黑豆苗腌渍中调味香辛料对亚硝酸盐含量的影响

王元军 夏伟

摘要：黑豆芽的腌渍是提高其产品附加值的有效途径，通过单因素试验和正交试验相结合的方法对黑豆苗腌渍中辣椒、大葱、姜、大蒜、卤水（花椒和桂皮熬制的）等调味香辛料对亚硝酸盐含量的影响进行研究。结果表明，单因素试验中辣椒、葱、大蒜、卤水对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量有较好的抑制作用，最佳用量分别为50%、10%、5%、12%；姜处理组亚硝酸盐含量在第4天迅速升高，并超过对照组，不适合于黑豆苗腌渍。正交试验中黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量抑制能力依次为大蒜>辣椒>卤水，大蒜和辣椒的影响均显著（P<0.05），调味香辛料抑制亚硝酸盐含量的最佳用量配方为辣椒30%、蒜9%、卤水4%，可用于黑豆苗的腌渍。

关键词：调味香辛料；黑豆苗；亚硝酸盐；正交试验

中图分类号：TS264.2      文献标志码：A     文章编号：1000-9973（2023）08-0085-05

Effect of Seasoning Spices on Nitrite Content During the Pickling

of Black Bean Seedling

WANG Yuan-jun， XIA Wei

（College of Life Sciences and Bioengineering， Jining University， Jining 273100， China）

Abstract： Pickling of black bean sprout is an effective way to increase the added value of its products. The effects of seasoning spices such as chili， scallion， ginger， garlic and brine （Zanthoxylum bungeanum and cinnamon） on nitrite content during the pickling of black bean seedling are studied through the combination of single factor test and orthogonal test. The results show that in single factor test， chili， scallion， garlic and brine have good inhibitory effect on the nitrite content during the pickling of black bean seedling， with the optimal dosage of 50%， 10%， 5%， 12% respectively. The nitrite content of ginger treatment group increases rapidly on the fourth day and exceeds that of the control group， which is not suitable for pickling black bean seedling. In the orthogonal test， the inhibitory capacity on nitrite content during the pickling of black bean seedling is garlic>chili>brine， and the effects of garlic and chili are significantly （P<0.05）. The optimal dosage formula of seasoning spices to inhibit nitrite content is chili 30%， garlic 9%， brine 4%， which can be used for the pickling of black bean seedling.

Key words： seasonings spices; black bean seedling; nitrite; orthogonal test

收稿日期：2023-02-20

作者简介：王元军（1970-），男，山东济宁人，教授，硕士，研究方向：酿酒与食品添加剂。

黑豆苗是一种口感鲜嫩、营养丰富的芽菜，深受消费者的喜爱。然而，由于其保鲜期很短，如不能及时销售而坏掉会给生产企业造成直接经济损失。腌渍是一种重要的生鲜蔬菜加工保藏方法，开展黑豆芽的腌渍等深加工是解决黑豆芽不能及时销售及提高其产品附加值的有效途径。蔬菜腌渍过程中硝酸盐可还原成亚硝酸盐，亚硝酸盐在适宜的条件下与食物中蛋白质的分解产物胺反应生成具有致癌作用的亚硝胺[1] 。因此，亚硝酸盐含量消长规律是关系蔬菜腌渍品质和安全的重要因素，如何有效降低亚硝酸盐含量是腌渍加工领域提高食品安全研究的重要课题。

蔬菜腌渍过程中调味料是不可缺少的配料，调味料中的香辛料不仅具有调味、增色、增香的作用，而且有防腐、抗氧化等多种功效。张强等[2]的理论研究表明香辛调味料提取物具有亚硝酸盐清除能力，但在食品加工实践中此方面的研究相对较少。如肉制品加工中，付丽等[3]的研究表明八角、桂皮、生姜对肉制品中亚硝酸盐有清除作用；李佳栋等[4]的研究认为桂皮、丁香和花椒对风干肠中亚硝酸盐有清除能力；而关于香辛料对蔬菜腌渍过程中亚硝酸盐的影响研究则更少，如孙志栋等[5]的研究表明辣椒对甘蓝腌渍过程中亚硝酸盐含量的影响达到显著程度。黑豆苗属于芽苗菜，芽苗菜腌渍技术简单，周期可缩短至6～7 d，风味各具特色，具有广阔的发展空间。但关于芽苗菜腌漬过程中调味香辛料的选择及对亚硝酸盐的影响研究尚未见报道。本文通过单因素试验和正交试验，对几种调味料在黑豆苗腌渍过程中对亚硝酸盐含量的影响规律进行研究，以期为黑豆苗腌渍中调味香辛料的选择提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

