嚴贊開+陳澤玲

摘要：潮汕咸菜集鮮、脆、香、辣、咸為一身，其風味獨特，堪稱潮汕飲食文化中的一寶，倍受海內(nèi)外潮汕人的青睞。在潮汕咸菜的制作中，涉及到許多學(xué)生已知或未知的化合物、化學(xué)反應(yīng)，以及諸多有趣的生化現(xiàn)象，是一個潛在的化學(xué)教育資源。將這一文化資源開發(fā)成為校本化學(xué)課程，容易在教學(xué)中產(chǎn)生師生共嗚，有利于拓展學(xué)生的科學(xué)視野，激發(fā)對化學(xué)學(xué)習的熱情，培養(yǎng)良好的科學(xué)思維習慣，以及求真務(wù)實、勇于探索的科學(xué)精神。同時，通過課程實踐有利于培養(yǎng)學(xué)生了解家鄉(xiāng)、認同家鄉(xiāng)、熱愛家鄉(xiāng)的情懷，提升人生觀、價值觀。

關(guān)鍵詞：潮汕咸菜；課程資源；化學(xué)教學(xué)

文章編號：1005–6629（2017）2–0093–04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

咸菜屬發(fā)酵蔬菜，是目前我國蔬菜加工產(chǎn)品中產(chǎn)量最多的一種。就發(fā)酵蔬菜的制作而言，在我國已有約3000年的歷史，其主要原料一般為白菜、蘿卜、黃瓜、甜椒等常見的新鮮蔬菜，添加食鹽、水和調(diào)味料，利用蔬菜自身附著的或人工添加的乳酸菌，在厭氧環(huán)境下經(jīng)發(fā)酵而成[1]。

在我國許多地方的語境里，咸菜是個統(tǒng)稱，泛指各色各樣腌制起來的咸菜，如咸蘿卜、腌醬菜、榨菜等等。但在潮汕地區(qū)，咸菜獨指腌大芥菜，而其他種類的咸菜直稱其名，如菜脯（蘿卜干）、咸蒜頭、甜酸蕎頭等等。單個品種能霸占一個品類的統(tǒng)稱，可見在潮汕地區(qū)，腌大芥菜（即咸菜）有著唯我獨尊的地位。

潮汕人對大芥菜的偏好源自其特別的地理環(huán)境。潮汕屬亞熱帶海洋性季風氣候，夏長冬短，日照充足，大氣燥熱。因此，潮汕人飲食講究鮮淡，尤其在夏天專飲各種草藥烳涼水以除瘴氣，蔬菜也多吃清苦之物。其中潮汕特產(chǎn)的包心芥菜[又名大芥菜；學(xué)名：Brassica juncea（L.） Czerniak.]營養(yǎng)豐富，并具有抗癌、清熱、利尿、養(yǎng)胃、解毒、降壓、降脂等功能，深受當?shù)孛癖姷南矏邸Ｓ捎诔鄙前慕娌宋犊嗲依?，鮮吃難以下咽。于是當?shù)氐某鄙青l(xiāng)民采用大芥菜為原材料，運用傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝，將其制作成為一種具有潮汕獨特風味的調(diào)味佳品“咸菜”。在潮汕地區(qū)素有“飯中魚肉不如一口咸菜”的說法，可見咸菜在潮汕人心目中是何等重要。

潮汕咸菜素以金黃晶瑩、酸甜酥脆、香醇爽口、風味獨特而令人饞涎欲滴，成為潮汕飲食文化中的一寶，飲譽海內(nèi)外市場，廣受海內(nèi)外潮汕人的青睞[2～4]。本文從潮汕飲食文化之一“咸菜”入手，運用化學(xué)的知識與原理，來剖析潮汕咸菜中蘊涵的化學(xué)奧秘，為建設(shè)校本化學(xué)課程資源積累素材，服務(wù)于化學(xué)教育。

