剁椒天然發(fā)酵工藝優(yōu)化

黃舞鈺 龔福明 何彩梅

摘要 [目的]篩選剁椒最佳發(fā)酵工藝。[方法]通過單因素分析和正交試驗(yàn)，對(duì)剁椒的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化。[結(jié)果]剁椒天然發(fā)酵的最優(yōu)工藝為食鹽添加量5%，白砂糖添加量5%，28 ℃發(fā)酵16 d。該發(fā)酵條件下，得到亞硝酸鹽含量?jī)H1.32 mg/kg、感官評(píng)分84分、品質(zhì)佳的天然發(fā)酵剁椒產(chǎn)品。[結(jié)論]該研究可為發(fā)酵剁椒標(biāo)準(zhǔn)化與工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 剁椒;亞硝酸鹽;感官評(píng)價(jià);發(fā)酵工藝優(yōu)化

中圖分類號(hào) TS255.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 0517-6611（2021）10-0153-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.041

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Optimization of Fermentation Conditions for Natural Fermented Chopped Pepper

HUANG Wu-yu1， GONG Fu-ming2， HE Cai-mei1

（1. School of Food and Bioengineering， Hezhou University， Hezhou， Guangxi 542899;2. School of Basic Medical Sciences，Dehong Vocational College， Mangshi， Yunnan 678400）

Abstract [Objective]To screen the best fermentation technology of chopped pepper. [Method]The single factor analysis and orthogonal design experiment was used to determine the optimal fermentation conditions for natural fermented chopped pepper. [Result]The optimal fermentation conditions of chopped pepper were as follows： 5% salt， 5% sugar and 16 days fermentation at 28 ℃.Under the fermentation conditions， the nitrite content of chopped pepper was only 1.32 mg/kg， the sensory score was 84， and the quality was good.[Conclusion]This study can provide a theoretical basis for the standardization and industrial production of fermented chopped pepper.

Key words Chopped pepper;Nitrite;Sensory evaluation;Optimization of fermentation conditions

剁椒是以茄科辣椒屬一年生或有限多年生草本植物辣椒（Capsicum annuum）為原料，經(jīng)分揀、清洗、剁碎等前處理，加入適量大蒜、食鹽及白砂糖等輔料，以天然附著菌種（乳酸菌為主菌群）進(jìn)行自然發(fā)酵，腌制而成的特色風(fēng)味食品[1-3]。天然發(fā)酵剁椒因原料中富含辣椒素、VC、VB、胡蘿卜素、鈣元素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，且經(jīng)發(fā)酵后產(chǎn)生大量游離氨基酸、有機(jī)酸、可溶性多糖等活性物質(zhì)而具有減肥、抗癌、抗炎癥、抗突變，改善心臟功能、緩解皮膚疼痛等多種生理保健功能[3-4]。隨著剁椒標(biāo)準(zhǔn)化工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的成熟及世界各地飲食文化及飲食習(xí)俗的滲透交融，剁椒憑借其獨(dú)特的口感與風(fēng)味及其潛在的巨大市場(chǎng)，逐漸成為餐桌上必不可少的調(diào)味品[5-6]。

天然發(fā)酵剁椒雖以乳酸菌等益生性微生物為主要發(fā)酵菌群，但傳統(tǒng)自然發(fā)酵過程中發(fā)酵條件不穩(wěn)定等因素導(dǎo)致剁椒存在產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定，表面易“生花”，高鹽，有一定衛(wèi)生安全風(fēng)險(xiǎn)等問題[5]。加之發(fā)酵過程中致癌性物質(zhì)黃曲霉毒素及亞硝酸鹽產(chǎn)生的不可避免性，使天然發(fā)酵剁椒的推廣與擴(kuò)大生產(chǎn)受到進(jìn)一步限制[5，7]。隨著食品安全意識(shí)的提升，易產(chǎn)生致癌性物質(zhì)黃曲霉毒素及亞硝酸鹽的腌制類食品安全問題逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)[6]。為提升傳統(tǒng)發(fā)酵剁椒食用安全與風(fēng)味，實(shí)現(xiàn)天然發(fā)酵剁椒標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與工業(yè)化，筆者以天然發(fā)酵剁椒的感官評(píng)分及發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量與pH變化等發(fā)酵參數(shù)為指標(biāo)，對(duì)發(fā)酵剁椒的天然發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，旨在為發(fā)酵剁椒標(biāo)準(zhǔn)化與工業(yè)化生產(chǎn)提供理論參考與科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：新鮮紅辣椒購(gòu)于廣西賀州當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng);食鹽和白砂糖購(gòu)于當(dāng)?shù)爻小?/p>

