泡菜腌制过程中亚硝酸盐含量变化研究论文.doc

泡菜生产过程中亚硝酸盐含量变化的研究 摘要：泡菜中亚硝酸盐引起的安全性问题一直是人们关注的热点。本文通过综合国内外的相关资料，阐述了泡菜发酵过程中亚硝酸盐产生的原因、影响因素，并总结了降低亚硝酸盐含量的措施。关键词：泡菜；亚硝酸盐；产生；预防泡菜是指蔬菜在一定浓度的食盐溶液中，借助于天然附着在其表面的微生物或人工接种的乳酸菌等，利用蔬菜中的可发酵糖类等营养物质发酵产酸，同时利用食盐的高渗透压，共同抑制泡菜中其他有害微生物的生长，另外还伴随着乙醇和醋酸发酵等一系列生化反应而形成的有特殊风味的发酵制品1。由于其加工方法简单，成本低，口味清脆爽口、酸咸适口，能增进食欲而深受人们的欢迎。此外，泡菜还具有预防动脉硬化、抑制癌细胞生长，降脂美容等方面的保健和医疗作用2,3。然而，在泡菜发酵过程中会生成一定量的亚硝酸盐，当人体摄入亚硝酸盐后，亚硝酸盐能和胃中的含氮化合物结合成具有致癌性的亚硝胺，对人体健康产生危害4。因此，泡菜中亚硝酸盐的含量逐渐引起人们的重视。1. 亚硝酸盐产生的原因1.1新鲜蔬菜中亚硝酸盐产生的原因蔬菜在生长中要合成必要的植物蛋白就要吸收硝酸盐。有机肥料和无机肥料中的氮，由于土壤中的硝酸盐生成菌的作用，而变成硝酸盐。植物吸收的硝态氮必须还原成氨态氮，才能被植物吸收利用，反应过程如下：所形成的氨与植物光合作用产生的糖类物质作用，生成氨基酸、核酸，进而高分子化形成植物蛋白。但当一连串的植物生理反应不能顺利进行时，例如光照不充分，气候干旱，大量的施用氮肥、除草剂，或者土壤中缺钼时，植物蛋白的合成就变得缓慢，而使剩余的NO3-、NO2-积聚在植物体内，使蔬菜中硝酸盐和亚硝酸盐含量增高。1.2泡菜中亚硝酸盐产生的原因在对蔬菜进行腌制时，细菌产生的硝酸还原酶，是泡菜中硝酸盐被还原为亚硝酸盐的决定性因素。自然界能产生硝酸还原酶的细菌很多，大约有100多种，如大肠杆菌、白喉棒状杆菌、白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌、变形菌、放线菌、酵母、霉菌等。尤其以大肠杆菌、白喉杆菌、金黄色葡萄球菌、粘质赛氏杆菌等可使NO3-厌氧地还原到NO2-的阶段而终止，使N02-蓄积起来5。目前制作泡菜，主要是利用菜株自然带入的乳酸菌进行发酵，菜株上附有乳酸菌，必然也有一些有害菌共存。在腌制的初期，酸性环境尚未形成，一些有害的菌类未被抑制，将会出现硝酸还原过程产生亚硝酸盐。在腌制中期或后期，一些能够耐酸、耐盐、厌氧的杆菌、球菌、酵母、霉菌等仍有一定的活动能力。因此，即使是正常的腌制，亚硝酸盐的产生也是不可避免的。如条件掌握得好，亚硝酸盐含量就少；当条件控制不当，如非厌氧环境、杂菌污染等，则有大量的亚硝酸盐生成。2. 泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量的变化及影响因素几乎所有的研究都证实在泡菜发酵过程中，亚硝酸盐含量呈现先上升后下降的趋势。这主要是由于在发酵初期，乳酸菌生长繁殖迅速，但同时有害菌的生长也较为旺盛，使得亚硝酸盐的生成较快。虽然此时，亚硝酸盐会被酶或酸部分降解，但降解的速率要小于生成的速率，因此亚硝酸盐的含量逐渐积累。