蓮房原花青素對(duì)紫甘藍(lán)泡菜亞硝酸鹽的抑制作用

肖 珍,謝筆鈞,孫智達(dá)

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,湖北武漢 430070)

泡菜在我國(guó)有著悠久的歷史,是我國(guó)傳統(tǒng)特色發(fā)酵食品的典型代表之一,因其豐富的營(yíng)養(yǎng)與獨(dú)特的口感而享譽(yù)世界[1]。目前,中國(guó)是世界上最大的泡菜生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó),而四川是中國(guó)最為主要的泡菜生產(chǎn)地區(qū)[2]。四川泡菜是中國(guó)泡菜的典型代表,是以新鮮蔬菜為原料,添加或不添加輔料,經(jīng)食鹽或食鹽水浸泡發(fā)酵,配以泡漬液或調(diào)配液等加工制成的發(fā)酵蔬菜制品[3]。四川泡菜富含以乳酸菌為主的功能菌群,產(chǎn)品“鮮、香、脆、嫩”,具有開胃、健脾、促消化、降低膽固醇、預(yù)防腦淤血和高血壓、等功效[4]。近年來(lái),四川泡菜取得了較大的發(fā)展,產(chǎn)量居全國(guó)第一,并以每年30%的速度遞增。2012年全省泡菜產(chǎn)量達(dá)215萬(wàn)t,產(chǎn)值達(dá)180億元[5]。

然而,四川泡菜產(chǎn)業(yè)在高速發(fā)展的同時(shí),也面臨著一些難題。在泡菜的腌制和發(fā)酵過(guò)程中,蔬菜本身所含的硝酸鹽被一些有害細(xì)菌還原為亞硝酸鹽,對(duì)人體健康帶來(lái)了潛在的危害性[6]。傳統(tǒng)四川泡菜在發(fā)酵過(guò)程中極易受到有害微生物的污染。為了抑制有害微生物生長(zhǎng)以及延長(zhǎng)泡菜的保存期,泡菜制品在發(fā)酵的過(guò)程中常添加大量的氯化鈉(一般在4%～8%之間)[7]。氯化鈉的大量添加會(huì)影響到泡菜制品的口感,且氯化鈉還是一些常見(jiàn)代謝綜合征的加速因素,過(guò)量攝入常導(dǎo)致心血管疾病[8],現(xiàn)代人越來(lái)越倡導(dǎo)低鹽飲食。因而如何降低泡菜制品中的亞硝酸鹽含量以及氯化鈉的添加量已經(jīng)成為人們廣泛關(guān)注的課題。

亞硝酸鹽主要包括亞硝酸鈉和亞硝酸鉀,其中以亞硝酸鈉為主。1950年,Magee等首次報(bào)道了亞硝酸鹽具有強(qiáng)氧化性,能與各種胺類反應(yīng)生成亞硝胺,并可能導(dǎo)致肝癌[9]。美國(guó)學(xué)者Stoeivsan于1971年指出,如果長(zhǎng)期食用含有亞硝酸鹽的食物,可能引起甲狀腺腫大、癌癥等,嚴(yán)重影響人體健康[10]。亞硝酸鹽不僅具有致畸、致癌等慢性毒性,也具有很強(qiáng)的急性毒性。例如亞硝酸鹽與血紅蛋白結(jié)合,使血液失去運(yùn)輸氧的能力,造成高鐵血紅蛋白癥,嚴(yán)重者甚至能導(dǎo)致死亡[11]。據(jù)報(bào)道,成人一次攝入0.3～0.5 g亞硝酸鹽即可引起中毒,致死劑量?jī)H為1～3 g[12]。嬰幼兒體內(nèi)由于高鐵血紅蛋白不足,較成人更易發(fā)生中毒反應(yīng)[13]。因此,1996年,聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織/世界衛(wèi)生組織食品添加物聯(lián)合專家委員會(huì)規(guī)定:亞硝酸鹽的每日安全容許量(ADI)為0～0.06 mg/(kg·d)[14],根據(jù)GB 2714-2003規(guī)定,在泡菜中亞硝酸鹽的含量不得高于20 mg/kg[15]。亞硝酸鹽還可以和仲胺合成亞硝胺,人和動(dòng)物胃部環(huán)境尤為適于亞硝胺的合成。亞硝胺可引起細(xì)胞遺傳突變,最終導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生[16],對(duì)人體健康帶來(lái)潛在的影響。

