徐明義 羅素琴 陳俊宏 張靖 王洋 楊強(qiáng) 葉陽

摘要：為解決傳統(tǒng)宜賓芽菜原料在晾曬時受氣候影響大和成品風(fēng)味不突出等問題，試驗(yàn)用熱風(fēng)干燥替代自然晾曬，以亞硝酸鹽含量、還原糖含量、pH和色度為指標(biāo)，設(shè)置單因素試驗(yàn)，對不同長度的芽菜原料發(fā)酵時加入的糖類、接種菌種、糖濃度和鹽濃度進(jìn)行比較，再取最佳單因素條件進(jìn)行風(fēng)味物質(zhì)研究。結(jié)果表明，經(jīng)熱風(fēng)干燥后，芽菜最優(yōu)加工條件為長度20 cm，添加紅糖、1%植物乳桿菌、12%紅糖和10%食鹽，測得最終亞硝酸鹽含量、還原糖含量、pH和色度分別為（6.92±0.05） mg/kg、（3.42±0.04） g/100 g、4.39±0.001和39.68±0.23。整個發(fā)酵過程和結(jié)果的理化指標(biāo)均符合醬腌菜的標(biāo)準(zhǔn)；其風(fēng)味物質(zhì)檢測出37種，比傳統(tǒng)芽菜多17種，其中相對含量較高的是（-）-4-萜品醇、里那醇、α-松油醇、茴香腦。結(jié)果可為機(jī)械烘干芽菜原料的加工工藝提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：機(jī)械烘干；宜賓芽菜；接種發(fā)酵；還原糖含量；風(fēng)味物質(zhì)

中圖分類號：TS205.1? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1000-9973（2023）05-0136-07

Abstract： In order to solve the problems that traditional Yibin sprout raw materials are greatly affected by the climate during drying and the flavor of the finished product is not prominent， in this study， hot air drying is used to replace the natural drying， and the single factor test is designed with nitrite content， reducing sugar content， pH and chroma as the indexes. The sugar types， inoculation strains， sugar concentration and salt concentration added during the fermentation of different lengths of sprout raw materials are compared， and then the best single factor conditions are selected to study the flavor substances. The results show that after hot air drying， the optimal processing conditions of sprouts are the length of 20 cm， adding brown sugar， 1% Lactobacillus plantarum， 12% brown sugar and 10% salt. It is determined that the final nitrite content， reducing sugar content， pH and chroma are （6.92±0.05） mg/kg， （3.42±0.04） g/100 g， 4.39±0.001 and 39.68±0.23 respectively. The physical and chemical indexes of the whole fermentation process and results are all in line with the standards of pickled vegetables. Thirty-seven kinds of flavor substances are detected， seventeen kinds more than traditional sprouts， and the flavor substances with higher relative content are （-）-4-terpineol， linalool， α-terpineol and anethole. The results can provide a theoretical basis for the processing technology of mechanically drying sprout raw materials.

Key words： mechanical drying; Yibin sprouts; inoculation fermentation; reducing sugar content; flavor substances

收稿日期：2022-11-05

基金項(xiàng)目：宜賓市科技局2021年省級科技計劃轉(zhuǎn)移支付項(xiàng)目（2021ZYNY003）；川菜工業(yè)化四川省高等學(xué)校工程研究中心項(xiàng)目（GCZX22-28）

