两种脱水处理方式对芫根腌制品品质的影响

盛怀宇，信思悦，王振帅，陈善敏，蒋和体

(西南大学 食品科学学院，重庆，400716)

芫根(BrassicarapaL.)又称芜菁，为十字花科芸薹属植物，块根扁圆，耐寒性极强，在高海拔地区种植广泛，藏民当蔬菜食用[1]。芫根和白菜、甘蓝、榨菜等同属十字花科芸薹属，目前对芸薹属植物腌制的研究很广泛，泡菜、榨菜等更是人们日常生活中不可缺少的腌制食品，藏民也有腌制芫根的历史，传统的藏族食品酸菜面块里就有芫根[2]，但是尚未有对芫根腌制产品的专业研究，而芫根营养价值丰富[3]，研究发现其有较好的抗缺氧、抗疲劳、抗氧化[4-5]等功效。因此可以尝试研究开发芫根腌制产品。

榨菜等的腌制形式属于半干态腌制，半干态腌制先要脱去蔬菜中的部分水分，因为过高的水分不仅会影响腌制品的品质，还会滋生腐败菌，容易使蔬菜腐败变质[6]。目前广泛采用的脱水方式是利用加高浓度的盐形成的高渗透压多次脱水，而传统的涪陵榨菜则是先利用晾晒、风吹脱去一部分水分，再加入高度盐腌制，这两种方式生产的榨菜含盐量都在12%以上[7]，成品都要经过脱盐处理，脱盐过程又不可避免地造成产品质量下降。仅对于保藏而言，含盐量越高越有利，但是过高的盐环境会影响乳酸菌和酶的活性[8]，不利于发酵，而且食用高盐食品也不利于人体健康[9]，因此腌制产品低盐化是腌制品发展的目标与方向。

本文参考榨菜的半干态发酵方式，一种利用自然风脱水后加盐腌制，另一种则是直接加盐脱水后腌制，比较、分析成品的理化指标、氨基酸成分和风味物质，并建立模糊综合评价模型，旨在为芫根腌制生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

芫根，选自四川省凉山彝族自治州；腌制专用盐，重庆合川盐业公司；其余试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

WFJ7200紫外分光光度计，尤尼柯(上海)仪器有限公司；HWT-10C恒温水浴锅，天津市恒澳科技发展有限公司； PHS-3C pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；HDL-4台式离心机，常州市鸿科仪器厂；TA.Plus物性测定仪，英国stable micro system公司；同时蒸馏-萃取装置，天长市长城玻璃仪器制造厂；QP2010气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司；ultrascan PRO测色仪，美国HunterLab公司；L8900全自动氨基酸分析仪，日本日立公司。

1.3 实验方法

1.3.1 芫根腌制工艺[7]

1.3.2 理化指标测定

pH：取发酵坛中的汁液，用pH计直接测定；总酸：GB/T 12456—2008 食品中总酸的测定，酸碱滴定法；水分：GB 5009.3—20103 食品中水分的测定，直接干燥法；盐度：GB/T 12457—2008 食品中氯化钠的测定，直接沉淀滴定法；Vc：GB5009.86—2016 食品中抗坏血酸的测定，2,6-二氯靛酚滴定法；亚硝酸盐：GB 5009.33—2016 食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定，盐酸萘乙二胺法。

总黄酮的测定：参考SHAHIDI等[10]的方法，芦丁为标准物质，单位为mg/100g。回归方程如公式(1)：

y=0.016 3x-0.006 7(R2=0.999 4)

(1)

总酚的测定采用Folin-Ciocalteus法[11]，没食子酸为标准物质，单位为mg/100g。回归方程如公式(2)：

y=10.568x+0.000 5(R2=0.998 4)

(2)

硬度的测定[12]：质构穿刺模式，选用P/2N-2 mm探头，测前速度1.0 mm/s，测试速度2.0 mm/s，测试后速度10.0 mm/s，距离6 mm，触发力5 g，采集率400 pps。

