糖蒜腌制及亚硝酸盐变化规律研究

贾庆超，游新侠

(郑州科技学院 食品科学与工程学院，郑州 450064)

糖蒜是江浙沪及北方地区的风味名吃，受到很多人的青睐，不但味道独特鲜美，而且含有蛋白质、维生素C、糖类等多种营养物质和微量元素，尤其是糖蒜中的多种微量元素锗、锌、硒等[2]能够有效增强人体的各种机能，有效促进新陈代谢，可以起到很好的抵抗衰老，提高人体免疫力以及预防心脑血管疾病的作用。每年的六七月份大蒜收获的时候，很多农家都自己腌制糖蒜，但腌制条件简单，腌制过程中，由于硝酸还原酶(NRA)和微生物的共同作用，会使硝酸盐转换成亚硝酸盐，亚硝酸盐不但会与血红蛋白反应，造成人体血液氧中毒，摄入过多时可致命[3]，而且亚硝酸盐能和人胃中的含氮化合物(仲胺、叔胺、酰胺)结合成具有致癌性的亚硝胺[4]。本文首先通过单因素和正交试验确定腌制糖蒜的最佳配方，在此最佳配方下研究腌制糖蒜的亚硝酸盐含量随时间的变化规律，为人们在糖蒜的储存、加工、食用中提供了参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

所选蔬菜为新鲜大蒜：采购于河南省郑州市中牟县；精致湖盐：青海省盐业股份有限公司；绵白糖：扶沟县味美思食品厂；白醋：山西紫林醋业股份有限公司；陈醋：山西老陈醋集团有限公司。

亚铁氰化钾、浓盐酸、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、乙酸锌、冰乙酸、硼酸钠和亚硝酸钠。CAS号：7632-00-0(基准试剂)，应该按照功用将所有试剂设置为分析纯(AR)，郑州市德众化学试剂厂作为本次试剂的主要供应商。

1.2 仪器与设备

UV-2800AH型紫外可见分光光度计 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；BS224S型电子天平 杭州汇尔仪器设备有限公司；101-0ABS型电热鼓风干燥箱 上海垒固仪器有限公司；HHW.21-600型电热恒温水温箱 北京市永光明医疗仪器有限公司。

1.3 试验方案设计

1.3.1 样品制备

糖蒜的加工方法

选大蒜：挑选无创伤、无虫蛀、无病斑的蒜头，洗净，用清水浸泡3次以除去辛辣味。最后剥去老蒜皮，内留嫩皮。

配料：新蒜、白糖、米醋、盐、清水。

原料→去根叶→清洗→浸泡→换水→晾干→盐水腌制→沥干→糖蒜腌制→密封→存放→成品。

1.3.2 试验设计

对影响糖蒜感官品质的主要因素白糖、醋、盐和水的添加量进行单因素试验，在确定鲜蒜1000 g的情况下，对各因素采用单因素试验。白糖添加量的确定：选择醋900 g、盐50 g、水1000 g，白糖添加量分别为250，275，300，325，350 g；食盐添加量的确定：白糖300 g、醋900 g、水1000 g，食盐添加量分别为45，50，55，60，65 g；水添加量的确定：白糖300 g、醋900 g、盐50 g，水的添加量分别为850，900，950，1000，1050 g；醋添加量的确定：白糖300 g、盐50 g，水1000 g，醋添加量分别为800，850，900，950，1000 g。

在确定鲜蒜1000 g的情况下，以白糖、醋、食盐与水的添加量为因素，用四因素三水平L9(34)正交试验设计，得出最佳配方。

1.3.3 感官评价标准

根据GB 2714—2015《食品安全国家标准 酱腌菜》[5]做出感官评价。

检验方法：取适量试样置于白色瓷盘中，在自然光下观察色泽状态，闻其气味，用温开水漱口后品其味道。挑选10位经过培训的食品科学专业的同学进行感官评价，10名同学的感官评分取平均值，避免出现分值的极化现象，糖蒜感官评价表见表1。