作者簡介：徐明義（1997—），男，碩士，研究方向：食品調(diào)味品。

*通信作者：葉陽（1982—），女，副教授，博士，研究方向：農(nóng)畜產(chǎn)品精深加工。

宜賓芽菜是四川“四大腌菜”之一，以“香、甜、脆、嫩、鮮”等獨(dú)特風(fēng)味聞名，是芽菜的嫩莖通過清洗、劃絲、晾曬、腌制、發(fā)酵等工藝制作而成的一種傳統(tǒng)蔬菜發(fā)酵產(chǎn)品[1]。芽菜原料的清洗、劃絲和晾曬通常由農(nóng)戶完成，其中晾曬能降低蔬菜中的水分，抑制有害微生物的生長[2]，但是晾曬不充分或時間不足會導(dǎo)致其水分含量過高，不僅會影響芽菜成品品質(zhì)[3]，而且會影響其發(fā)酵風(fēng)味[4]。農(nóng)戶還會在陰雨天時提前加入大量食鹽腌制芽菜原料，導(dǎo)致發(fā)酵后芽菜的風(fēng)味不足和成品鹽含量過高[5]。因此，芽菜原料的脫水方式急需改進(jìn)。

目前，常見的蔬菜機(jī)械干燥方式有微波干燥、太陽能干燥、熱風(fēng)干燥等，不同干燥方式對原料干燥品質(zhì)有不同的影響[6]。Xu等[7]通過機(jī)械干燥提高果蔬質(zhì)量，解決原料易腐敗、易受天氣影響和質(zhì)量不均等問題。Shi等[8]將微波干燥和熱風(fēng)干燥聯(lián)合使用，既縮短了烘干時間，改善了茶花的色澤和外觀，又引入了額外的花香。谷文榮[9]研究了熱風(fēng)干燥技術(shù)對泡菜產(chǎn)品品質(zhì)的影響，建立了熱風(fēng)干燥工藝的干燥模型。除干燥方式外，芽菜原料腌制時的鹽濃度和糖濃度也能極大地影響芽菜的感官和風(fēng)味[10-11]。芽菜原料腌制后通常采用自然發(fā)酵，但王蕾等[12]采取人工接種發(fā)酵，能顯著縮短發(fā)酵周期，提高芽菜產(chǎn)品的穩(wěn)定性。蔬菜發(fā)酵時乳酸菌是主要的微生物之一[13]，而植物乳桿菌為醬腌菜發(fā)酵中期和后期的主要優(yōu)勢菌屬[14]，張夢梅等[15]以人工接種植物乳桿菌和腸膜明串珠菌發(fā)酵白菜，結(jié)果表明，接種植物乳桿菌的白菜滋味更鮮美，感官品質(zhì)更好。Xiang等[16]研究了混合接種和純種接種對四川泡菜的影響，最終得出了混合接種的泡菜品質(zhì)優(yōu)于純種接種的泡菜品質(zhì)的結(jié)論。

當(dāng)前，對于熱風(fēng)干燥后芽菜發(fā)酵的研究較少。因此，本試驗(yàn)采用熱風(fēng)干燥芽菜原料，研究不同長度芽菜、發(fā)酵中加入的糖類、接種菌種、糖濃度和鹽濃度在發(fā)酵期間理化指標(biāo)的動態(tài)變化，并對每個單因素最佳加工條件下芽菜的風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行分析，本研究可為熱風(fēng)干燥芽菜原料的發(fā)酵工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

新鮮芽菜原料（二平樁）：由四川宜賓碎米芽菜有限公司提供；植物乳桿菌、混合菌粉（植物乳桿菌、嗜酸乳桿菌、乳雙歧桿菌、干酪乳桿菌、長雙歧桿菌）：市售，由江南大學(xué)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室研發(fā)；輔料：食鹽、白砂糖、紅糖、八角、花椒、山奈：均采購于宜賓市臨港區(qū)綠源超市。

1.1.2 儀器和設(shè)備

ZDJ-4A自動電位滴定儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司；GZX-9140MBE電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海博迅醫(yī)療生物儀器股份有限公司；RE-52CS-1旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠；UV-19001紫外可見分光光度計 日本島津儀器有限公司；6890N-5979B氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國安捷倫公司；SPME固相微萃取進(jìn)樣器 美國Supelco公司；YMX-958-430真空包裝機(jī) 泉州市億閩信貿(mào)易有限公司；UltraScan VIS臺式色差儀 美國HunterLab公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

