发酵工艺对东北酸菜褐变的影响及其优化研究

王琛 高雅 张晓黎 韩艳秋 吴兴壮

摘要：通过单因素试验和正交试验考察漂烫温度、加盐量、接种量、发酵时间对贮藏期间酸菜褐变的影响，研究抑制酸菜褐变的最优发酵工艺。结果表明：漂烫温度对贮期酸菜褐变的抑制效果最好，其次是接种量和加盐量，最后是发酵时间;抑制酸菜贮期褐变的最优发酵工艺为漂烫温度100 ℃、加盐量2%、接种量2%、发酵时间30 d，此条件下发酵的酸菜在贮藏120 d时色泽和综合评分最高。此工艺可以在保证酸菜气味、风味和组织状态的基础上有效抑制贮藏期间酸菜的褐变。

关键词：东北酸菜;褐变;影响;工艺优化

中图分类号：TS255.5    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2019）05-0031-04

酸菜是经自然发酵或乳酸发酵而形成的蔬菜制品，是我国北方地区特色传统发酵食品的典型代表之一。通常认为，淡黄色至深黄色的酸菜叶和玉白色至微黄色的酸菜心，能够带给消费者愉快的感觉，提升消费者的购买意愿。但是，酸菜在贮藏和流通过程中极易发生褐变，导致品质严重下降，贮藏时间缩短。有研究认为东北酸菜的褐变可能与抗坏血酸的氧化分解、酚类的氧化聚合及美拉德反应有关，而酸菜发酵工艺为这些反应提供了必要的底物。因此，本课题针对漂烫温度、盐浓度、菌液浓度和发酵时间4个技术关键点展开研究，分析它们对贮藏期间酸菜褐变的影响，明确酸菜褐变主要产前诱发因素，并通过正交试验优化发酵工艺，旨在降低产后酸菜褐变的可能，推动酸菜产业的进一步发展。

1 材料与方法

1.1 试验材料

新鲜大白菜：种类为结球变种，品种为K9，大小适中、体型均匀，采摘于新民市大民屯鎮益村新城蔬菜种植专业合作社。

1.2 生产工艺

新鲜白菜→晾晒→整理清洗→漂烫→入缸→加盐→添水→封口→发酵→出缸→切丝→真空包装→成品。

1.3 技术要点与单因素试验设计

1） 原料整理。精选白菜，叶白色嫩叶，心实，约1 kg重。将根和老叶子去掉后自然晾晒1 d。2） 清洗晾晒。将晒好的白菜用清水冲洗干净，分别用60，80，100 ℃的热水漂烫1 min，以不漂烫的为对照。3） 入缸加盐。将50 kg白菜放入缸里，每放一层白菜撒一层盐，盐的用量按占白菜质量百分比计算，分别为2.0%，4.0%，6.0%，以不加盐的为对照。4） 接种添水。加入自制的乳酸菌接种液（内含乳酸菌1×109 cfu/mL），再加水没过白菜，封口发酵，菌液按占白菜质量百分比添加，分别为1%，2%，4%，以不添加菌液的为对照。5） 出缸装袋。分别发酵20，30，40 d后出缸，切丝，真空包装，每袋要求包含100 g酸菜帮和100 g酸菜叶。

1.4 正交试验设计

研究漂烫温度、加盐量、接种量和发酵时间对酸菜贮藏期间褐变度的影响，采用4因素3水平正交试验设计（见表1）优化发酵工艺。

1.5 褐变度的测定

采用消光值法，参考郁志芳等人的方法，略加改动。取样后将白菜帮和叶分别搅碎并称量10 g，加入100 mL冰冷蒸馏水，匀浆机匀浆40 s，将过滤液在25 ℃水浴中保温制成样液，在410 nm波长下测定样液吸光度值，以10·A410表示褐变度，分析不同阶段酸菜褐变度的变化规律。

