薄荷提取物對泡菜中亞硝酸鹽含量的影響研究

李浪，高宏，張澤俊，張文艷，余平蓮，俞媛瑞，李俊杰

（1.昭通學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，云南 昭通 657000；2.云南省高校高原特色功能食品研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昭通 657000；3.云南食品安全昭通研究院，云南 昭通 657000）

0 引言

泡菜，一種可以長期存放且滋味獨(dú)特的發(fā)酵蔬菜制品[1]。泡菜口感清脆、咸酸適宜、色澤鮮明、風(fēng)味濃郁，既制作簡單，又增進(jìn)食欲，深受人們青睞[2]。泡菜中的乳酸菌會(huì)產(chǎn)生有機(jī)酸，具有增加泡菜滋味、抑制雜菌生長、促進(jìn)消化、降壓降醇、防止腦出血等功能[3]。蔬菜中硝酸還原酶能把硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽[4-5]，適量的亞硝酸鹽有益于人體健康，倘若亞硝酸鹽含量超標(biāo)，則會(huì)與氨基酸、胺等物質(zhì)結(jié)合形成亞硝胺，誘發(fā)細(xì)胞突變，導(dǎo)致惡性腫瘤，對人體健康不利[6-8]，故降低泡菜中亞硝酸鹽含量成為研究泡菜品質(zhì)的關(guān)鍵課題。

《GB 2762—2017食品中污染物限量 蔬菜及其制品》規(guī)定，腌漬蔬菜中亞硝酸鹽（以亞硝酸鈉計(jì)）含量不得超過20 mg/kg[9]。有研究表明，泡菜發(fā)酵條件、外界物理?xiàng)l件及抗氧化劑等因素會(huì)影響亞硝酸鹽的形成[10-14]。薄荷提取物是薄荷的干燥全草提取物[15]，主要成分為左旋薄荷醇和黃酮類物質(zhì)，抗氧化性較強(qiáng)，可使亞硝胺的合成受阻，從而消除亞硝酸鹽。

目前，有關(guān)薄荷提取物對泡菜亞硝酸鹽含量影響的研究還未見報(bào)道。因此，將通過試驗(yàn)探究不同濃度的薄荷提取物對泡菜中亞硝酸鹽含量的影響，并通過試驗(yàn)設(shè)計(jì)等濃度的維C溶液對照組，比較薄荷提取物的抑制效果，綜合評價(jià)泡菜品質(zhì)。為后續(xù)改進(jìn)泡菜工藝和提高泡菜品質(zhì)提供重要參考，為薄荷提取物的開發(fā)與利用提供理論依據(jù)，引導(dǎo)人們安全食用泡菜，保障身體健康。

1 材料和方法

1.1 材料

紫甘藍(lán)、無碘食鹽、白砂糖、高粱酒，均為市售。

1.2 試劑

亞鐵氰化鉀、亞硝酸鈉、乙酸鋅、抗壞血酸、硼酸鈉、無水乙醇、鹽酸，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司提供；對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺，成都西亞試劑有限公司提供；薄荷提取物，西安匯林生物科技有限公司提供。所有試劑均為分析純。

1.3 儀器與設(shè)備

DSX-280KB24型手提式壓力蒸汽滅菌鍋，上海申安醫(yī)療機(jī)械廠產(chǎn)品；722型可見分光光度計(jì)，上海佑科儀器儀表有限公司產(chǎn)品；BSG-400型電熱恒溫培養(yǎng)箱，金壇市華城海納儀器廠產(chǎn)品；DHG-9070A型電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海-恒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；HH-S24型數(shù)顯恒溫水浴鍋，金壇市萬華實(shí)驗(yàn)儀器廠產(chǎn)品；CP-14型電子分析天平，上海奧豪斯儀器有限公司產(chǎn)品。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 泡菜制作

參考趙楠[16]泡菜發(fā)酵方法，探究泡菜制作的配方、發(fā)酵條件及薄荷提取物添加量。設(shè)計(jì)單因素試驗(yàn)，加入800 mL水和不同比例原輔料，確定泡菜制作最佳配方為紫甘藍(lán)200 g，無碘食鹽40 g，白砂糖30 g，高粱酒10 mL。