表1 糖蒜感官评价表Table 1 Sensory evaluation table of sweetened garlic

1.3.4 样品的处理

每次试验定时称取一组适量的糖蒜及糖蒜汁样品，将样品用研钵碾碎呈匀浆状后取5.0 g。碾碎的样品放置于容积为250 mL的带塞锥形瓶中，加入12.5 mL的饱和硼砂溶液，同时需要添加70 ℃的纯净水于150 mL水浴锅中沸水浴15 min左右，然后进行冷水浴，最终冷却到室温，加入5 mL的亚铁氰化钾溶液，溶液混合均匀，由于需要沉淀蛋白质，所以再加入5 mL乙酸锌溶液，加水定容到刻度，摇匀，放置0.5 h左右，弃去过滤出的30 mL初滤液后其余滤液用于测定样品吸光度。

测定其亚硝酸盐的含量，在糖蒜腌制1，2，3，4，5，6，7，8，9，11，14，17，19，20，22，25，28，30 d时，将每个样品平行测定3次，计算出样品亚硝酸盐的平均含量。同时做试剂空白试验(不加样品)，对样品中亚硝酸盐在1个月中含量的变化规律进行研究。

取新鲜大蒜在其他配方不变的条件下，按照醋和糖(固定为300 g)的比例为：1∶1、1∶2、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7(均为质量比)不同比例腌制糖蒜，同时测出亚硝酸盐含量作为对比，研究食醋对亚硝酸盐的抑制，同时为一些喜欢糖蒜口味偏酸的人提供合理建议。

1.3.5 亚硝酸盐测定方法

对比其他测定方法[6,7]，本试验测定腌制糖蒜中亚硝酸盐含量的方法为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》[8]中的分光光度法，其分析成本低，操作便捷、快速，应用范围广。试样经沉淀蛋白质、除去脂肪后，亚硝酸盐与对氨基苯磺酸重氮化后在弱酸条件下与盐酸萘乙二胺偶合形成紫红色的染料，且和盐酸萘乙二胺、对氨基苯磺酸显色反应的产物稳定性较高[9]。采用紫外分光光度计于波长538 nm下测得吸光度，根据标准曲线得出样品亚硝酸钠质量，从而根据公式测得样品亚硝酸盐的含量。

2 结果和分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 糖添加量对糖蒜品质的影响

按照1.3中试验方法，白糖的添加量分别为275，300，325，350，375 g，其他辅料不变，进行单因素试验，选取最佳白糖添加量。

图1 糖添加量感官评价Fig.1 Sensory evaluation of sugar additive amount

由图1可知, 随着糖添加量的不断增加, 糖蒜的感官评分由低到高再降低，在白糖添加量为300 g时评分最高，白糖添加量不断升高，糖蒜的评分开始下降。因此，白糖添加量选择300 g时最好。

2.1.2 食盐添加量对糖蒜品质的影响

按照1.3中试验方法，食盐添加量为40，45，50，55，60 g，进行单因素试验，考察食盐添加量对糖蒜品质的影响。

图2 食盐添加量感官评价Fig.2 Sensory evaluation of salt additive amount

由图2可知, 随着食盐添加量的增加,糖蒜的感官评价分数呈现先上升后下降的趋势。当食盐添加量较少时，口味较淡，食之无味；当食盐添加量较多时，口味较咸；在食盐添加量达到50 g时得分最高，此时口味咸淡合适，糖蒜清脆可口。

2.1.3 水添加量对糖蒜品质的影响

按照1.3中试验方法，水的添加量为850，900，950，1000，1050 g，进行单因素试验，考察水添加量对糖蒜品质的影响。

图3 水添加量感官评价Fig.3 Sensory evaluation of water additive amount

由图3可知, 随着水添加量的增加,糖蒜的感官评价分数出现了先上升后下降的趋势，此时水的添加量较少，口味偏咸；当水的添加量达到1000 g时，咸淡合适，此时感官评价分数最高。再增加水的量，口味偏淡，感官评价分数降低，所以水的添加量为1000 g时最佳。

