酿造学综述 影响泡菜质量的因素及其调控

影响泡菜质量的因素及其调控

王婷

摘要：泡菜在生产过程中会出现很多问题，包括了泡菜在泡制过程中脆性的变化和保脆，色泽的变化和护色，泡制过程中的生花问题及风味的调配问题，泡制过程中亚硝酸盐的生成等问题。本文主要通过原料辅料、乳酸菌、发酵条件、亚硝酸盐的影响、食盐浓度、发酵方式、泡菜水、泡制时间等因素来研究对泡菜质量的影响。

Abstract: In the production process of the pickles have many problems, the pickle in the brewing process of brittle changes and crispness, color change and color protecting, the brewing process of flower and flavor deployment problem, the brewing process of nitrite formation problem are contained. This study mainly through the materials, lactic acid bacteria, fermentation conditions, effect of nitrite, salt concentration, fermentation, the pickle water, soaking time and other factors of affecting the quality of pickles.

关键词：泡菜；亚硝酸盐；影响因素；乳酸菌

Key words: pickle; nitrite; influencing factors; lactic acid bacteria

前言

泡菜是我国具有悠久历史的发酵蔬菜加工产品，不仅昧美、爽口、开胃，而且营养丰富，百吃不厌，因而在我国的许多地方都有一家一户自产自食的传统消费习惯。就考证，我国生产泡菜已有1700年的历史。泡菜是我国大众化的传统食品，遍布全国各地，最为出名的是四川泡菜。四川成都微暖潮湿、气候有利于乳酸发酵，也有利于蔬菜常青，所以有丰富的蔬菜资源。因此造就了成都地区泡菜行业的兴旺。但是我们也看到了，目前我国泡菜企业大多属零星、分散、小规模式的生产，只有极少数企业具备工业化生产能力。同时，国内泡菜企业多采用发酵中期比较长，生产力低下的发酵上生产工艺，很难实现大规模生产。在制作工艺方面，粗加工多，深加工、精加工少。在泡菜制作过程中有很多影响泡菜质量的因素，本文就影响泡菜质量因素及其调控做相关研究。

1 辅料和原料

原料对蔬菜原料应进行严格选择，对不易于消除污染的燃料应废弃，不得使用。对于使用的原料在浸渍之前一定要彻底清洗干净，除尽污泥、细菌喝农药等污染物。对于有些蔬菜要在洗后晾晒，晾晒不仅可以蒸发蔬菜内的水分，缩小体积，便于腌制，并且经过阳光的照射，可利用紫外线杀菌以防止产品的腐烂。水泡菜用水量极大，但水要符合GB5749-85生活饮用水卫生标准。自来水水质卫生可靠，其他水易被微生物或化学物质污染。如果水中含有较高的硝酸盐、亚硝

酸盐（苦井水）。硝酸盐在细菌的作用下能被还原为亚硝酸盐，造成人体急慢性中毒。食盐及其浓度食盐是泡菜生产的主要辅料，有的海盐氟过高造成氟中毒。而矿盐有较高的硫酸盐，此盐腌菜易造成腐烂，且味道苦涩不佳，要使用矿盐，将盐经溶解沉淀去除杂质后再行使用。食盐不仅赋予泡菜一定的味感还有抑菌防腐作用，食盐浓度大，抑菌作用越强。当食盐浓度小于6%时，大肠杆菌会繁殖；当食盐浓度等于6%~8%时，尽管食盐可抑制大肠杆菌，但丁酸梭菌仍会生长繁殖，其结果使糖和乳酸发酵，产生丁酸，而影响了泡菜风味，当食盐浓度大于10%时，虽然该食盐浓度对腐败菌有抑制作用，但乳酸菌的活力也受到影响。 2 乳酸菌

乳酸既有保鲜功能，又可增强产品风味[1] 。如乳酸发酵不正常及乳酸菌数量不足，不仅影响泡菜的风味，而且会使其它微生物不受抑制而大量生长繁殖，导致泡菜品质下降，产生有害物质，甚至发酵失败。因此应根据乳酸菌的生理特性创造最佳生长条件，使乳酸菌迅速生长繁殖。乳酸菌的生长受温度、食盐浓度、pH值、氧气浓度、发酵时间和发酵基质营养成分等多种因素影响。乳酸菌对食盐的忍耐力较强，一般在8％ ～13％之间，在泡菜加工过程中高浓度食盐(10％～ 16％)有利于酵母菌生长，而低浓度食盐(5％～ 8％ )则有利于乳酸菌生长。对于乳酸菌发酵，如果用盐量太多，会导致同型发酵成比例地过度生长，从而产生较少的CO ，而CO：对创造厌氧环境是非常重要的。一般认为乳酸菌发酵的最适温度为25—30℃ 。Pederson 等(1953)[2]发现在低温下(7．5℃)结球甘蓝能正常发酵，不到一个月总酸量就达到0．8％ ～0．9％ ，这样的酸度条件足以保证储存；而当温度为32℃或更高时，发酵就进入了由植物乳杆菌和啤酒片球菌菌种发酵的同型发酵阶段，这两种菌使乳酸含量大增，破坏了酸菜产品的香味和口味，闻起来像腐败的酸白菜。沈巧生(1988)[3] 也发现，当温度超过30℃时会引起丁酸菌的繁殖，使泡菜有一种不愉快的风味，且制品容易变色。泡菜加工过程中有许多微生物参与发酵，其活动受pH的影响。，乳酸菌较其它微生物更耐受强酸性环境。酵母菌和霉菌虽然耐酸性更强，但它们在该泡菜体系中不适宜生长。 3 发酵条件

