近10年国内泡菜研究进展

2018-01-18汪荣斌秦亚东

农产品加工 2018年6期

汪荣斌，秦亚东，马波

泡菜是以各类蔬菜为主要原材料，经加工发酵形成的浸制成品。最早起源于中国，是我国传统发酵食品的典型代表之一。在我国历史悠久，《诗经》中“菹”即泡菜，至今已有3 000多年的历史[1]。文献记载，唐代高僧鉴真和尚东渡日本，将我国的泡菜制作技术传入日本；唐代将军薛仁贵发配到高丽（今韩国），泡菜带进了韩国；17世纪欧洲从我国引入泡菜。泡菜传入各地，并逐渐发展壮大，尤其是近几十年，日韩两国结合自身饮食习惯、食材特点和国际化要求，将传统泡菜制作中融入现代食品加工技术，使泡菜发展成为现代化泡菜产业，并走向世界。在国际上，中、日、韩泡菜各有特色，共具盛名[2]。

泡菜营养价值丰富，富含有丰富的维生素、微量金属、无机盐、乳酸菌等。研究资料证实，泡菜中的乳酸菌在助消化、降低胆固醇、抗肿瘤及调节人体生理机能等方面作用显著[3]。但泡菜在腌制过程中，蔬菜中所含有部分硝酸盐被还原成亚硝酸盐。我国卫生标准规定，在泡菜中的亚硝酸盐残留量不得超过20 mg/kg。目前，我国泡菜产业发展相对滞后，2010年国际泡菜市场所占份额仅为3%，日韩占据了95%以上的份额[4]。在我国泡菜尚未形成现代化、标准化的工业生产，生产工艺较为落后，主要仍以民间作坊或小型生产为主。对国内近10年泡菜原料、制备工艺、生物学活性方面进行综述，以期为泡菜的深入研究提供一些参考及借鉴。

1 泡菜生产原料

1.1 蔬菜

泡菜主要以各种蔬菜为原料进行制备，主要包括白菜、萝卜、胡萝卜、豇豆、黄瓜、藕、莴笋、大蒜、芹菜、刀豆、辣椒等。

1.2 中药或药食同源植物

泡菜使用中药或药食同源植物（常见的有桔梗、草石蚕、鱼腥草、山药等）作为主要原料经过发酵后，除了具有一般泡菜的营养价值及爽口风味口感外，还兼具一定的保健功能。周泉城、李凡玥等人[5-6]以药食同源植物桔梗为主要原料，制备了具有保健功能的桔梗泡菜和低钠桔梗泡菜，营养价值丰富的同时保留了桔梗中皂苷、多糖、氨基酸等活性成分，具有宣肺祛痰、止咳定喘、清咽利膈、消肿排脓的作用[7]。史守纪[8]对草石蚕泡菜生产工艺进行了研究，以泡菜感官评分为指标，利用响应面分析法确定草石蚕泡菜最佳生产工艺条件。刘晓莉等人[9]以鱼腥草为原料，研究了低盐鱼腥草泡菜发酵工艺，利用鱼腥草中所含的鱼腥草素、月桂醛等挥发油成分，抑制泡菜中杂菌的生长，减少亚硝酸盐的生成，提高泡菜品质。操庆国等人[10]以山药为原料，对其发酵工艺进行了系统研究，制得了风味及口感适宜的泡菜饮料，改善了泡菜原汁口感粗糙、含盐量较高、杂菌污染及亚硝酸盐超标的问题。李美凤等人[11]以山药为原料，辅以枸杞、决明子研制粗多糖含量得率高的新型泡菜。陆步诗等人[12]对百合泡菜的工业化发酵生产工艺进行了研究，另外将枸杞子、决明子[13]、党参、黄芪、枸杞、桂圆[14]加入泡菜中进行发酵工艺研究，从而将中药的生理功能与泡菜的营养价值合二为一。

1.3 香辛料

泡菜产品经常需要加入各种抗氧剂或抑菌剂来延长产品的有效期。香辛料，如辣椒、姜、胡椒、花椒、月桂、肉桂、丁香、白芥子、肉豆蔻，通常作为辅料加入，共同参与发酵，香辛料既可以增进泡菜的风味，刺激进食者的食欲，适合不同口味的消费者，同时又对腐败菌和致病菌具有一定的杀灭作用[15]，有效延长泡菜的保质期及提高泡菜安全性。徐乙银等人[15]研究发现，大蒜、生姜、辣椒、花椒4种不同香辛料对自然发酵泡菜的感官品质、总酸、乳酸菌、亚硝酸盐的含量影响各异，并优化出最佳发酵组合；八角茴香、五味子、生姜等对大肠杆菌具有抑菌作用，其中以生姜抑制作用最明显[16]。