主要藥品及試劑：亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硼砂、亞硝酸鈉、活性炭粉、對(duì)氨基苯磺酸、冰乙酸、鹽酸、鹽酸萘乙二胺，該試驗(yàn)所用藥品與試劑如無特別說明均為分析純。

主要溶液：亞鐵氰化鉀溶液（106.0 g/L）：精確稱取10.60 g 亞鐵氰化鉀，用適量蒸餾水溶解并定容至100 mL;乙酸鋅溶液（220.0 g/L）：精確稱取11.0 g乙酸鋅，用1.5 mL冰乙酸溶解后蒸餾水定容至50 mL;飽和硼砂溶液（50.0 g/L）：精確稱取5.0 g硼砂溶于80 mL熱水，冷卻至室溫定容至100 mL，備用;濃度20%鹽酸（v/m）：精確量取54 mL 37%鹽酸溶液，適量稀釋后蒸餾水定容至100 mL;對(duì)氨基苯磺酸溶液（4.0 g/L）：取0.4 g對(duì)氨基苯磺酸溶于100 mL 20%鹽酸，振蕩混勻后置于棕色瓶中避光保存;鹽酸萘乙二胺溶液（2.0 g/L）：精確稱取0.2 g鹽酸萘乙二胺溶于蒸餾水，定容至100 mL后混勻，置于棕色瓶中避光保存;亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液母液（200 μg/mL）：準(zhǔn)確稱取0.100 0 g 亞硝酸鈉，用適量蒸餾水溶解后定容至500 mL，混勻備用;亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)液（5.0 μg/mL）：將亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液母液2.50 mL移至100 mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋并定容至刻度。

1.2 儀器

722S型可見分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司），AZ8601型pH計(jì)（臺(tái)灣衡欣科技股份有限公司），DHP-9082電熱恒溫培養(yǎng)箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司），JJ1000 Y 電子天平（深圳市新朗普電子科技有限公司），HHS 恒溫水浴鍋（上海程造儀器設(shè)備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 天然剁椒的發(fā)酵制作。

參照文獻(xiàn)[5]的方法并結(jié)合賀州當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)剁椒制作方法，發(fā)酵過程分前處理、發(fā)酵及后處理3個(gè)階段，前處理除去機(jī)械損傷的辣椒，將剁碎后加輔料的辣椒置于已滅菌且干燥的瓶中密閉發(fā)酵。需提先加入適量食鹽、白砂糖，攪拌均勻后密封發(fā)酵，于28 ℃恒溫發(fā)酵15 d。后處理可根據(jù)不同地域飲食習(xí)慣搭配肉制品、蔬菜等。

1.3.2 剁椒中亞硝酸鹽含量的檢測(cè)。

1.3.2.1 亞硝酸鹽檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制。

分別取5.0 μg/mL不同體積的亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50 mL于50 mL容量瓶中，依次加入2 mL對(duì)氨基苯磺酸溶液（4.0 g/L），混勻，靜置5 min 后加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液（2.0 g/L），蒸餾水定容混勻。靜置15 min后檢測(cè)538 nm處吸光值，以亞硝酸鈉濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[8-9]。

1.3.2.2 亞硝酸鹽含量的檢測(cè)。

（1）亞硝酸鹽提取液的制備：準(zhǔn)確稱取5.0 g剁椒于研缽中，用吸水紙吸去多余汁水，研磨成泥狀時(shí)加入12.5 mL飽和硼砂溶液（50 g/L），混勻后用150 mL蒸餾水（70 ℃）充分洗滌并將沖洗液收集至250 mL錐形瓶中，混勻，沸水浴15 min，冷卻至室溫即為剁椒樣品的亞硝酸鹽粗提液。

（2）亞硝酸鹽粗提液的處理：將5 mL亞鐵氰化鉀溶液（106.0 g/L）加入亞硝酸鹽粗提液中，混勻加5 mL乙酸鋅溶液（220.0 g/L）以沉淀蛋白質(zhì)，并用蒸餾水定容至250 mL[10]。在定容液中加入3.0 g活性炭粉[11]，充分混勻，靜置30 min后用濾紙過濾即得亞硝酸鈉樣品檢測(cè)液。

（3）樣品中亞硝酸鹽的檢測(cè)：取40 mL樣品檢測(cè)液于50 mL容量瓶中，加入2 mL對(duì)氨基苯磺酸溶液（4.0 g/L）后混勻，靜置5 min后加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液（2.0 g/L），蒸餾水定容，混勻后靜置15 min[12]，檢測(cè)樣品液538 nm時(shí)的吸光值，每個(gè)樣品重復(fù)3次[13-14]。樣品中亞硝酸鹽含量參照式（1）計(jì)算[14]，計(jì)算結(jié)果保留2位有效數(shù)字。

