食鹽粒度及鈣含量對(duì)腌制芥菜自然發(fā)酵過(guò)程的影響

徐歡歡 ，戴臨雪 ，吳志康 ，唐雄 ，韓貴亮 ，岳元媛 *

1. 雪天鹽業(yè)集團(tuán)股份有限公司（長(zhǎng)沙 410015）；2. 湖南省輕工鹽業(yè)集團(tuán)技術(shù)中心有限公司（長(zhǎng)沙 410015）；3. 湖南省井礦鹽工程技術(shù)研究中心（長(zhǎng)沙 410015）

芥菜是十字花科蕓苔屬一年生草本植物，可以分為葉用芥菜、莖用芥菜和根用芥菜[1]。其中，葉用芥菜除鮮食外一般加工為腌制芥菜。芥菜腌制通常以新鮮大葉芥菜為主要原料，采用食鹽鹽漬后經(jīng)微生物發(fā)酵而成，具有特殊的鮮香味和辛辣味[2-3]，能促進(jìn)胃、腸消化，改善食欲[4]，深受消費(fèi)者喜愛(ài)。

食鹽在芥菜腌制過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，一定濃度的食鹽會(huì)使微生物細(xì)胞內(nèi)外滲透壓不平衡導(dǎo)致其脫水死亡，抑制有害微生物的生長(zhǎng)，同時(shí)使芥菜細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，芥菜組織內(nèi)部的可溶性物質(zhì)外滲帶走不良?xì)馕?，而發(fā)酵汁則透入芥菜細(xì)胞使其具有咸味和良好的風(fēng)味[5-6]。食鹽還會(huì)對(duì)腌制芥菜的質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生影響[7]，這與食鹽中含有的礦物元素離子如Ca2+、Mg2+等有關(guān)。綜合來(lái)說(shuō)，食鹽不僅影響發(fā)酵蔬菜中生化及微生物群落，而且決定著發(fā)酵蔬菜的最終質(zhì)量和風(fēng)味。目前，食鹽對(duì)腌制芥菜品質(zhì)的影響研究多集中在食鹽濃度對(duì)腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程的影響，缺乏食鹽自身特性對(duì)芥菜品質(zhì)的影響。此研究選取井礦鹽腌制芥菜，將井礦鹽細(xì)分粒度和不同鈣含量（天然含鈣，無(wú)外加鈣源），分別研究其對(duì)腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程中質(zhì)構(gòu)和感官評(píng)分的影響，以期為芥菜腌制行業(yè)選擇更合適的腌制鹽提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

腌制原料：大葉芥菜（市售）；精制鹽、天然鈣鹽（湖南省雪天鹽業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司，以下簡(jiǎn)稱(chēng)“雪天技術(shù)”）。

試劑：硝酸、硝酸銀、鉻酸鉀（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）；氬氣、氦氣（長(zhǎng)沙長(zhǎng)鋼氣體有限公司）等。

1.2 主要儀器與設(shè)備

TMS-Pro質(zhì)構(gòu)儀（美國(guó)Food Technology Corporation公司）；ES-E210B電子天平（天津市德安特傳感技術(shù)有限公司）；電感耦合等離子體質(zhì)譜儀[賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司]；孔徑0.15 mm（100目），0.50 mm（35目），0.85 mm（20目）和1.20 mm（16目）試驗(yàn)篩，均采自中國(guó)航空工業(yè)第五四零廠。

1.3 試驗(yàn)條件

1.3.1 不同粒度、鈣含量食鹽的制備

不同粒度食鹽的制備：將雪天技術(shù)提供的精制鹽（井礦鹽）放入振動(dòng)篩中，篩分為0.15～0.50，0.50～0.85和0.85～1.20 mm三個(gè)粒度范圍。

不同鈣含量食鹽的制備：通過(guò)鹵水凈化技術(shù)控制鹵水中的鈣含量，得到普通精制鹽、腌制鹽（Ca≥0.6g/kg）、天然含鈣食用鹽（Ca≥1.20 g/kg）、天然高鈣食用鹽（Ca≥2.40 g/kg），粒度范圍均為0.15～0.85 mm。

