翟竟媛，卞筱嘉，唐 寧，榮紅衛(wèi)，程永強,*

（1.中國農業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，植物源功能食品北京市重點實驗室，北京 100083；2.中順農業(yè)科技有限公司，北京 100043）

剁辣椒簡稱剁椒，又名壇子辣椒、剁辣子，是將新鮮辣椒去蒂、洗凈晾干、剁碎后高鹽腌制發(fā)酵制得的一種風味發(fā)酵調味品[1]。在保留鮮食辣椒色、形、脆以及豐富的維生素C等營養(yǎng)物質的情況下，剁椒又被賦予了鮮、香、酸等馥郁豐富的發(fā)酵風味，是我國古代勞動人民在辣椒鮮食上做出的一種延伸[2]，現被廣泛應用于麻辣燙、麻辣香鍋、火鍋、干鍋等多種底料的炒制中，亦可直接用于主食的佐食，以湖南、貴州、四川等地為主要產區(qū)和消費區(qū)。研究表明，剁辣椒在降低血脂水平，減少脂肪堆積的功能上優(yōu)于新鮮辣椒[3]。

作為辣椒最主要的加工產品之一，剁椒規(guī)范化程度低，尚無較為完善的獨立行業(yè)標準或法律規(guī)范。受季節(jié)因素和產銷分離現狀的影響，目前剁椒的主流加工方式是先將鮮辣椒在產地用約20%的食鹽制胚密封儲存、自然發(fā)酵，再根據銷售需要運到工廠水浸脫鹽，二次發(fā)酵或不發(fā)酵后調味、包裝、滅菌得到最終產品[4]。脫鹽環(huán)節(jié)不但產生大量污水，剁椒中的部分營養(yǎng)物質也會被脫去，使得風味、色澤、脆度等品質受損。脫鹽后剁椒終產品含鹽量主要在8%～15%之間，大部分仍存在咸味重、鈉含量高的問題。根據2022 年《中國居民膳食指南》，成年人每天攝入食鹽不超過5 g，即對于大部分現有剁椒產品，即使不攝入其他任何含鹽食品，50 g的食用量就會導致當日食鹽攝入量超標[5]。

近年來，低鹽醬菜、低鹽發(fā)酵蔬菜已經成為風味食品行業(yè)的一種發(fā)展趨勢。泡菜[6]、榨菜[7]等品類的低鹽加工技術已有應用。其中，以不盲目添加防腐劑為高鹽代償的低鹽技術為清潔低鹽加工技術[8]。通常，食鹽含量低于8%的為低鹽剁椒，8%～15%的為中鹽剁椒，超過15%的為高鹽剁椒。剁椒的低鹽加工技術不僅可以避免脫鹽污水的環(huán)保和能耗問題以及產品品質的受損，還有利于減少居民鈉鹽攝入，其技術研究和應用對現代化高品質剁椒生產至關重要。

1 剁椒加工現狀及產品特點

1.1 添加食鹽對剁椒品質的影響

鹽漬發(fā)酵是古代勞動人民保存食物的重要手段之一，高鹽的加入通過增大滲透壓使腐敗微生物和辣椒細胞脫水形變，改變酶活性，使代謝受阻，從而保持新鮮辣椒原有的營養(yǎng)成分，并抑制了腐敗菌的生長繁殖。陳夢娟等[4]發(fā)現鹽漬后辣椒乳酸菌數量較原料顯著降低。脆度和色澤是剁椒產品的重要品質。通過抑制產果膠酶微生物生長可降低辣椒中果膠的分解程度，有利于保持剁椒爽脆的口感[9]。加入食鹽還可降低氧氣溶解量，從而抑制需氧微生物的繁殖和剁椒的氧化褐變程度，達到防腐護色的目的。