2 泡菜生产工艺

泡菜的制作工艺一般流程为清洗、整形→入料→发酵→成品。其中重点工艺技术为发酵过程，对泡菜的风味口感及品质影响最大，文献报道也以泡菜发酵工艺进行优化为主。按发酵过程主要分为自然发酵（传统发酵）、纯种发酵和老泡菜水进行发酵。

2.1 自然发酵

泡菜是一种用盐水或卤水密封泡熟的浸渍蔬菜，又称腌制品。自然发酵是利用蔬菜本身所具有的乳酸菌进行发酵，因此自然发酵为混合菌群协同发酵完成[17]，不同蔬菜所具有乳酸菌群不同，因此风味口感各异。

传统泡菜研究多以最佳发酵工艺为主，主要涉及食盐浓度、糖分添加量、发酵时间等进行优化。许亮等人[18]以北方常见蔬菜为原料，研究了北方常见泡菜的最佳生产工艺为CaCl2添加量0.10%，食盐质量分数6%，Na2CO3添加量0.20%，白砂糖添加量10%，时间99 h，温度20℃，泡菜品质佳。胡伯凯等人[19]以鲜佛手瓜为原料，在常温条件下研究了其炮制工艺，结果表明，新鲜佛手瓜以添加量0.30%的CaCl2腌制处理对脆度的保持效果最佳，可有效抑制粗纤维、原果胶等物质的减少。阎红等人[20]对传统自然发酵四川泡菜配方进行了优化，通过正交试验选取3种不同浓度的关键调味料调制的泡菜液进行泡菜发酵试验，并对其品质进行了评价。

2.2 纯种发酵

泡菜在传统制作工艺中，使用高浓度食盐、抗氧剂、防腐剂等抑制或延缓泡菜的腐败变质、降低亚硝酸盐的含量，但高盐和防腐剂对人体的潜在危害不容忽视。而且传统发酵工艺还存在生产周期较长、泡菜产品质量不稳定、不能满足工业化、标准化生产的需要等弊端[21]。

现代研究证明，乳酸菌是泡菜制作过程中的优势微生物，是泡菜品质的主要影响因素。利用纯种菌种进行发酵，可显著提高发酵效率，缩短制作周期，提高活性菌数量、降低亚硝酸盐含量，提高泡菜品质。按不同发酵乳酸菌加入方法的不同，又分为纯种液体发酵、纯种半固态发酵等。通过对泡菜中微生物的分离与鉴定[17]，发现乳杆菌属（Lactobacillus）和明串珠菌属（Leuconostoc）是泡菜发酵过程中的优势菌群，其中植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、短乳杆菌（Lactobacillus brevis）、副干酪乳杆菌（Lactobacillus paracasei）和戊糖乳杆菌（Lactobacillus pentose）等具有较强的产酸、耐高盐及降解亚硝酸盐的能力。但单一的优良乳酸菌难以同时满足几个方面的要求，因此优良乳酸菌的应用受到一定限制，也有一些研究人员使用不同乳酸菌配比成混合乳酸菌进行发酵，以期改善发酵品质[17]。

植物乳杆菌接种18℃发酵朝鲜泡菜[22]，结果表明，与自然发酵组比较，接种组发酵4 d后，活性菌较自然发酵明显提高，亚硝酸盐含量低于自然发酵组，且泡菜外观更优、发酵香味更浓郁。杜晓华等人[23]利用正交试验设计、模糊数学综合评判法得出最佳植物乳杆菌纯种半固态发酵什锦泡菜的工艺条件，制备的泡菜口味纯正、品质良好，为泡菜发酵生产创新了技术；使用乳酸菌为菌种，以海带为原料，对自然发酵、陈泡菜水发酵、乳酸菌接种发酵3种方法进行对比研究[24]，结果发现，乳酸菌接种法所制得泡菜，总酸度呈上升趋势，pH值呈下降趋势，亚硝酸盐含量无明显变化，但峰值更低，仅为1.58 mg/kg，发酵周期明显缩短4～5 d。吴元锋等人[25]以自制3种发酵菌种Lab-1、Lab-2、Lab-3及其混合菌种接种到蔬菜中。结果显示，接种发酵的泡菜产酸快，可以缩短发酵时间，对氨基态氮变化规律没有显著影响，且能降低亚硝酸盐的含量。通过乳酸菌发酵可以实现高效率、低盐浓度和低亚硝酸盐。

为了获得更好的发酵效果，不同乳酸菌通过一定比例混合得到混合发酵菌种，以期提高泡菜风味和品质。何文兵等人[26]以乳酸菌BC3，BC6，BC7为发酵菌，通过不同配比、不同接种量、不同食盐浓度对山野菜泡菜的制作工艺进行了优化，在最佳工艺条件下山野菜泡菜中亚硝酸盐含量为2.231 mg/kg，总酸为3.572 g/kg，各指标符合行业标准。