色值：参考李阿敏等[13]的方法，使用测色仪测定。

1.3.3 氨基酸的测定

根据GB 5009.124—2016 食品安全国家标准食品中氨基酸的测定，使用全自动氨基酸分析仪检测。

1.3.4 风味物质的测定[14]

采用同时蒸馏萃取法(simultaneous distillation extraction， SDE)。取50 mL二氯甲烷萃取剂于250 mL圆底烧瓶中接SDE装置的U型管一端，置于55 ℃水浴锅中恒温加热保持微沸，取样品100 g，蒸馏水250 mL 于1 000 mL圆底烧瓶中接SDE装置的另一端，置于电热套中加热至沸腾。提取2 h后将U型管中萃取剂接入250 mL圆底烧瓶中，加适量无水硫酸钠于-10 ℃的冰箱中干燥12 h，将萃取剂用旋转蒸发仪浓缩至2 mL，氮吹浓缩至1 mL，供GC-MS检测。

色谱条件：色谱柱为DB-5MS(30 m×0.25 mm，0.25 μm)；升温程序：35 ℃保持4 min，以10 ℃/min升至200 ℃，保持15 min，再以5 ℃/min升至250 ℃，保持5 min；载气(He)：流速1.00 mL/min，压力47.7 kPa， 进样量0.5 μL，不分流。

质谱条件：电子电离(EI)源；离子源温度230 ℃；接口温度230 ℃；溶剂延迟时间5.5 min；质量扫描范围m/z50～550；扫描速度1 000 u/s。

1.4 芫根腌制品可接受性模糊综合评判法

参照李聪等[15]的方法，首先选取20名受过专业训练的学生，将每人对芫根产品的香气、色泽和状态、滋味和质地按表1标准[16]进行打分投票，计算每个标准的投票概率；然后确定芫根产品香气、色泽和状态、滋味和质地3个评判指标的权重分别为0.3、0.3、0.4； 最后做模糊变换，如公式(3)。

B=K×A

(3)

式中，B为最终预估消费者对产品接受程度的矩阵；K为权重矩阵；A为基于评判者对产品的综合投票概率的模糊矩阵。

表1综合评判标准Table 1 Comprehensive evaluation criteria

1.5 数据处理

每组实验数据均重复3次，使用Excel 2010、SPSS 19.0软件进行数据分析，使用Origin 8.1软件绘图，响应面试验数据采用Design-Expert 8.0软件分析。

2 结果与分析

2.1 理化指标分析

水分、总酸和盐度是腌制品质量的重要评价指标，从表2可以看出，风脱水和盐脱水芫根产品水分含量没有显著差异，风脱水芫根腌制品水分略低，根据NY/T 437—2012 绿色食品酱腌菜规定，盐渍菜水分含量低于90%即为合格；盐度和总酸含量有显著差异，风脱水芫根腌制品含盐量仅为6.10%(质量分数)，总酸含量达到1.023%(质量分数)，而盐脱水芫根腌制品含盐量达到8.83%， 总酸含量仅为0.64%。腌制后总酸含量增加主要是乳酸菌作用的结果，乳酸发酵不仅对腌制品营养成分的保存以及色、香、味的形成极为有利，而且能降低环境的pH值，起到抑制杂菌的作用[17-18]。