以上食鹽均進(jìn)行氯化鈉、鈣含量的測(cè)定。

1.3.2 芥菜腌制工藝

挑選大小適中，無(wú)腐爛、無(wú)病蟲(chóng)害的芥菜，將其清洗干凈后在通風(fēng)且陽(yáng)光充足的室外晾曬數(shù)日后（曬蔫、殺菌、去除一定的水分），去除其黃葉和老幫，裝入發(fā)酵壇中腌制發(fā)酵，每壇100 kg鮮菜，每種鹽腌制8壇，置于室內(nèi)自然發(fā)酵。食鹽添加量為12%，按照一層菜一層鹽的方式腌制，采用下少、中稍多、上多的方法加鹽。上部用鹽占總用鹽量的40%，中、下部各占25%，蓋面鹽10%。參考湖南華容芥菜基地大池室溫完全發(fā)酵工藝所用時(shí)間[8]，每隔10 d取樣進(jìn)行質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的檢測(cè)，并進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，共發(fā)酵60 d。

1.3.3 食鹽理化指標(biāo)測(cè)定

氯化鈉的測(cè)定：參考GB 5009.42——2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食鹽指標(biāo)的測(cè)定》[9]，采用硝酸銀滴定法進(jìn)行測(cè)定。

鈣的測(cè)定：參考GB/T 5009.92——2016《食品中鈣的測(cè)定》[10]，采用電感耦合等離子體質(zhì)譜法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.4 腌制芥菜質(zhì)構(gòu)測(cè)定

參考王馨蕊等[11]對(duì)新平腌菜質(zhì)構(gòu)的測(cè)試方法，取芥菜幫位置處3 cm×3 cm的塊狀樣品，將其置于質(zhì)構(gòu)儀平板上，采用直徑25 mm的圓柱形探頭進(jìn)行質(zhì)地多面分析（TPA）試驗(yàn)，分析其硬度、內(nèi)聚性、彈性、黏附性、咀嚼性等指標(biāo)。測(cè)試參數(shù)：測(cè)試速度60 mm/min，壓縮程度50%，起始力0.5 N，每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均值。

1.3.5 感官評(píng)價(jià)

選擇10名評(píng)分員對(duì)腌制過(guò)程中的芥菜進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，該測(cè)試在食品感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)完成。總分為100分，其中色澤20分、香氣20分、滋味30分、質(zhì)地30分。感官評(píng)價(jià)的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 腌制芥菜品質(zhì)評(píng)價(jià)表

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同食鹽指標(biāo)分析

不同食鹽的氯化鈉、鈣含量檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。井礦鹽因經(jīng)過(guò)鹵水凈化、真空制鹽工藝，其精制鹽中鈣含量很低（0.01 g/kg左右），氯化鈉含量較高，GB/T 5461——2016[12]中規(guī)定優(yōu)級(jí)精制鹽的氯化鈉含量≥99.10%，試驗(yàn)中使用的井礦鹽氯化鈉含量均高于99.10%。通過(guò)富集鹵水中的鈣制得的腌制鹽其鈣含量為0.64 g/kg，符合QB/T 5423——2019[13]對(duì)腌制鹽鈣含量的要求，天然含鈣食用鹽、天然高鈣食用鹽鈣含量分別為1.30和2.55 g/kg，滿足GB/T 28050——2011[14]對(duì)含鈣（Ca2+≥1.20 g/kg）、高鈣（Ca2+≥2.40 g/kg）聲稱(chēng)的要求。

表2 不同食鹽指標(biāo)分析結(jié)果

2.2 不同粒度食鹽對(duì)腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程中品質(zhì)的影響