乳酸菌制剂发酵、自然发酵和老坛水发酵三种不同发酵方式泡菜总糖含量和质构性、泡菜卤大肠菌群数和真菌数的变化趋势基本一致；自然发酵和乳酸菌制

剂发酵泡菜卤pH 和总酸、泡菜总氨基氮含量的变化趋势基本一致，自然发酵和老坛水发酵总菌数、乳酸菌数的变化趋势基本一致.与其他两种发酵方式相比，乳酸菌制剂发酵后期泡菜卤pH低、总酸含量高，泡菜中后期总糖含量高、质构性优，泡菜卤中后期总菌数相对较低、乳酸菌数量明显升高、大肠菌群数明显降低。三种不同发酵方式相比，乳酸菌制剂发酵泡菜更具有优势性。，自然发酵和乳酸菌制剂发酵泡菜卤总酸含量逐渐增加，且发酵前期增加速度明显高于发酵后期，10天后总酸含量相对稳定。老坛水发酵泡菜卤总酸总体呈下降趋势．，这主要是由于泡菜与泡菜卤之间酸性物质相互渗透、扩散以及相关微生物代谢活动的综合作用 ” ，总体来说下降幅度不稳定。发酵前期下降速度高于发酵后期。三种发酵方式相比，发酵后期乳酸菌制剂发酵总酸含量高于自然发酵和老坛水发酵，乳酸菌制剂发酵和老坛水发酵真菌真菌数量变化趋势基本一致，均为先增加后降低而后又增加。自然发酵前期真菌数量基本不变，中期数量降低，后期呈增加趋势。三种发酵方式发酵后期真菌数量均增大是由于在蔬菜腌制过程中，酵母菌和霉菌耐酸能力比较强[4]，能够抵抗发酵后期较低的pH。

4 亚硝酸盐的影响

蔬菜中亚硝酸盐的含量与蔬菜的种属、生长期、栽培条件、蔬菜部位及区域性有关，蔬菜中亚硝酸的含量依叶菜类、根菜类、果菜类、果实的顺序递减，叶菜类光合作用旺盛，从土壤中吸收的硝酸盐较快、较多，发酵过程中硝酸盐被转化为亚硝酸盐，故三种蔬菜亚硝酸盐的含量为白菜、甘蓝高于萝卜。发酵初期，泡菜中微生物生长旺盛，将硝酸盐还原成亚硝酸盐，因此随发酵进行，亚硝酸盐的含量会逐渐上升。随微生物代谢活动的持续，氧气被消耗殆尽，酸度升高，泡菜坛中的环境不适合除乳酸菌以外的大多数微生物的生长，有害菌的生长逐渐受到抑制，硝酸盐被还原的的能力减弱，已生成的亚硝酸盐继续被还原或被酸分解破坏，所以亚硝酸盐含量会逐渐下降。降解泡菜中的亚硝酸盐的方法：(1)生物降解法：以引入纯种乳酸菌或混合乳酸菌对酱腌菜中的亚硝酸盐进行降解[5],与单一菌种比较，在酱腌菜中引入混合菌株能明显降低亚硝酸盐的含量[6] 。将植物乳杆菌、肠膜明串珠菌和短乳杆菌混合接入酱腌菜中，可以加快发酵速度，减少亚硝酸盐的产生[7]Hashimoto[8]研究表明酱腌菜中高浓度的亚硝酸盐(>100 me／L)异常积累与以下现象有关：①大肠菌群数高于正常的对照样；②可溶性氮化合物

