传统泡菜发酵过程中主要成分的动态分析

1、2009年第2期漳州师范学院学报(自然科学版No. 2. 2009年(总第64期 Journal of Zhangzhou Normal University(Nat. Sci.General No. 64 文章编号:1008-7826(200902-0112-06传统泡菜发酵过程中主要成分的动态分析陈芸芸 , 李巧云(漳州师范学院生物科学与技术系, 福建漳州 363000摘要:本文研究了传统方法腌制泡菜中主要营养成分(总酸、总糖、VC和氨基酸态氮及亚硝酸盐的动态变化规律,并探讨了盐浓度和糖浓度对这些成分变化的影响动态,取得了阶段性研究结果.关键词:泡菜 ; 营养成分 ; 亚硝酸盐中图分类号:

2、 TQ201.3 文献标识码: ADynamic Analysis of the Main Components Changes inProcess of Kimchi FermentationCHEN Yun-yun , LI Qiao-yun(Department of Biology Science and Technology, Zhangzhou Normal University, Zhangzhou, Fujian 363000, ChinaAbstract: The paper studied the dynamic changes of nutritional compone

3、nts and nitrite content in Kimchi, and the influence of the concentrations of salt and sugar on the changes of nutritional components and nitrite content is also investigated in this paper, achieved a phasic development on study.Key words: Kimchi ; nutritional components ;nitrite1 引言泡菜是在低浓度的食盐溶液中浸泡鲜

4、嫩蔬菜而制成的一种带酸味的腌制品. 泡菜质地脆嫩,形态饱满,咸酸适度,可生食也可炒食,食之清脆爽口,能促进食欲,既营养又卫生,又具有一定的保健功能,是一种深受人们喜爱的食品. 我国腌制泡菜有悠久的历史,随着食品科技的发展,泡菜生产已由原来自作自食和自产自销的传统作坊式向工业化生产过渡. 长期以来,研究人员一直致力于传统腌制工艺的改革,通过现代科技来完善原有的腌制工艺流程. 本文通过开展泡菜腌制中总酸、总糖、维生素C和氨基酸态氮的动态变化研究,力求找出泡菜中各主要成分的变化规律,以及盐浓度和糖浓度对这些成分的动态影响,以期为提升泡菜的工业化生产水平提供理论依据.2 材料与方法2.1 材料2.1.

5、1原辅料原料:白菜(市售,新鲜无腐烂辅料:市售花椒、八角茴香、干辣椒、鲜姜、白沙糖、盐、甜酒等;自来水2.1.2主要仪器、设备收稿日期:2008-09-09作者简介:陈芸芸(1978-, 女, 甘肃省静宁县人, 讲师.第2期陈芸芸 , 李巧云: 传统泡菜发酵过程中主要成分的动态分析113 泡菜坛、酸度计、分光光度计、恒温水浴锅、培养箱、电子天平2.2 实验方法2.2.1 泡菜制作工艺本研究分别采用食盐添加量为5%、7%、9%和食糖添加量为8%、9%、10%共6个发酵条件对泡菜进行腌制,每种发酵条件做2个重复. 腌制工艺如下:白菜、鲜姜、干辣椒清洗沥干切分装坛水封发酵成品加入各种辅料(花椒盐、糖

6、称量溶解配腌制液2.2.2测定指标1总酸:酸碱滴定法氨基酸态氮:甲醛滴定法VC:2,6-二氯靛酚滴定法总糖:蒽酮比色法亚硝酸盐含量:盐酸萘乙二胺比色法各指标自腌制之日起第5d开始测定,每2d测定一次.2.2.3数据处理采用EXCELL分析、处理数据3 结果与分析3.1 泡菜中主要营养成分的动态变化3.1.1泡菜中主要营养成分含量的变化规律泡菜液中总酸含量随腌制时间变化规律如图1,随着腌制时间的延长,总酸含量呈现先较快上升后平缓上升的趋势,泡菜发酵可分为起始发酵、主发酵、次发酵和后发酵四个阶段2,发酵过程主要是乳酸发酵,初期以异型乳酸发酵为主,乳酸菌和酵母菌及大肠杆菌等共同将糖分解为乳酸及其他各

7、种有机酸,并产生CO2,此时可以看到泡菜坛水槽中有间歇性的气泡冒出,并伴有响声,此阶段大约需45d,乳酸生成量较少. 图1 泡菜中总酸含量的变化图2 泡菜中总糖含量的变化114 漳州师范学院学报(自然科学版 2009年 图3 泡菜液中VC含量的变化图4 泡菜液中氨基酸态氮含量的变化主发酵期(约需5d后乳酸积累到一定程度,大肠杆菌等不耐酸微生物被抑制,以植物乳杆菌等耐酸微生物的正型发酵为主,产酸量继续增加但不再有气体产生,总酸含量继续增加. 到次发酵期(第11d 左右,只有抗酸性特别强的乳酸菌才能活动,产酸速度减慢,总酸含量上升平缓.图2所示为泡菜中总糖含量随时间的变化情况,随着发酵的进行,总糖