1.6 感官评价

参考赵敏的方法，定期观察酸菜的色泽、气味、酸菜汤汁清澈度3项指标，评价结果分为3个等级。成立10人感官评定小组，首先观察发酵酸菜样品外观（色泽及包装形态），然后取适量样品置于白色器皿中，观察其色泽、气味和酸菜汤汁清澈度。评定项目和评价标准见表2。

1.7 数据分析

所有指标测试重复3次，每次3个平行。利用SPSS 22.0单因素ANOVA进行差异性显著分析。

2 结果与分析

2.1 漂烫温度对酸菜褐变度的影响

不同漂烫温度下贮藏期间酸菜褐变度变化情况如图1所示。

由图1可以看出：贮藏期间各处理酸菜的褐变度均呈上升趋势，其中60 ℃处理与对照上升幅度最高，80 ℃处理次之，100 ℃处理最为平缓，这说明漂烫温度越高，对贮藏期间酸菜褐变的抑制效果越好。贮藏200 d时，100 ℃处理酸菜的褐变度为0.51，明显低于对照和60 ℃处理（P<0.05），这可能是因为发酵前沸水漂烫不仅杀死了白菜中的其他微生物，还使多酚氧化酶失活，降低了酶促褐变发生的可能。因此，产前高温漂烫对抑制腌制产品褐变有积极影响。

2.2 加盐量对酸菜褐变度的影响

不同加盐量下贮藏期间酸菜褐变度变化情况如图2所示。

由图2可以看出：发酵结束时（贮藏0 d），6%处理的酸菜褐变度与对照接近，明显高于2%处理和4%处理。随着贮藏时间的延长，各处理酸菜褐变度均逐渐升高，其中2%处理始终最低，而6%处理始终高于对照、但差异不显著;4%处理酸菜的褐变度先快速上升再趋于平缓，贮藏120 d时，其褐变度高于2%处理，但低于对照和6%处理。这可能是因为盐的浓度过高，产生的高渗透压使得细胞内的物质开始传递，活性氧离子被激活，引起多元酚的氧化聚合和VC的氧化分解，最终形成黑色的物质。因此，添加食用盐虽然有助于抑制贮藏期间酸菜的褐变，但需要控制盐的用量，添加过量会加速酸菜的褐变。

2.3 接种量对酸菜褐变度的影响

不同接种量下贮藏期间酸菜褐变度变化情况如图3所示。

由图3可以看出：整个贮藏期间，人工接种的酸菜褐变度明显低于自然发酵（P<0.05），这可能是因为自然发酵的酸菜中除了乳酸菌，还有一些霉菌和酵母菌存在，当发酵结束后，随着贮藏时间的延长，这些微生物开始滋长，引起酸菜的不良反应，其中红酵母能使酸菜变红，同时，微生物的生长需要消耗一些营养物质，将蛋白质水解为氨基酸，为美拉德反应提供底物。但是菌液浓度大小对抑制贮藏期间褐变作用没有明显差异，这可能是因为乳酸菌发酵产酸的基础物质是一样的，产生的有机酸量也基本一致，这些酸对微生物的抑制作用就会相同。

2.4 發酵时间对酸菜褐变度的影响

不同发酵时间下贮藏期间酸菜褐变度变化情况如图4所示。

由图4可以看出：发酵时间越长，酸菜的褐变度越高。发酵结束后（贮藏0 d），各处理酸菜的褐变度大小顺序为40 d>30 d>20 d，但之间差异并不明显。随着贮藏时间的延长，发酵20 d处理的酸菜褐变度快速上升，于贮藏30 d时超过了发酵40 d处理，随后两组的褐变度继续快速上升，并在贮藏90 d后明显高于发酵30 d处理（P<0.05）。这说明发酵时间过短或过长，都能够加速贮藏期间酸菜的褐变进程。出现这种现象的原因是由于发酵时间过短，发酵不充分，产生的有机酸含量低，对其他微生物的抑制作用小，导致染菌褐变变色;发酵时间过长，细胞壁松弛，暴露了较多的多酚物质和VC，在有氧或无氧的条件下均能发生氧化反应，进而产生黑色物质。

