真空浸渍对大头菜腌制过程中品质变化的影响

李 慧，周 芬，潘思轶，徐晓云*

（华中农业大学食品科技学院，环境食品学教育部重点实验室，湖北 武汉 430070）

大头菜又称“孔明菜”，历史悠久，味道鲜美，是深受人们喜爱的酱腌菜之一[1-3]。大头菜营养价值较高，含有丰富的维生素、微量元素、糖类和蛋白质，但是由于具有强烈的芥辣味并稍带苦味，不适合鲜食。大头菜根皮厚而硬、肉质紧密坚实、水分少，适合于腌制发酵后食用[4]。传统腌制工艺襄阳大头菜经过“三腌、五卤、六晒”制得，酱香浓郁，香脆可口，生津开胃[5-6]。但传统工艺中“五卤、六晒”工艺耗时长达5 个月左右，生产效率低下，严重制约襄阳大头菜产业的发展，因而，有必要对襄阳大头菜的制备工艺进行探究，以开发一种能够缩短腌制周期的工艺技术。

真空浸渍技术是一种能快速提高浸渍速率的技术，原理是水动力学与变形松弛现象[7-8]。国内外应用真空浸渍技术处理食品原料已经有很多研究。Chiralt等[9]研究了肉、鱼和奶酪的真空浸渍过程，真空浸渍能显著缩短盐渍时间，产品的盐增加速率比失水率大；Chenlo等[10]研究了用氯化钠溶液对栗真空浸渍干燥中的传质过程，发现低温（25 ℃）条件下，当氯化钠质量分数为22%时，栗的品质最好，表明腌制液的盐含量对产品品质有较大影响；罗环等[11]利用间歇真空浸渍的方法制作醉鱼，可实现快速入味。真空浸渍技术在缩短腌制食品生产周期的同时能够保持食品品质。

本研究以“三腌”后襄阳大头菜为研究对象，拟采用真空浸渍技术加快大头菜腌制速度，提高生产效率。以传统工艺中常压浸渍作为对照，分析不同质量分数盐的浸渍液真空浸渍处理大头菜对腌制过程中大头菜理化性质、挥发性成分的影响，以期为缩短襄阳大头菜腌制周期提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

“三腌”襄阳大头菜 湖北妞妞食品有限公司；无碘食用盐 湖北盐业集团有限公司；铬酸钾、硝酸银、氯化钠（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

DZ-1BCII真空箱、WHL-45B热风干燥箱 天津市泰斯特仪器有限公司；TA.XT plus质构仪 超技仪器有限公司；CR-400色差计 日本柯尼卡美能达公司；752紫外分光光度计 上海光谱仪器有限公司；57330-U顶空固相微萃取手柄、50/30 μm二乙基苯/碳分子筛/聚二甲基硅氧烷（divinylbenzene/carboxen/polydimethylsiloxane，DVB/CAR/PDMS）顶空固相微萃取纤维头 北京康林科技有限责任公司；6890N-5975B气相色谱-质谱仪 美国安捷伦公司。

1.3 方法

1.3.1 真空浸渍工艺流程

新鲜大头菜→整理→初腌→一次转缸→二腌→二次转缸→三腌→抽真空（真空度0.08 MPa，抽真空5 min）→真空浸渍（3 种不同含盐量浸渍液）→大头菜成品。

采用“三腌”后大头菜进行真空浸渍，襄阳大头菜传统腌制工艺中，浸渍液中盐质量分数为28%，真空浸渍的浸渍液含盐量分别调整至15%、20%、28%。

对照组为“三腌”后大头菜在常压条件下用含盐量28%的浸渍液进行腌制。

1.3.2 理化指标测定

腌制开始后，每隔15 d取样测定大头菜的各项理化指标，取样后再次抽真空，保持真空度在0.08 MPa，检测指标包括硬度、脆度、色度、氯化钠含量、水分含量、总酸含量、氨基酸态氮含量、亚硝酸盐含量。