8、含量逐渐减少,这与图1所示的总酸含量变化恰恰相反,这可能是因为糖作为底物被用来发酵产生乳酸而消耗,与酸之间存在互相消长的关系.作为泡菜原料的蔬菜中,维生素种类较多,其中以VC含量最为丰富,VC虽易氧化损失,但在泡菜腌制过程中的隔氧、酸性条件下较稳定,有利于保存. 泡菜中VC含量的变化如图3所示,VC含量随发酵时间的延长先下降后趋于缓和,当进入主发酵期以后,酸度升高,VC损失就减慢,当发酵到第13d时, VC含量平均值稳定在0.69mg/100g. 另外,与图1结合来看,VC含量的变化与总酸含量变化相反,这说明发酵过程中,原料中VC也会被微生物所利用.图4所示为泡菜液中氨基酸态氮含量的变化,由图

9、可知,氨基酸态氮含量在腌制过程中有所增加,可能由于蔬菜中氨基酸态氮渗入到泡菜液中,使氨基酸态氮含量上升,同时微生物将蔬菜中的蛋白质分解,使得肽、氨基酸等不断溶入泡菜液中,提高了泡菜液中的氨基酸态氮含量.3.1.2发酵条件对泡菜中主要营养成分的影响3.1.2.1盐浓度对泡菜中主要营养成分的影响泡菜腌制时加入食盐,不仅提供了咸味和鲜味,更重要的是起到渗透作用,使蔬菜组织内的汁液渗出而供给发酵所需. 发酵12d后,乳酸菌对NaCl浓度已适应,有一定耐盐性,开始利用泡菜液中的养分;同时,泡菜液的高渗透压可抑制其他有害微生物. 若食盐浓度太高,会抑制乳酸菌的生长,且泡菜不容易酸化;盐浓度太低,起不到杀菌

10、作用,或腌制出的泡菜过酸. 图5 不同盐浓度对总酸含量的影响图6 不同盐浓度对总糖含量的影响第2期 陈芸芸 , 李巧云: 传统泡菜发酵过程中主要成分的动态分析 115 图7 不同盐浓度对VC 含量的影响 图8 不同盐浓度对氨基酸态氮含量的影响由图5可知,盐浓度为5%的泡菜液中总酸含量随腌制时间的延长其增加速度比盐浓度7%的泡菜液快,这可能是因为盐浓度较低对乳酸菌的抑制较弱,乳酸生成较多,盐浓度为9%的泡菜液中总酸含量最低,可能是乳酸菌的生长受到限制,乳酸生成较少. 如当腌制到第9d 时,盐浓度为5%、7%、9%的泡菜中总酸含量平均值分别为1.34、1.20、0.82g/L ,到第13d 时分别

11、上升到1.84、1.51、1.24g/L.图6所示为总糖含量随盐浓度的变化情况,图中可以看到,盐浓度越高,泡菜液中总糖含量越高;盐浓度越低,总糖含量也越低,同样在此可以看出各盐浓度下总糖与总酸的消长规律.图7中,泡菜中VC 含量受盐浓度影响较明显,如图所示,盐浓度为5%的泡菜中VC 含量最高,7%的次之,9%的最低,如在腌制到第13d 时,VC 含量平均值分别为0.25、0.10、0.08mg/100g ,这可能与泡菜腌制的酸性环境有关,9%盐浓度的泡菜由于产酸较少,酸性较低,VC 损失较快且多,而5%的泡菜酸性相对较强,VC 含量则较其他浓度为高.图8所示为不同盐浓度泡菜液中氨基酸态氮含量的

12、变化,由图可见,盐浓度对氨基酸态氮的影响较不明显,3种盐浓度下氨基酸态氮含量相差很小,但可以看出盐浓度5%的泡菜液中氨基酸态氮含量高于其他2个盐浓度,这可能是因为低盐浓度对微生物抑制作用较弱,微生物可以将泡菜中的蛋白质、氨基酸等分解为小分子含氮物质如氨基酸态氮,而相对较高盐浓度环境下,微生物生长活动减弱,从而使其分解能力也降低,氨基酸态氮含量相应较少.3.1.2.2 糖浓度对泡菜中主要营养成分的影响制作泡菜时添加一定量的糖,不仅可调和泡菜的口味,使之酸咸适中,还可作为乳酸菌的养料以供产酸. 图9 不同糖浓度对总酸含量的影响 图10 不同糖浓度对总糖含量的影响116 漳州师范学院学报(自然科学版