表2 理化指标对比结果Table 2 The comparison of physical and chemical indexes

注：表中的a、b、c,表示同列间数据的显著性差异，P<0.05。下同。

风脱水芫根腌制品总酸含量显著高于盐脱水芫根腌制品，说明低盐腌制能更好地发挥乳酸菌的作用。

蔬菜的硬度主要与细胞壁原果胶成分有关，可以反映产品的脆度和咀嚼性[19]，风脱水芫根腌制品硬度高于盐脱水芫根腌制品，说明风脱水芫根腌制品口感更好。

亚硝酸盐是腌制品的主要污染物之一，研究发现多种流行性疾病与亚硝酸盐有关联性[20]。根据GB 2762—2017 食品安全国家标准食品中污染物限量，腌渍蔬菜亚硝酸盐的限量为20 mg/kg，由表2可知，风脱水芫根腌制品亚硝酸盐含量为11.30 mg/kg，显著低于盐脱水芫根腌制品的16.19 mg/kg，两者都符合国家标准。腌制品中的亚硝酸盐主要是在发酵初期有害的微生物将硝酸盐还原所产生，发酵初期亚硝酸盐含量不断增加，随着发酵进行，在乳酸菌作用下发酵环境pH值降低，有害菌的活动受到抑制，同时亚硝酸盐在酸性条件下发生非酶歧化反应被不断降解，研究发现在pH<4时亚硝酸盐降解明显[21]。风脱水腌制的芫根亚硝酸盐含量较低，这和它pH=3.77的腌制环境具有相关性。

芫根中黄酮类化合物被广泛报道[22]，新鲜芫根总黄酮含量为34.72 mg/100 g，风脱水腌制的芫根总黄酮含量为30.31 mg/100 g，腌制过后芫根总黄酮含量有所降低，但二者没有显著性差异，而经盐脱水后腌制的芫根黄酮含量仅为21.42 mg/100 g，与新鲜芫根和风脱水腌制的芫根均差异显著。芫根富含多酚类化合物[22]，新鲜芫根总酚含量达到58.43 mg/100 g，风脱水腌制后芫根总酚含量下降到40.30 mg/100 g，而盐脱水腌制的芫根仅为25.76 mg/100 g，下降显著。多酚类物质化学性质非常活泼，很容易被氧化，芫根腌制后黄酮和总酚含量下降可能是它们腌制过程中被氧化造成的；多酚氧化酶的最适pH值是6～7，pH<3时几乎完全失活[23]，风脱水芫根腌制环境pH较低，多酚氧化酶活性较低，因此风脱水芫根黄酮和总酚含量要高于盐脱水芫根。芫根富含Vc，新鲜芫根高达16.84 mg/100 g，但是腌制后芫根Vc含量下降显著，风脱水芫根Vc含量为4.02 mg/100 g，低于盐脱水芫根的5.19 mg/100 g，Vc在芫根腌制过程中下降可能是其在腌制过程中发生裂解，有研究发现腌制品颜色变化可能和Vc的裂解有关[24]。

色泽是腌制品质量的重要评价指标，鲜艳的腌制品原色能给人愉悦的感受，增加食欲。从表3可以看出，风脱水芫根腌制品和盐脱水芫根腌制品在L*值上不存在显著差异，a*值和b*值存在显著差异。L*表示亮度，数值越大亮度越大；a*表示物质的红绿偏向，正值偏向红色，负值偏向绿色；b*显示物质黄蓝偏向，正值偏向黄色，负值偏向蓝色。风脱水芫根的a*值和b*值更大，说明风脱水芫根颜色比盐脱水芫根更深，更偏红色和黄色(图1)。

表3 两种芫根腌制品色值对比结果Table 3 The comparison of color values of two kinds of pickled turnip

a-盐脱水芫根腌制品；b-风脱水芫根腌制品图1 盐脱水芫根腌制品和风脱水芫根腌制品Fig.1 Salt-dehydrated pickled turnip and wind-dehydrated pickled turnip

2.2 氨基酸成分分析

腌制过程中蛋白质分解产生的氨基酸对腌制品的滋味有重要影响，不同氨基酸能呈现不同滋味。如丙氨酸、丝氨酸、甘氨酸等呈现甜味；天冬氨酸、谷氨酸、组氨酸等呈现酸味；赖氨酸、精氨酸、苯丙氨酸等呈现苦味；丝氨酸、谷氨酸又呈现鲜味[25]。根据表4可以看出芫根腌制后必需氨基酸含量、氨基酸总量都显著增加。风脱水芫根腌制品必需氨基酸含量为4.473 3 mg/g，盐脱水芫根腌制品必需氨基酸含量为4.124 3 mg/g；但是风脱水芫根腌制品氨基酸总量达到12.343 3 mg/g，盐脱水芫根腌制品氨基酸总量仅为9.499 6 mg/g。腌制品中的氨基酸主要是蛋白质在蛋白酶和微生物作用下分解产生，蛋白酶活性受到盐度、温度、酸度等因素的影响[26]，风脱水芫根腌制品必需氨基酸含量和氨基酸总量都要比盐脱水芫根腌制品高，可能是风脱水芫根腌制环境盐度和酸度适宜，更有利于发挥蛋白酶活性。

