多轮增香发酵对传统榨菜风味成分影响研究

陈 功，张其圣，刘 竹，梅时学，鲍永碧，李 恒，余文华

（1.四川省食品发酵工业研究设计院，四川 成都 611130；2.四川省川南酿造有限公司，四川 眉山 620030；3.四川东坡中国泡菜产业技术研究院，四川 眉山 620030）

四川泡菜是中国传统发酵食品的典型代表，历史悠久，工艺传承千年，为中华传统生物食品之瑰宝[1-2]。榨菜作为泡菜的代表品种之一，是一种半干态的具有乳酸发酵的腌制品。通过发酵腌制产生的各种风味物质赋予榨菜特有的风味和营养[3]。其风味独特，鲜香嫩脆，开胃可口，深受消费者喜爱。

香味是食品的一个重要组成部分，是令人喜欢的香味可以使消费者产生食欲，品尝后口齿留香，会在头脑里留下深刻的印象，而且美好的香味还能够增进人的食欲。目前食品的增香方法均为直接添加香辛料或添加人工合成香料来提高食品的香味和口感，香味的融合性和协调性较差。为了使食品香味协调充分，经过反复研究结果表明，要使外加香味与食品相融合，就是使食品在长期香味渗透下，食品与香味物质慢慢融合，从而使香味变得自然，同时通过提取浓缩香辛料中香味成分然后添加到食品中混合的方法使香味与产品能充分混合。改进增香方式，使产品香味更加持久，香味协调自然，与产品达到很好的融合效果，香味持久不变，品尝后愉快而口齿留香。

香气成分是判断泡菜品质主要指标，韩国泡菜的风味成分已经做了较为深入的研究，HAWER W等[4]运用气质联用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）方法对5℃发酵的韩国泡菜进行了分析，HAN J S等[5]运用同时蒸馏萃取结合GC-MS对Wooung 泡菜进行了分析，CHA Y J等[6]运用同时真空蒸馏萃取结合GC-MS-Ol-factometry（GC/-MS/-O）韩国泡菜进行了分析，KIM J H等[7]运用动态顶空进样结合GC-MS 对Dongchimi 汤进行了分析，HA J H[8]运用固相微萃取技术（solid phase microextraction，SPME）结合GC-MS 对韩国泡菜进行了分析，KANG J H等[9]运用固相微萃取技术（SPME）结合GC/MS 对冰箱中保藏的韩国泡菜进行了分析。然而我国在四川泡菜的香气成分研究方面与韩国泡菜相差较大，目前只有少数报道了有关其他泡菜产品的香气成分。赵大云等[10-12]对中国传统腌渍雪里蕻的风味成分进行了分析，研究结果显示，腌渍雪里蕻中含有烃类、醇类、酯类、腈及杂环化合物，其中丁烯腈及苯并噻唑与腌渍雪里蕻特征风味密切相关。此外朱文娴等[13]也报道了人工接种泡菜中的风味成分研究，结果显示游离氨基酸、有机酸和挥发性风味物质方面，人工接种发酵的产品与自然发酵的产品是基本一致的。陈功等[14-15]报道了自然发酵、乳酸菌发酵与老盐水发酵四川泡菜的挥发性成分。本研究以四川传统特色发酵食品榨菜为研究对象，分析鉴定普通榨菜、多轮增香发酵榨菜发酵前后的物质成分变化，探讨多轮增香发酵工艺对榨菜发酵的影响，为多轮增香发酵工艺在传统榨菜发酵中的应用奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.2 仪器与设备

7890/5975-GC-MSD气相色谱/质谱联用仪：美国安捷伦公司；DHG-9055A恒温干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；KDN-08B凯式定氮仪：上海普陀洪纪仪器设备有限公司；SHZ-3型水循环真空泵：河南巩义杜甫仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 普通榨菜加工工艺流程（图1）

图1 普通榨菜加工工艺流程Fig.1 Processing technology of common pickled mustard tuber

1.3.2 多轮增香发酵榨菜加工工艺流程（图2）

1.3.3 样品处理

将普通榨菜、多轮增香发酵榨菜别切成边长为2mm的正方体备用。

1.4 分析检测

1.4.1 风味成分的提取与分析[14]

SPME顶空萃取操作条件：取5g样品置于20mL顶空瓶中，80℃萃取吸附30min，聚丙烯酸酯（polyacrylate，PA）萃取头深入进样瓶，伸出纤维于上空的气体中萃取10min，缩回纤维，然后把萃取头进入气相色谱仪进样口，伸出纤维解吸5min后缩回纤维，取出萃取头，进行分析。

气相色谱条件：初温40℃，保持3min，以5℃/min上升至100℃，再以10℃/min上升至250℃，保持1min。载气（氦气）流速1.0mL/min，压力2.4kPa，进样量0.5μL；采用的色谱柱为INNOWAX（60m×0.25mm×0.25mm）。