2.1.4 醋添加量对糖蒜品质的影响

按照1.3中试验方法，醋的添加量为800，850，900，950，1000 g，进行单因素试验，考察醋添加量对糖蒜品质的影响。

图4 醋添加量感官评价Fig.4 Sensory evaluation of vinegar additive amount

由图4可知，随着醋添加量的增加,糖蒜的感官评分先增加后下降。醋的添加量较少时，糖蒜口味酸度不够，不够清脆爽口；当醋的添加量达到900 g时，感官评分最高，此时糖蒜口感最好。超过900 g时，糖蒜的口味偏酸，不符合大众口味，所以腌制糖蒜的最佳添加量为900 g。

2.2 正交试验结果

在单因素试验的基础上，选取白糖添加量(A)、食盐添加量(B)、水添加量(C)、醋添加量(D)4个因素进行L9(34)正交试验，即选用白糖添加量(275，300，325 g)、食盐添加量(40，45，50 g)、水添加量(950，1000，1050 g)、醋添加量(900，950，1000 g)来研究腌制糖蒜的最优配方，正交试验因素水平见表2，正交试验结果见表3。

表2 糖蒜正交试验因素水平表Table 2 The factors and levels of orthogonal test for sweetened garlic g

表3 糖蒜最佳配方正交试验结果分析表Table 3 The orthogonal test results of sweetened garlic with the optimum formula

由表3可知，各因素对糖蒜感官评价影响的顺序依次为D>A>B>C。根据正交试验，糖蒜的最佳配方为A2B3C1D1，即白糖添加量为300 g，食盐添加量为50 g，水添加量为950 g，醋的添加量为900 g。此配方制得的糖蒜感官评价最好。

2.3 绘制标准曲线

亚硝酸盐质量和吸光度之间的关系见表4。

表4 亚硝酸盐质量和吸光度之间的关系Table 4 Relationship between the mass of nitrite and absorbance

续 表

按照表4的试验数据绘制出亚硝酸盐标准曲线，见图5。

图5 亚硝酸盐标准曲线Fig.5 The standard curve of nitrite

由图5可知，8组亚硝酸盐标准溶液在538 nm吸光度下呈现线性规律，其线性回归方程为Y=0.0083X-0.0006(Y为吸光度，X为亚硝酸盐质量，μg)，线性相关系数R2=0.9995，根据国标可知相对系数在0.9995以上表示数据与直线之间的相关程度较好，因此本组数据满足试验要求。

2.4 糖蒜与糖蒜汁中亚硝酸盐含量和时间之间变化规律

2.4.1 糖蒜中的亚硝酸盐含量和时间变化之间的规律

糖蒜在常温条件下贮藏30 d，使用当天的新鲜糖蒜测定亚硝酸盐含量，试验结果见表5和图6。

表5 糖蒜亚硝酸盐含量随时间的变化规律Table 5 Change rule of nitrite content of sweetened garlic with time

续 表

根据表5绘制出糖蒜亚硝酸盐含量随时间的变化曲线，见图6。

图6 糖蒜亚硝酸盐含量随时间的变化规律Fig.6 Change rule of nitrite content of sweetened garlic with time

由图6可知，经过1个月的腌制，糖蒜中亚硝酸盐随时间变化规律为：刚腌制的新鲜糖蒜中亚硝酸盐自身含量为0.443 mg/kg，从1～17 d亚硝酸盐含量处于缓慢增长的趋势，最大增至3.902 mg/kg，17～19 d有略微下降，亚硝酸盐变化量为3.902～2.869 mg/kg，随后在19～20 d糖蒜亚硝酸盐含量出现急剧上升的趋势，此时亚硝酸盐含量变化为2.869～9.671 mg/kg。在20～30 d内下降到相对稳定的状态，此时亚硝酸盐含量变化为9.671～7.114 mg/kg，测得亚硝酸盐最大值为9.671 mg/kg。因为在糖蒜发酵初期，食盐抑菌作用使乳酸生成较少，高浓度的食盐能够对硝酸盐还原菌的一系列活动产生抑制作用[10]，使硝酸盐还原过程速度减慢，且微生物活动较弱，从而导致亚硝酸盐峰值出现时间延后。到发酵中后期时，乳酸菌活动频繁，大量生成的乳酸会使糖蒜汁的pH值迅速下降，有害细菌的生长受到了抑制，因此减弱硝酸盐还原菌的还原能力[11]，所以在20～30 d亚硝酸盐含量逐渐降低。根据GB 2762-2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》蔬菜食品规定中，亚硝酸盐含量不得超过20 mg/kg，食用不会对人体造成危害。