表4 氨基酸对比结果Table 4 The comparison of amino acid

注：*表示必需氨基酸。

2.3 风味物质成分分析

从表5可以看出，风脱水芫根腌制品检测出64种挥发性成分，相对含量93.74%，其中酯类18种，醇类5种，醛类3种，酸类11种，酮醚类5种，烃类10种，其他类12种，相对含量较多的为异硫氰酸苯乙酯(27.07%)、棕榈酸(17.78%)、十五酸(6.43%)和二氯乙酸-2-炔-十三酯(4.46%)。

盐脱水芫根腌制品共检测出55种挥发性成分，相对含量91.27%，其中酯类12种，醇类4种，醛类4种，酸类8种，酮醚类4种，烃类8种，其他类15种，相对含量较多的有异硫氰酸苯乙酯(17.33%)、十五酸(17.1%)、棕榈酸(13.08%)、肉豆蔻酸(4.49%)、二氯乙酸-2-炔-十三酯(4.01%)。

芫根原料共检测出17种挥发性成分，相对含量84.51%，其中酯类2种，醇类1种，醛类1种，酮醚类2种，烃类2种，其他类9种，相对含量较多的有苯代丙腈(42.18%)、异硫氰酸苯乙酯(11.76%)、N-甲酰吗啉(10.55%)、3-戊烯腈(5.86%)。

酯类物质是腌制品重要的风味物质，对产品香气的形成十分重要，风脱水和盐脱水芫根腌制品酯类物质相对含量分别为40.19%和28.7%。芫根原料和两种腌制产品风味成分中都有较多的异硫氰酸苯乙酯，风脱水和盐脱水腌制品含量分别为27.07%和17.33%，这种物质有强烈的刺激性气味并且在十字花科蔬菜中广泛存在，它们被证实有抗癌作用[27-28]，它是芫根腌制品最主要的香气成分。