原花青素(Proanthocyanidins,PC)是由不同數(shù)量的兒茶素(catechin)或表兒茶素(epicatechin)結(jié)合而成的一類聚多酚物質(zhì)[17]。目前國(guó)內(nèi)外已有大量研究表明,Vit C、茶多酚等水溶性抗氧化劑對(duì)泡菜發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生的亞硝酸鹽有抑制作用[18-21]。原花青素與Vit C及茶多酚同為水溶性抗氧化劑,都具有多羥基結(jié)構(gòu),且原花青素具有極強(qiáng)的抗氧化能力,其清除自由基的能力是Vit C的20倍[22]。在泡菜的酸性條件中LSPC的抗氧化能力還會(huì)有所增強(qiáng)[23]。吳春等的研究表明亦葡萄籽原花青素對(duì)亞硝化反應(yīng)有很好的抑制作用(對(duì)亞硝胺合成的最大阻斷率為91.2%,對(duì)亞硝酸鈉的最大清除率為88.3%)[24]。因此,在泡菜的腌制過(guò)程中若適當(dāng)添加一定量的原花青素,可能會(huì)對(duì)降低泡菜制品中的亞硝酸鹽產(chǎn)生優(yōu)于Vit C、茶多酚等水溶性抗氧化劑的有益影響。蓮房原花青素(proeyanidin of lotus seedpod,LSPC)是提取自蓮的成熟花托中的一類原花青素。凌志群等于2001年即分離并證明了蓮房原花青素具有抗氧化、抗腫瘤等多種生理功能[25]。并且原花青素還具有一定的抑菌作用,能夠抑制泡菜中產(chǎn)生亞硝酸鹽的有害微生物生長(zhǎng),但對(duì)促進(jìn)泡菜發(fā)酵及產(chǎn)生風(fēng)味的乳酸菌不產(chǎn)生抑制作用[26]。為此,本文選用本實(shí)驗(yàn)室從蓮房中提取純化的原花青素為抑制劑,采用了四川泡菜的發(fā)酵方法,研究了其對(duì)紫甘藍(lán)泡菜發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽的抑制作用。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)原花青素的添加還能減少氯化鈉的含量。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

早紅紫甘藍(lán) 采自山東省濰坊市;生姜、大蒜、花椒、無(wú)碘食鹽、白砂糖 市購(gòu);蓮房原花青素 由本實(shí)驗(yàn)室采用纖維素酶和果膠酶從武植2號(hào)蓮房中提取,并通過(guò)AB-8大孔樹脂純化,后用乙酸乙酯萃??；經(jīng)鐵鹽催化法測(cè)得純化后的原花青素純度可達(dá)98%,得率為3.86%,由液相色譜分析可知,提取物的主要成分為兒茶素及其低聚體,平均聚合度3.2[27]。乙酸鋅、NaOH、HCl、冰醋酸、亞鐵氰化鉀、硫酸銅、葡萄糖、硝酸、乙醇、Vit C、硝酸銀、硫氰酸鉀、硫酸鐵銨、福臨酚、甲醛、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二銨、三氯醋酸、三氯化鐵等 均為AR級(jí),購(gòu)自國(guó)藥(集團(tuán))化學(xué)試劑有限公司。

UV2100紫外分光光度計(jì) 尤尼柯儀器有限公司;F6/10手持勻漿機(jī) 上海靜信科技有限公司;SB-5200DT超聲波清洗機(jī) 寧波新芝生物有限公司;DH5000B電熱恒溫培養(yǎng)箱 天津市泰斯特儀器有限公司;5804(R)冷凍離心機(jī) Eppendorf Centrifuge;Finnpipette移液器 Thermo Fisher Scientific;WH-1漩渦混合儀 上海滬西分析儀器廠有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 泡菜制作的基本配方 參考趙楠[28]四川泡菜發(fā)酵方法并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)適當(dāng)調(diào)整,確定泡菜制作的基本配方為:紫甘藍(lán)100 g、涼開水400 mL、無(wú)碘食鹽20 g、白砂糖15 g、生姜10 g、大蒜15 g、花椒2.5 g、高粱酒5 mL,發(fā)酵溫度為30 ℃。