1 咸菜的咸味

在制作咸菜時食鹽是不可缺少的輔料，也是咸菜產(chǎn)生咸味的物質(zhì)基礎(chǔ)。食鹽在咸菜加工中所起的主要功用為：（1）脫水作用。高濃度的食鹽溶液具有很高的滲透壓，能迫使菜體組織細胞內(nèi)的水分及可溶性固形物反滲透出來，使菜體脫水、組織致密。同時，菜體外的食鹽滲透進入菜體細胞內(nèi)，直至菜體內(nèi)外滲透平衡。在咸菜的傳統(tǒng)加工工藝中，食鹽的用量一般為6%～8%。（2）防腐作用。高濃度食鹽水可有效地抑制有害微生物的繁殖。食鹽本身不是防腐劑，只是高濃度的食鹽可造成蔬菜細胞脫水，導(dǎo)致原生質(zhì)和細胞壁脫離，細胞的生理代謝活動受到抑制，直至細胞停止生長或死亡，達到防腐的目的。（3）增進咸菜的風味形成。由于食鹽滲入菜內(nèi)形成一個高鹽環(huán)境，在這種高鹽、缺氧的狀態(tài)下菜內(nèi)營養(yǎng)物經(jīng)乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、乙醇和醋酸等，形成了咸菜的酸香味。

人類的咸味感是在進化中發(fā)展得最早的化學(xué)感官之一。人對鹽和對水一樣，均有普遍性的喜愛，這說明人還保留了在生理上調(diào)節(jié)鹽和水需求的本能。咸味是中性鹽顯示的味，是食品中不可或缺的、最基本的味。它是由鹽類離解出的正、負離子共同作用的結(jié)果，如食鹽中的陽離子Na+產(chǎn)生咸味，而陰離子Cl-抑制咸味，并能產(chǎn)生副味。

食品科學(xué)研究表明：無機鹽類的咸味（或苦味）與組成鹽的陰、陽離子的離子直徑之和有關(guān)。在直徑之和小于0.65nm時，鹽呈現(xiàn)咸味；而超出此值時則呈現(xiàn)苦味。例如：NaCl的離子直徑之和為0.556nm，顯示出純咸味；而MgCl2的離子直徑之和為0.85nm，則苦味明顯。

在食品調(diào)味料中食鹽專用于產(chǎn)生咸味，其閾值為0.2%；在液態(tài)食品中的最適濃度為0.8%～ 1.2%。由于咸菜含鹽量較高，長期食用會引起心腦血管疾病和骨質(zhì)疏松，許多養(yǎng)生專家都提醒我們要培養(yǎng)飲食清淡、低鹽的習慣。就咸菜加工而言，制作低鹽化咸菜已成為食品科學(xué)的研究熱點之一。同時，食用鹽也已向低鈉化發(fā)展，作為食鹽替代物的化合物主要有KCl，如用20%的KCl與80%的NaCl混配而成的鹽就是目前市售的低鈉鹽[5]。

2 咸菜的酸味

在芥菜腌制高鹽環(huán)境下，許多細菌、霉菌等微生物的生長均受到抑制。由于乳酸菌在鹽度高達10%～18%的環(huán)境中仍能生長，具有明顯的競爭優(yōu)勢。芥菜的營養(yǎng)成分經(jīng)乳酸發(fā)酵能產(chǎn)生大量乳酸，并伴隨產(chǎn)生少量的乙醇和醋酸，這些產(chǎn)物又是良好的抑菌劑，能抑制大多數(shù)腐敗菌的繁殖，確保咸菜具有微酸、鮮甜、醇香可口的獨特風味。

根據(jù)史料記載，人類利用乳酸發(fā)酵技術(shù)由來已久，且乳酸發(fā)酵食品早已被消費者所接受，在歐美、日本及東南亞等地區(qū)乳酸飲料相當盛行。乳酸發(fā)酵食品具有諸多方面的優(yōu)勢：（1）口感好。酸味源于乳酸；（2）營養(yǎng)價值高。乳酸發(fā)酵過程中可以產(chǎn)生多種維生素，如VB、VC、VD、煙酸和葉酸，以及人體所必需的氨基酸等；（3）具有抗菌和保健作用。乳酸及乳酸菌素對人的腸道有害菌有抑殺作用；（4）可提高鈣、磷、鐵的利用率，促進鐵和VD的吸收；（5）具有特殊的風味和更長的保質(zhì)期。在美國，乳酸已完全代替了檸檬酸和磷酸，并作為食品的酸味劑和抑菌劑。乳酸發(fā)酵產(chǎn)品酸甜可口，且具有乳酸發(fā)酵的特殊香氣[6]。