原料中几乎检测不到酸类物质，而两种腌制产品风味物质中都含有较高的棕榈酸，但是酸类物质挥发性低，对风味物质影响不大[29]。

表5 风味物质比较Table 5 Comparison of flavor components

续表5

编号名称相对含量/%风脱水盐脱水芫根原料152-丙基亚硫酸十四酯(sulfurous acid, 2-propyl tetradecyl ester)0.1916二十二烷酸二十二烷基酯(docosanoic acid, docosyl ester)0.81174,8,12-三甲基-十四酸甲酯(tridecanoic acid, 4,8,12-trimethyl-, methyl ester)0.0818亚麻酸乙酯([1,1'-bicyclopropyl]-2-octanoic acid, 2'-hexyl-, methyl ester)1.4419邻苯二甲酸二十三酯(1,2-benzenedicarboxylic acid, ditridecyl ester)2.4320二氯乙酸-2-炔-十三酯(dichloroacetic acid, tridec-2-ynyl ester)4.464.0121硬脂醇乙酸酯(acetic acid, octadecyl ester)0.17醇类222-甲基-2-丁醇(amylene hydrate)0.080.123环丁基-1-烯丙基甲醇(cyclobut-1-enylmethanol)0.0224双氯苯卓醇(lormetazepam)0.630.30.1525二十五烷醇(1-pentacosanol)0.03261,1-二甲基-3-氯-丙醇(1,1-dimethyl-3-chloropropanol)0.113-戊烯-2-醇(3-penten-2-ol)0.561-炔-4-辛醇(1-octyn-4-ol)0.23醛类27异戊醛(butanal, 3-methyl-)0.2328正己醛(hexanal)0.2329糠醛(furfural)0.980.80302-己烯醛(2-hexenal)31苯乙醛(benzeneacetaldehyde)0.231.08323-甲硫基丙醛(propanal, 3-(methylthio)-)0.050.34酸类33BETA-甲基乙酰丙酸(pentanoic acid, 3-methyl-4-oxo-)0.410.4834反油酸(9-octadecenoic acid, (E)-)2.980.4435亚油酸(9,12-octadecadienoic acid (Z,Z)-)0.7836棕榈酸(n-hexadecanoic acid)17.7813.0837十五酸(pentadecanoic acid)6.4317.138肉豆蔻酸(tetradecanoic acid)1.234.49394 -苄氧基酸-苯丙酸(benzenepropionic acid, 4-benzyloxy-)0.3340辛酸(octanoic acid)0.510.2241己酸(hexanoic acid)1.2542正戊酸(pentanoic acid)0.0943乙酸(acetic acid)1.1344乙氧基乙酸(acetic acid, ethoxy-)0.3745亚麻酸(9,12,15-octadecatrienoic acid, (Z,Z,Z)-)0.44酮醚类463-戊酮(3-pentanone)0.46472-甲基环戊酮(cyclopentanone, 2-methyl-)0.17484,6-二丙基-5-壬酮(4,6-dipropyl-nonan-5-one)0.26492-羟基环十五烷酮(cyclopentadecanone, 2-hydroxy-)0.11502-羟基环戊酮(cyclopentadecanone, 2-hydroxy-)2.41514-羟基-3-甲基-2-丁酮(2-butanone, 4-hydroxy-3-methyl-)2.0452正辛基丙基硫醚(propane, 1-(methylthio)-)0.1953二甲基四硫醚(tetrasulfide, dimethyl)1.71.4254氯甲基甲硫醚(chloromethylmethyl sulfide)1.012.08烃类551-十九碳烯(1-nonadecene)0.655617-三十五烯(17-pentatriacontene)0.04571-十六烯(1-hexadecane)1.310.381.0258十七烯(1-heptadecene)0.2593-十六烯(3-hexadecene, (Z)-)0.041.13601,2,3,4,5-五甲基环戊烯(cyclopentene, 1,2,3,4,5-pentamethyl-)0.06

续表5

编号名称相对含量/%风脱水盐脱水芫根原料61环辛四烯(1,3,5,7-cyclooctatetraene)0.920.93623-甲基-3-氯代-1-丁烯(3-methyl-3-chloro-1-butene)0.1263十五烯(1-pentadecene)0.2264顺式-9-二十三烯(9-tricosene, (Z)-)0.1265正十七烷(heptadecane)0.130.6566正二十烷(eicosane)0.641.680.84正二十四烷(tetracosane)0.38其他类672-甲基丁腈(butanenitrile, 2-methyl-)0.030.1868二甲基二硫(disulfide, dimethyl)2.12.22环己酮肟(cyclohexanone, oxime)0.68703-戊烯腈(3-pentenenitrile)0.375.86712-甲基-5-己烯腈(5-hexenenitrile, 2-methyl-)0.790.3172N-(1-氰基乙烯基)甲酰胺(formamide, N-(1-cyanoethenyl))1.1373邻二甲苯(O-xylene)0.850.931.5074N-甲酰吗啉(N-formylmorpholine)0.0610.5575二甲基三硫(dimethyl trisulfide)2.591.4176苯酚(phenol)0.41772-正戊基呋喃(furan, 2-pentyl-)1.4278亚甲基天冬酰胺(methylene asparagine)1.111.531.58795-甲硫基戊腈(pentanenitrile, 5-(methylthio)-)0.170.7980苯代丙腈(benzenepropanenitrile)2.891.5142.18811-甲氧基-1H-吲哚,(1H-indole, 1-methoxy-)0.19822,4-二叔丁基苯酚(phenol, 2,4-bis(1,1-dimethylethyl)-)2.021.040.2683乙基苯(ethylbenzene)0.120.170.71842,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT ; phenol, 2,6-bis(1,1-dimethylethyl)-4-methyl-)0.420.33