泡菜發(fā)酵條件因素與水平設(shè)計(jì)見[17]見表1。

表1 泡菜發(fā)酵條件因素與水平設(shè)計(jì)

由表1可知，確定泡菜最佳發(fā)酵條件為溫度28℃，食鹽添加量4%，白砂糖添加量2.5%，料液比1∶4（g∶mL）。

泡菜制作的工藝流程：將紫甘藍(lán)清洗后瀝干水分，切成大小均一的紫甘藍(lán)片放入滅菌處理過的泡菜罐中，加入薄荷提取物，再添加配料，裝罐、密封，然后將泡菜罐放入恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵至成熟[18]。

1.4.2 添加薄荷提取物對泡菜的影響

將試驗(yàn)分為5組，分別為空白組，0.01%薄荷提取物，0.05%薄荷提物，0.10%薄荷提取物，0.10%維C溶液，每個(gè)處理設(shè)7個(gè)重復(fù)，按照1.4.1制作條件發(fā)酵至成熟，再進(jìn)行指標(biāo)的測定。

1.4.3 感官評定

按照《GB 2714—2015食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 醬腌菜》[19]，確立如表2所示的泡菜感官評定標(biāo)準(zhǔn)。邀請經(jīng)過簡單培訓(xùn)的20位學(xué)生組建感官評定小組。每隔2 d品嘗一次泡菜，并根據(jù)表2對泡菜進(jìn)行感官評分，綜合分析泡菜品質(zhì)。

泡菜感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 泡菜感官評定標(biāo)準(zhǔn)

1.4.4 測定亞硝酸鹽含量及平衡值

（1）亞硝酸鹽含量測定。參照《GB 5009.33—2016食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽 分光光度法》[20]測定亞硝酸鹽。

①樣品制備。稱取瀝干水分的泡菜樣品5 g。將樣品磨制成勻漿，轉(zhuǎn)移至燒杯，加飽和硼砂溶液12.5 mL混合均勻，用70℃蒸餾水300 mL清洗所用儀器，洗液并入錐形瓶中，沸水浴15 min，冷卻，降至室溫后轉(zhuǎn)至500 mL容量瓶中。邊振蕩邊加入質(zhì)量濃度為106 g/L的亞鐵氰化鉀溶液5 mL，再加入量濃度為220 g/L的乙酸鋅溶液5 mL，使泡菜中蛋白質(zhì)沉淀。加水至刻度線，混勻后靜置30 min，棄去初濾液30 mL，取上清液，濾液留用[21]，泡菜發(fā)酵液則直接量取。連續(xù)12 d取樣。②繪制亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線。準(zhǔn)備9支50 mL比色管，設(shè)置0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.5，2.0，2.5 mL（各含0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，7.5，10.0，12.5 μg亞硝酸鈉）的濃度梯度，向其中加入亞硝酸鈉的標(biāo)準(zhǔn)溶液。按照前述標(biāo)準(zhǔn)測定，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[22]。③測定。在具塞比色管中加入40 mL濾液，依標(biāo)準(zhǔn)加入試劑，以水為空白調(diào)零，測定吸光度，制作曲線。

（2）亞硝酸鹽的平衡值和平衡時(shí)間確定。隨著發(fā)酵進(jìn)行，亞硝酸鹽含量逐漸穩(wěn)定，其差異不超過0.2 mg/kg時(shí)，即為亞硝酸鹽平衡值，相應(yīng)的發(fā)酵時(shí)間為亞硝酸鹽平衡時(shí)間[23]。

1.4.5 測定pH值

參照《GB 5009.237—2016食品pH值的測定》，用pH計(jì)測定泡菜pH值[24]。

1.4.6 測定可滴定酸

參照《GB 12456—2008食品中總酸的測定》，用直接滴定法測定泡菜中可滴定酸[25]。

1.4.7 數(shù)據(jù)計(jì)算

（1）數(shù)據(jù)處理方法。利用Excel 2010軟件統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)均為3次平行試驗(yàn)下測得數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值，符合標(biāo)準(zhǔn)誤差。