不一会儿，一阵冷风吹过来，国王不禁打了一个寒战，这时他才想起来昨天没有听到天气预报，不然他今天就穿厚衣服了。国王生气极了，立刻从人群中找出气象台台长，要他解释：“为什么昨天没有播天气预报？”

图2 多轮增香发酵榨菜加工工艺流程Fig.2 Processing technology of multiple rounds of aroma enhancement fermentation for mustard tuber

质谱条件：电子电离（electron ionization，EI）源；温度250℃，电子能量70eV，放射电流150μA，传输线温度280℃，质子扫描范围35～200m/z。

1.4.2 总酸的测定

采用GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》中方法进行测定。

1.4.3 还原糖的测定

采用GB/T 5009.7—2008《食品中还原糖的测定》中方法进行测定。

1.4.4 蛋白质含量

采用GB/T 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法测定。

2 结果与讨论

2.1 两种榨菜理化指标分析对比

两种榨菜样品理化指标分析检测结果见表1。

由表1可知，两种不同的加工方法对于榨菜的理化指标影响不大，两种不同的榨菜最后成熟的总酸和残留还原糖含量差别不大，蛋白质含量也基本保持一致。

表1 两种榨菜样品理化指标检测结果Table 1 Physicochemical indicator test results of two kinds of mustard tuber sample

2.2 两种榨菜风味成分对比

按照上述实验条件对普通榨菜、多轮增香发酵榨菜进行测定，其挥发性成分GC-MS总离子流色谱图如图3、图4所示。

图3 普通榨菜挥发性成分色谱图Fig.3 Volatile components chromatogram of common mustard tuber

图4 多轮增香发酵榨菜挥发性成分色谱图Fig.4 Volatile components chromatogram of multiple rounds flavored fermented pickled mustard tuber

各组分质谱经计算机谱库检索及资料分析，对各锋进行对比确认，两种榨菜香气成分鉴定结果分别如表2、表3所示。

由表2可知，普通榨菜共识别出24种化合物，其中醇类3种，相对含量为78.70%；醛类3种，相对含量为2.32%；含硫化合物2种，相对含量为2.48%；酮类1种，相对含量为0.62%；酯类3种，相对含量为7.22%；醚类2种，相对含量0.67%；烷2种，相对含量为2.01%；腈类1种，相对含量为0.83%；酸类2种，相对含量为3.04%；杂环化合物2种，相对含量为0.83%，其他化合物3种，相对含量为1.29%。

表2 普通榨菜香气成分Table 2 Aroma components of common mustard tuber

由表3可知，多轮増香榨菜共识别出30种化合物，其中醇类7种，相对含量为81.45%；醛类3种，相对含量为2.08%；含硫化合物2种，相对含量为0.58%；酮类1种，相对含量为0.31%；酯类3种，相对含量为11.37%；醚类2种，相对含量0.35%；烷类1种，相对含量为0.31%；腈类1种，相对含量为0.29%；烯类3种，相对含量0.99%，酸类2种，相对含量为0.68%；杂环化合物2种，相对含量为1.48%，其他化合物1种，相对含量为0.10%。

2.3 多轮增香发酵工艺对榨菜品质的影响

表3 多轮增香发酵榨菜香气成分Table 3 Aroma components of multiple rounds flavored fermented pickled mustard tuber

多轮增香发酵榨菜主要成分有乙醛、二甲基硫、丙醛、丙酮、乙酸乙酯、甲酸乙酯、丁酸乙酯、乙醇、戊醇、丁醇、戊醇、二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫、月桂烯、2-丁烯腈、柠檬烯、桉叶油醇、茴香脑、2-乙基呋喃等成分。其主要来源可能有：一是源自原辅料中香味成分，如来二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫等来源于大蒜，而月桂烯可能来自姜或花椒，茴香脑可能来自茴香等辅料[16-19]，2-丁烯腈、2-乙基呋喃、异硫氰酸烯丙酯则为榨菜本身的特有的香味成分[20]。二是微生物发酵作用及生理生化反应产生的物质，如乙酸乙酯、甲酸乙酯、丁酸乙酯、乙醛、桉叶油醇等[21-23]。

与多轮增香发酵榨菜相比，传统榨菜的风味成分相对较为单一，主要成分有甲醇、乙醇、二甲基硫、二甲基二硫、丙醛、乙酸乙酯、丁酸乙酯、2-乙基呋喃、2-丁烯腈、异硫氰酸烯丙酯、乙酸、2，4-庚二烯醛等；其主要来源于多轮増香榨菜相似，主要源自两个方面：一是原辅料中的主要成分，如二甲基二硫、二甲基硫来自大蒜，2，4-庚二烯醛则可能来自人工合成香精香料，2-乙基呋喃、2-丁烯腈、异硫氰酸烯丙酯为榨菜本身特有的香气；另外一方面是微生物作用及生理生化反应，如甲醇、乙醇、乙酸乙酯、丁酸乙酯等。