與泡菜相似，剁椒傳統自然發(fā)酵以乳酸菌厭氧發(fā)酵為主。Ye 等[2]發(fā)現，在細菌水平上，辣椒工業(yè)發(fā)酵過程中乳酸菌屬豐度在發(fā)酵的第2 周開始從0 增加到59.43%，然后在28 d后占據完全優(yōu)勢（＞99.0%）且趨于穩(wěn)定。乳酸菌相較其他菌種而言對NaCl的耐受性較高，這有利于促成乳酸菌等有益菌快速成為優(yōu)勢菌群。乳酸菌發(fā)酵可快速產生大量乳酸，形成高酸環(huán)境，抑制腐敗微生物生長[10]。有些乳酸菌還可產生抑菌因子，抑制其他腐敗菌繁殖[11-14]。

由此可以看出，高鹽主要保證了發(fā)酵早期的產品防腐，同時對脆度和色澤等重要產品品質有一定的維護作用。低鹽技術的開發(fā)重點是對高鹽的防腐、保質能力進行代償。

1.2 市售剁椒產品情況調查

由表1 可見，通過對40 種市售剁辣椒產品的調研發(fā)現，剁椒終產品的NaCl 含量普遍在8%～15%。雖不排除有過度添加的情況，但此NaCl含量下，為了保證產品的保質期和穩(wěn)定性，37 種產品中還添加了山梨酸鉀、苯甲酸鈉、脫氫乙酸鈉、焦亞硫酸鈉中的一種或多種防腐劑，剩余3種均添加了有抑菌效果的白酒作為輔料。由此也可以看出，高鹽添加最重要的作用是防腐。同時，有36 種剁椒產品添加了鮮味劑、酸味劑、甜味劑中的一種或多種進行調味，這很有可能是因為經過了脫鹽處理，需要額外調味對剁椒風味進行補充。此外，這40 種市售剁辣椒產品多存在標簽不夠清潔的問題，不符合食品行業(yè)未來發(fā)展的趨勢。

表1 40種市售剁椒的產地、食鹽含量及配料情況Table 1 Origin,salt content,and ingredients of 40 commercially available chopped peppers

2 低鹽加工技術與應用

2.1 鈉鹽替代物

根據NaCl 防腐原理，可增大發(fā)酵液滲透壓的無鈉食品原料或食品添加劑均可在限定添加量內替代或部分替代鈉鹽。氯鹽、乳酸鹽、鈣鎂鹽[15]、鉀鹽、糖、糖醇[16]、乙醇[17]部分替代NaCl 應用于發(fā)酵蔬菜、發(fā)酵乳制品或發(fā)酵肉制品中的技術均有一定的研究，對產品品質也有不同程度的影響[18]。

KCl 被譽為最安全的NaCl 替代鹽[19]。Bernabe-Ortiz 等[20]通過對2 376 名志愿者進行對比調查發(fā)現，與食用100% 普通食鹽的對照組相比，食用有25%KCl 替代的食鹽可以使高血壓發(fā)生風險降低51%，且研究期間未報告任何不良反應。KCl 味咸，作為替代鹽減鈉不減咸。在防腐效果上，KCl具有與NaCl 相似的抗菌作用[21]。缺點是高溫后會產生苦味和金屬味，使添加量受到限制。對于部分食品，賴氨基酸或有機酸可壓制其劣味，但剁椒中KCl劣味的掩蓋或去除仍需繼續(xù)研究。其他常用氯鹽還有氯化鈣和氯化鎂，兩者均有較重的苦味和金屬味，不可做大比例替代。常用約0.1%的氯化鈣作為保脆劑添加[22]。乳酸鉀[23]、抗壞血酸鈣[24]等也可做為NaCl替代鹽，但研究應用均少于KCl。

糖可以增大滲透壓，但在發(fā)酵食品中加入的糖容易被微生物利用消耗。相比而言，糖醇不可被微生物利用，是替代NaCl 增大滲透壓的良好選擇。孫靜等[16]從麥芽糖醇、甘露糖醇、木糖醇和山梨糖醇中篩選出較理想的食鹽替代物用于腌制咸蛋：添加1%山梨糖醇、4%木糖醇或0.5%麥芽糖醇均有較好的降鹽保質作用，添加8%以內的甘露糖醇無法抑制咸蛋霉變，不適宜替代咸蛋用鹽。但由于較為明顯的甜味不符合剁椒的滋味特征，故糖醇的替代潛力有限。