（2）亞硝酸鹽含量計(jì)算。亞硝酸鹽（以亞硝酸鈉計(jì)）含量按以下公式進(jìn)行計(jì)算：

式中：X——試樣中亞硝酸鈉的含量，mg/kg；

A——測定用樣液中亞硝酸鈉的質(zhì)量，μg；

m——試樣質(zhì)量，g；

V1——測定用樣液體積，mL；

V0——試樣處理液總體積，mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 泡菜感官評價(jià)

泡菜感官評分見表3。

表3 泡菜感官評分/分

由表3可知，薄荷提取物對泡菜的色香味形等感官指標(biāo)有影響，會(huì)不同程度地降低泡菜的口感，但其感官評分仍在正常值范圍內(nèi)。

2.2 薄荷提取物對泡菜亞硝酸鹽的影響

2.2.1 薄荷提取物對泡菜亞硝酸鹽含量的影響

泡菜研磨液中亞硝酸鹽含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化見圖1。

圖1 泡菜研磨液中亞硝酸鹽含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化

由圖1可知，亞硝酸鹽的含量呈現(xiàn)先上升后下降的情況，5組試驗(yàn)均在第5天出現(xiàn)亞硝酸鹽峰值，空白試驗(yàn)組亞硝酸鹽峰值為10.01 mg/kg；添加0.10%維C溶液組亞硝酸鹽峰值為6.890 7 mg/kg，添加薄荷提取物為0.01%，0.05%，0.10%組亞硝酸鹽峰值分別為6.793 0，5.501 0，4.442 9 mg/kg，均低于國家的限量標(biāo)準(zhǔn)20 mg/kg。

由圖1可知，添加薄荷提取物和維C后，泡菜中亞硝酸鹽含量均低于空白組；0.10%薄荷提取物試驗(yàn)組較0.10%維C溶液對照組泡菜亞硝酸鹽峰值低，說明薄荷提取物抑制亞硝酸鹽含量增長的效率比維C溶液高；0.10%薄荷提取物試驗(yàn)組亞硝酸鹽峰值＜0.05%薄荷提取物試驗(yàn)組亞硝酸鹽峰值＜0.05%薄荷提取物試驗(yàn)組亞硝酸鹽峰值，表明薄荷提取物能抑制泡菜亞硝酸鹽含量的增長，并且濃度越高抑制效果越好，但試驗(yàn)過程中考慮到濃度過高會(huì)影響泡菜的感官評價(jià)，所以最佳效果為添加0.10%薄荷提取物。

2.2.2 薄荷提取物對泡菜發(fā)酵液亞硝酸鹽含量的影響

泡菜發(fā)酵液中亞硝酸鹽含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化見圖2。

圖2 泡菜發(fā)酵液中亞硝酸鹽含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化

由圖2可知，泡菜發(fā)酵液中亞硝酸鹽含量在第1天時(shí)，亞硝酸鹽含量大小為空白組＞0.10%薄荷提取物試驗(yàn)組＞0.10%維C試驗(yàn)組＞0.05%薄荷提取物試驗(yàn)組＞0.05%薄荷提取物試驗(yàn)組，泡菜發(fā)酵液中亞硝酸鹽含量從第1天開始后快速下降，下降到第5天，第5天后開始逐漸穩(wěn)定，第12天時(shí)達(dá)到最低值，約為11.02 μg/L。與泡菜中亞硝酸鹽含量相比，在泡菜發(fā)酵的過程中，亞硝酸鹽大都存在于泡菜，而泡菜發(fā)酵液中極少。

2.2.3 薄荷提取物對泡菜亞硝酸鹽平衡值及平衡時(shí)間的影響

泡菜亞硝酸鹽平衡值-時(shí)間關(guān)系圖見圖3。

圖3 泡菜亞硝酸鹽平衡值-時(shí)間關(guān)系圖

亞硝酸鹽平衡時(shí)間和平衡值具體為0.01%薄荷提取物9 d，1.457 mg/kg；0.05%薄荷提取物10 d，0.961 mg/kg；0.10%薄荷提取物10 d，0.797 6 mg/kg；空白對照組8 d，2.604 mg/kg；0.10%維C溶液10 d，1.041 1 mg/kg。泡菜亞硝酸鹽平衡時(shí)間沒有太大變化，但平衡值隨薄荷提取物濃度上升而下降，且只有0.01%薄荷提取物實(shí)驗(yàn)組亞硝酸鹽平衡值高于0.10%維C溶液對照組，其余均偏低。

