卷心菜泡菜发酵工艺的优化研究

隋明，唐贤华，张凤英，吴霞，谢慧蓉，杨晨

(1.四川工商职业技术学院，四川 都江堰 611830；2.四川大学 轻纺与食品学院，成都 610065；3.加拿大阿尔伯塔大学 农业与食品营养科学学院，加拿大 埃德蒙顿 T6G 2R3)

随着中国内陆地区生产和制造能力的提高，市场供求结构的稳定性不断提升以及人们生活条件的逐步提高，群众对于食品的要求也从价格低廉逐渐向健康、安全转变，对口感、香味有了更高的需求。使用乳酸菌腌渍发酵蔬菜的泡菜产品因食用方便，品种多样如蘑菇[1]、牛肉类[2]、蔬菜类[3]等，口感和香气更丰富，更符合人们的需求。随着包装产业的不断发展，泡菜类产品出现了易拉罐、玻璃罐以及塑料真空包装等，食用更加方便快捷，还提高了乳酸菌厌氧状态下的后续发酵和保鲜作用[4]，也间接地扩大了市场的分布量。目前，中国国内也出现了很多规模化的企业，比如厦门九龙、贵州老干妈、四川饭扫光、重庆涪陵的泡菜公司，大力发展泡菜产业可以增加人们对蔬菜的摄入量，提高国家对外出口量，增加国民收入。随着泡菜产品需求量的不断增加，竞争力也不断增强，提高了乳酸菌对泡菜品质和保鲜功能的作用[5]，因此需要对泡菜发酵过程的生产工艺进行不断改进与优化。周佳等[6]以卷心菜为主要原料，通过接种乳酸菌进行发酵，考察了食盐、蔗糖用量和发酵温度对感官特征的影响。燕平梅等[7]考察了食盐含量一定的情况下，蔗糖溶液浓度对泡菜品质的影响。说明泡菜生产加工过程中，食盐、蔗糖含量和发酵温度都会对泡菜的质量造成较大的影响。

因此，不断提高产品的安全性、可靠性，加强泡菜产品的口感、香味的适口性，改善包装和产品的保质期，通过不断改善食盐、蔗糖的比例以及控制发酵条件，增加产品的稳定性、适口性是在国内甚至国外市场的产品竞争中处于不败之地的重要技术措施。本文以萝卜为主要材料，采用自然发酵方式测定不同食盐、蔗糖浓度以及发酵温度对泡菜感官品质的影响。

1 试验材料与方法

1.1 材料与仪器

卷心菜：都江堰市场购得；蔗糖：太古食品有限公司；食盐：中粮集团未加碘精制食盐；NaOH标准滴定溶液：广州市刺水科技有限公司；酚酞：天津津北精细化工有限公司；紫外分光光度计：上海光谱仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 酸度测定

取5 mL卷心菜发酵液置于三角瓶中，加入酚酞，用0.1 mol/mL NaOH溶液滴定，继续轻轻摇瓶，直到液体显色到达滴定终点。

式中：k=0.09为转化成适当酸的系数；C为标准溶液浓度，mol/L；V1为滴定法消耗的标准碱体积；V2为空白试剂消耗的标准碱液体积，mL；V0为样品稀释总体积，mL；V3为滴定用取样溶液的体积，mL；m为样品质量或体积，g或mL。

1.2.2 发酵液氢离子浓度(pH)

使用pH计测定。

1.2.3 亚硝酸盐含量测定

1.2.3.1 亚硝酸盐标准曲线的制备

取9支50 mL比色管，加入0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.5，2.0，2.5 mL的亚硝酸钠标准溶液，加入2 mL对氨基苯磺酸溶液，再加入1 mL萘胺化盐酸溶液，用去离子水定容至50 mL刻度线，摇动，零管为空白，在538 nm波长处测定数据并绘制标准曲线。

1.2.3.2 测定方法

使用移液管准确量取5 mL发酵液转移至50 mL烧杯中，再加入10 mL去离子水。准确量取12.5 mL饱和硼砂溶液加入烧杯中，混合均匀，用150 mL去离子水冲洗，全部转移到250 mL容量瓶中定容到刻度。在80 ℃水浴中保温20 min。加入5 mL铁氰化钾溶液，摇动，加乙酸锌5 mL沉淀溶液中的蛋白质。加入去离子水250 mL，摇匀，30 min后过滤，将滤过的液体丢弃，然后用滤液作为样品供使用，根据表1的数据，在538 nm波长处测得亚硝酸盐的浓度和曲线。

表1 样品中亚硝酸根离子溶液的测定

2 泡菜工艺流程

莲花白泡菜的加工工艺见图1。

图1 泡菜加工工艺

将莲花白除去尘土、碎石等，洗净，切碎到需要的大小，此时加入食盐、蔗糖、料酒或其他重要的辅料，将莲花白切片，同辅料混合在一起进行腌制，装入发酵池，进行工艺调节，发酵成熟后进行金属物等的检测，包装。

3 结果与讨论

3.1 不同材料条件下各项指标的测定

不同浓度亚硝酸盐的吸光度值标准曲线见图2。

图2 538 nm条件下亚硝酸盐的吸光度标准曲线图

趋势线为：y=1.299x-0.008，R2=0.9955，当亚硝酸盐浓度为0.15%时，浓度过大，且呈四舍五入。在基本配方下，加盐量分别为2%、3%。加糖量为3%，在30 ℃下发酵4 d。发酵结束后，泡菜的pH值、总酸度和亚硝酸盐浓度均达到最佳水平，通过感官评价评分表可知最佳盐浓度为3%。