3 咸菜的苦與辣味

新鮮的芥菜有輕微的辣味和較重的苦味，吃起來難以下咽。經(jīng)腌制過后，則其苦味基本消失，轉(zhuǎn)化成為一種具有酸甜酥脆、香醇爽口的且含膽固醇低和膳食纖維高的美食。主導(dǎo)這場神奇變化的是發(fā)酵過程中的一系列生物化學(xué)反應(yīng)。

在鮮芥菜中辛辣味源自其含有的芥子油（異硫氰酸酯類化合物ITCs，主要組分為異硫代氰酸丙烯酯AITC），而苦味則是其含有的黑芥子苷（即黑芥子硫代葡萄苷）。芥菜在腌制加工過程中，芥菜中的黑芥子酶能催化黑芥子苷水解成為葡萄糖和不穩(wěn)定的中間物硫代氰酸鹽，此配基（硫代氰酸鹽）易重排形成異硫代氰酸酯（ITCs）。因此，黑芥子苷發(fā)酵的最終產(chǎn)物為具有辛辣味和香氣的異硫代氰酸酯（ITCs）、葡萄糖（Glu）及硫酸氫鉀等[7]。黑芥子苷水解后，苦味逐漸消失，出現(xiàn)了香、辣味，品質(zhì)有明顯改進。

當咸菜存放時間較長時，水解的主要產(chǎn)物異硫代氰酸丙烯酯（AITC）還會進一步水解，生成二烯丙基二硫化合物（大蒜素，DADS）。二烯丙基二硫化合物是大蒜精油的主要成分，這就是咸菜放久了會由芥辣味變?yōu)樗馕兜脑騕8]。

異硫代氰酸丙烯酯（AITC）是具有高度生物活性的化合物，廣泛存在于芥末油、辣根、芥菜中。研究表明其具有殺菌、抑制血小板聚集、抗癌活性等作用，可以起到預(yù)防前列腺癌、胃腸道癌、肺癌的功效。另外，異硫代氰酸丙烯酯以其較強的殺菌能力，在農(nóng)業(yè)上可替代溴甲烷作為土壤綠色環(huán)保消毒劑使用。因此，異硫氰酸烯丙酯在食品添加劑、食品抑菌防腐、醫(yī)療抗癌，以及土壤消毒等方面均具有廣泛的應(yīng)用前景[9]。

4 咸菜的鮮與香味

芥菜在腌制過程中，微生物的發(fā)酵作用和蛋白質(zhì)的水解作用，以及其他的生物化學(xué)變化，共同產(chǎn)生出一種特殊鮮味和香味來。

咸菜的鮮味主要是由蛋白質(zhì)水解產(chǎn)生的谷氨酸，谷氨酸對腌制品有助鮮作用。在新鮮的芥菜中，均含有一定量的蛋白質(zhì)和氨基酸，蛋白質(zhì)也是芥菜理化品質(zhì)的重要內(nèi)容之一，其含量的高低是評價芥菜品種、品質(zhì)優(yōu)劣的一項重要指標?？茖W(xué)研究表明：在葉芥菜中富含有17種氨基酸，其中被稱為鮮味氨基酸的谷氨酸含量最高，占氨基酸總量的27.1%，這是構(gòu)成芥菜鮮味的物質(zhì)基礎(chǔ)[10]。而且發(fā)酵芥菜的風味與氨基酸密切有關(guān)，其中酸性氨基酸的比例決定了成品菜的風味，比例越高，鮮味越好。

咸菜的香氣成分主要是由微生物作用于蛋白質(zhì)、糖類、脂肪及其他物質(zhì)發(fā)生生化反應(yīng)產(chǎn)生的異硫代氰酸酯、醇、醛、酮、酯類等一系列化合物[11]。其中異硫代氰酸酯為芥菜的獨特風味物質(zhì)之一，是芥菜揮發(fā)油香味的主體。余下含量較高的是發(fā)酵產(chǎn)生的醇類，醇類本身具有香味，而且還會與咸菜中的酸進行酯化反應(yīng)，進一步產(chǎn)生多種酯類香味化合物，使咸菜香味更加豐富。

5 咸菜的脆性

在食品化學(xué)中粗纖維是影響泡菜脆度的重要評價指標，適宜的粗纖維含量可使咸菜保脆性較好，口感脆爽。如果咸菜含纖維素和半纖維素少，則口感脆嫩，且不耐貯藏、易腐。新鮮的芥菜中纖維素的含量約為0.3%～2.8%，與白蘿卜的含量相當，較適合制作咸菜。纖維素和半纖維素雖然不能被人體消化，但有促進腸蠕動、預(yù)防高血糖和高血脂，利于減肥，還可防治便秘等作用。