随着乳酸发酵的旺盛进行，发酵体系的酸度升高，有害菌的生长逐渐受到抑制，硝酸还原能力减弱，亚硝酸盐的产生量逐渐降低，同时已生成的亚硝酸盐被酶或酸分解，使得亚硝酸盐含量逐渐下降。发酵过程中亚硝酸盐含量的变化用线图表示，很像抛物线，其最高点我们简称“亚硝峰”。泡菜发酵过程中亚硝酸盐的含量受多种因素的影响，如食盐浓度、发酵温度、酸度、含糖量、泡菜原料等。2.1食盐浓度有关泡菜中亚硝酸盐的研究表明6,7，亚硝酸盐的含量高低及亚硝峰出现时间的早晚与食盐的浓度有关。一般来说，食盐浓度低，亚硝酸盐生成快，亚硝峰出现早；反之，食盐浓度高，亚硝酸盐生成慢，亚硝峰出现晚。食盐对亚硝酸盐含量的影响主要是通过其对细菌活动的影响而起作用的。低浓度的食盐溶液不能抑制大肠杆菌、酵母菌等硝酸还原菌的生长，从而使硝酸还原过程加快，亚硝酸盐生成较多；反之，高浓度的食盐溶液，可以不同程度的抑制那些对盐的耐受能力较差的有害微生物，使硝酸还原过程变慢，从而推迟了亚硝峰的出现。2.2发酵温度很多实验证明，蔬菜腌制时的温度对亚硝酸盐的生成量及生成期有着明显的影响8,9。发酵温度高，亚硝峰出现早，峰值低；温度低，亚硝峰出现晚，峰值高。出现上述现象的原因，是由于在较高的温度下，有益菌种乳酸菌繁殖较快，使得乳酸发酵能够顺利进行，迅速升高的酸度，抑制了硝酸还原菌的生长繁殖，从而减少了硝酸盐的还原，同时已生成的亚硝酸盐被旺盛发酵所形成的酸性环境分解一部分，故发酵温度高时“亚硝峰”峰值小；而发酵温度低时，乳酸菌的繁殖较慢，形成的抑制杂菌生长的物质含量很低，因此具有硝酸还原能力的细菌的繁殖速度较快，从而使大量的硝酸盐转化为亚硝酸盐，故在发酵温度低时 “亚硝峰”峰值大。2.3酸度纪淑娟10研究了大白菜发酵过程中酸度对亚硝酸盐含量的影响，结果表明，加酸发酵和不加酸发酵对亚硝峰的形成有极显著的差异。加酸发酵的大白菜，亚硝峰生成水平低，亚硝峰不明显。郑琳11也证明，在甘蓝发酵过程中，酸度越高，亚硝酸盐含量越低。除了较高的酸度能够抑制有害微生物的生长繁殖，阻止硝酸还原降低了亚硝酸盐的含量以外，酸度对于亚硝酸盐的分解作用也是一个重要原因。亚硝酸盐与酸作用，产生游离的亚硝酸；亚硝酸不稳定，进一步分解为NO。反应式如下：2.4含糖量 现有研究表明12，含糖量高的蔬菜，在发酵过程中产生的亚硝酸盐含量低；反之，含糖量少，亚硝酸盐含量高。这是由于泡菜的发酵作用于含糖量成正比关系，含糖量高的蔬菜，发酵过程中乳酸能够迅速产生，从而较快的抑制硝酸还原菌的生长，因而亚硝酸盐生成量少。而含糖量低的蔬菜由于乳酸产生的较慢，硝酸还原酶的生长不能得到及时抑制，因此亚硝酸盐的生成量多。因此在生产泡菜时，欲降低泡菜的亚硝酸盐含量，在腌制过程中除注意保持厌气环境，掌握食盐浓度，防止杂菌污染等环节外，适量加点糖。2.5泡菜原料用不同种类的蔬菜制作的泡菜，亚硝酸盐的生成情况也较为不同。钱志伟13以黄瓜、菜椒、结球甘蓝等多种蔬菜为原料生产泡菜时发现，不同的原料在腌制过程中都有“亚硝峰”出现，但原料不同，“亚硝峰”出现的时间也不同。张志国14对以萝卜、白菜、甘蓝为原料制作泡菜过程中的亚硝酸盐含量进行了动态分析，结果表明甘蓝与萝卜出现亚硝峰的时间比白菜早；亚硝峰的峰值大小为白菜甘蓝萝卜。