擇菜→理菜→熱風(fēng)烘干→鹽腌→拌料→澆糖→接種→裝壇→密封→發(fā)酵→成品→檢驗(yàn)。

1.2.2 單因素試驗(yàn)

1.2.2.1 芽菜原料長度對比

將芽菜原料發(fā)酵時的長度設(shè)置為0.2，10，20 cm 3組，在60 ℃下的電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥10 h左右，加入12%食鹽和12%白糖液，拌入香料，進(jìn)行自然發(fā)酵。

1.2.2.2 紅糖和白糖對比

取20 cm長度的芽菜原料在電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥后等量分為2組，加入12%食鹽后，一組加入12%白糖液，另一組加入12%紅糖液，拌入香料，進(jìn)行自然發(fā)酵。

1.2.2.3 發(fā)酵方式對比

取3組等量20 cm長度的芽菜，在電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥后加入12%食鹽和12%紅糖液，拌入香料，一組進(jìn)行自然發(fā)酵，一組加入1%植物乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵，一組加入1%混合菌種進(jìn)行發(fā)酵。

1.2.2.4 植物乳桿菌發(fā)酵下紅糖添加量對比

取20 cm長度的芽菜等量分為4組，在電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥后分別加入12%食鹽后，設(shè)置紅糖液添加量依次為10%、12%、14%、16%，拌入香料，最后分別加入1%植物乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵。

1.2.2.5 植物乳桿菌發(fā)酵下食鹽添加量對比

取4組20 cm長度的芽菜，在電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥后加入食鹽，食鹽添加量依次為8%、10%、12%、14%，均加入紅糖液12%，拌入香料，加入1%植物乳桿菌進(jìn)行發(fā)酵。

1.2.3 裝壇發(fā)酵

將處理好的芽菜原料裝入壇中發(fā)酵，在發(fā)酵過程中每隔7 d取樣并測定芽菜發(fā)酵過程中的理化指標(biāo)。

1.2.4 芽菜中各種指標(biāo)的測定方法

色差的測定：參照王金美[17]的方法將芽菜取樣后進(jìn)行真空密封，采用UltraScan VIS臺式色差儀分別測定芽菜的L*值（亮度），重復(fù)測定3次，取平均值；pH的測定：依據(jù)GB 5009.237—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品pH值的測定》中的pH計法；還原糖的測定：依據(jù)GB 5009.7—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中還原糖的測定》中的直接滴定法（以葡萄糖計）；亞硝酸鹽的測定：依據(jù)GB 5009.33—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中的分光光度法[18]；揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的測定：參照楊建飛等[19]的頂空固相微萃取-氣質(zhì)聯(lián)用法（SPME-GC-MS）。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010和Origin 9進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同單因素下芽菜的理化指標(biāo)的變化

2.1.1 不同長度的芽菜的理化指標(biāo)的變化

由圖1可知，芽菜的亞硝酸鹽含量均呈先增加后減少的趨勢，3個不同長度的芽菜的亞硝酸鹽峰都在21 d，其中10 cm的芽菜亞硝酸鹽峰值最大，為10.35 mg/kg，遠(yuǎn)低于醬腌菜的國標(biāo)限量[20]，長度為10 cm和20 cm的芽菜的還原糖在整個過程中消耗量較大，各組pH值都有不同程度的下降，這是因?yàn)樵诎l(fā)酵初期乳酸生成量少，亞硝酸鹽大量生成；發(fā)酵后期，乳酸生成量變大，產(chǎn)生的酸性環(huán)境開始抑制亞硝酸鹽的生成[20]。長度為10 cm和20 cm的芽菜的L*值都隨腌制時間的延長而減小，最終L*值都在40左右，推測是發(fā)酵后期pH降低，色素溶出量提高，芽菜顏色加深[21]。長度為0.2 cm的芽菜的亞硝酸鹽含量、pH、還原糖含量基本處于一個穩(wěn)定波動的狀態(tài)，色差變化不明顯，說明其發(fā)酵較慢。還原糖是微生物發(fā)酵芽菜時的必需物質(zhì)，長度為20 cm的芽菜在發(fā)酵中后期消耗還原糖最多，說明其微生物發(fā)酵效果比長度為0.2 cm與10 cm的芽菜更好，其最終還原糖含量為2.56 g/100 g，最接近傳統(tǒng)芽菜中的2.66 g/100 g，所以20 cm的芽菜發(fā)酵效果最好。

