剁椒低盐加工技术研究进展

翟竟媛，卞筱嘉，唐 宁，荣红卫，程永强,*

（1.中国农业大学食品科学与营养工程学院，植物源功能食品北京市重点实验室，北京 100083；2.中顺农业科技有限公司，北京 100043）

剁辣椒简称剁椒，又名坛子辣椒、剁辣子，是将新鲜辣椒去蒂、洗净晾干、剁碎后高盐腌制发酵制得的一种风味发酵调味品[1]。在保留鲜食辣椒色、形、脆以及丰富的维生素C等营养物质的情况下，剁椒又被赋予了鲜、香、酸等馥郁丰富的发酵风味，是我国古代劳动人民在辣椒鲜食上做出的一种延伸[2]，现被广泛应用于麻辣烫、麻辣香锅、火锅、干锅等多种底料的炒制中，亦可直接用于主食的佐食，以湖南、贵州、四川等地为主要产区和消费区。研究表明，剁辣椒在降低血脂水平，减少脂肪堆积的功能上优于新鲜辣椒[3]。

作为辣椒最主要的加工产品之一，剁椒规范化程度低，尚无较为完善的独立行业标准或法律规范。受季节因素和产销分离现状的影响，目前剁椒的主流加工方式是先将鲜辣椒在产地用约20%的食盐制胚密封储存、自然发酵，再根据销售需要运到工厂水浸脱盐，二次发酵或不发酵后调味、包装、灭菌得到最终产品[4]。脱盐环节不但产生大量污水，剁椒中的部分营养物质也会被脱去，使得风味、色泽、脆度等品质受损。脱盐后剁椒终产品含盐量主要在8%～15%之间，大部分仍存在咸味重、钠含量高的问题。根据2022 年《中国居民膳食指南》，成年人每天摄入食盐不超过5 g，即对于大部分现有剁椒产品，即使不摄入其他任何含盐食品，50 g的食用量就会导致当日食盐摄入量超标[5]。

近年来，低盐酱菜、低盐发酵蔬菜已经成为风味食品行业的一种发展趋势。泡菜[6]、榨菜[7]等品类的低盐加工技术已有应用。其中，以不盲目添加防腐剂为高盐代偿的低盐技术为清洁低盐加工技术[8]。通常，食盐含量低于8%的为低盐剁椒，8%～15%的为中盐剁椒，超过15%的为高盐剁椒。剁椒的低盐加工技术不仅可以避免脱盐污水的环保和能耗问题以及产品品质的受损，还有利于减少居民钠盐摄入，其技术研究和应用对现代化高品质剁椒生产至关重要。

1 剁椒加工现状及产品特点

1.1 添加食盐对剁椒品质的影响

盐渍发酵是古代劳动人民保存食物的重要手段之一，高盐的加入通过增大渗透压使腐败微生物和辣椒细胞脱水形变，改变酶活性，使代谢受阻，从而保持新鲜辣椒原有的营养成分，并抑制了腐败菌的生长繁殖。陈梦娟等[4]发现盐渍后辣椒乳酸菌数量较原料显著降低。脆度和色泽是剁椒产品的重要品质。通过抑制产果胶酶微生物生长可降低辣椒中果胶的分解程度，有利于保持剁椒爽脆的口感[9]。加入食盐还可降低氧气溶解量，从而抑制需氧微生物的繁殖和剁椒的氧化褐变程度，达到防腐护色的目的。

与泡菜相似，剁椒传统自然发酵以乳酸菌厌氧发酵为主。Ye 等[2]发现，在细菌水平上，辣椒工业发酵过程中乳酸菌属丰度在发酵的第2 周开始从0 增加到59.43%，然后在28 d后占据完全优势（＞99.0%）且趋于稳定。乳酸菌相较其他菌种而言对NaCl的耐受性较高，这有利于促成乳酸菌等有益菌快速成为优势菌群。乳酸菌发酵可快速产生大量乳酸，形成高酸环境，抑制腐败微生物生长[10]。有些乳酸菌还可产生抑菌因子，抑制其他腐败菌繁殖[11-14]。