黑豆苗、干红辣椒、大蒜、大葱、生姜、花椒、桂皮、食盐：均购于超市。

HH-2数显恒温水浴锅 常州市华普达教学仪器有限公司；FA2004N电子分析天平、723PC可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司。

硼酸钠、亚铁氰化钾、乙酸锌、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、盐酸、亚硝酸钠、氯化钙、冰醋酸：均为国产分析纯。

1.2 试验方法

1.2.1 黑豆苗腌渍工艺流程

黑豆苗→清洗→去根→烫漂→冷却→保脆→沥干→入罐→加入调料→水封→密封保藏。

选择新鲜无腐烂的黑豆苗，去根，在100 ℃水中漂烫2 min。烫漂结束后，捞出，自然冷却至20 ℃，放入0.3% CaCl2溶液中保脆60 min，确保一定的脆度。腌渍前检查罐头瓶的密封性，防止漏气、漏水。入罐腌渍，罐头瓶中加入处理好的黑豆苗、10%食盐及处理好的调味香辛料；所有材料混匀，确保腌渍液没过黑豆苗，密封，置于20 ℃下腌渍6 d。

调味料处理：干红辣椒洗净晾干，去蒂，切成1.5 cm的段；大葱去外皮，切成3 cm的长段；大蒜、生姜去皮洗净晾干，切片，厚度0.5 cm，处理后直接加入腌渍液。为便于成品直接食用，花椒和桂皮按照用量1∶1，料液比1∶8制作卤水，即烧开后小火煮约40～60 min，浓缩体积至30%为试验卤水。

1.2.2 样品处理及亚硝酸盐含量的测定

待测样品洗净，晾去表面水分，用研钵研磨至匀浆，准确称取5 g于200 mL烧杯中，加入5 mL饱和硼砂溶液和100 mL热水（70～80 ℃）；置沸水浴中加热15 min，并不断摇动；取出后冷却至室温，加入10 mL亚铁氰化钾溶液、10 mL乙酸锌溶液和2 g活性炭粉，每次加入后均充分摇匀；转入200 mL容量瓶中加水定容；过滤，弃去前30 mL提取液，得无色清亮提取液待用。采用对氨基苯磺酸-萘乙二胺盐酸盐法，于波长538 nm处测量生成的红色复合物吸光度，依据标准曲线回归方程计算样品中原有亚硝酸离子含量。本次试验亚硝酸盐含量的标准曲线回归方程为y=1.065 1x-0.000 5，R2=0.999。

1.3 试验设计

1.3.1 单因素试验

腌渍食盐浓度10%，各调味香辛料辣椒、葱、姜、蒜、卤水水平设置见表1，水平1为空白对照；测量腌制过程中亚硝酸盐的含量。各处理重复3次，取平均值。

1.3.2 正交试验

综合考虑单因素试验结果，腌渍食盐浓度10%，选择辣椒、蒜和卤水复配进行三因素三水平正交试验，采用Ｌ9（34）正交表，第4列为空列，各因素水平见表2。每天测量腌渍液中亚硝酸盐的含量以分析最优组合。

1.4 数据处理

亚硝酸盐含量标准曲线回归方程由Excel 2003计算完成，正交试验分析由正交试验助手计算完成。

2 结果与分析

2.1 不同辣椒用量对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量的影响

由图1可知，腌渍的第1～6天，辣椒处理组亚硝酸盐含量明显低于对照组，且随着辣椒用量增多，亚硝酸盐含量逐渐减少，即50%水平抑制效果最好，其次为30%、10%，表明辣椒含量越多对腌渍黑豆苗中亚硝酸盐含量的抑制效果越好；但是考虑风味控制等因素，不再增加辣椒用量。对照组在第2天出现亚硝峰，处理组则在第3天出现亚硝峰，但峰值远低于对照组。黑豆苗在无氧（或缺氧）状态下会发生硝酸盐向亚硝酸盐的转化，辣椒中含有VC等生物活性物质，有抑制亚硝酸盐形成的作用[6]，并对N-甲基亚硝胺的合成有一定的阻断作用。因此，3个辣椒处理组由于亚硝酸盐形成受到抑制，故亚硝峰出现得晚，且峰值低于对照组，具有较好的亚硝酸盐抑制能力，采用辣椒10%、30%、50%水平进行正交试验。

