低盐、低亚硝酸盐西兰花茎泡菜发酵工艺

王 英， 周剑忠， 施亚萍， 李亚辉， 李 莹

(1.江苏省农业科学研究院农产品加工研究所，江苏南京 210014； 2.江苏省南京市脆而爽蔬菜食品有限公司，江苏南京 211225)

在传统泡菜生产中，前期通常采用高浓度食盐溶液对蔬菜原料进行贮藏，含盐量高达15%～20%，后期的脱盐工序会产生大量盐渍废水，造成环境污染[9-11]。另外，高盐摄入对人体健康会有危害，引起高血压、降低人体细胞的防御功能等。发酵蔬菜的亚硝酸盐含量超标是困扰蔬菜发酵生产厂家和消费者的严重问题，过量的亚硝酸盐会引起胃癌、食道癌等消化系统癌症[12-14]。植物乳杆菌SD-7菌株来源于传统自然发酵食品，是具有优良的降解亚硝酸盐和发酵性能的乳酸菌[15]，同时该菌株有较强的适应环境能力和较好的加工属性，具有良好的应用前景。因此，笔者所在项目组利用具有亚硝酸盐降解功能的乳杆菌SD-7为发酵剂，以西兰花茎叶为发酵蔬菜原料，研究发酵温度、发酵时间和接种量对发酵西兰花茎品质的影响，进而对发酵工艺进行优化和调控，获取西兰花茎叶泡菜制作技术。本研究结果可以为发酵西兰花茎泡菜的工业化生产提供理论依据和技术支持，具有重要的理论研究意义和实践应用价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 菌株与原料 植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum) SD-7，保藏于江苏省农业科学院农产品加工研究所食品生物工程研究室。西兰花、辣椒、大蒜、葱、姜、冰糖、精盐等原材料均购买于当地市场。

MRS液体培养基和MRS固体培养基，均购自山东省青岛海博生物技术有限公司。按照说明书加入稀释，121 ℃灭菌20 min。

1.1.2 主要设备及其来源 雷磁ZD-2型自动点位滴定仪，购自上海精密科学仪器有限公司；UV-1600PC紫外分光光度计，购自上海美谱达仪器有限公司；124S-CW分析天平，购自赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；SX-500全自动高压灭菌锅，购自日本Tomy Digital Biology公司；SW-CJ-1C(标准型)双人单面水平流净化工作台，购自苏州净化设备有限公司；Sigma 3K-15台式高速冷冻离心机，购自北京五洲东方科技发展有限公司；色差计YS6060，购自深圳市三恩时科技有限公司；TMS-Touch质构分析仪，购自美国FTC公司；3nh色差仪，购自深圳市三恩时科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 菌株的活化与培养 从-80 ℃取出甘油管保藏的SD-7菌种，划线接种至MRS培养基平板上，30 ℃培养48 h，挑取单菌落接种至MRS液体培养基中，30 ℃条件下培养18～20 h，按照5%的接种量转接到MRS液体培养基中，培养18 h，4 ℃、5 000 r/min 离心5 min，收集菌体，用0.9%氯化钠无菌溶液洗菌体2次后用0.9%氯化钠无菌溶液重悬，调整菌体密度为 5.02×108CFU/mL，用作发酵泡菜的发酵剂。

1.2.2 泡菜水的制备 在1 L水中加入40 g精盐、10 g花椒(青花椒和红花椒各5 g)、10 g干红辣椒和30 g冰糖，煮沸后保温20 min，降至室温备用。向降温后的泡菜水中加入0.15%氯化钙作为保脆剂，加入0.05%柠檬酸和0.03%异抗坏血酸作为护色剂。

1.2.3 pH值测定 开始发酵后每天取一定量的泡菜水，参照GB/T 13662—2008《黄酒》用pH计直接测定腌制卤水的pH值。

1.2.4 发酵温度对泡菜品质的影响 将西兰花茎清洗干净后，去皮切片放入泡菜坛中，加入2倍质量的泡菜水。将制备好的发酵菌液按照5%的接种量接种至泡菜坛中，用干净的冷开水密封坛口后分别放置在15、20、25、30、35 ℃条件下发酵，在发酵过程中每天取样，测定泡菜水的pH值，当pH值达到 3.8 左右时结束发酵。记录发酵结束时间，测定泡菜的亚硝酸盐含量、硬度和色度，同时进行感官评定。