2.1.2 不同糖類的芽菜的理化指標(biāo)的變化

由圖2可知，添加紅糖的芽菜和添加白糖的芽菜的亞硝酸鹽含量均先增后減，添加紅糖的芽菜的亞硝酸鹽峰值最大，為9.53 mg/kg，符合國標(biāo)限量。添加紅糖的芽菜的還原糖含量呈降低的趨勢，在21～28 d內(nèi)還原糖含量比添加白糖的芽菜下降趨勢略快。推測是由于紅糖中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)及生長因子，包括礦物質(zhì)、維生素等，這些物質(zhì)有利于乳酸菌的生長，使得紅糖消耗得更快[22]。添加紅糖的芽菜和添加白糖的芽菜的pH和色度差別不大，整個發(fā)酵過程中pH都在4.8上下波動，適合乳酸菌的生長，但添加紅糖的芽菜的L*低于添加白糖的芽菜，說明紅糖組顏色更深，顏色更加偏向金黃色，可能是紅糖本身含有焦糖，而白糖中沒有，乳酸菌生長消耗的糖類主要是低聚糖[23]，焦糖消耗較少，使得添加紅糖的芽菜呈金褐色。微生物發(fā)酵芽菜時離不開還原糖，添加紅糖的芽菜發(fā)酵時消耗的還原糖更多，說明其發(fā)酵效果比添加白糖的芽菜更好，最終結(jié)果為2.66 g/100 g，與自然發(fā)酵的芽菜的還原糖含量不相上下，所以添加紅糖的芽菜發(fā)酵效果最好。

2.1.3 不同發(fā)酵方式的芽菜的理化指標(biāo)的變化

由圖3可知，自然發(fā)酵的芽菜的亞硝酸鹽初始含量和最終含量都比接種發(fā)酵的芽菜的亞硝酸鹽含量低，接種發(fā)酵的芽菜中亞硝酸鹽在28 d降低速度更顯著，與楊穎等[24]的研究結(jié)果一致。自然發(fā)酵、接種植物乳桿菌、接種混合菌種的芽菜的最終亞硝酸鹽含量分別為6.26，6.87，6.51 mg/kg，在腌制菜亞硝酸鹽國標(biāo)限量范圍內(nèi)。自然發(fā)酵的芽菜中還原糖含量都先升后降，推測是由于前期芽菜中的纖維素、碳水化合物等水解產(chǎn)生還原糖占主導(dǎo)地位，后期微生物發(fā)酵消耗還原糖占主導(dǎo)地位[20]。接種植物乳桿菌的芽菜比接種混合菌種的芽菜的還原糖消耗得更多， 推測是前者比后者能將更多的蔗糖和多糖轉(zhuǎn)化為還原糖[25]。發(fā)酵前期各組pH波動平緩，發(fā)酵中后期接種發(fā)酵的兩組芽菜的pH值迅速下降且下降速度高于自然發(fā)酵組，可能是接種發(fā)酵與自然發(fā)酵相比，能提前到達(dá)發(fā)酵終點(diǎn)并縮短發(fā)酵周期[25]。接種植物乳桿菌的芽菜最終的色度L*最低，為42.63， 最接近金褐色。芽菜發(fā)酵時微生物要利用還原糖，發(fā)酵前期3組芽菜的還原糖含量變化不大；發(fā)酵中后期，接種植物乳桿菌和混合菌種的芽菜發(fā)酵效果較好，但是接種混合菌種的芽菜的最終還原糖含量為1.17 g/100 g，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)芽菜的最終還原糖含量，而接種植物乳桿菌的芽菜最終還原糖含量為2.55 g/100 g，與傳統(tǒng)芽菜的最終還原糖含量相近，所以接種植物乳桿菌的發(fā)酵效果最好。