高于正常对照样；③缓冲能力高于正常对照样，并且添加乳酸菌作为发酵剂对抑制亚硝酸钠的异常积累非常有效。酱腌菜成品的质量在很大程度上取决于乳酸菌开始生长的速度和发酵初期有害微生物被抑制的速度[9]。益生菌Lactobacillus delbrueckii subsplactis 133能有效抑制大肠杆菌中的硝酸盐还原酶[10] 在酱腌菜中引入乳酸菌，除了可降低亚硝酸盐的含量还可以产生有机酸、少量的细菌素、过氧化氢、双乙酰等抑菌性物质[11] ，抑制有害菌的生长。[12]

5 食盐浓度

不同食盐添加量对乳酸菌发酵泡菜的影响食盐不仅有防腐作用，可抑制一些有害微生物的活动，而且具有高渗透压力的作用，可使原料细胞内的水分向外流出，赋予原料咸味，增进制品风味，也就是说食盐添加量的大小在影响泡菜发酵速度的同时对泡菜的风味也会产生影响．在接种量为6 ，温度为3O℃的条件下，试验研究了不同食盐添加量(2、4 、6 、8 、l0 )对乳酸菌发酵泡菜的影响，当食盐添加量小于8 时，随着食盐添加量的增大，泡菜中乳酸菌数增多．当食盐添加量继续加大时，乳酸菌数反而减少，食盐开始抑制乳酸菌的生长．因此，食盐添加量以4 和6 较佳．当食盐添加量为4 时，泡菜汁液少许浑浊，底部没沉淀，泡菜色泽好，有脂香味，脆度较好，滋味好，发酵速度快．食盐添加量为6 时，滋味较4 时稍差．因此，选择食盐添加量为4%。

6 发酵方式

6.1自然发酵

传统泡菜的乳酸发酵过程是在完全自然的条件下进行的。自然发酵的泡菜体系是一个独特的微生态环境，其中的微生物基本上是遗传学性状比较稳定的野生菌株，在生产过程中不可避免地受到许多因素的影响，如泡制原料(蔬菜)和泡制 盐水的浓度、pH值、温度、溶氧浓度、总酸度等。因此，控制环境条件使乳酸菌在发酵过程中成为优势菌，抑制其它微生物的活动是泡菜发酵成功

的关键。此外，采用自然发酵，还存在着发酵周期长、发酵质量不稳定以及不利于工厂化、规模化及标准化生产等诸多弊端。

6.2 纯种发酵

纯种发酵是人为地将外来菌种单一或混合集中接种于清洗过的蔬菜上进行泡制的过程，所接入的菌主要为乳酸菌。纯种发酵并非单靠接人的菌来完成发酵

全过程，而是通过增强发酵体系中乳酸菌种群优势来调整微生物种群结构，形成有利于乳酸菌生长的环境，使蔬菜上种类丰富的乳酸菌得以大量繁殖。因此纯种发酵系统内乳酸菌的消长规律与自然发酵基本一致。郭晓红等(1989)[13] 在结球甘蓝上的纯种发酵试验证实了上述动态规律。

20世纪60年代，Pederson等(1961)[14]率先将纯种发酵接种技术应用于泡菜的研究，而后Caldwell Biofe rmentation Canada公司在蔬菜发酵领域处于领先地位，并于1998年获得符合菌种接种的蔬菜发酵专利技术。我国李幼筠等(1996)[15] 年分离出干酪乳杆菌和短乳杆菌两株乳酸菌，并申请专利。沈国华等(2002) [16]采用植物乳杆菌或干酪乳杆菌单独或以l：1比例混合接种蔬菜发酵,发现可使泡菜产生较浓的发酵香气，口感佳，脆度好。毕金峰等(2000) [17]使用肠膜明串珠菌和乳酸杆菌进行复配取得了较好的效果。罗云波(2001)[18] 认为生产泡菜的纯种接种应该是植物乳杆菌、发酵乳杆菌、肠膜明串珠菌以5：3：2的比例较为合适，蒋和体(1994)[19] 则认为以上的比例为3：1：1比较合适。四川际天时公司、四川大学和西南农大筛选出的纯种乳酸菌菌种可使泡菜的发酵期由传统工艺的25 d缩短为2 d。

目前纯种乳酸发酵生产工艺有两种：第一种是在接种前先对蔬菜原料进行热烫灭菌处理，以杀死大部分附着于发酵原料上的微生物，然后在无菌条件下进行接种发酵，其发酵风味与单一菌种及复合菌种的关系较为密切；第二种是接种前原料不经过热烫处理，发酵原料中附着的自然微生物依然存在并参与发酵，而接人的纯菌种只在发酵过程中起优势主导菌群的作用[20]。前一种加工方法对发酵制品的脆度和色泽影响大，一般不采用，第二种是常用的加工方法。