通过上述对比可以发现，在经过一系列的加工后，尽管所使用的香料较为相似，但是传统工艺的榨菜中几乎没有保留香料中的挥发性成分，仅有少量的如大蒜及合成香精的一些挥发性成分，而多轮增香发酵榨菜则保留了香料中大量的挥发性成分。

3 结论

采用固相微萃取-气相色谱质谱联用法（SPME-GC/MS）对两种不同工艺的榨菜进行了香气成分分析过程中，在相同的试验条件下，采用多轮增香发酵工艺制作的榨菜检测出了更多的香气成分物质。在共同检测出的主要香气成分中，采用多轮增香发酵工艺制作的榨菜含量明显高于老工艺榨菜。传统工艺的榨菜中几乎没有保留香料中的挥发性成分，仅有少量的如大蒜及合成香精的一些挥发性成分残留，而多轮增香发酵榨菜则保留了香料中大量的挥发性成分，尽管没有使用合成香精，但其风味仍较传统工艺生产的榨菜更为丰富、更为融合。

[1]陈 功.中国泡菜的品质评定与标准探讨[J].食品工业科技，2009，30（2）：335-338.

[2]陈 功.中国泡菜加工技术[M].中国轻工业出版社，2011.

[3]刘 璞，吴祖芳，翁佩芳.榨菜腌制品风味研究进展[J].食品研究与发开，2006，27（1）：158-160.

[4]HAWER W D,HA J H,SEOG H M,et al.Changes in taste and flavor compounds of kimchi during fermentation[J].Food Sci Technol,1988,(20):511-517.

[5]HAN J S,CHEIGH M J,KIM S J,et al.A study on wooung(burdock,arctium lappa,l)kimchi-changes in chemical,microbial,sensory characteristics and volatile flavor components in wooung kimchi during fermentation[J].Prev Nutr Food Sci,1996,1(1):30-36.

[6]CHA Y J,Kim H,CADWALLADER K R.Aroma-active compounds in kimchi during fermentation[J].J Agr Food Chem,1998,46:1944-1953.

[7]KIM J H,SOHN K H.Flavor compounds of dongchimi soup by different fermentation temperature and salt concentration[J].Food Sci Biotechnol,2001(10):236-240.

[8]HA J H.Analysis of volatile organic compounds in kimchi absorbed in SPME by GC2AED and GC-MSD[J].Korea Food Sci Technol,2002,31(3):543-545.

[9]KANG J H,LEE J H,MIN S,et al.Changes of volatile compounds,lactic acid bacteria,pH,and headspace gases in kimchi,a traditional Korean fermented vegetable product[J].Food Sci,2003,68(3):849-854.

[10]ZHAO D Y,TANG J,DING X L.Analysis of volatile components during potherb mustard (Brassica juncea,Coss.) pickle fermentation using SPME-GC/MS[J].Food Sci Technol,2007,40(3):439-447.

[11]赵大云，杨方琪.雪里蕻腌菜的风味研究[J].食品与发酵工业，1998，24（1）：34-41.

[12]赵大云，汤 坚，丁霄霖.雪里蕻腌菜特征风味物质的分离和鉴定[J].无锡轻工大学学报，2001，20（3）：291-298.

[13]朱文娴，周相玲，张 惠，等.人工接种泡菜的风味研究[J].食品工业科技，2007，28（11）：108-110.

[14]陈 功，张其圣，余文华，等.四川泡菜挥发性成分及主体风味物质的研究（二）[J].中国酿造，2011，30（12）：19-23.

[15]张其圣，陈 功，余文华，等.四川泡菜香气预处理及其主要成分的研究[J].食品与发酵科技，2010（6）：1-4.

[16]赵志峰.汉源花椒风味物质研究及花椒油生产工艺优化[D].成都：四川大学硕士论文，2006.

[17]张捷莉，王 君，李铁纯，等.美国西芹菜籽挥发性成分的GC-MS 分析[J].食品科学，2002，23（8）：225-227.

[18]王希丽，张建丽，何洪巨.GC-MS 法测定大蒜中的挥发性物质[J].分析测试学报，2004，23（9）：107-109.

[19]刘 源，徐幸莲，周光宏.顶空固相微萃取气质联用检测生姜挥发性成分[J].中国调味品，2004（1）：42-44.

[20]曾凡坤，王金美.蒸馏萃取-气相色谱-质谱联用对不同腌制工艺大头菜挥发性风味物质的分析[J].食品科学，2011，32（8）：179-201.

[21]王金菊，崔宝宁，张治洲.泡菜风味形成的原理[J].食品研究与开发，2008，12（29）：163-166.

[22]章 献，赵 勇，刘 源，等.2 种韩国泡菜挥发性风味物质分析研究[J].食品与发酵工业，2009，35（1）：150-156.

[23]黄明泉，韩书斌，孙宝国，等.同时蒸馏萃取/气质联机分析郫县豆瓣酱风味成分的研究[J].食品工业科技，2009，4（1）：136-139.