2.1.4 不同紅糖添加量的芽菜的理化指標(biāo)的變化

由圖4可知，4組不同紅糖添加量的芽菜在發(fā)酵過程中亞硝酸鹽含量變化和峰值都差別不大，峰值在8 mg/kg左右，柳建華[26]的研究也發(fā)現(xiàn)糖濃度對于亞硝酸鹽峰值的影響不大；各組芽菜在發(fā)酵過程中還原糖含量在不同時期均出現(xiàn)了上升的趨勢，但最終都下降了，可能是乳酸菌中含有的轉(zhuǎn)化酶將蔗糖分解成葡萄糖和果糖，而后期葡萄糖作為能量來源被乳酸菌消耗[27]；添加了12%、14%和16%紅糖的芽菜的色度L*值最終都有所下降，說明隨著時間的延長，芽菜的顏色逐漸加深，4組不同紅糖添加量的芽菜中，添加12%和14%紅糖的芽菜最終色度最小，顏色最深；4組芽菜的pH值都處于穩(wěn)定下降狀態(tài)，但是添加14%紅糖的芽菜的pH值最先在7～14 d驟降后穩(wěn)定在4.0左右，而乳酸菌是泡菜發(fā)酵過程中的主要微生物[28]，低pH的環(huán)境不適宜乳酸菌發(fā)酵。添加12%紅糖的芽菜的最終還原糖含量為2.32 g/100 g，與傳統(tǒng)芽菜的還原糖含量2.66 g/100 g差別不大，所以最適合接種植物乳桿菌的芽菜進(jìn)行發(fā)酵的紅糖濃度是12%。

2.1.5 不同食鹽添加量的芽菜的理化指標(biāo)的變化

由圖5可知，當(dāng)食鹽濃度為14%時，亞硝酸鹽峰出現(xiàn)的時間提前到14 d；當(dāng)食鹽濃度為12%時，亞硝酸鹽峰出現(xiàn)的時間延長到28 d；其余試驗(yàn)組亞硝酸鹽峰出現(xiàn)的時間仍保持在21 d左右。各試驗(yàn)組中亞硝酸鹽的峰值保持在8～9 mg/kg范圍內(nèi)，遠(yuǎn)低于國標(biāo)限量；除添加8%食鹽的芽菜的還原糖含量峰值在7 d外，其余3組芽菜的還原糖含量峰值都在14 d，推測是因?yàn)樘砑?%以上食鹽的芽菜鹽濃度較高，產(chǎn)生較高的滲透壓，對乳酸菌的抑制效果較大，使其各組峰值延后[29]；4組芽菜的pH隨著發(fā)酵的進(jìn)行發(fā)生了不同程度的降低，添加8%食鹽的芽菜的pH值下降速度最快，而添加10%以上食鹽的芽菜的pH值下降速度緩慢，這是因?yàn)槿樗峋拇x率在高鹽濃度下降低[30]；4組芽菜在腌制過程中顏色變化不明顯，最終色度值最低的是添加14%食鹽的芽菜，色度為42.8。雖然添加8%食鹽的芽菜和10%食鹽的芽菜的還原糖含量和最終還原糖含量差別不大，與傳統(tǒng)芽菜接近，但是添加8%食鹽的芽菜在中后期pH值在4.0左右，不利于植物乳桿菌發(fā)酵，所以最適合接種植物乳桿菌的芽菜發(fā)酵的食鹽濃度是10%。

