溶性物质外渗带走不良气味，而发酵汁则透入芥菜细胞使其具有咸味和良好的风味[5-6]。食盐还会对腌制芥菜的质构产生影响[7]，这与食盐中含有的矿物元素离子如Ca2+、Mg2+等有关。综合来说，食盐不仅影响发酵蔬菜中生化及微生物群落，而且决定着发酵蔬菜的最终质量和风味。目前，食盐对腌制芥菜品质的影响研究多集中在食盐浓度对腌制芥菜发酵过程的影响，缺乏食盐自身特性对芥菜品质的影响。此研究选取井矿盐腌制芥菜，将井矿盐细分粒度和不同钙含量（天然含钙，无外加钙源），分别研究其对腌制芥菜发酵过程中质构和感官评分的影响，以期为芥菜腌制行业选择更合适的腌制盐提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

腌制原料：大叶芥菜（市售）；精制盐、天然钙盐（湖南省雪天盐业技术开发有限公司，以下简称“雪天技术”）。

试剂：硝酸、硝酸银、铬酸钾（国药集团化学试剂有限公司）；氩气、氦气（长沙长钢气体有限公司）等。

1.2 主要仪器与设备

TMS-Pro质构仪（美国Food Technology Corporation公司）；ES-E210B电子天平（天津市德安特传感技术有限公司）；电感耦合等离子体质谱仪[赛默飞世尔科技（中国）有限公司]；孔径0.15 mm（100目），0.50 mm（35目），0.85 mm（20目）和1.20 mm（16目）试验筛，均采自中国航空工业第五四零厂。

1.3 试验条件

1.3.1 不同粒度、钙含量食盐的制备

不同粒度食盐的制备：将雪天技术提供的精制盐（井矿盐）放入振动筛中，筛分为0.15～0.50，0.50～0.85和0.85～1.20 mm三个粒度范围。

不同钙含量食盐的制备：通过卤水净化技术控制卤水中的钙含量，得到普通精制盐、腌制盐（Ca≥0.6g/kg）、天然含钙食用盐（Ca≥1.20 g/kg）、天然高钙食用盐（Ca≥2.40 g/kg），粒度范围均为0.15～0.85 mm。

以上食盐均进行氯化钠、钙含量的测定。

1.3.2 芥菜腌制工艺

挑选大小适中，无腐烂、无病虫害的芥菜，将其清洗干净后在通风且阳光充足的室外晾晒数日后（晒蔫、杀菌、去除一定的水分），去除其黄叶和老帮，装入发酵坛中腌制发酵，每坛100 kg鲜菜，每种盐腌制8坛，置于室内自然发酵。食盐添加量为12%，按照一层菜一层盐的方式腌制，采用下少、中稍多、上多的方法加盐。上部用盐占总用盐量的40%，中、下部各占25%，盖面盐10%。参考湖南华容芥菜基地大池室温完全发酵工艺所用时间[8]，每隔10 d取样进行质构指标的检测，并进行感官评价，共发酵60 d。

1.3.3 食盐理化指标测定

氯化钠的测定：参考GB 5009.42——2016《食品安全国家标准 食盐指标的测定》[9]，采用硝酸银滴定法进行测定。

钙的测定：参考GB/T 5009.92——2016《食品中钙的测定》[10]，采用电感耦合等离子体质谱法进行测定。

1.3.4 腌制芥菜质构测定

参考王馨蕊等[11]对新平腌菜质构的测试方法，取芥菜帮位置处3 cm×3 cm的块状样品，将其置于质构仪平板上，采用直径25 mm的圆柱形探头进行质地多面分析（TPA）试验，分析其硬度、内聚性、弹性、黏附性、咀嚼性等指标。测试参数：测试速度60 mm/min，压缩程度50%，起始力0.5 N，每个样品重复3次，取平均值。

1.3.5 感官评价

选择10名评分员对腌制过程中的芥菜进行感官评价，该测试在食品感官评价实验室内完成。总分为100分，其中色泽20分、香气20分、滋味30分、质地30分。感官评价的评分标准见表1。

表1 腌制芥菜品质评价表

1.3.6 数据处理

采用Excel 2019进行数据分析。

2 结果与讨论

2.1 不同食盐指标分析

不同食盐的氯化钠、钙含量检测结果见表2。井矿盐因经过卤水净化、真空制盐工艺，其精制盐中钙含量很低（0.01 g/kg左右），氯化钠含量较高，GB/T 5461——2016[12]中规定优级精制盐的氯化钠含量≥99.10%，试验中使用的井矿盐氯化钠含量均高于99.10%。通过富集卤水中的钙制得的腌制盐其钙含量为0.64 g/kg，符合QB/T 5423——2019[13]对腌制盐钙含量的要求，天然含钙食用盐、天然高钙食用盐钙含量分别为1.30和2.55 g/kg，满足GB/T 28050——2011[14]对含钙（Ca2+≥1.20 g/kg）、高钙（Ca2+≥2.40 g/kg）声称的要求。

表2 不同食盐指标分析结果

2.2 不同粒度食盐对腌制芥菜发酵过程中品质的影响

2.2.1 不同粒度食盐对腌制芥菜质构的影响

根据岳喜庆等[15]的研究结果，酸菜的硬度、弹性、凝聚性、咀嚼性等指标可以很好地体现酸菜的质构特性，其中硬度反映的是牙齿间压迫酸菜所需的力，回复性和弹性反映了酸菜细胞间结合力的大小[16]，胶黏性反映了吞咽前破碎酸菜需要的能量，咀嚼性反映了咀嚼酸菜需要的能量，且硬度与弹性、胶黏性和咀嚼性呈显著正相关。不同粒度食盐腌制芥菜发酵过程中质构指标的变化情况见表3。