注：表中空白表示未检测到该成分。

醇类物质对香气有一定贡献，但是两种工艺腌制的产品含量都较少；醛酮醚类物质具有特殊香气，味感阈值低，对风味的影响也很大，风脱水芫根腌制品相对含量为6.11%，盐脱水为5.97%；烃类物质中主要是烯烃类，烃类香气阈值较高，对产品风味物质影响不大[29]。

原料中相对含量最高的挥发性成分是腈类物质，高达48.04%，在成品中只含有少量腈类物质，可能是在发酵过程中被分解；两种产品挥发性成分中还有较多的含硫化合物，含硫化合物主要是硫代葡萄糖苷在内源酶的作用下分解形成特征风味物质[30]，阈值低，具有强烈刺激性气味，对腌制品风味影响很大，硫醚有葱蒜的特征风味物质，二甲基二硫和二甲基三硫有强烈的洋葱、甘蓝的风味[14]，含硫物质在风脱水芫根腌制品相对含量为6.39%，盐脱水为6.25%；原料和两种产品挥发性成分中还含有一些酚类物质，酚类物质一般都具有强烈香味。

两种产品的香气成分都比较复杂，多种香气成分的共同作用形成了芫根腌制品独特的风味。风脱水芫根腌制品香气物质中酯类物质含量明显高于盐脱水芫根腌制品，但在其他对风味影响较大的醛酮醚类、含硫化合物含量上，两者相差不大。

2.4 模糊综合分析结果

近年来模糊综合评判已经在食品评价领域广泛使用，相比于简单的感官评价，模糊综合评判结果更加科学和客观[31]。从模糊试验综合分析结果可以发现，对风脱水芫根的评价很喜欢占34.5%、喜欢占37.0%、一般占18.0%，不喜欢占10.5%，说明有71.5%的人会喜欢风脱水芫根。风脱水芫根色泽鲜艳，较脆，咸度适中，口感好，经过拌料包装后产品品质还有提升空间。对盐脱水芫根的评价很喜欢占26.5%、喜欢占21.0%、一般占28.5%，不喜欢占24.0%，说明仅有47.5%的人喜欢盐脱水腌制的芫根，有52.5%的人不是很喜欢这款产品。对盐脱水芫根腌制品的色泽和香气不喜欢的人较少，但是对滋味不喜欢的人较多，可能是盐脱水芫根脆度较差，而且盐度较高，偏咸，不宜直接食用，需要经过后续处理(表6)。

表6 感官评定结果分布Table 6 Distribution of sensory evaluation results

得到风脱水芫根和盐脱水芫根评价概率矩阵如公式(4)和公式(5)：

(4)

(5)

模糊试验评价结果如公式(6)和公式(7)：

(6)

(7)

3 结论

经风脱水后腌制的芫根腌制环境pH值为3.77，水分含量81.87%(质量分数)，含盐量仅为6.10%(质量分数)，总酸达到1.023%(质量分数)，亚硝酸盐含量11.30 mg/kg，经盐脱水腌制的芫根腌制环境pH值为4.34，水分含量93.49%，含盐量达到8.83%，总酸含量仅为0.64%，亚硝酸盐含量16.19 mg/kg，均符合相关标准。风脱水芫根硬度、总酚、总黄酮含量显著高于盐脱水芫根，但与新鲜芫根相比略有下降；两种芫根腌制品Vc含量均显著低于新鲜芫根，风脱水芫根Vc含量低于盐脱水芫根。风脱水芫根必需氨基酸和总氨基酸含量分别为4.473 3 mg/g和12.343 3 mg/g，均高于盐脱水芫根。风脱水芫根共检测到64种挥发性成分，相对含量93.74%，盐脱水芫根检测出55种挥发性成分，相对含量91.27%，两种芫根腌制品风味物质中含量最高的都是异硫氰酸苯乙酯，风脱水芫根为27.07%，盐脱水芫根为17.33%， 其他风味物质差别较小。经过模糊综合分析，有71.5%的人会喜欢风脱水芫根，仅有47.5%的人喜欢盐脱水芫根。风脱水芫根营养价值更高，含盐量适宜，可以直接食用，为大多数人所接受，可以继续相关研究，开发出一款低盐、方便、耐保存的芫根腌制产品。