2.3 其他发酵方法

传统发酵的缺陷在于发酵条件难以控制，产品品质不稳定，容易腐败变质，不利于规模化、标准化生产。直投式发酵技术易于生产程序的控制，产品质量稳定。蔡永峰等人[27]报道了直投式生物法快速生产泡菜的研究，复合菌粉：含乳酸菌1号（5～8）×109个/mL、乳酸菌 5号（1～5） ×108个/mL酵母菌3号（1～5） ×108个/mL。结果表明，直投式泡菜发酵复合菌粉生产泡菜与采用液体菌种生产泡菜发酵周期一致，发酵效果相同，其优点在于可以减少生产加工工序、节省泡菜生产投入，便于规范化生产。张鹏举等人[28]研究了直投式乳酸菌发酵黄瓜泡菜工艺。结果表明，乳酸菌制剂添加量1‰，蔗糖添加量4%，食盐添加量8%，姜添加量4%，蒜添加量4%，氯化钙添加量0.3%，温度30℃，周期5 d条件下制备的泡菜品质较优。

3 生物学活性

泡菜是以营养价值极高的各种蔬菜为原料，通过乳酸菌发酵形成富含不同菌群的微生态益生菌。无论是蔬菜本身含有的各种营养物质，如维生素、有机物质、无机物盐，还是发酵后产生的益生菌，对人体都有一定保健或生物学功能。现代研究表明，泡菜具有维持人体消化道健康、抗肿瘤、抗病毒、减肥、预防食物中毒、预防心脑血管疾病、防止皮肤老化、抗皱美容等多种保健和医疗功能[29]。

3.1 助消化功能

泡菜在发酵过程中产生大量乳酸菌，能促进人体胃蛋白酶的分泌，抑制消化道内有害菌的繁殖，使肠道内微生物分布正常化，有助于净化肠胃。作为泡菜原料的蔬菜自身含有大量的纤维素，也具有预防便秘及肠道疾病的功用[29]。

3.2 胆固醇降解、降低血脂功能

高脂血症是诱发心脑系统疾病的主要诱因，降低血清胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL-C）、甘油三酯（TG）的含量，升高高密度脂蛋白（HDL-C）的含量能有效降低心脑系统疾病的发病率。刘苏萌等人[30]从泡菜中筛选出6株菌株，体外研究发现都具胆固醇降解性，其中D1菌株在48 h的降解率达到81.57%。邹华军等人[31]使用泡菜加入SPF级大鼠高脂饲料中，7周后，测定大鼠腹腔血糖（FBG）、胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、高密度脂蛋白（HDL-C）、低密度脂蛋白（LDL-C）及极低密度脂蛋白（VLDLC），结果发现与模型组相比，各泡菜组大鼠 FBG，TG，VLDL-C均降低，而6%泡菜组大鼠HDL-C升高（p＜0.05），提示泡菜具有一定的降血脂作用。蒋和体等人[32]报道使用脂肪乳剂和泡菜匀浆给高脂血症SD大鼠灌胃，每天1次，10 d后，与模型对照组相比，大鼠血清中TC、TG水平显著下降（p＜0.05），20 d后，HDL-C水平显著增高，结果提示泡菜对大鼠血脂具有一定的调节作用。

3.3 抗菌作用

刘苏萌等人[30]利用泡菜汁在MRS培养基上培养并分离出6种不同菌株，结果提示6种菌株对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌等均有较强的抑制作用。段超等人[33]从民间泡菜中分离得到17株乳酸菌菌株，发现菌株WHLP-01对大肠杆菌、沙门氏菌等8种常见致病菌有较强的抑制作用。周映华等人[34]从泡菜中分离得到一株副干酪乳杆菌，发现其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、副伤寒沙门菌和鸡白痢沙门菌等具有较好的抑制作用。

3.4 抗氧化作用

刘苏萌利用泡菜汁在MRS培养基上培养并分离得到6种不同菌株，结果显示6种菌株对二苯基苦基苯肼自由基（DPPH）的清除能力为22%～36%，具一定的抗氧化能力。凌洁玉等人[35]从泡菜中分离出3株乳酸菌，分别是植物乳杆菌、戊糖片球菌和干酪乳杆菌干酪亚种，结果显示3株乳酸菌均在厌氧条件下呈现出较高抗氧化能力，厌氧培养对清除羟自由基影响最大；戊糖片球菌清除羟自由基的能力最强，植物乳杆菌清除超氧阴离子自由基的能力最强，而干酪乳杆菌抗脂质过氧化能力较另外2株菌强。

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