2.2 不同葱用量对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量的影响

由图2可知，前3 d大葱处理组亚硝酸盐含量明显低于对照组，表明大葱对亚硝酸盐有明显的抑制作用；但在第4天和第5天，亚硝酸盐含量已和对照组差别不大，尤其16%水平还出现了亚硝酸盐含量高于对照组的现象，但是第6天时处理组亚硝酸盐含量低于4 mg/kg，低于对照组。其中的原因可能与有机硫化物的不稳定有关。大葱的成分相当复杂，汪莹等[7]研究表明大葱葱白中含量最高的为有机硫化物，含量可达0.607 mg/g，其次是VC，含量为0.553 mg/g；主要起去除亚硝酸盐作用的成分为有机硫化物。另外，大葱用量也影响亚硝酸盐的清除率，如刘亚等[8]研究表明大葱提取液用量为2 mL时对亚硝酸盐的清除率最高，达99.63%。本次研究3组处理中以10%大葱用量效果最好，从整个腌渍过程来看，基本上产亚硝酸盐最低；其次为4%组，16%组效果最差。考虑大葱在黑豆苗腌渍后期对亚硝酸盐的抑制作用不强，不再参与正交试验。

2.3 不同姜用量对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量的影响

由图3可知，腌渍前3 d姜处理组亚硝酸盐含量明显低于空白对照组，至第4天时对照组亚硝酸盐含量已经开始下降，姜的3组处理水平则迅速增加，并呈递增趋势，30%处理组甚至已经超过了GB 2762—2017中规定的腌渍蔬菜制品亚硝酸盐的限量值20 mg/kg，表明姜前期具有一定的抑制亚硝酸盐的能力，但后期则有促进黑豆苗腌渍亚硝酸盐形成的作用，这与付丽等[3]、钟希琼等[9]的研究结论不同。赵红等[6]的研究数据也表明腌渍雪里蕻的姜处理组在第4周出现了亚硝酸盐含量的大幅度上升，同时其硝酸盐含量大幅度下降，与本次研究结果一致。至于本次试验姜后期促進亚硝酸盐含量增加的具体原因还需进一步研究。鉴于姜在黑豆苗腌渍后期对亚硝酸盐没有抑制作用，不再参与正交试验。

2.4 不同蒜用量对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量的影响

由图4可知，蒜的3个处理组亚硝酸盐含量从第2天开始一直明显低于对照组，说明蒜对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐的产生有较好的抑制作用，这与赵红等[6]的研究结果一致。本次试验也表明不同用量的蒜的抑制效果不同，前5 d 1%处理组效果最好，其次为5%处理组；但是第6天时反而是5%和9%处理组最低，也就是说1%处理组后期抑制亚硝酸盐的能力减弱，故下降较慢。因此，综合来看，可认为5%处理组最优。采用大蒜1%、5%、9%水平参与正交试验。

2.5 不同卤水用量对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量的影响

由图5可知，卤水处理组亚硝酸盐含量明显低于空白组；而且各处理组亚硝峰并不明显，最高的为4%处理组，其亚硝峰出现在第4天，为4.107 6 mg/kg，说明花椒和桂皮所获卤水对亚硝酸盐有很好的抑制效果，与多数学者的研究一致[10-11]。不同用量的卤水对亚硝酸盐含量的抑制效果也有差别，效果最好的是12%处理组，最差的为20%处理组。

2.6 正交试验结果及分析

2.6.1 腌渍过程中亚硝酸盐含量的动态变化

由图6可知，第7组在第3天出现亚硝峰，其余各组和对照组均在第2天出现亚硝峰；对照组和第2，4，5，6，7组均在第4天发生明显的转折，亚硝酸盐含量迅速降低，表明从亚硝酸盐含量的角度分析，黑豆苗腌渍的前4 d十分关键。9组处理中，第6组A2B3C1最好，几乎全过程亚硝酸盐含量最低，其次为第9组。第1，2，4，5组最初亚硝酸盐含量高于对照组，但是第4天以后，均低于对照组。综上，第4天是黑豆苗腌渍过程中重要的节点，第6组最佳。

2.6.2 正交试验结果及分析

第4天是黑豆苗腌渍过程中重要的节点，故对第4天黑豆苗中亚硝酸盐含量进行极差分析以探究最优腌渍条件。由表3极差分析可知，正交试验中3个因素对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量的抑制能力大小顺序为A>B>C，即辣椒>蒜>鹵水。由表4可知，辣椒、蒜二者的影响均显著（P<0.05），而卤水的影响不显著（P>0.05），即3个因素间A、B因素为重要因素，C为次要因素。从调味料配方分析，最佳组合为A2B3C3，即辣椒用量30%、蒜用量9%、卤水用量20%。

为从整体上衡量黑豆苗腌渍过程中亚硝酸盐含量产生的情况，对腌渍周期6 d中累加亚硝酸盐含量进行极差分析。由表3可知，正交试验中3个因素对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量的抑制能力大小顺序为B>A>C，即蒜>辣椒>卤水。由表4可知，蒜、辣椒二者的影响均显著（P<0.05），卤水的影响不显著（P>0.05），即3个因素间A、B因素为重要因素，C为次要因素。从调味料配方分析，最佳组合为A2B3C1，即辣椒用量30%、蒜用量9%、卤水用量4%。