纯种发酵方法不仅可以人为控制自然发酵的诸多不足，所接菌种快速成为优势菌种，发酵速度快，而且可以采用低盐工艺，从而降低产品的含盐量和亚硝酸盐含量。

6.3 直直投式乳酸菌发酵剂

直投式乳酸菌发酵剂(Direct Vat Set，DVS)起源于乳品行业。l9世纪末20世纪初，乳业科学家开始研制浓缩发酵剂，1963年制成冷冻浓缩发酵剂，即将浓缩菌悬浮液添加抗冻保护剂，在70oC以下的低温条件下速冻，再置于低温下保藏，其活菌数和活力在6个月内变化不大。由于其保存需要特殊的制冷系统，成

本高、运输不便，在生产中应用存在一定的困难。随着冷冻干燥技术的发展，将高浓度的菌悬浮液添加抗冻保护剂后冻结，再于真空条件下升华干燥，制成目前常用的干燥粉末状固体发酵剂—冻干浓缩发酵剂。直投式乳酸菌发酵剂的生产可使用喷雾干燥方法，但主要使用真空冷冻干燥法[21] 。将乳酸菌培养至对数期末期，悬浮液于8000×g、15min离心，离心后的固体重新悬浮于含蛋白胨的水中(1：10)，然后加入冻干保护剂(20％乳粉，5％蔗糖，1％ 酪胨，0．4％Vc。悬浮物在-70oC预冻2h，然后用Labconeo冻干机(型号92861，Missouri)- 5oC、真空度6.5Pa冻干48 h，所获发酵剂的活菌数可以达到1011~1012cfu／g，可直接用于泡菜的生产[22] 。

Gardner等(2001)[23] 将植物乳杆菌NK-312、乳酸片球菌AFERM772和肠膜明串珠菌BLAC冻干后复配，用于胡萝卜、结球甘蓝、甜菜和洋葱混合蔬菜的发酵，最早在泡菜中使用直投式乳酸菌发酵剂。在欧洲的腌黄瓜生产中，使用130 ml植物乳杆菌浓缩发酵剂(活细胞数为6．5×10 12cfu／m1)直接接种到9.0t黄瓜中进行发酵，发酵温度通常保持26～29oC ，7—12 d就可以终止发酵[24] 。

直投式乳酸菌发酵剂除了具有纯种接种发酵工艺的优点外，还具有保存和管理简单、易于进行工艺管理和质量控制、接种方便、减少污染环节等特点，适合于不同规模的工厂及家庭、餐饮行业。

7 泡菜水

井水和泉水是含矿物质较多的硬水．用以配制泡菜盐水．效果最好． 因其可以保持泡菜成品的脆性硬度较大的自来水亦可使用 经处理后的软水不宜用来配制盐水．塘水、湖水及田水均不可用。②有时为了增强泡菜的脆性．可以在配制盐水时酌加少量的钙盐．如氯化钙按0．05％的比例加入．其他如碳酸钙、硫酸钙和磷酸钙均可使用。如果用生石灰． 可按0．25％～0-3％ 的比例配成溶液先浸泡原料．经短时间浸泡取出清洗后再用盐水泡制．亦可有效地增加其脆性

[25]。③食盐宜选用品质良好，含苦味物质如硫酸镁、硫酸钠及氯化镁等极少．而氯化钠含量至少在95％以上者为佳我们常用的食盐有海盐、岩盐、井盐。最宜制作泡菜的是井盐，其次为岩盐。目前．市面上销售的食盐均可制作泡菜。④泡菜盐水的含盐量因不同地区和不同的泡菜种类而异．以5％～28％为多见。通常的情况是．按自己的习惯口味定。泡菜盐水的制作方法相差也很大．四川泡菜的

盐水制作十分精细．而其他地区相比之下则不大考究．去热这也是形成风格迥然不同的泡菜谱系的重要因素之一[26]。

8 小结

我国泡菜发酵技术有着深厚的文化底蕴和历史积淀，随着人们对食品功能要求越来越高，发酵蔬菜产品在想着“低盐化、低糖化、保健化”的方向发展。近年来，对泡菜的营养价值和功能特性方面的研究也成为一个热点。在制作泡菜过程中仍然存在很多需要注意的问题，有许多因素会影响泡菜的质量，泡菜的安全性的研究主要集中在生物胺和亚硝酸盐含量。本文就原料辅料、乳酸菌、发酵条件、亚硝酸盐的影响、食盐浓度、发酵方式、泡菜水、泡制时间等因素进行了研究，讲述了泡菜质量中的问题如何注意，如何做出更健康更有营养的泡菜。泡菜生产行业在传承中不断融人现代内涵。采用高新技术，建立可控发酵体系，可在很大程度上缩短发酵时间，减小发酵失败的风险，抑制杂菌的生长，减少有害物质的生成，从而提高产品质量，获得感观特征和营养品质俱佳的产品。

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