1.2.2 泡菜制作的工藝流程 泡菜壇預(yù)處理→添加原花青素等配料→放入紫甘藍(lán)→密封→發(fā)酵→成熟。

1.2.3 紫甘藍(lán)泡菜發(fā)酵條件的確定 通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定了泡菜液的最佳配比和發(fā)酵條件為:溫度30 ℃、鹽含量4%、糖含量2.5%、料液比為1∶4 (g/g)。

1.2.4 添加蓮房原花青素對(duì)泡菜的影響 將實(shí)驗(yàn)分為A、B、C、D四組。A組不添加原花青素,作為空白對(duì)照;B組添加0.01%的原花青素粉末;C組添加0.05%的原花青素粉末;D組添加0.10%的原花青素粉末。其余條件按上述最佳發(fā)酵條件進(jìn)行發(fā)酵,并進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.5 樣品的預(yù)處理 用潔凈干燥的筷子將泡菜小心從壇中取出,清水洗去表面殘留的泡菜汁液,用濾紙擦干,稱重記錄,加適量蒸餾水,用攪拌機(jī)攪拌成糊狀后再用手持式勻漿機(jī)勻漿5 min以上(勻漿機(jī)勻漿10 s后應(yīng)暫停5 s避免機(jī)器過(guò)熱),置于6000 r/min,4 ℃下離心4 min,取上層清液即得到泡菜勻漿。

1.2.6 理化指標(biāo)的測(cè)定 還原糖的測(cè)定采用直接滴定法,參照GB5009.7-2016食品中還原糖的測(cè)定。pH測(cè)定采用pH計(jì),參照GB5009.237-2016,食品pH的測(cè)定?？傻味ㄋ岬臏y(cè)定采用直接滴定法,參照GB12456-2008,食品中總酸的測(cè)定。氨基態(tài)氮的測(cè)定采用甲醛值法,參照GB1243.2-89,果蔬汁飲料中氨基態(tài)氮的測(cè)定方法。氯化鈉的含量采用間接沉淀滴定法,參照GB12457-2008食品中氯化鈉的測(cè)定并稍作調(diào)整。泡菜和泡菜水中的亞硝酸鹽采用鹽酸-萘乙二胺法測(cè)定,參照GB5009.33-2010食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定方法?；ㄉ蘸繀⒄諈菚悦鬧29]等,采用pH示差法對(duì)泡菜及發(fā)酵液中的花色苷含量進(jìn)行測(cè)定。

1.2.7 抗氧化能力的測(cè)定 總酚含量參照Neto,JRD[30]等對(duì)多酚含量的測(cè)定方法進(jìn)行總酚含量的測(cè)定。參照代沙[31]對(duì)總還原能力的測(cè)定方法測(cè)定總還原能力。DPPH自由基清除能力參照王笑晴[32]基于DPPH自由基清除能力的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.8 蓮房原花青素對(duì)亞硝酸鹽影響機(jī)制的測(cè)定 蓮房原花青素對(duì)亞硝酸鹽的清除率參照黃俊生[33]所采用的測(cè)定方法稍作修改,改為模擬泡菜發(fā)酵條件下的測(cè)定。模擬泡菜發(fā)酵條件為pH=4,溫度為30 ℃。將蓮房原花青素標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的濃度改為1 g/L,溶劑改為純水,并改為在538 nm下測(cè)定吸光度值。蓮房原花青素對(duì)亞硝胺合成的抑制率參照黃俊生[32]所采用的測(cè)定方法稍作修改,并增加模擬泡菜發(fā)酵條件下的測(cè)定。將蓮房原花青素標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試液的濃度改為1 g/L,溶劑改為純水,并對(duì)蓮房原花青素標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制中蓮房原花青素的添加量做適當(dāng)調(diào)整。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用Excel 2010軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),所有數(shù)據(jù)為3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差。采用SAS 9.2對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 添加蓮房原花青素對(duì)泡菜理化性質(zhì)的影響