由此可以看出，高盐主要保证了发酵早期的产品防腐，同时对脆度和色泽等重要产品品质有一定的维护作用。低盐技术的开发重点是对高盐的防腐、保质能力进行代偿。

1.2 市售剁椒产品情况调查

由表1 可见，通过对40 种市售剁辣椒产品的调研发现，剁椒终产品的NaCl 含量普遍在8%～15%。虽不排除有过度添加的情况，但此NaCl含量下，为了保证产品的保质期和稳定性，37 种产品中还添加了山梨酸钾、苯甲酸钠、脱氢乙酸钠、焦亚硫酸钠中的一种或多种防腐剂，剩余3种均添加了有抑菌效果的白酒作为辅料。由此也可以看出，高盐添加最重要的作用是防腐。同时，有36 种剁椒产品添加了鲜味剂、酸味剂、甜味剂中的一种或多种进行调味，这很有可能是因为经过了脱盐处理，需要额外调味对剁椒风味进行补充。此外，这40 种市售剁辣椒产品多存在标签不够清洁的问题，不符合食品行业未来发展的趋势。

表1 40种市售剁椒的产地、食盐含量及配料情况Table 1 Origin,salt content,and ingredients of 40 commercially available chopped peppers

2 低盐加工技术与应用

2.1 钠盐替代物

根据NaCl 防腐原理，可增大发酵液渗透压的无钠食品原料或食品添加剂均可在限定添加量内替代或部分替代钠盐。氯盐、乳酸盐、钙镁盐[15]、钾盐、糖、糖醇[16]、乙醇[17]部分替代NaCl 应用于发酵蔬菜、发酵乳制品或发酵肉制品中的技术均有一定的研究，对产品品质也有不同程度的影响[18]。

KCl 被誉为最安全的NaCl 替代盐[19]。Bernabe-Ortiz 等[20]通过对2 376 名志愿者进行对比调查发现，与食用100% 普通食盐的对照组相比，食用有25%KCl 替代的食盐可以使高血压发生风险降低51%，且研究期间未报告任何不良反应。KCl 味咸，作为替代盐减钠不减咸。在防腐效果上，KCl具有与NaCl 相似的抗菌作用[21]。缺点是高温后会产生苦味和金属味，使添加量受到限制。对于部分食品，赖氨基酸或有机酸可压制其劣味，但剁椒中KCl劣味的掩盖或去除仍需继续研究。其他常用氯盐还有氯化钙和氯化镁，两者均有较重的苦味和金属味，不可做大比例替代。常用约0.1%的氯化钙作为保脆剂添加[22]。乳酸钾[23]、抗坏血酸钙[24]等也可做为NaCl替代盐，但研究应用均少于KCl。

糖可以增大渗透压，但在发酵食品中加入的糖容易被微生物利用消耗。相比而言，糖醇不可被微生物利用，是替代NaCl 增大渗透压的良好选择。孙静等[16]从麦芽糖醇、甘露糖醇、木糖醇和山梨糖醇中筛选出较理想的食盐替代物用于腌制咸蛋：添加1%山梨糖醇、4%木糖醇或0.5%麦芽糖醇均有较好的降盐保质作用，添加8%以内的甘露糖醇无法抑制咸蛋霉变，不适宜替代咸蛋用盐。但由于较为明显的甜味不符合剁椒的滋味特征，故糖醇的替代潜力有限。

乙醇与氯化钠的渗透作用相当，还可提高剁椒发酵风味。但辣椒素易溶于乙醇等有机溶剂，可能造成剁椒脱色，应合理控制添加量，一般少量添加做补充减盐之用[17，25]。

2.2 防腐原料

2.2.1 防腐剂

添加化学防腐剂是目前产品降盐后主要的防腐手段。剁辣椒没有自己独有的食品安全国家标准可遵循，其分类归属也不清晰，实际生产中，企业多遵循酱腌菜的食品安全国家标准GB 2714—2015[26]，所以山梨酸钾、苯甲酸钠、脱氢乙酸钠、焦亚硫酸钠为现有市售剁椒的常用防腐剂。除此之外，乙二胺四乙酸二钠[27]作为剁椒防腐剂也有研究。生物防腐也是低盐加工技术的有效手段。