第三，负反转断层活动持续时间长，连通性好，是理想的油气运移通道。低潜山构造带一般分布在箕状凹陷的深凹部位，距油源近，构造分布和隆起幅度较大，又具有多层系、多类型的特点，是复式油气聚集带［9］。

1.2.5 接种量对泡菜品质的影响 将西兰花茎清洗干净后，去皮切片放入泡菜坛中，加入2倍质量的泡菜水。将制备好的发酵菌液分别按照1%、3%、5%、7%、9%的接种量接种至泡菜坛中，用干净的冷开水密封坛口后放置在25 ℃条件下发酵，在发酵过程中每天取样，测定泡菜水的pH值，当pH值达到3.8左右时结束发酵。记录发酵结束时间，测定泡菜的亚硝酸盐含量、硬度和色度，同时进行感官评定。

1.2.6 发酵时间对泡菜品质的影响 将西兰花茎清洗干净后，去皮切片放入泡菜坛中，加入2倍质量的泡菜水。将制备好的发酵菌液按照5%的接种量接种至泡菜坛中，用干净的冷开水密封坛口后放置在25 ℃条件下发酵，分别在发酵1、3、5、7、9 d时测定泡菜水的pH值、亚硝酸盐含量、硬度和色度，同时进行感官评定。

1.2.7 正交试验 在试验过程中各种因素之间会相互影响，可能存在协同作用，以发酵温度、接种量、发酵时间等为试验因素，利用L9(34)正交试验优化西兰花茎泡菜发酵的工艺条件，具体设计见表1。

表1 L9(34)正交试验因素水平

1.2.8 发酵泡菜品质测定 亚硝酸盐含量测定：利用盐酸萘乙二胺法测定泡菜的亚硝酸盐含量，具体操作方法参照GB/T 5009.33—2003《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中的格里斯比色法对亚硝酸盐含量进行测定。以亚硝酸盐含量(x)为横坐标、吸光度(y)为纵坐标，绘制标准曲线，得到标准曲线回归方程：y=0.043x+0.013，相关系数r2=0.998。

泡菜硬度测定：利用TMS-Touch质构分析仪对泡菜硬度进行测试。选取250 N的力量感应单元，直径为8 mm的圆柱型探头，硬度测试条件设置：测前速率为1 mm/s，测试速率为0.5 mm/s，测后速率为 1 mm/s，压缩量为50%。测试结果选取测试的硬度最大力(Fmax)为参数进行分析。

色度测定：用3nh色差仪分别测定发酵结束时西兰花茎泡菜的L*、a*、b*。对每种样品取3次样，取平均值。L*表示光泽亮度，值越大，亮度越高；a*值正值表示红色程度，负值表示绿色程度；b*值正值表示黄色程度，负值表示蓝色程度；饱和度(c)根据公式c=(a*2+b*2)1/2计算，反映发酵蔬菜的色泽程度，数值越大，泡菜色泽越浓。

感官评价：泡菜pH值下降到适宜食用的范围(pH值为3.8左右)时，认为泡菜成熟，将其切成合适大小后对泡菜的色、香、味、脆性等进行评定。选择对本试验有兴趣且对泡菜味道有一定识别能力的食品专业研究生为感官评定小组成员。参加评定的成员事先接受训练，并了解评分标准。每个样品品尝后，用37 ℃温水漱口后再品尝下一个样本。每个样本进行3次重复评定。泡菜感官评分参照表2。

表2 泡菜感官评分标准

1.3 数据统计分析

采用SPSS 13.0软件进行数据统计分析，数据间差异比较采用t检验，差异显著水平为P<0.05。

2 结果与分析

2.1 发酵温度对西兰花茎泡菜品质的影响

温度对发酵进程有加速作用，一般来说，在适宜的范围内，温度越高，发酵时间越短，但是温度对产品的品质有明显的影响，不同的发酵机制，温度的影响结果不同。从表3中可以看出，温度升高，发酵时间缩短；硬度随着温度的升高呈现先升高后降低的趋势，这是由于温度低，发酵时间长，西兰花在发酵液中浸制时间长，导致产品的硬度降低。另外，温度过高，发酵过快，产酸速度快，西兰花茎的硬度也下降。泡菜色泽是各种单色的综合体现，仅根据单一颜色变化的色泽指标α*、b*并不能够真实反映泡菜的色泽，饱和度反映的是泡菜色泽的鲜艳程度，数值越大，泡菜色泽越鲜艳[16-17]。本研究中，西兰花茎泡菜色泽随着发酵温度的增加，饱和度呈现增加趋势。感官评分结果显示，发酵温度在25 ℃时，西兰花茎泡菜的感官评分最高。