硬度和脆度测定[12]：利用TA.XT plus型物性测试仪测定，将大头菜切成均匀大小的方块，采用P/2N探头，在TPA模式下测定，参数：预压速率1.00 mm/s，下压速率0.5 mm/s，压后上行速率1.00 mm/s，2 次压缩中间停顿5 s，触发力值0.1 N，压缩程度95%。以第1峰的力值为大头菜硬度（g），以第1峰的力值与运行时间的比值计为大头菜脆度（g/s）。

色度测定[13]：采用CR-400型色差计测定，将大头菜的切成规则的四方形，表面平整，按照色差计的使用方法，测定大头菜的L*、a*、b*值，以及与传统工艺中常压浸渍大头菜的色差值ΔE，按下式计算：

氯化钠含量测定：参照GB 5009.44—2016《食品中氯化物的测定》间接沉淀滴定法[14]；水分含量测定：参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》常压烘箱干燥法[15]；总酸含量测定：参照GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》酸碱滴定法[16]；氨基酸态氮含量测定：参照GB 5009.235—2016《食品中氨基酸态氮的测定》酸度计法[17]。亚硝酸盐含量的测定：参照GB 5009.33—2016《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》分光光度法[18]。

1.3.3 挥发性成分的测定[19-20]

顶空固相微萃取条件：取6.00 g大头菜剪碎，放入15 mL的顶空进样瓶中，在磁力搅拌锅中70 ℃平衡15 min，然后萃取40 min后，插入进样口，解吸5 min。

色谱条件：HP-5MS色谱柱（30 m×0.25 mm，0.25 µm）；升温程序：40 ℃保持1 min，以5 ℃/min升温到130 ℃，再以8 ℃/min升温到200 ℃，最后以12 ℃/min升温到25 0 ℃，保持7 m i n；载气为氦气，流速1.2 mL/min；进样口温度250 ℃。

质谱条件：电子电离源；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；质量扫描范围m/z 55～550。

样品经过气相色谱-质谱分析，得到挥发性物质的质谱图，经过与标准图库NIST 05检索匹配，及相关文献分析，可以进行定性和半定量分析。

1.4 统计分析

2 结果与分析

2.1 真空浸渍过程中大头菜变化

2.1.1 真空浸渍过程中大头菜理化指标变化

图1 腌制过程中大头菜氯化钠（A）、水分（B）、氨基酸态氮（C）、总酸（D）含量变化Fig.1 Changes in sodium chloride (A), moisture (B), amino nitrogen (C),and total acid (D) in turnip during pickling process

如图1A所示，在腌制过程中大头菜中的氯化钠含量呈现逐渐增长的趋势。其中含盐量20%真空浸渍组大头菜的氯化钠含量上升最快，第90天时氯化钠质量分数为27.9%，接近传统工艺中襄阳大头菜成品的含盐量，而含盐量28%常压浸渍大头菜的氯化钠质量分数仅有16.9%。表明真空腌渍可以显著（P＜0.05）加快大头菜腌制过程中氯化钠的渗透速度，且含盐量20%真空浸渍组盐渍效率最高。

如图1B所示，随着腌制过程的进行，大头菜中的水分质量分数逐渐减少。因为在腌制过程中，浸渍液的浓度比细胞液浓度高，细胞内外渗透压相差较大，导致细胞脱水[21-22]。在相同的腌制时间内，真空腌渍大头菜的渗透脱水速度比常压浸渍大头菜渗透脱水速度快。

如图1C所示，随着腌制过程的进行，大头菜中氨基酸态氮质量分数逐渐增加，并且真空组大头菜的含量比常压组的含量高。在第90天时，含盐量20%真空浸渍组的氨基酸态氮质量分数已经达到0.08%，氨基酸态氮可以和其他物质发生作用，对大头菜的色、香、味有着重要的影响，氨基酸态氮同时也是反应大头菜发酵程度的一个重要指标，氨基酸态氮含量越高，说明大头菜后熟越快[23-24]。因此，含盐量20%真空浸渍可加快大头菜的腌制速度。