2.2.2 调味食材

依照部分消费者口味，有些剁椒产品会在制作过程中加入姜、蒜等调味辅料，不仅增加了特有风味，其中的姜黄素、大蒜素等功能成分还有抑菌防腐和抗氧化之功效[28-29]。但姜、蒜等辅料不具备标准化特征，直接添加的抑菌效果不易量化，一般作为补充减盐手段。

2.2.3 药食同源食品原料

中医药是中华民族几千年来实践总结得到的瑰宝，对中华民族几千年来的繁育和文明有着深远贡献，其中药食同源食品原料既有药理作用，又可做食品日常食用。在“健康中国”国家战略大背景下，其研究和应用迎来了蓬勃发展。金银花、黄芪、大青叶[30]、甘草[31]等均被证明有抑菌作用，作为辅料添加入剁椒中是一种十分可行的研究思路。但中药的成分复杂，有效物质尚未得到充分研究，其提取和添加仍具有难度。且整株添加需要考虑味道的适配性等问题。总体而言，可标准化的药食同源食品原料或其提取物的引入是剁椒低盐加工中有极大潜力的技术研究方向。

与药食同源食品原料相似，一些抑菌作用良好的可食用植物精油也可补充减盐后的抑菌功能[32]。方猛等[33]将迷迭香精油应用于低盐豆瓣酱的加工中，除具有一定的抗氧化和抑菌活性外，还可补充调和减盐后产品的滋味。

2.2.4 有机酸

酸性环境不利于腐败菌繁殖。直接添加乳酸等有机酸既有利于减少发酵初期腐败菌的数量，降低产品腐败风险，又可以延缓低盐发酵蔬菜脆度的下降，保证低盐产品品质[34]。据研究在酱腌菜的生产中，1%食盐与0.13%醋酸的防腐效果相当[17]。但在增酸减盐时应保证产品感官品质在适宜范围内。

2.3 原料选择与处理

剁椒发酵初期，辣椒细胞仍有呼吸作用，直至其被高盐逐渐渗透杀死，这个过程会消耗营养物质，降低产品脆度。不同发酵温度、不同食盐添加量的剁椒发酵初期，线椒的呼吸强度弱于朝天椒，更适应低盐加工[35]。适当成熟度的新鲜辣椒营养物质丰富、硬度高，有利于剁椒风味形成和脆度保持[36]。辣椒采摘后立即预冷处理降低田间热或初期低温发酵也有利于降低呼吸强度。

加工过程中，采用二氧化氯[37]、臭氧、电解水、高压二氧化碳、漂烫、紫外线、脉冲光、电离辐射、高静水压力、冷等离子体和高强度超声波等[38]对原料预处理或在分段式发酵过程中减菌处理，可以降低产品腐败风险，减缓脆度、色泽等产品品质的劣变速度[39]。

剁椒有绞碎成片和切碎成段两种处理方式，碎度直接影响发酵进程。绞碎机械损伤较多、接触面积较大，辣椒呼吸作用更强，食盐渗透速率、微生物生长速率也受影响[35]。

2.4 发酵条件控制

通过控制发酵参数，可以调控发酵结果。相对传统自然发酵，接种发酵更加可控，能快速降低pH，缩短发酵进程，从而降低腐败和品质劣变风险。其缺点是风味单一。多菌种发酵[40]、筛选产香性能良好的菌种[41]、自然发酵与接种发酵结合的分段式发酵、卤水代替纯种发酵剂等是目前针对这一问题的主要解决手段[42-43]。回顾酸奶、红酒等工业生产较为成熟的发酵产品不难发现，应用优质菌种是保证产品品质的关键。Xu等[44]通过对食盐质量分数10%的剁椒中的微生物和关键香味成分进行相关性分析，认为丝孢毕赤酵母属（Hyphopichia）对剁椒风味形成影响最大，其参与了11 种关键香气成分的形成。罗森伯氏菌属（Rosenbergiella）和葡萄球菌属（Staphylococcus）作为优势菌属，最有可能在剁椒风味形成上起重要作用。未来菌种筛选的相关研究可以适当把目光多放在真菌领域。同时，剁椒中发现的多种萜烯类关键香气成分，如芳樟醇、橙花醇等可以互相转化，这说明一定的发酵和储藏时间可能有利于风味多样性的形成，低温发酵技术可以延缓发酵进程，加长发酵周期，有可能促进接种发酵剁椒风味的优化[45]。