2.1.1 添加蓮房原花青素對(duì)泡菜pH的影響 由圖1可以看出,隨著泡菜發(fā)酵的進(jìn)行,pH不斷降低,直到降至3.5～3.8左右pH下降趨于平穩(wěn)。一般認(rèn)為此時(shí)泡菜即成熟,適于食用。添加蓮房原花青素后,泡菜pH下降比空白組要緩慢。空白組pH降至3.8需要4 d,而添加0.1%的蓮房原花青素后,降至同樣pH則需要6 d。且隨著蓮房原花青素的添加量的增多,pH下降得更為緩慢[34]。這可能是由于蓮房原花青素具有多羥基結(jié)構(gòu),與泡菜中的氫離子相互作用,對(duì)泡菜體系pH的降低起到了一定的緩沖效果[35]。

圖1 泡菜pH變化圖Fig.1 pH change chart

2.1.2 添加蓮房原花青素對(duì)泡菜氯化鈉含量的影響 由圖2可以看出,在泡菜的發(fā)酵過(guò)程中,空白組泡菜中的鹽含量逐步上升后趨于穩(wěn)定。添加蓮房原花青素的B、C、D三組,鹽含量的變化趨勢(shì)與空白組不一致,表現(xiàn)為先快速上升,后緩慢下降。并且在發(fā)酵終期,鹽含量(蓮房原花青素的添加量為0.1%時(shí),鹽含量為1.49%,僅為空白組的35.8%)均明顯低于空白組泡菜(2.32%)。因此,可證明蓮房原花青素具有降低泡菜中氯化鈉含量的作用。蓮房原花青素降低泡菜中氯化鈉的具體原因還不明確,有待進(jìn)一步的研究。

圖2 泡菜氯化鈉含量變化圖Fig.2 Change of sodium chloride content

2.1.3 添加原花青素對(duì)泡菜中亞硝酸鹽含量的影響 根據(jù)圖3表明,在泡菜的發(fā)酵過(guò)程中,亞硝酸鹽含量變化呈先快速上升后緩慢下降并趨于平緩的趨勢(shì)。添加蓮房原花青素后,泡菜中亞硝酸鹽含量的變化規(guī)律與空白組相同?？瞻捉M泡菜中的亞硝酸鹽含量在第2 d時(shí)達(dá)到峰值(8.24 mg/kg)。相較于空白組,添加蓮房原花青素后,亞硝酸鹽峰值降低(D組為4.49 mg/kg),并且到達(dá)峰值的時(shí)間較空白組推后1 d?？杀砻魈砑由彿吭ㄇ嗨睾髞喯跛猁}具有降低泡菜中亞硝酸鹽含量并且推后亞硝峰的作用。由圖4可看出,泡菜液中的亞硝酸鹽含量在發(fā)酵1 d后快速下降,后趨于穩(wěn)定。發(fā)酵一周后,泡菜液中亞硝酸鹽含量非常低(約1.5 μg/L),表明泡菜中的亞硝酸鹽主要存在于泡菜中,發(fā)酵液中含量極低。

圖3 泡菜亞硝酸鹽含量Fig.3 Nitrite content in pickled vegetables

圖4 泡菜發(fā)酵液亞硝酸鹽含量Fig.4 Nitrite content in pickle fermentation broth

2.1.4 添加蓮房原花青素對(duì)泡菜總酸含量的影響 由圖5可以看出,在發(fā)酵的過(guò)程中泡菜中的總酸含量緩慢增加,空白組總酸含量第9 d為5.69 g/kg。添加蓮房原花青素后總酸含量顯著低于空白組(D組第9 d為2.57 g/kg,為空白組約0.45倍),且蓮房原花青素的添加量越大,總酸含量越低。從圖6可看出,泡菜液中的總酸含量變化趨勢(shì)與泡菜中相類似。空白組第9 d總酸含量為6.93 g/L,D組9 d總酸含量為2.52 g/L,較空白組顯著降低。說(shuō)明添加蓮房原花青素后,泡菜中以及泡菜發(fā)酵液中的總酸含量均會(huì)降低。泡菜的酸度的降低對(duì)泡菜的口感有一定的影響,是否為消費(fèi)者所接受還有待調(diào)查研究。但添加蓮房原花青素后泡菜酸度上升較為緩慢,有利于延長(zhǎng)泡菜的食用期。