如图1D所示，腌制过程中大头菜中的总酸含量逐渐增加。蔬菜在腌制过程中的发酵是由蔬菜表面的微生物的作用引起的，其中，乳酸发酵是最主要的发酵。乳酸发酵能够影响大头菜发酵期间的总酸和pH值，抑制腐败微生物的生长繁殖[25]。真空浸渍组大头菜的总酸含量比常压组高，真空浸渍有利于促进发酵产生的酸渗透到大头菜中。含盐量20%真空浸渍大头菜的总酸质量分数上升最快，在第90天达到0.32%。吴希茜[23]从自然腌制发酵的重庆大头菜中分离出嗜盐片球菌、嗜盐乳杆菌等菌株，添加适宜比例的嗜盐菌接种到大头菜中，对大头菜的滋味等感官指标产生影响，能够缩短大头菜达到最佳状态的时间，本研究中含盐量20%真空浸渍大头菜总酸质量分数上升最快，可能是由于含盐量20%的浸渍液为存在其中的嗜盐微生物提供了较适宜的生长代谢环境，促进了大头菜发酵，使总酸质量分数上升速度快。

2.1.2 真空浸渍过程中感官指标变化

图2 腌制过程中大头菜的脆度、色泽变化Fig.2 Changes in hardness and color of turnip during pickling process

如图2A所示，大头菜的脆度在腌制过程中呈现先增加后减小并趋于稳定的趋势。可能是腌制过程中，大头菜不断失去水分，而浸渍液中的盐分、营养成分和发酵产物逐渐渗透进入细胞，使大头菜的脆度增加[22]。另一方面，随着腌制过程的不断推进，细胞继续失水，大头菜菜坯的细胞壁以及细胞膜发生不可逆性变化，大头菜的脆度降低[22]。同时，腌制时间越长，菜坯总酸含量越高，大头菜中原果胶在酸性条件下水解成果胶酸，相邻的细胞失去黏结性，大头菜脆度也呈现下降的趋势[22]，直至后熟期间大头菜脆度保持相对稳定。

色泽是评价大头菜感官品质的重要指标，随着腌制过程的进行，色泽的变化很明显。由图2B、C可知，表示色差的ΔE随着时间的变化越来越小，说明真空腌渍的大头菜与含盐量28%常压浸渍大头菜相比，色差越来越小。L*值越大表明样品颜色越亮，大头菜的色泽变化一定程度上说明了腌渍的程度，含盐量20%真空浸渍可使大头菜在较短的时间内获得较鲜亮的色泽。

2.1.3 真空浸渍过程中的异硫氰酸烯丙酯变化

图3 腌制过程中大头菜异硫氰酸烯丙酯的相对含量变化Fig.3 Change in relative content of allyl isothiocyanate of turnip during pickling process

异硫氰酸烯丙酯是大头菜中辛辣味的主要来源[26]，其含量的变化反映了大头菜的腌制程度。如图3所示，含盐量28%常压浸渍的变化很缓慢，第90天时，异硫氰酸烯丙酯的相对含量仅从初始的38.2%下降到30%左右；而真空浸渍腌制可以加快腌制速度，随着腌制过程的进行，异硫氰酸烯丙酯的相对含量逐渐减小，第90天时，含盐量20%真空浸渍大头菜的异硫氰酸烯丙酯的相对含量在17.32%左右，低于含盐量15%真空浸渍大头菜和含盐量28%真空浸渍大头菜。相同腌制时间内，真空浸渍的腌制效果比常压浸渍效果好，且含盐量20%真空浸渍组腌制效果最佳。

襄阳腌制大头菜及浸渍液中含盐量高达28%，属于高盐环境，其中的微生物具有一定的耐盐性并发挥作用。各种研究表明，高盐含量的食品中嗜盐菌种类丰富，这些嗜盐菌对高盐食品的风味及质量有重要的影响。嗜盐菌可以通过改变食品的颜色、表面黏稠度、风味等影响食品各方面的品质，如微球菌可以通过代谢活动产生过氧化氢酶，产生醛类、酮类等挥发性风味物质，稳定色泽，形成食品特有腌制风味[27]。在酱油的生产过程中，嗜盐四联球菌与风味物质氨基甲酸乙酯紧密的联系，是酱油发酵中后期的嗜盐乳酸菌[28]。而中度嗜盐菌也已经被作为食品发酵剂在一些盐发酵的食品中广泛使用[29]。本研究中含盐量20%真空浸渍组大头菜异硫氰酸烯丙酯的相对含量下降最快，可能是该条件下，最适宜大头菜中嗜盐菌发挥作用，导致异硫氰酸烯丙酯分解速度快。