在泡菜基质中蔗糖含量为3%的发酵条件下，加入食盐量2%、3%、4%，完成发酵，测定泡菜汁的pH值、亚硝酸盐含量和酸度，食盐的最佳浓度为2%，见表2。

表2 不同食盐浓度条件下各项指标的测定

在发酵基质中食盐含量为3%的发酵条件下，加入蔗糖量2%、3%、4%，完成发酵，测定泡菜汁的pH值、亚硝酸盐含量和酸度。对比各项指标后，糖的最佳浓度为2%，见表3。

表3 不同蔗糖浓度下各项指标的测定

续 表

在加入3%食盐、2%蔗糖及其他发酵条件相同的前提下，发酵温度为25，30，35 ℃，测定泡菜汁的pH值、亚硝酸盐含量和酸度。在感官评估之后，最佳温度为30 ℃，见表4。

表4 不同温度条件下各项指标的测定

采用模糊数学综合评价方法对泡菜的色泽、香气、口感和脆性进行感官评价，见表5。

表5 三因素三水平评分表

表6 泡菜工艺三因素三水平分析表

由表6可知，RA>RC>RB，因此因子的顺序是A(食盐浓度)>C(温度)>B(蔗糖浓度)。选择每个因子的最大值K1、K2和K3对应的级别。盐浓度：K2>K3>K1，糖浓度：K1>K3>K2，温度：K2>K1>K3，所以最适合的方案是A2B1C2，即：腌制泡菜的基质中加入3%的食盐，2%的蔗糖，发酵温度控制在30 ℃。

质量评分评估结果表明：3%的食盐浓度，2%的蔗糖浓度，在30 ℃的温度下对泡菜发酵的接受度大于其他变量，而按照配方制作的泡菜更符合大众口味。

周强等通过研究具有功能性的西芹泡菜的发酵条件结果表明，食用盐添加量4%时腌制的西芹泡菜的口感最好，同本试验的3%含量相差不大，这可能是蔬菜的含水量以及辅料不同导致的。罗静等[8]以芥菜为原料进行降低发酵基质中亚硝酸盐含量的发酵工艺，在发酵温度为30 ℃时，脆度和口感最佳。郑娅等[9]以3种蔬菜混合发酵制成的泡菜工艺过程中，在食盐含量为3%、蔗糖含量为3%时，泡菜的口感和风味都较好，这同本试验中的最佳工艺类似。刘晓莉等[10]研究腌制鱼腥草泡菜工艺过程中发现食盐含量4%时泡菜的口感和香气最佳。对比其他研究学者对腌制泡菜的工艺研究，食盐含量在4%左右的条件下可以降低发酵机制中的亚硝酸盐含量以及保证泡菜有很好的口感和风味。

3.2 泡菜工厂设计的基本原则

王云阳等[11]在年产万吨的泡菜工厂设计过程中，充分考虑了物料计算、不同种类蔬菜的研制生产线来选择设备。刘娟[12]在设计千吨泡菜的生产线设计过程中，充分考虑了厂区设计、劳动组织、HACCP的组织过程要求。因此，泡菜工厂设计需满足以下基本原则[13-18]：

符合当地水、土壤、电力以及防污染的规划，同时结合工厂的生产工艺，便于工人之间的合作和原材料的运输，布局紧凑，土地使用合理；

工厂的布局和水电的布局相结合要能够提高工作效率，泡菜工厂卫生和工艺管道必须符合要求，以避免交叉污染的原材料、半成品和成品；

厂房符合照明、通风的要求，部分特殊设施需要避光保护；

工厂主体建筑布局符合规划要求，交通流量和人流分离得到合理利用；

适当增加绿化面积，为工人工作提供舒适的工作环境，提高工作效率；

预留一定数量的空白绿地，预留必要的生产面积，以备将来扩建；

供水和排水系统应大于生产需要，以防止在必要的时间内使用水量；

工厂布局简单大方，结构复杂简化。

综上所述，泡菜制作工艺的主要外部影响因素有食盐含量、蔗糖含量、发酵温度等，而为了得到优质的口感、脆度等，还需要加入辣椒等调味料等辅料，而出厂的关键点就是通过加入抗氧化剂[19]、优质益生菌发酵的方法[20]控制基质中的亚硝酸盐含量。而通过对发酵条件的优化[21]、生产线的设计以及考虑不同包装材料对产品质量和货架期的影响是泡菜工业发展比较重要的研究方向。

4 结论

通过研究，获得了制作泡菜的最佳配方。主要结果如下：第一，单因素试验表明，当盐浓度为3%，糖浓度为2%，温度为30 ℃时，对产物的感官评价有显著影响，显示盐浓度、糖浓度和温度等因素对泡菜的产生有不同的感官影响。第二，利用水平因子分析泡菜的味道，在基本公式下，盐浓度为3%，糖浓度为2%，温度为30 ℃。此时，产品的感官评价最高，为90分，味道最好。第三，用模糊数学综合评价方法对天然发酵泡菜的外观、组织学、色泽和风味进行感官评价，评价结果为“最受喜爱”。第四，本品由乳酸菌发酵而成。与传统盐渍相比，本产品色泽白皙，香味浓郁，弹性强，切片性好，口感细腻，味道适中辛辣，无异味。