圖5 泡菜總酸含量Fig.5 The total acid content of pickled cabbage

圖6 泡菜發(fā)酵液總酸含量Fig.6 Total acid content in pickle fermentation broth

2.1.5 添加原花青素對(duì)泡菜還原糖含量的影響 結(jié)合圖7和圖8可看出,隨著發(fā)酵的進(jìn)行,泡菜發(fā)酵液中的還原糖含量先迅速升高后緩慢降低,在第2～3 d達(dá)到峰值(空白組峰值為0.95 g/100 g),添加蓮房原花青素后泡菜發(fā)酵液中的還原糖峰值有所降低(D組峰值為0.61 g/100 g)。且添加蓮房原花青素還會(huì)導(dǎo)致達(dá)到峰值的時(shí)間推后。隨著發(fā)酵的不斷進(jìn)行,泡菜中的還原糖含量(新鮮紫甘藍(lán)為5.41 g/100 g)持續(xù)緩慢下降,直到降至1～1.5 g/100 g時(shí)趨于穩(wěn)定,變化的規(guī)律與劉洪等的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合[36]。添加蓮房原花青素組較空白組泡菜中還原糖含量更高。結(jié)果說(shuō)明添加蓮房原花青素會(huì)導(dǎo)致泡菜中的還原糖更少地向發(fā)酵液中滲透。這可能是由于添加蓮房原花青素導(dǎo)致發(fā)酵體系的酸度降低,而高酸度有助于泡菜中還原糖向發(fā)酵液溶出。

圖7 泡菜還原糖含量Fig.7 The reducing sugar content in pickled cabbage

圖8 泡菜發(fā)酵液還原糖含量Fig.8 The reducing sugar content in pickled cabbage fermentation liquid

2.1.6 添加原花青素對(duì)泡菜氨基態(tài)氮含量的影響 根據(jù)圖9可看出,泡菜中的氨基態(tài)氮含量呈現(xiàn)先增加后降低再逐漸趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。在發(fā)酵的前5 d氨基態(tài)氮變化較為劇烈,5 d后趨于穩(wěn)定。添加蓮房原花青素后泡菜中氨基態(tài)氮的峰值降低,但在發(fā)酵后期與空白組差別不大。這可能是由于在發(fā)酵初期蛋白質(zhì)被微生物分泌的蛋白酶降解形成多肽、氨基酸,即氨基態(tài)氮[37]。而氨基態(tài)氮含量達(dá)到最大值之后下降的原因可能是由于肽、氨基酸不斷滲透進(jìn)入到泡菜液中,且有些會(huì)被微生物生長(zhǎng)繁殖所利用。添加蓮房原花青素后氨基態(tài)氮向溶液中滲透較少,因而氨基態(tài)氮含量的下降較為緩慢。

圖9 泡菜氨基態(tài)氮含量Fig.9 The amino nitrogen content of pickled cabbage

2.1.7 添加蓮房原花青素對(duì)泡菜花色苷含量的影響 從圖10可以看出,添加蓮房原花青素后,發(fā)酵液中的花色苷含量較空白組顯著降低(p<0.05),而泡菜中的花色苷含量較空白組顯著增高(p<0.05)。即在不添加蓮房原花青素的紫甘藍(lán)泡菜中,紫甘藍(lán)中的花色苷大部分溶解進(jìn)了發(fā)酵液中,使得泡菜顏色變?yōu)榉奂t色而發(fā)酵液顏色變?yōu)樯钭霞t色。而添加了蓮房原花青素后,溶解進(jìn)發(fā)酵液中的花色苷含量減少,使得紫甘藍(lán)泡菜能更好地保持原本的紫紅色,溶解進(jìn)發(fā)酵液的部分花色苷也能使發(fā)酵液變?yōu)榉奂t色至淺紫紅色。因此,蓮房原花青素的添加有利于紫甘藍(lán)中活性物質(zhì)花青素的保持。