表3 不同粒度食盐腌制芥菜发酵过程中质构的变化

由表3可以看出，随着发酵的进行，腌制芥菜不断失水，L1、L2、L3腌制芥菜的硬度、回复性、胶黏性、弹性和咀嚼性大致呈逐渐下降的趋势，在50 d时达到稳定，这主要与发酵过程中细胞因渗透作用造成的脱水有关，且腌制过程中Na+置换除去了原果胶中起交连作用的Ca2+和Mg2+，再加上原果胶酶的作用生成水溶性果胶，随着腌制时间延长，水溶性果胶的含量不断增加，从而导致腌菜的硬度、回复性、弹性等指标下降[17]。发酵过程中L1腌制芥菜的硬度、弹性显著低于L2和L3（P＜0.05），这就造成L1腌制芥菜的胶黏性和咀嚼性显著低于L2和L3，这说明随着食盐粒度的增加，腌制芥菜的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性呈上升趋势，发酵50 d时，与L1、L2相比L3腌制芥菜的硬度、弹性、胶粘性、咀嚼性最高，分别为170.30 N，1.67 mm，52.79 N和88.16 mJ，这可能是因为L1的粒度最小，食盐的溶解速度较L2和L3快，盐液与细胞液的渗透作用较快，导致芥菜组织失水较快，硬度、弹性等指标下降速度快。而L2和L3腌制芥菜在发酵后期硬度等指标差异不显著，这可能与微生物作用有关。

2.2.2 不同粒度食盐对腌制芥菜感官评分的影响

此试验对同一发酵时间点（第50天，此时发酵已进入稳定期）的芥菜进行感官评价，评分员根据评分标准对不同粒度食盐腌制50 d的样品进行色泽、香气、滋味和质地的评分，评分结果见图1。

图1 不同粒度食盐腌制芥菜感官评分

由图1可知，在发酵50 d时，L3腌制芥菜的颜色、滋味和质地得分最高，总分90.38分，与L1有显著差异（P＜0.05），L2腌制芥菜的滋味和质地与L1有显著差异（P＜0.05）。根据李彤等[18]的研究，发酵芥菜的风味与乳酸菌的作用息息相关，乳酸菌通过代谢产生有机酸、氨基酸、游离糖和挥发性风味物质等，最终形成芥菜的整体风味。试验中发酵芥菜品种相同，食盐添加量相同，粒度有所不同，对最终产品的香气（挥发性风味）没有显著影响，对颜色、滋味和质地的影响较大，且粒度越大，溶解速率相对较慢，其发酵产品整体评分越高。

2.3 不同钙含量食盐对腌制芥菜发酵过程中品质的影响

2.3.1 不同钙含量食盐对腌制芥菜质构的影响

不同钙含量食盐腌制芥菜发酵过程中质构指标的变化情况见表4。由表4可以看出，随着发酵的进行，腌制芥菜不断失水，C1、C2、C3、C4腌制芥菜的硬度、回复性、胶黏性、弹性和咀嚼性大致呈逐渐下降的趋势，在50 d时达到稳定。发酵过程中C1、C2、C3、C4腌制芥菜的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性有显著差异（P＜0.05），随着食盐钙含量的增加，腌制芥菜的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性均呈现上升的趋势，其中C4腌制芥菜的硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性得分最高，在50 d时分别为196.34 N，2.07 mm，60.86 N和125.98 mJ。这说明Ca2+可提升腌制芥菜的硬度等指标，主要是因为随着食盐钙含量的增加，发酵芥菜中钙含量也随之增加，Ca2+可与原果胶形成交连作用，从而起到增脆的效果。

表4 不同钙含量食盐腌制芥菜发酵过程中质构的变化

2.3.2 不同钙含量食盐对腌制芥菜感官评价的影响

此试验对同一发酵时间点（第50天，此时发酵已进入稳定期）的芥菜进行感官评价，评分员根据评分标准对不同钙含量食盐腌制50 d的样品进行色泽、香气、滋味和质地的评分，评分结果见图2。

图2 不同钙含量食盐腌制芥菜感官评分

由图2可知，在发酵50 d时，C2、C3、C4腌制芥菜的颜色、香气、滋味和质地与C1（不含钙，对照）有显著性差异（P＜0.05），且C4的各项指标得分最高，总分92.71分。试验中芥菜品种相同，食盐添加总量相同，但根据实际氯化钠的含量换算，C1～C4的氯化钠含量逐渐降低，从而导致发酵过程中微生物生长状况略有不同，再加上Ca2+与原果胶的作用，最终出现C4（天然高钙，Ca2+含量2.55 g/kg）的整体评分最高。

3 结论

通过研究不同粒度和钙含量食盐腌制芥菜发酵过程中品质的变化发现，不同粒度和钙含量食盐腌制芥菜均在发酵50 d时达到稳定，且随着食盐粒度的增加，其硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和感官评分增高，即当粒度范围在0.85～1.20 mm时，硬度最高170.30 N、感官评分最高90.38分。因此，井矿盐生产过程中产生的一些颗粒大的筛上物作为腌制盐使用，可适当增加腌制芥菜脆度。

随着食盐钙含量的增加，腌制芥菜的硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和感官评分出现增加的趋势，在钙含量为2.55 g/kg（天然高钙盐标准）时腌制芥菜的硬度和感官评分最高，分别为196.34 N和92.71分。此研究中天然含钙盐因保留了卤水中的钙离子，腌制芥菜时硬度和感官评分最高，但因其工艺相较普通精制盐来说相对复杂，其直接作为腌制盐的成本太高，下一步可继续研究粒度范围更大的且保留了卤水中钙、镁等离子的日晒海盐、湖盐腌制芥菜对其发酵过程品质的影响，为芥菜腌制盐的选择提供更完善的理论依据。