2.5 正交试验结果

以漂烫温度、 加盐量、接种量、发酵时间作为酸菜发酵工艺条件的试验因素，采用 L9（34）正交设计试验考察4 个因素对酸菜贮藏前后褐变度差值的影响，并进行极差分析，结果见表 3。直观起见，取各因素的水平为横坐标，褐变度差值为纵坐标，绘制因素与试验指标的关系图，如图5所示。

由表3可知：发酵时间是引起酸菜贮藏期间褐变的主要因素，其次是加盐量、漂烫温度和接种量。结合接种量单因素试验结果，考虑接种量各处理间差异不大，认为各因素水平对贮藏期间酸菜褐变度的抑制作用由大到小的顺序为 A>C>B>D。Δ褐变度的最低值为0.28，发酵工艺最佳水平组合为A3B1C1D2，该结论与极差分析一致。因此，为抑制贮藏期褐变，酸菜发酵最优工艺为漂烫温度100 ℃、加盐量2%、接种量2%、发酵时间30 d。

2.6 验证试验结果

按照上述所得的最优工艺发酵制备酸菜，以不漂烫、不加盐、自然发酵30 d的酸菜为对照，重复3次，对贮藏120 d酸菜的色泽、气味、滋味、组织状态分别进行感官评价，结果见表4。

由表4可知：优化组酸菜的色泽为36分，是对照组的4倍;优化组的综合评分为86分，接近对照组的2倍。因此，优化后的发酵工艺能够在保证酸菜气味、风味和组织状态的基础上，有效抑制贮藏期间酸菜的褐变。

3 结论与讨论

1） 试验证明，漂烫温度和添加食盐可以有效抑制酸菜的褐变，其中漂烫温度越高抑制效果越好，但加盐量与褐变度无相关性，确定最佳的热烫温度为100 ℃，最佳的加盐量为2%。

2） 人工接种比自然发酵能够有效抑制贮藏期间酸菜的褐变，但接种量大小对褐变的影响差异不明显;发酵时间最好控制在30 d左右，过短或过长都极易引起贮藏期间酸菜的褐变。

3） 漂烫温度对贮藏期酸菜褐变的抑制效果最好，其次是接种量和加盐量，最后是发酵时间，抑制贮藏期酸菜褐变的最优发酵工艺为漂烫温度100 ℃、加盐量2%、接种量2%、发酵时间30 d。此条件下发酵的酸菜在贮藏120 d时色泽和综合评分最佳，能够在保证酸菜气味、风味和组织状态的基础上，有效抑制贮藏期间酸菜的褐变。

参考文献

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Research on Effects of Fermentation Technology on

Browning of Northeast Sauerkraut

WANG Chen， GAO Ya， ZHANG Xiaoli， HAN Yanqiu， WU Xingzhuang*

（Institute of Food and Processing， Liaoning Academy of Agricultural Sciences， Shenyang 110161， China）

Abstract： The effects of blanching temperature， salt content， inoculation amount and fermentation time on the browning of sauerkraut during storage were investigated and the optimum fermentation technology of inhibiting the browning of sauerkraut was studied by single factor experiment and orthogonal experiment. The results showed that： The blanching temperature had the best effect on the browning of sauerkraut at the storage stage， the second is the amount of inoculation and salt， and the last is the fermentation time. The best fermentation process to inhibit the browning of sauerkraut during storage was blanching temperature 100 ℃， salt amount 2%， inoculation amount 2% and fermentation time 30 d， and the color and comprehensive score of fermented sauerkraut were the highest when stored for 120 days. This process can effectively inhibit the browning of sauerkraut during storage on the basis of guaranteeing the smell， flavor and tissue state of sauerkraut.

Key words： northeast sauerkraut; browning; effect; processing optimization