圖10 花色苷含量Fig.10 The anthocyanin contents注：圖中不同小寫字母表示發(fā)酵液中 花色苷含量差異顯著(p<0.05),不同大寫字母 表示泡菜中花色苷含量差異顯著(p<0.05)。

2.2 蓮房原花青素對(duì)亞硝酸鹽影響

2.2.1 蓮房原花青素對(duì)亞硝酸鈉清除率 亞硝酸鈉在弱酸性條件下,與對(duì)氨基苯磺酸重氮化,再與鹽酸萘乙二胺偶合生成紅色化合物?？捎么嘶衔锏奈舛戎刀攘繕右褐衼喯跛徕c的含量[36]。

模擬發(fā)酵條件下(溫度為30 ℃,pH=4)蓮房原花青素(1 g/L)對(duì)亞硝酸鈉的清除率:

根據(jù)圖11可知,在模擬發(fā)酵條件下,蓮房原花青素對(duì)亞硝酸鈉的清除作用呈規(guī)律性變化。蓮房原花青素對(duì)亞硝酸鈉的半抑制體積為0.12 mL。在蓮房原花青素溶液添加量較低時(shí),清除率隨著溶液體積的增加而迅速增加,而后逐漸趨于平緩。當(dāng)蓮房原花青素溶液的添加量達(dá)到1.4 mL,即當(dāng)該體系中有1.4 mg的蓮房原花青素時(shí),亞硝酸鈉的清除率達(dá)到80.12%,接著往體系中再添加蓮房原花青素,清除率變化不明顯。因此,可表明蓮房原花青素溶液在模擬泡菜發(fā)酵條件下能夠有效地清除溶液體系中的亞硝酸鈉。原因可能為蓮房原花青素具有極強(qiáng)的抗氧化性,能夠促使亞硝酸鹽還原成一氧化氮,并創(chuàng)造厭氧條件,防止一氧化氮再被氧化為二氧化氮[38]。

圖11 泡菜發(fā)酵條件下亞硝酸鈉清除率Fig.11 Removal rate of sodium nitrite in pickle fermentation

模擬發(fā)酵條件下(溫度為30 ℃,pH=4)Vit C(0.6 g/L)對(duì)亞硝酸鈉的清除率見(jiàn)表1:

表1 Vit C對(duì)亞硝酸鈉的清除率Table 1 Vit C scavenging rate of sodium nitrite

由表2可看出,對(duì)亞硝酸鈉的清除率相當(dāng)(約37%)時(shí),蓮房原花青素的添加量為0.1 mg,而Vit C的添加量為1.2 mg,即蓮房原花青素在模擬發(fā)酵條件下對(duì)亞硝酸鈉的清除作用顯著優(yōu)于Vit C,相當(dāng)于Vit C的12倍。

表2 蓮房原花青素與Vit C對(duì)亞硝酸鈉的清除率比較Table 2 LSPC and Vit C scavenging rate of sodium nitrite compared

2.2.2 蓮房原花青素對(duì)亞硝胺合成阻斷率 在紫外光照射下,二甲基亞硝胺可分解成二甲基仲胺和亞硝酸根,反應(yīng)式如下:

亞硝酸根與對(duì)氨基苯磺酸重氮化后,再與α-萘胺偶合生成紅色化合物。該化合物的吸光度值可計(jì)算反應(yīng)液中亞硝胺含量的多少[39]。

模擬發(fā)酵條件下(溫度為30 ℃,pH=4)蓮房原花青素(1 g/L)對(duì)亞硝胺合成的阻斷率:

根據(jù)圖12可知,在模擬發(fā)酵條件下,蓮房原花青素對(duì)亞硝胺合成的阻斷作用呈規(guī)律性變化。蓮房原花青素對(duì)亞硝胺合成的半抑制體積為0.42 mL。在蓮房原花青素溶液添加量較低時(shí),阻斷率隨著溶液體積的增加而迅速增加,而后逐漸趨于平緩。當(dāng)蓮房原花青素溶液的添加量達(dá)到1.8 mL,即當(dāng)該體系中有1.8 mg的蓮房原花青素時(shí),阻斷率達(dá)到79.29%,接著往體系中再添加蓮房原花青素,阻斷率變化不明顯。因此,可表明蓮房原花青素在模擬泡菜發(fā)酵條件下能夠有效地阻斷溶液體系中的亞硝胺的合成。原因可能為在蓮房原花青素溶液中依次加入二甲胺與亞硝酸鈉時(shí),蓮房原花青素會(huì)優(yōu)先與亞硝酸鈉作用,使得二甲胺不能與亞硝酸鈉反應(yīng),達(dá)到阻止亞硝胺生成的目的[40]。

圖12 泡菜發(fā)酵條件下亞硝胺合成阻斷率Fig.12 The fermentation conditions of nitrosamine synthesis blocking rate

模擬發(fā)酵條件下(溫度為30 ℃,pH=4)Vit C(0.6 g/L)對(duì)亞硝胺合成的阻斷率見(jiàn)表3:

表3 Vit C對(duì)亞硝胺合成的阻斷率Table 3 The blocking rate of Vit C on nitrosamine synthesis

由表4可看出,對(duì)亞硝酸鈉的清除率相當(dāng)(約40%)時(shí),蓮房原花青素的添加量為0.2 mg,而Vit C的添加量為1.2 mg,即蓮房原花青素在模擬發(fā)酵條件下對(duì)亞硝胺合成的阻斷作用顯著優(yōu)于Vit C,相當(dāng)于Vit C的6倍以上。

表4 蓮房原花青素與Vit C對(duì)亞硝胺合成阻斷率比較Table 4 The blocking rates of LSPC and Vit C on nitrosamine synthesis

2.3 添加蓮房原花青素對(duì)泡菜發(fā)酵液抗氧化性的影響

由表5可以看出,添加了蓮房原花青素后的各組,泡菜發(fā)酵液的總還原能力較空白組均有顯著提高(p<0.05)。D組(相當(dāng)于215.27 μg/mL Vit C)總還原能力接近空白組(相當(dāng)于115.27 μg/mL Vit C)的2倍。說(shuō)明添加蓮房原花青素能顯著增加泡菜發(fā)酵液的總還原能力。

表5 泡菜發(fā)酵液抗氧化性Table 5 Antioxidant activity of pickle fermentation broth

添加了蓮房原花青素后的各組,泡菜發(fā)酵液的DPPH自由基清除能力較空白組有所提高。D組(96.55%)的DPPH自由基清除能力較空白組(94.18%)增加了2.5%。說(shuō)明添加蓮房原花青素能增加泡菜發(fā)酵液的DPPH自由基清除能力。

添加了蓮房原花青素后的各組,泡菜發(fā)酵液的總酚含量較空白組均有顯著提高(p<0.05)。D組(71.33 mg/100 mL)總酚含量相當(dāng)于空白組(44.27 mg/100 mL)的1.6倍。說(shuō)明添加蓮房原花青素能顯著增加泡菜發(fā)酵液的總酚含量(p<0.05)。