6 咸菜中的有害成分

蔬菜腌制過程中，由于硝酸還原酶及微生物的作用，可使硝酸鹽還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽可引起青紫缺氧癥狀，還可與人體中的仲胺反應(yīng)，形成亞硝胺。亞硝胺是一種強致癌物，也是最重要的化學(xué)致癌物之一。由于亞硝酸鹽作為亞硝胺的前體，人們心里普遍存在談亞硝酸鹽色變之患，對食用咸菜抱有戒心。

其實亞硝酸鹽廣泛存在于自然環(huán)境中，尤其是在食物中，它每天都會隨著糧食、蔬菜、魚肉、蛋奶等進入人體。例如：蔬菜中亞硝酸鹽的平均含量大約為4mg/kg，肉類約是3mg/kg，蛋類約為5mg/kg，咸菜里的平均含量也在7mg/kg以上。食入了亞硝酸鹽并不等于一定會致病，根據(jù)國家標準GB2714-2003《醬腌菜衛(wèi)生標準》要求，亞硝酸鹽殘留量（以亞硝酸鈉計）不得超過20mg/kg [12]。因此在通常情況下，我們吃各種蔬菜不存在亞硝鹽超標的不安全問題。

由于蔬菜發(fā)酵過程中，亞硝鹽含量會升高，咸菜中的亞硝酸鹽含量往往會比鮮蔬菜的高。那吃咸菜是否安全？蔡真珍[13]等探討了咸菜制作中亞硝酸鹽含量的日變化規(guī)律，實驗結(jié)果表明：蔬菜在腌制后，其亞硝酸鹽含量均呈現(xiàn)出先升后降的趨勢；一般家庭在腌制咸菜時，待腌制8天后亞硝酸鹽就降到了較低的水平，即可食用。另外，在制作咸菜時可以添加一些富含VC、VE、VA的食材，以及大蒜、鮮辣椒等，這些物質(zhì)富含具有還原性（或稱抗氧化性）的有機化合物，可以有效地抑制亞硝胺的合成[14]。總之，掌握好咸菜腌制工藝，保證良好的衛(wèi)生條件，咸菜中的亞硝酸鹽含量是完全可以控制在安全的指標范圍內(nèi)，確保食用安全。

7 小結(jié)

本文從潮汕咸菜的風味特色出發(fā)，抓住其咸、酸、苦辣、鮮香、脆等幾個主要特色，由表及里地挖掘這些性質(zhì)的內(nèi)在化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)，并運用生物及化學(xué)原理解釋物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律和生理作用。文中展示了許多常見的化合物（如氯化鈉、亞硝酸鹽、谷氨酸、乳酸等），通過生物化學(xué)的角度去介紹其生物化學(xué)活性，給學(xué)生一個新的學(xué)習視角，擴寬了學(xué)生的科學(xué)視野。同時還介紹了許多他們不太熟悉的化合物（如黑芥子苷、異硫代氰酸丙烯酯、亞硝胺等），讓學(xué)生了解咸菜的苦與辣的根源以及有益與有害物質(zhì)（抑制與誘發(fā)癌癥的化合物），教育他們學(xué)會運用科學(xué)知識來指導(dǎo)生活、珍愛生命。另外，運用乳酸發(fā)酵原理和黑芥菜苷水解原理，來揭示潮汕的先輩們運用發(fā)酵技術(shù)，不僅能保存食物，而且還能創(chuàng)造奇跡。在潮汕地區(qū)除發(fā)酵制作咸菜外，還有許多類似的例子，創(chuàng)造了一系列人類的文明。如由橘子皮制作九制陳皮、由佛手制作老香黃、由青梅制作話梅、由茶葉制作鳳凰單叢等，大有化腐朽為神奇之功，將原本難吃、或不能吃的東西轉(zhuǎn)化為美味佳肴。通過本課程的學(xué)習，能充分激勵學(xué)生求真務(wù)實、發(fā)奮圖強的科學(xué)精神。遺憾的是由于此文篇幅所限，文中所涉及的諸多內(nèi)容，如氨基酸以及香氣組分等未能詳盡介紹，這在實際教學(xué)中可以通過圖表來彌補，使內(nèi)容更加飽滿、充實。

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