2.2 真空浸渍大头菜与“三腌、五卤、六晒”传统工艺大头菜品质比较

2.2.1 大头菜的感官指标比较

真空浸渍的大头菜比“三腌、五卤、六晒”传统工艺中常压浸渍单元的大头菜盐含量、总酸、氨基酸态氮、色泽等指标变化要快很多。采用3 种不同含盐量的腌渍液真空腌渍大头菜，20%含盐量的浸渍液真空腌渍大头菜的速率比含盐量15%、28%的浸渍液真空腌制大头菜的速率快，营养物质丰富。基于此，采用含盐量20%的浸渍液真空浸渍大头菜并比较真空浸渍大头菜与“三腌、五卤、六晒”传统工艺制备的大头菜品质差异。

表1 大头菜的感官指标比较Table1 Texture properties and color of pickled turnip

如表1所示，含盐量20%真空浸渍大头菜的硬度、脆度比传统工艺大头菜的大，说明真空浸渍过程能很好的保持大头菜形态。含盐量20%真空浸渍大头菜产品的色泽与传统工艺大头菜相比，L*值接近，说明真空浸渍能促进大头菜在较短的时间内形成与传统工艺相似的色泽。

2.2.2 大头菜的理化指标比较

表2 大头菜的理化性质Table2 Physicochemical properties of pickled turnip

如表2所示，在发酵过程中，大头菜表面微生物不断生长增殖，形成丰富的酶系，可促进大头菜蛋白分解形成氨基酸，同时生成多种有机酸。含盐量20%真空浸渍90 d得到的大头菜总酸、氨基酸态氮含量比传统工艺大头菜低，表明尽管真空浸渍可以促进大头菜盐分的渗透、色泽的形成，然而仍需要强化微生物发酵并产生相关酶类促进大头菜的后熟[24-25]。

2.2.3 大头菜挥发性风味成分分析

分别对传统工艺大头菜、含盐量20%真空浸渍的大头菜进行固相微萃取-气相色谱-质谱分析，如图4所示。

图4 传统大头菜（A）和含盐量20%真空浸渍（B）大头菜的总离子图Fig.4 Total ion current chromatograms of volatile compounds in traditionally processed turnip (A) and vacuum impregnated turnip with a salt content of 20% (B)

如表3所示，传统工艺大头菜中共分析出31 种化合物，含盐量20%真空浸渍大头菜中分析出27 种化合物，2 种工艺条件下大头菜的香气共有成分为异硫氰酸烯丙酯、异硫氰酸苯乙酯、乙酸乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯、二甲基二硫、二甲基三硫等，其中传统工艺中主要香气成分还包括2-茨酮、丁香酚、苯乙醇、反油酸等，传统工艺大头菜与真空浸渍工艺大头菜在挥发性成分上存在差异。

表3 大头菜挥发性风味物质及特点Table3 Volatile flavor compounds identified in pickled turnip and their characteristics

3 结 论

对“三腌”后大头菜进行真空浸渍处理，相同处理时间内，真空浸渍组大头菜的理化值比常压组的变化快，说明真空浸渍能提高腌渍速度，缩短腌渍时间。且含盐量20%真空浸渍组大头菜各项理化指标最快趋于稳定。

与传统工艺大头菜相比，含盐量20%真空浸渍90 d得到的大头菜总酸、氨基酸态氮含量低，表明真空浸渍可以促进大头菜的快速腌制，然而其微生物发酵可能尚未达到终点。含盐量20%真空浸渍90 d的大头菜挥发性成分与传统工艺挥发性成分的物质组成不尽相同，推测存在于大头菜浸渍液（含盐量极高，达到28%）的微生物尤其是嗜盐微生物对于大头菜风味成分、感官品质的提升有着重要作用，就此开展大头菜嗜盐微生物对于大头菜腌制过程中风味影响研究，对于进一步完善大头菜的真空浸渍腌制工艺有重要作用。