3. 降低泡菜中亚硝酸盐含量的措施3.1注意原料的选择和处理由于幼嫩蔬菜中硝酸盐的含量较高，不新鲜或腐烂的蔬菜也含有较多的亚硝酸盐，因此用于制作泡菜的蔬菜，一般应选用成熟而新鲜的菜株，且准备腌制的蔬菜不应久放，更不能堆积，以免造成亚硝酸盐含量的上升。3.2注意腌制用具、容器、环境卫生由于具有硝酸盐还原酶的细菌是泡菜中大量产生亚硝酸盐的一个决定因素，因此用于制作酱腌菜的容器、水质等用具和原料不清洁时，会有大量有害微生物的生长，从而导致硝酸盐还原活动加强，亚硝酸盐含量上升。家庭制作泡菜时，为了防止用具、容器上的有害微生物污染泡菜，将腌制用具清洗干净后可再用开水烫洗灭菌；工业腌制用的缸、池，应彻底清洗消毒，并保持良好的环境卫生，防止污染。3.3 保持腌制过程中的厌气条件若腌制过程中密封性不好也会导致亚硝酸盐含量的上升，这是由于一方面泡菜暴露在空气中，增加了被污染的机会；另一方面，霉菌、酵母菌等具有硝酸盐还原酶的有害菌都属于好气性菌，而且抗酸能力强，足以耐受乳酸发酵所形成的酸度，因此会导致亚硝酸盐含量的上升。所以，在进行腌渍时，如能尽可能与空气隔绝，保持厌氧状态，不但有利于乳酸发酵，抑制好气性有害微生物的繁殖，防止泡菜败坏，而且还可以降低亚硝酸含量。3.4人工接种赵书欣15，尹华16等在研究蔬菜接种乳酸菌发酵过程中亚硝酸盐变化规律时发现，接种乳酸菌纯菌种腌渍蔬菜可使发酵过程中亚硝峰的出现时间提前，并可明显降低亚硝酸盐的含量。纪淑娟等10在研究大白菜发酵过程中亚硝酸盐的形成规律时也证明，无论是接入单一菌株还是接入混合菌株都能明显地降低“亚硝峰”的峰值，尤以混合接种效果最佳。人工接种发酵可以有效地降低亚硝峰，主要是由于接入乳酸菌后，乳酸菌迅速成为发酵体系中的优势菌群，加快了发酵进程，使环境pH值迅速降低，有效地抑制了发酵初期不耐酸杂菌的生长，同时酸的产生加速了亚硝酸盐的降解。3.5添加阻断剂郑琳等11研究表明，在发酵过程中添加适量蒜汁，可明显地抑制甘蓝乳酸发酵中“亚硝峰”的出现，这是由于大蒜本身所含的巯基化合物可与亚硝酸盐结合生成硫代亚硝酸盐酯类化合物，从而减少了亚硝酸盐的含量。另外，汪勤17，段翰英18 等研究表明，在腌渍蔬菜过程中添加姜汁也能有效地阻断亚硝酸盐的产生。张志国等14研究了异Vc钠对泡菜中亚硝酸盐含量变化的影响，结果表明，异Vc钠可有效降低亚硝酸盐的含量，且使“亚硝峰”出峰时间提前。汪勤17，刘青梅19研究也表明，在腌渍蔬菜过程中添加维生素C可有效地降低亚硝酸盐的含量。由酸度对发酵过程中亚硝酸盐含量的影响可知，酸度越高，亚硝酸盐含量越低，因此在发酵的过程中适当添加一定量的有机酸可降低发酵过程中亚硝酸盐的含量，同时还可以缩短发酵时间，提高产品的品质20。由于泡菜发酵过程中的产酸速率与产酸量与含糖量成正比关系，因此加糖也可以降低亚硝酸盐的含量21。参考文献1何淑玲等.泡菜中亚硝酸盐问题的研究进展J.食品与发酵工业，2005，31（11）：85-87.2 Heui-Dong Park, Chang-Ho Rhee. 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