2.3 薄荷提取物對泡菜發(fā)酵液pH值的影響

泡菜發(fā)酵液pH值隨發(fā)酵時(shí)間的變化見圖4。

圖4 泡菜發(fā)酵液pH值隨發(fā)酵時(shí)間的變化

對比試驗(yàn)組和空白組，可知第1天時(shí)，泡菜發(fā)酵液pH值快速上升，從第2天開始，泡菜發(fā)酵液pH值持續(xù)下降，最后降至3.4～3.8，且趨于平穩(wěn)?？瞻捉M泡菜發(fā)酵液pH值下降速率比試驗(yàn)組快?？瞻捉MpH值降至3.9需要8 d，而添加0.10%薄荷提取物后，降至同樣pH值則需要11 d，且薄荷提取物添加濃度與pH值下降程度呈負(fù)相關(guān)。分析原因可能是由于泡菜發(fā)酵液中非乳酸菌大量繁殖，消耗大量水溶性酸性物質(zhì)，泡菜發(fā)酵過程中產(chǎn)生酸性物質(zhì)，故泡菜發(fā)酵液pH值先上升后下降[26]。此外，薄荷提取物中多羥基結(jié)構(gòu)與泡菜發(fā)酵液氫離子作用也可能抑制泡菜發(fā)酵液pH值降低。

2.4 薄荷提取物對泡菜可滴定酸含量的影響

2.4.1 薄荷提取物對泡菜可滴定酸含量的影響

泡菜可滴定酸含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化見圖5。

圖5 泡菜可滴定酸含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化

泡菜發(fā)酵過程中可滴定酸含量在第2天降到最低，在第2～9天時(shí)先緩慢增加，第9天后急劇上升。第12天的可滴定酸含量，空白對照組為4.35 g/kg，0.10%薄荷提取物試驗(yàn)組為2.12 g/kg。試驗(yàn)組可滴定酸含量略低于0.10%維C溶液的對照組，明顯低于空白組，且薄荷提取物的添加量越大，可滴定酸含量越低。

2.4.2 薄荷提取物對泡菜發(fā)酵液可滴定酸含量的影響

泡菜發(fā)酵液可滴定酸含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化見圖6。

圖6 泡菜發(fā)酵液可滴定酸含量隨發(fā)酵時(shí)間的變化

對比試驗(yàn)組和空白組，可知泡菜發(fā)酵液的可滴定酸含量變化與泡菜相近。第12天的可滴定酸含量，空白組為7.08 g/kg，0.10%薄荷提取物試驗(yàn)組為4.86 g/kg，比空白組和0.10%維C溶液對照組低，表明薄荷提取物能抑制可滴定酸含量的增長。

3 結(jié)論

泡菜發(fā)酵過程中，薄荷提取物能抑制亞硝酸鹽含量的增長，降低亞硝酸鹽峰值；降低了泡菜pH值和泡菜（包含發(fā)酵液）可滴定酸含量下降速率，提高了泡菜的安全性。

由試驗(yàn)可知，薄荷提取物是一種良好的發(fā)酵蔬菜亞硝酸鹽抑制劑。添加薄荷提取物后，泡菜亞硝酸鹽含量降低，泡菜品質(zhì)更優(yōu)，為了避免泡菜發(fā)酵液失去本來顏色，泡菜失去本身滋味，薄荷提取物添加量應(yīng)小于0.15%。薄荷提取物添加量為0.10%時(shí)，泡菜品質(zhì)優(yōu)良，亞硝酸鹽含量也較普通發(fā)酵更低。研究為改進(jìn)泡菜工藝和提高泡菜品質(zhì)提供了重要參考，為薄荷提取物的開發(fā)與利用提供理論依據(jù)，并且引導(dǎo)人們正確食用泡菜，保障身體健康。