2.4.2 不同食醋浓度对糖蒜亚硝酸盐含量变化影响的研究

按照2.1.4中糖蒜加工方法以不同比例的醋浓度为基础，设计出7组糖蒜，分析研究其亚硝酸盐随着腌制糖蒜的醋浓度含量变化，见表6。

表6 不同醋浓度中糖蒜的亚硝酸盐含量Table 6 The content of nitrite in sweetened garlic with different vinegar content

根据表6所得数据绘制不同浓度的醋对亚硝酸盐含量的影响规律曲线，见图7。

图7 不同浓度的醋对糖蒜中亚硝酸盐的 含量影响规律Fig.7 The effect of different content of vinegar on the content of nitrite in sweetened garlic

由表6和图7可知，随着醋浓度的增高，糖蒜中亚硝酸盐的含量逐渐降低。在亚硝酸盐的含量上，食醋的影响较大，在发酵过程中，获得的溶液的pH较低，溶液在酸性环境下，有害菌基本上无法形成，处于这样的环境可以保证乳酸菌正常发酵，降低亚硝酸盐的含量[12]。

2.5 方法验证

2.5.1 加标回收率

本次试验以糖蒜作为样本，将其中的3个样品进行处理，过滤掉其中的消化液，在其中依次添加0.6，0.8，1 mL(相当于0.1，0.2，0.3 μg/mL NaNO2)的亚硝酸盐标准使用液，定容到50 mL的比色管中，这样可以保证试验结果的准确性和可靠性，具体的试验结果见表7。

表7 试验测定中的标法回收率结果Table 7 The test results of recovery rates

由表7可知，回收率越接近1，说明样品之间的损失率会降至最低，因此在采用紫外分光光度法过程中不存在明显的系统误差，方法的准确性具有较高的可信度。

2.5.2 测定仪器精密度

配制1 μg/mL的亚硝酸溶液中，准确取出1 mL，将其置于塞比色管中，进行7次平行测定，检验无可疑值后，计算平均值和相对标准偏差，最终的试验结果见表8。

表8 精密度试验测定结果Table 8 The results of precision test

由表8可知，通过重复测定标样7次，计算样品标样吸光度的重复性，样品标样吸光度的相对标准偏差RSD为0.0208%，远小于2%，表明精密度试验测定结果完全可以满足试验精密度的要求。

3 结论

本文利用单因素和正交试验确定了糖蒜的加工方法，研究表明，以1000 g新鲜大蒜为基础，可口的糖蒜最佳的配方是白糖添加量为300 g，食盐添加量为50 g，水添加量为950 g，醋添加量为900 g。同时对腌制糖蒜中的亚硝酸盐含量进行测定，结果表明：随着腌制时间的延长，糖蒜亚硝酸盐含量会逐渐增加，当含量达到峰值之后，亚硝酸盐含量又会减小，最大值出现在第20天左右，含量最大值为9.635 mg/kg。按照GB 2762-2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》中要求，蔬菜类食品中的亚硝酸盐不能多于20 mg/kg，食用不会对人体造成危害。糖蒜亚硝酸盐含量随着醋浓度增加而减少，当醋和糖的质量比从1∶1升至1∶7时，亚硝酸盐含量变化为1.3332～0.081 mg/kg，腌制时加入的醋越多，糖蒜的亚硝酸盐含量越小，说明食醋对亚硝酸盐具有抑制作用，所以口味偏酸的人腌制糖蒜时可以适当增加醋的量，减少亚硝酸盐的产生。本试验的加标回收率为93%，试验方法准确度高，相对标准偏差为0.0208%，远小于2%，表明测定结果完全可以满足试验的准确度和精密度要求。