表3 发酵温度对西兰花茎泡菜品质的影响

注：同列数据后不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。表4、表5同。

2.2 接种量对西兰花茎泡菜品质的影响

在同一发酵体系中，发酵剂的接种量会对发酵进程有影响，一般来说，随着接种量的增大，会加快发酵速度。从表4中可以看出，随着接种量的增大，发酵时间缩短，当接种量达到7%时，发酵时间随着接种量的增加不再缩短。接种量对泡菜的色泽和硬度也有不同的影响，接种量低，发酵时间延长，硬度偏低，随着接种量的增大，泡菜的硬度增大，接种量高于5%时，硬度呈现下降的趋势。随着接种量的增加，色泽加深。亚硝酸盐含量随着接种量的增加，呈现下降趋势，当接种量高于5%时，泡菜中的亚硝酸盐含量差异不显著。感官评分结果显示，接种量为5%时，西兰花茎泡菜的感官评分最高。

表4 接种量对西兰花茎泡菜品质的影响

2.3 发酵时间对西兰花茎泡菜品质的影响

从表5中可以看出，随着发酵时间的延长，发酵液的pH值逐渐降低，发酵1～2 d，泡菜液中的pH值高于4.0，发酵没有结束，当pH值低于3.5时，品尝时酸感太强。随着时间的延长，硬度呈现下降趋势。泡菜的色泽随着发酵时间的延长，饱和度呈现增加趋势。亚硝酸盐含量随着发酵时间的延长呈现下降趋势，在发酵时间为1 d时，亚硝酸盐含量较高，达到58.23 mg/kg，这是由于蔬菜在发酵初期有个亚硝酸峰，这与前人的研究结果[18-19]相一致。感官评分结果显示，当发酵时间为5 d时，西兰花茎泡菜的感官评分最高。

表5 发酵时间对西兰花茎泡菜品质的影响

2.4 发酵条件正交优化

考虑到因素之间可能存在协同的交互作用，以发酵温度、接种量、发酵时间为3个主要因素，以感官评分结果为响应指标，利用L9(34)正交试验优化西兰花茎泡菜的发酵条件。由表6可以看出，3个因素对西兰花茎泡菜的感官评分的影响表现为A>C>B，即影响西兰花茎泡菜感官评分的最主要环境因素是发酵温度，其次是发酵时间。确定最佳发酵条件为A1B2C3，即培养发酵温度为23 ℃、接种量为5%、发酵时间为6 d。

表6 L9(33)正交试验设计及结果

从表7可以看出，发酵温度对西兰花茎泡菜感官评分影响显著(P<0.05)，在试验选择的范围内，发酵时间和接种量对感官评分影响不显著。另外，校正模型对感官评分影响显著(P<0.05)。

2.5 验证试验

按照正交试验获得的最优发酵条件进行西兰花茎的发酵，发酵温度为23 ℃、接种量为5%、发酵时间为6 d。1次3个平行，重复3次，进行验证，发酵西兰花茎的感官评分的平均值为88.64分，与预测值89.04分基本一致。

表7 感官评定的SPSS方差分析结果

注：*表示差异显著(P<0.05)。

3 结论

通过测定发酵温度、接种量和发酵时间对西兰花茎泡菜品质的影响，并利用正交试验优化发酵工艺，获得的西兰花茎泡菜的最佳发酵工艺为A1B2C3，即发酵温度为23 ℃、接种量为5%、发酵时间为6 d，在此条件下发酵的西兰花茎口感脆嫩、色泽纯正、开胃解腻、有浓郁的乳酸发酵香气。该研究结果可为西兰花副产物茎的开发利用提供技术支持，同时对提高西兰花种植和加工产业的经济附加值具有重大意义。