对比以上两组分析，尽管影响大小排序不同，但最佳组合中均以辣椒用量30%、蒜用量9%为重要因素，表明辣椒和蒜是黑豆苗腌渍过程中抑制亚硝酸盐含量的关键因素；但是二者的作用还是有差别，蒜的影响整个腌渍过程中亚硝酸盐的产生，辣椒则是在第4天时抑制作用强于蒜的作用。3个因素中卤水为次要因素，且卤水的方差分析结果差异不显著。因此，既可以选择C1，也可选择C3。综合考虑成本因素，选择以A2B3C1为最优组合，与上述腌渍过程中亚硝酸盐含量动态变化中的分析一致。

3 讨论

首先，本研究探讨了调味料的作用机制及其功效的多重性。调味料具有抑制或清除亚硝酸盐的作用，但是不同的调味料在食品加工过程中的作用机制并不完全相同，这可能与其具体所含成分有关[12]。如张强等[2]提出多酚和皂苷是10种香辛料提取物中的主要活性成分，亚硝酸盐清除能力与多酚和皂苷含量有显著的相关性。李玉邯等[13]认为桂皮、丁香和花椒抑制亚硝酸盐的能力依次减弱，其原理在于对亚硝胺的阻断能力由强到弱。周凤超等[11]认为花椒、丁香和桂皮提取物清除亚硝酸盐的能力较强，而丁香对亚硝胺的阻断能力强于其他3种香辛料。本次研究表明蒜具有较好的抑制亚硝酸盐的作用，具体的原理可能是延缓维生素C的破坏及杀菌作用可阻止硝酸盐的还原作用，从而降低亚硝酸盐的形成[6]。另一方面，调味料还与腌渍品风味的形成密切相关。如孙志栋等[5]认为添加2.24%辣椒能阻断硝酸盐向亚硝酸盐转化，并促进总酸含量的显著升高，进而影响腌渍品的品质等。

其次，同种调味料在不同材料腌渍过程中对亚硝酸盐的影响规律不同。本次研究中使用的香辛调味料中除姜以外，均具有较好的抑制黑豆苗腌渍中亚硝酸盐形成的作用。然而，罗思玲等[14]认为生姜残渣的总黄酮具有一定的清除亚硝酸盐能力；付丽等[3]的研究也表明生姜对肉制品中亚硝酸盐有清除作用。杨伟平等[15]认为3种蔬菜浸提液均能有效地清除酱菜中的亚硝酸盐，清除率依次为大蒜（75.09%）>大葱（62.48%）>洋葱（56.41%）；而李胜华等[16]则认为对亚硝酸盐标准液的清除效果为大蒜>洋葱>大葱。本次研究中也表明对腌渍的整体过程来讲，蒜具有很好的减少亚硝酸盐含量的作用；而在甘蓝腌渍过程中影响亚硝酸盐含量的调味料排序则为辣椒＞花椒＞大蒜，大蒜不及花椒、辣椒的作用效果[5]。因此，针对具体腌渍材料调味料的选择和使用要具体分析。

再者，调味料复配时作用规律与单因素试验可能有差异。如从极差分析蒜随着用量的增加，表现为亚硝酸盐含量降低，与单因素试验结果不一致；卤水单因素的作用效果较好，正交试验中体现不明显，方差分析不显著。马俪珍等[17]在对复配香辛料提取物体外阻断N-二甲基亚硝胺生成研究中也出现了类似的现象。原因可能有多种，如方差分析不显著表明可能是随机误差造成的，也可能是调味料之间存在交互作用，也可能是本次配方设计时采用了较高的辣椒用量。从调味料的复配效果分析，复配组合较单因素试验能够有效缩短亚硝峰出现的时间和峰值，缩短商品的生产周期。因此，深入研究蔬菜腌渍中调味料复配作用规律具有积极意义，关于其相互作用机理还需进一步的深入研究。

4 结论

黑豆苗是一种口感鲜嫩、营养丰富的芽菜，研究表明香辛调味料辣椒、葱、蒜、卤水（花椒和桂皮熬制的）对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量有较好的抑制作用，最佳用量分别为50%、10%、5%、12%。但是大葱在黑豆苗腌渍的后期对亚硝酸盐的抑制作用不强，6 d腌渍周期中姜处理组后期并不能抑制亚硝酸盐的产生。因此，可以选择蒜、辣椒、卤水复配组合腌渍黑豆苗，最佳用量配方为辣椒30%、蒜9%、卤水4%，其中对黑豆苗腌渍中亚硝酸盐含量抑制能力依次为蒜>辣椒>卤水，蒜和辣椒的影响均显著（P<0.05）。结合本文调味香辛料的配方，关于黑豆苗具体腌渍工艺可以进一步开展优化研究。

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