2.2.1 不同粒度食鹽對(duì)腌制芥菜質(zhì)構(gòu)的影響

根據(jù)岳喜慶等[15]的研究結(jié)果，酸菜的硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性等指標(biāo)可以很好地體現(xiàn)酸菜的質(zhì)構(gòu)特性，其中硬度反映的是牙齒間壓迫酸菜所需的力，回復(fù)性和彈性反映了酸菜細(xì)胞間結(jié)合力的大小[16]，膠黏性反映了吞咽前破碎酸菜需要的能量，咀嚼性反映了咀嚼酸菜需要的能量，且硬度與彈性、膠黏性和咀嚼性呈顯著正相關(guān)。不同粒度食鹽腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程中質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的變化情況見(jiàn)表3。

表3 不同粒度食鹽腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程中質(zhì)構(gòu)的變化

由表3可以看出，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，腌制芥菜不斷失水，L1、L2、L3腌制芥菜的硬度、回復(fù)性、膠黏性、彈性和咀嚼性大致呈逐漸下降的趨勢(shì)，在50 d時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，這主要與發(fā)酵過(guò)程中細(xì)胞因滲透作用造成的脫水有關(guān)，且腌制過(guò)程中Na+置換除去了原果膠中起交連作用的Ca2+和Mg2+，再加上原果膠酶的作用生成水溶性果膠，隨著腌制時(shí)間延長(zhǎng)，水溶性果膠的含量不斷增加，從而導(dǎo)致腌菜的硬度、回復(fù)性、彈性等指標(biāo)下降[17]。發(fā)酵過(guò)程中L1腌制芥菜的硬度、彈性顯著低于L2和L3（P＜0.05），這就造成L1腌制芥菜的膠黏性和咀嚼性顯著低于L2和L3，這說(shuō)明隨著食鹽粒度的增加，腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性呈上升趨勢(shì)，發(fā)酵50 d時(shí)，與L1、L2相比L3腌制芥菜的硬度、彈性、膠粘性、咀嚼性最高，分別為170.30 N，1.67 mm，52.79 N和88.16 mJ，這可能是因?yàn)長(zhǎng)1的粒度最小，食鹽的溶解速度較L2和L3快，鹽液與細(xì)胞液的滲透作用較快，導(dǎo)致芥菜組織失水較快，硬度、彈性等指標(biāo)下降速度快。而L2和L3腌制芥菜在發(fā)酵后期硬度等指標(biāo)差異不顯著，這可能與微生物作用有關(guān)。

2.2.2 不同粒度食鹽對(duì)腌制芥菜感官評(píng)分的影響

此試驗(yàn)對(duì)同一發(fā)酵時(shí)間點(diǎn)（第50天，此時(shí)發(fā)酵已進(jìn)入穩(wěn)定期）的芥菜進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)分員根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同粒度食鹽腌制50 d的樣品進(jìn)行色澤、香氣、滋味和質(zhì)地的評(píng)分，評(píng)分結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 不同粒度食鹽腌制芥菜感官評(píng)分

由圖1可知，在發(fā)酵50 d時(shí)，L3腌制芥菜的顏色、滋味和質(zhì)地得分最高，總分90.38分，與L1有顯著差異（P＜0.05），L2腌制芥菜的滋味和質(zhì)地與L1有顯著差異（P＜0.05）。根據(jù)李彤等[18]的研究，發(fā)酵芥菜的風(fēng)味與乳酸菌的作用息息相關(guān)，乳酸菌通過(guò)代謝產(chǎn)生有機(jī)酸、氨基酸、游離糖和揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)等，最終形成芥菜的整體風(fēng)味。試驗(yàn)中發(fā)酵芥菜品種相同，食鹽添加量相同，粒度有所不同，對(duì)最終產(chǎn)品的香氣（揮發(fā)性風(fēng)味）沒(méi)有顯著影響，對(duì)顏色、滋味和質(zhì)地的影響較大，且粒度越大，溶解速率相對(duì)較慢，其發(fā)酵產(chǎn)品整體評(píng)分越高。

2.3 不同鈣含量食鹽對(duì)腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程中品質(zhì)的影響