温度、压力也是改变菌群特征的重要因素。徐良华等[46]通过3～10 ℃的低温发酵实现了酸菜的低盐生产。文新昱[47]发现，当腌制压力由3 000 Pa上升至15 000 Pa后，剁椒中乳酸菌数量显著增多，其他细菌总数显著减少。不过在实际应用中还应考虑成本等问题。

容器对发酵风味也有影响，在产品调研过程中发现，“坛香”是剁椒产品的一大卖点，但相关研究较少，陶坛对风味的影响尚未形成明确结论[48]。

2.5 环保脱盐或副产物再利用技术

除了直接减盐外，环保的脱盐技术和卤水再利用也是解决传统水浸脱盐技术不环保、不经济等问题的有效方法。日本专利（专利号：JPS5542505A）采用了离子交换法将泡菜液中的盐选择性去除[49]。膜技术是高盐废水最常用的处理技术，且相对热脱盐、化学沉淀、电化学氧化等高盐污水处理手段更加经济节能，但对有机物、氮、磷的回收效率较差[50]。结合生物技术可有效利用废水中的有机物，如通过厌氧发酵产生甲烷[51]。

剁椒发酵液中含有丰富的有机酸、氨基酸和风味物质。易思兵[52]用剁椒发酵卤水代替食盐发酵豆瓣酱，实现了盐水的直接利用。唐鑫[53]将剁椒发酵卤水浓缩调味后制成了香气浓郁的腌制菜调香料。卤水再利用不但解决了高盐、污水处理等问题，还最大程度地对副产物进行了有效利用。

2.6 栅栏技术

在实际应用中，往往通过一种以上的防腐、保质、增香技术共同保证低盐剁椒的品质和安全性，从而达到1+1＞2 的效果。危害分析与关键控制点（HACCP）体系的建立和重要环节的研究对实际工业生产有重要作用[54]。表2 是我国与低盐发酵蔬菜加工技术有关的20 个专利的技术使用情况，其中1 个专利是低盐剁椒加工设备的应用，其他19 个专利的低盐加工工艺均应用了栅栏技术。

表2 我国20个低盐发酵蔬菜相关专利及其技术情况Table 2 20 patents and technology of low-salt fermented vegetables in China

3 小结与展望

剁椒是重要的辣椒加工产品，其低盐加工技术既可以避免污水处理问题，也有助于降低居民的钠盐摄入，是未来产业发展和科学研究的重要方向。低盐加工技术主要需要补偿所减食盐在剁椒生产中防腐和保质的作用。低钠盐开发、接种发酵工艺优化和添加有抑菌活性的辅料是目前为止最主要的研究内容和应用手段。另外，高盐卤水的有效利用或环保处理手段研发也是可行的思路。在理论研究上，剁椒发酵过程较为复杂，相关研究以菌群和挥发性风味成分的表征为主要内容。结果相对偏向现象层面，且数量较少，不足以形成统一的阶段性结论。

剁椒的生产和储存周期较长，未来剁椒低盐加工技术可以着重组建并依托“产-学-研”一体化的研究和应用模式。充分发挥不同研究形式的优势，以丰富扎实的科研结果指导行业发展，促进形成规范完善的行业标准，同时以行业发展需求督促和引领科研发展方向。具体而言，在理论研究上可以重点对剁椒接种发酵过程进行进一步的探索和解析。如菌群研究中腐败菌的研究几乎空白，相关内容的研究与深入有助于更加精准、有针对性地优化低盐加工技术。挥发性风味成分表征已有研究但所涉及剁椒样品种类较少，增加试验样品的多样性有助于总结剁椒中普遍存在的关键香气成分，从而进一步表征剁椒发酵过程，促进低盐剁椒品质提升。在应用研究上，重点优化已有低盐技术的缺陷，如KCl 苦味的去除或掩盖，环保脱盐技术成本的降低，性能更加优良的发酵菌种的筛选和改造，其他优良钠盐替代原料的探索与开发等。同时，产业方面关注栅栏技术优化、长周期生产储存过程中的问题发现与低盐加工技术验证。