2.2 不同條件下芽菜揮發(fā)性風(fēng)味成分的比較

以還原糖含量變化為指標(biāo)，選出單因素最佳的芽菜進(jìn)行揮發(fā)性風(fēng)味成分的測定并與傳統(tǒng)宜賓芽菜對比，相對含量見表1。

由表1可知，在所有樣品中檢測出的共同物質(zhì)主要有（－）-4-萜品醇、棕櫚酸、茴香腦、棕櫚酸乙酯。樣品A中含有20種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要有（－）-4-萜品醇、茴香腦、棕櫚酸乙酯、棕櫚酸甲酯等，這些風(fēng)味物質(zhì)在市售傳統(tǒng)宜賓芽菜的揮發(fā)性香氣中發(fā)揮著主要作用[31]。樣品B中含有31種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，主要有（－）-4-萜品醇、里那醇、對甲氧基苯乙烯、氧化檸檬烯、肉桂酸乙酯等。樣品C中有31種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，相對含量較高的有（－）-4-萜品醇、α-松油醇、4-烯丙基苯甲醚、甲氧基肉桂酸乙酯等；樣品D中含有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)為29種，相對含量較高的有（－）-4-萜品醇、里那醇、茴香腦、十七碳烯酸甲酯等；樣品E中風(fēng)味物質(zhì)種類有27種，主要的風(fēng)味物質(zhì)包括（－）-4-萜品醇、里那醇、α-松油醇、茴香腦；樣品F中共有36種風(fēng)味物質(zhì)，其中相對含量較高的是（－）-4-萜品醇、里那醇、α-松油醇、茴香腦等。

比較樣品A～F可知，人工接種發(fā)酵的宜賓芽菜中風(fēng)味物質(zhì)種類高于傳統(tǒng)自然發(fā)酵，與陳卓等[32]的結(jié)論相同，Annalisa等[33]也研究證明接種植物乳桿菌發(fā)酵的果汁中總揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)含量大量增加。熱風(fēng)干燥條件下的樣品中檢測出的風(fēng)味物質(zhì)種類均高于傳統(tǒng)工藝下的宜賓芽菜樣品，其樣品與傳統(tǒng)宜賓芽菜相比，醇類、酸類、烯類物質(zhì)種類大量減少，酯類物質(zhì)種類大量增加，增加的十四酸乙酯、對甲氧基肉桂酸乙酯具有令人愉快的水果香氣，賦予了芽菜更豐富的酯類香味成分[34-35]。熱風(fēng)干燥后的芽菜發(fā)酵后的醚類物質(zhì)只檢測出4-烯丙基苯甲醚，其相對含量有較大提高，具有香草香氣，這一結(jié)果與王芮東等[36]的研究結(jié)果相似。同時在多個樣品中都檢測出了茴香腦且相對含量較高，與張靜等[31]的研究結(jié)果相似，茴香腦具有類似甜茴香的味道，是多種食用香精中的原料。樣品F中風(fēng)味物質(zhì)種類最豐富，醇類、酸類、烯類、酯類、醚類、烷類、酮類和醛類都包含在其中，其風(fēng)味物質(zhì)比傳統(tǒng)芽菜多16種，尤其是酯類，前者比后者多7種，且酯類相對含量達(dá)到15.88%，與夏季等[37]研究的泡菜中純種發(fā)酵的風(fēng)味物質(zhì)種類更豐富且相對含量較高的結(jié)果一致。

3 結(jié)論

經(jīng)熱風(fēng)干燥后，芽菜的最優(yōu)加工條件為長度20 cm，添加紅糖、1%植物乳桿菌、12%紅糖和10%食鹽，測得最終亞硝酸鹽含量、還原糖含量、pH和色度分別為（6.92±0.05） mg/kg、（3.42±0.04） g/100 g、4.39±0.001和39.68±0.23，風(fēng)味物質(zhì)檢測出36種，其中相對含量較高的是（-）-4-萜品醇、里那醇、α-松油醇、茴香腦。

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