2.3.1 不同鈣含量食鹽對(duì)腌制芥菜質(zhì)構(gòu)的影響

不同鈣含量食鹽腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程中質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的變化情況見(jiàn)表4。由表4可以看出，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，腌制芥菜不斷失水，C1、C2、C3、C4腌制芥菜的硬度、回復(fù)性、膠黏性、彈性和咀嚼性大致呈逐漸下降的趨勢(shì)，在50 d時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。發(fā)酵過(guò)程中C1、C2、C3、C4腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性有顯著差異（P＜0.05），隨著食鹽鈣含量的增加，腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性均呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，其中C4腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性得分最高，在50 d時(shí)分別為196.34 N，2.07 mm，60.86 N和125.98 mJ。這說(shuō)明Ca2+可提升腌制芥菜的硬度等指標(biāo)，主要是因?yàn)殡S著食鹽鈣含量的增加，發(fā)酵芥菜中鈣含量也隨之增加，Ca2+可與原果膠形成交連作用，從而起到增脆的效果。

表4 不同鈣含量食鹽腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程中質(zhì)構(gòu)的變化

2.3.2 不同鈣含量食鹽對(duì)腌制芥菜感官評(píng)價(jià)的影響

此試驗(yàn)對(duì)同一發(fā)酵時(shí)間點(diǎn)（第50天，此時(shí)發(fā)酵已進(jìn)入穩(wěn)定期）的芥菜進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，評(píng)分員根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)不同鈣含量食鹽腌制50 d的樣品進(jìn)行色澤、香氣、滋味和質(zhì)地的評(píng)分，評(píng)分結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖2 不同鈣含量食鹽腌制芥菜感官評(píng)分

由圖2可知，在發(fā)酵50 d時(shí)，C2、C3、C4腌制芥菜的顏色、香氣、滋味和質(zhì)地與C1（不含鈣，對(duì)照）有顯著性差異（P＜0.05），且C4的各項(xiàng)指標(biāo)得分最高，總分92.71分。試驗(yàn)中芥菜品種相同，食鹽添加總量相同，但根據(jù)實(shí)際氯化鈉的含量換算，C1～C4的氯化鈉含量逐漸降低，從而導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)程中微生物生長(zhǎng)狀況略有不同，再加上Ca2+與原果膠的作用，最終出現(xiàn)C4（天然高鈣，Ca2+含量2.55 g/kg）的整體評(píng)分最高。

3 結(jié)論

通過(guò)研究不同粒度和鈣含量食鹽腌制芥菜發(fā)酵過(guò)程中品質(zhì)的變化發(fā)現(xiàn)，不同粒度和鈣含量食鹽腌制芥菜均在發(fā)酵50 d時(shí)達(dá)到穩(wěn)定，且隨著食鹽粒度的增加，其硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性和感官評(píng)分增高，即當(dāng)粒度范圍在0.85～1.20 mm時(shí)，硬度最高170.30 N、感官評(píng)分最高90.38分。因此，井礦鹽生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的一些顆粒大的篩上物作為腌制鹽使用，可適當(dāng)增加腌制芥菜脆度。

隨著食鹽鈣含量的增加，腌制芥菜的硬度、彈性、膠黏性、咀嚼性和感官評(píng)分出現(xiàn)增加的趨勢(shì)，在鈣含量為2.55 g/kg（天然高鈣鹽標(biāo)準(zhǔn)）時(shí)腌制芥菜的硬度和感官評(píng)分最高，分別為196.34 N和92.71分。此研究中天然含鈣鹽因保留了鹵水中的鈣離子，腌制芥菜時(shí)硬度和感官評(píng)分最高，但因其工藝相較普通精制鹽來(lái)說(shuō)相對(duì)復(fù)雜，其直接作為腌制鹽的成本太高，下一步可繼續(xù)研究粒度范圍更大的且保留了鹵水中鈣、鎂等離子的日曬海鹽、湖鹽腌制芥菜對(duì)其發(fā)酵過(guò)程品質(zhì)的影響，為芥菜腌制鹽的選擇提供更完善的理論依據(jù)。