3 討論與展望

基于前期選擇的最佳泡菜發(fā)酵條件,研究了蓮房原花青素的加入對(duì)泡菜發(fā)酵過(guò)程中亞硝酸鹽的抑制作用,以及對(duì)泡菜的一些理化性質(zhì)與發(fā)酵液抗氧化性的影響。結(jié)果表明,添加蓮房原花青素后,泡菜pH下降較為緩慢,發(fā)酵液和泡菜中的總酸含量均有所降低。添加蓮房原花青素后,泡菜發(fā)酵成熟的時(shí)間較長(zhǎng),酸度的降低也會(huì)對(duì)泡菜的口感造成一定的影響。至于這種口感的改變是否受到消費(fèi)者的歡迎還有待進(jìn)一步調(diào)查。蓮房原花青素的添加,使泡菜氨基態(tài)氮峰值的降低,但發(fā)酵成熟后,氨基態(tài)氮的差別不大,可認(rèn)為添加蓮房原花青素后對(duì)泡菜最終產(chǎn)品的總氨基態(tài)氮含量無(wú)顯著影響。添加蓮房原花青素后泡菜中的還原糖含量比空白組增高,而使發(fā)酵液中的還原糖含量降低,這可能是由于添加蓮房原花青素影響了微生物對(duì)泡菜中碳水化合物的分解利用或影響了還原糖向發(fā)酵液中的滲透,有利于泡菜中營(yíng)養(yǎng)成分的保留。上述結(jié)果表明,蓮房原花青素的加入對(duì)泡菜中理化指標(biāo)存在一定的影響,但這種影響是有利還是有弊還有待進(jìn)一步的調(diào)查研究,并在研究的基礎(chǔ)上對(duì)配方及發(fā)酵條件等進(jìn)行改進(jìn),以期最終所得到的產(chǎn)品能既符合工業(yè)化的生產(chǎn),亦具備能夠被消費(fèi)者所接受、喜愛(ài)的口感。

由于高血壓等心腦血管疾病的影響,現(xiàn)代人更傾向于食用低鹽產(chǎn)品。而傳統(tǒng)泡菜為了達(dá)到抑菌并且能夠長(zhǎng)期保存的目的,常常添加大量食鹽,使得泡菜制品健康性大打折扣,口感也受到一定的影響[41]。添加蓮房原花青素后,泡菜中的鹽含量降低35.8%,可使得最終產(chǎn)品口感更為適宜,更符合現(xiàn)代人的健康需求,具有很好的應(yīng)用前景。

在發(fā)酵的過(guò)程中,只有空白組泡菜在第3 d峰值的時(shí)候亞硝酸鹽含量超過(guò)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的泡菜中亞硝酸鹽含量20 mg/kg的二分之一(10.7 mg/kg>10 mg/kg),添加蓮房原花青素組的泡菜在整個(gè)發(fā)酵周期內(nèi)亞硝酸鹽含量均符合國(guó)標(biāo)。因而自然發(fā)酵的泡菜在發(fā)酵的第4 d后食用比較安全,添加蓮房原花青素的泡菜在整個(gè)發(fā)酵周期間均可安全食用。添加蓮房原花青素后,泡菜中的亞硝酸鹽均有顯著降低,且亞硝酸鹽的峰值推后,因而添加蓮房原花青素具有降低泡菜中亞硝酸鹽含量的作用。

添加蓮房原花青素后,紫甘藍(lán)泡菜中的花色苷保留的更多,使得紫甘藍(lán)泡菜的色澤得到更好地保持,為消費(fèi)者帶來(lái)更接近新鮮紫甘藍(lán)的鮮亮色澤。在其它富含花色苷的有色蔬菜中添加原花青素,可能同樣有利于這些有色蔬菜在為泡菜湯汁著色的同時(shí)保持自身原有的鮮亮色澤并保存泡菜中花色苷的生理活性,增強(qiáng)泡菜的保健功能。

蓮房原花青素在模擬發(fā)酵條件下,對(duì)亞硝酸鈉的最大清除率可達(dá)81.15%,清除效果優(yōu)于Vit C的12倍。對(duì)亞硝胺合成的阻斷率最大為80.29%,清除效果優(yōu)于Vit C的6倍以上。在四川泡菜的發(fā)酵過(guò)程中適當(dāng)添加蓮房原花青素可以顯著降低泡菜中的氯化鈉以及亞硝酸鹽含量,阻斷亞硝胺的合成,保持蔬菜中的還原糖和水溶性色素,具有很好的應(yīng)用前景。但也存在著會(huì)使發(fā)酵酸度降低減慢,且延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間的不足。對(duì)此,我們將在后續(xù)的研究中通過(guò)蓮房原花青素與其它物質(zhì)復(fù)配或者優(yōu)化發(fā)酵條件等方式進(jìn)行改善。

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