X=（m2×1 000）/（m1×V2/V1×1 000）（1）

式中，X為樣品中亞硝酸鹽含量，mg/kg;

m1為樣品質(zhì)量，g;

m2為測(cè)定樣品液中亞硝酸鹽質(zhì)量，μg;

V1為樣品亞硝酸鹽處理液體積，mL;

V2為測(cè)定用樣液體積，mL。

1.4 剁椒天然發(fā)酵條件的單因素試驗(yàn)

以28 ℃為發(fā)酵溫度，分別研究食鹽添加量、白砂糖添加量及發(fā)酵時(shí)間對(duì)剁椒發(fā)酵品質(zhì)的影響。單因素水平設(shè)計(jì)見表1。

1.5 剁椒天然發(fā)酵條件的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在單因素分析的基礎(chǔ)上，對(duì)發(fā)酵過程中食鹽添加量、白砂糖添加量及發(fā)酵時(shí)間進(jìn)行L9（34）正交試驗(yàn)，并結(jié)合亞硝酸鹽含量、感官評(píng)分及pH等指標(biāo)確定剁椒天然發(fā)酵的最優(yōu)工藝。

1.6 評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.6.1 pH測(cè)定。

便攜式pH計(jì)測(cè)定剁椒發(fā)酵樣品pH。

1.6.2 感官評(píng)價(jià)。

感官評(píng)價(jià)采用100分評(píng)分制，邀請(qǐng)10名食品專業(yè)學(xué)生，從色澤、形態(tài)、風(fēng)味、口感4個(gè)指標(biāo)對(duì)剁椒樣品進(jìn)行感官評(píng)分和評(píng)價(jià)（表2）。

1.7 數(shù)據(jù)整理

采用Microsoft Excel 2010軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析;采用SPSS 22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 亞硝酸鹽標(biāo)準(zhǔn)曲線

亞硝酸鹽含量檢測(cè)的線性回歸方程見圖1。y=0.014 6 x +0.002 7，R2=0.999 5，可用于剁椒中亞硝酸鹽含量的檢測(cè)。

2.2 剁椒天然發(fā)酵工藝的優(yōu)化

2.2.1 影響因素分析。

2.2.1.1 食鹽添加量對(duì)剁椒發(fā)酵的影響。

白砂糖添加量4%（m/m），28 ℃發(fā)酵16 d，食鹽添加量對(duì)剁椒發(fā)酵的影響結(jié)果見表3。由表3可知，食鹽添加量對(duì)剁椒發(fā)酵品質(zhì)有影響，當(dāng)食鹽添加量為1%時(shí)，亞硝酸鹽含量高達(dá)4.27 mg/kg（高于國(guó)家食品衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)4.00 mg/kg），感官評(píng)價(jià)分值較低（73分），原因可能與低鹽含量難以有效抑制雜菌生長(zhǎng)[15]，導(dǎo)致硝酸鹽還原類微生物及腐敗菌等生長(zhǎng)活躍，大量硝酸鹽被還原為亞硝酸鹽[16]，并嚴(yán)重影響剁椒品質(zhì)。高鹽（食鹽添加量為9%）發(fā)酵時(shí)，亞硝酸鹽含量較低（2.49 mg/kg），但感官評(píng)價(jià)分值極低（70分）。結(jié)合差異顯著性分析結(jié)果可知，低鹽（1%）發(fā)酵能促進(jìn)亞硝酸鹽產(chǎn)生，高鹽（9%）能抑制亞硝酸鹽合成，且二者差異顯著（P<0.05）;較高濃度的食鹽含量（3%、5%、7%）對(duì)亞硝酸鹽含量及感官評(píng)價(jià)的影響均不顯著（P>0.05），其中5%是剁椒發(fā)酵的最適宜食鹽添加量，此時(shí)亞硝酸鹽含量較低（2.83 mg/kg），感官評(píng)價(jià)最好（85分）。加之食鹽添加量對(duì)剁椒樣品pH未產(chǎn)生顯著差異（P>0.05）的影響，綜合考慮，確定將食鹽添加量3%、5%和7%作為正交設(shè)計(jì)試驗(yàn)中食鹽添加量的3個(gè)水平。

2.2.1.2 白砂糖添加量對(duì)剁椒發(fā)酵的影響。