13、 2009年 图11 不同糖浓度对VC含量的影响图12 不同糖浓度对氨基酸态氮含量的影响图9所示为糖浓度对泡菜中总酸含量的影响,由图可见,糖浓度为12%的泡菜液中总酸含量上升较快,糖浓度为10%的泡菜中总酸含量上升平稳,而糖浓度为8%的泡菜中总酸含量最低. 如当腌制到第5d 时糖浓度为8%、10%、12%的泡菜中总酸含量平均值分别为0.67、0.54、0.58 g/L,腌制到第9d时,总酸含量平均值分别为0.99、0.90、0.95g/L,至发酵后期第13d时分别为1.15、1.27、1.34g/L.总糖含量随糖浓度的变化体现在图10中,如图所示,糖浓度为10%的泡菜液中总糖含量较低,可能是因

14、为乳酸菌活动旺盛,糖被利用以产生乳酸,而糖浓度为12%的泡菜液中渗透压较大,对乳酸菌有抑制,糖的消耗较少,所以总糖含量相对较高.图11可以看出,糖浓度为8%的泡菜液中VC含量最低,糖浓度为12%的泡菜液中VC含量最高,这可能与泡菜液的酸性强弱有较大关系,酸性环境有利于VC的保存.图12反映了氨基酸态氮受糖浓度的影响情况,其中,糖浓度为10%的泡菜液中氨基酸态氮含量缓慢上升,到第11d时达到最大,随后又缓慢下降,而8%、12%糖浓度下氨基酸态氮含量均呈上升趋势,且12%浓度下的氨基酸态氮含量高于8%浓度下的氨基酸态氮含量,但总的来说,每种糖浓度泡菜液中氨基酸态氮含量都有所增加.3.2 泡菜中亚硝

15、酸盐含量的动态变化泡菜中亚硝酸盐的主要来源是原料蔬菜在生长过程吸收土壤中的硝酸盐蓄积在体内,在泡菜腌制过程中被某些细菌(如大肠杆菌、副大肠杆菌、摩根氏变形菌产生的硝酸盐还原酶还原成了亚硝酸盐.3.2.1发酵时间对泡菜中亚硝酸盐含量的影响图13所示为亚硝酸盐在腌制过程中的动态变化. 腌制起始阶段,除乳酸菌外,其他菌如大肠杆菌等也迅速生长繁殖,亚硝酸盐生成逐渐增多,而随着发酵的进行,乳酸积累,使环境中酸度升高,大肠杆菌等不耐酸微生物生长受到抑制,硝酸盐还原能力减弱,加之已生成的亚硝酸盐同时又被分解破坏或继续被还原,使亚硝酸盐含量上升到一定程度开始下降,如图所示,在腌制约第7d左右出现“亚硝峰”后,

16、亚硝酸盐含量开始下降.3.2.2盐浓度和糖浓度对泡菜中亚硝酸盐含量的影响图14所示为盐浓度对泡菜中亚硝酸盐含量的影响,由图可见,盐浓度不同,亚硝酸盐含量有明显差异,其“亚硝峰”出现时间也有所不同,盐浓度为5%的泡菜中“亚硝峰”出现最早,本研究条件下,出现在约第5d或更早,但其峰值最低,为4.83mg/kg;盐浓度为7%的泡菜中其“亚硝峰”比盐浓度为5%的泡菜中的形成来得慢,在第7d左右出现,其值为5.06mg/kg,盐浓度为9%的泡菜中“亚硝峰”出现最晚,大约出第2期 6 陈芸芸 , 李巧云: 传统泡菜发酵过程中主要成分的动态分析 7 5% 7% 9% 117 亚硝酸盐含量(mg/kg 亚硝酸

17、盐（mg/kg） 5 4 3 2 1 0 5 7 9 11 13 6 5 4 3 2 1 0 5 7 9 11 13 发酵时间(d 发酵时间(d 图 13 泡菜中亚硝酸盐含量随腌制时间的变化 图 14 5 盐浓度对亚硝酸盐含量的影响 现在人们开始食用泡菜的后发酵期（第 7d 左右） ，其值高达 亚硝酸盐含量（mg/kg） 6.13mg/kg. 这与段韩英3等的研究结果相一致. 图 15 中，糖浓度对亚硝酸盐含量的影响有类似现象，即各浓 度下“亚硝峰”出现时间和峰值高低均不同，其中糖浓度为 12% 的泡菜中其“亚硝峰”出现的时间最早，大约在第 5d 或 5d 前， 10%糖浓度的“亚硝峰”出现在第 7d 左右，8%糖浓度的“亚硝 峰”在第 9d 左右出现，峰值也最高. 4 3 2 1 0 5 7 9 11 13 8% 10% 12% 发酵时间（d） 4 小结与讨论 图 15 糖浓度对亚硝酸盐含量的影响 4.1 泡菜发酵过程可以分为起始发酵期、主发酵期、次发酵期和后发酵期. 在后三个阶段中，泡菜液的 总酸含量呈上升趋势，总糖含量变化相反，呈现下降趋势，VC 含量缓慢下降，氨基酸态氮含量有所上升. 4.2 盐浓度高有利于产酸和 VC 的保存，氨基酸态氮含