乙醇與氯化鈉的滲透作用相當，還可提高剁椒發(fā)酵風味。但辣椒素易溶于乙醇等有機溶劑，可能造成剁椒脫色，應合理控制添加量，一般少量添加做補充減鹽之用[17，25]。

2.2 防腐原料

2.2.1 防腐劑

添加化學防腐劑是目前產品降鹽后主要的防腐手段。剁辣椒沒有自己獨有的食品安全國家標準可遵循，其分類歸屬也不清晰，實際生產中，企業(yè)多遵循醬腌菜的食品安全國家標準GB 2714—2015[26]，所以山梨酸鉀、苯甲酸鈉、脫氫乙酸鈉、焦亞硫酸鈉為現有市售剁椒的常用防腐劑。除此之外，乙二胺四乙酸二鈉[27]作為剁椒防腐劑也有研究。生物防腐也是低鹽加工技術的有效手段。

2.2.2 調味食材

依照部分消費者口味，有些剁椒產品會在制作過程中加入姜、蒜等調味輔料，不僅增加了特有風味，其中的姜黃素、大蒜素等功能成分還有抑菌防腐和抗氧化之功效[28-29]。但姜、蒜等輔料不具備標準化特征，直接添加的抑菌效果不易量化，一般作為補充減鹽手段。

2.2.3 藥食同源食品原料

中醫(yī)藥是中華民族幾千年來實踐總結得到的瑰寶，對中華民族幾千年來的繁育和文明有著深遠貢獻，其中藥食同源食品原料既有藥理作用，又可做食品日常食用。在“健康中國”國家戰(zhàn)略大背景下，其研究和應用迎來了蓬勃發(fā)展。金銀花、黃芪、大青葉[30]、甘草[31]等均被證明有抑菌作用，作為輔料添加入剁椒中是一種十分可行的研究思路。但中藥的成分復雜，有效物質尚未得到充分研究，其提取和添加仍具有難度。且整株添加需要考慮味道的適配性等問題?？傮w而言，可標準化的藥食同源食品原料或其提取物的引入是剁椒低鹽加工中有極大潛力的技術研究方向。

與藥食同源食品原料相似，一些抑菌作用良好的可食用植物精油也可補充減鹽后的抑菌功能[32]。方猛等[33]將迷迭香精油應用于低鹽豆瓣醬的加工中，除具有一定的抗氧化和抑菌活性外，還可補充調和減鹽后產品的滋味。

2.2.4 有機酸

酸性環(huán)境不利于腐敗菌繁殖。直接添加乳酸等有機酸既有利于減少發(fā)酵初期腐敗菌的數量，降低產品腐敗風險，又可以延緩低鹽發(fā)酵蔬菜脆度的下降，保證低鹽產品品質[34]。據研究在醬腌菜的生產中，1%食鹽與0.13%醋酸的防腐效果相當[17]。但在增酸減鹽時應保證產品感官品質在適宜范圍內。

2.3 原料選擇與處理

剁椒發(fā)酵初期，辣椒細胞仍有呼吸作用，直至其被高鹽逐漸滲透殺死，這個過程會消耗營養(yǎng)物質，降低產品脆度。不同發(fā)酵溫度、不同食鹽添加量的剁椒發(fā)酵初期，線椒的呼吸強度弱于朝天椒，更適應低鹽加工[35]。適當成熟度的新鮮辣椒營養(yǎng)物質豐富、硬度高，有利于剁椒風味形成和脆度保持[36]。辣椒采摘后立即預冷處理降低田間熱或初期低溫發(fā)酵也有利于降低呼吸強度。

加工過程中，采用二氧化氯[37]、臭氧、電解水、高壓二氧化碳、漂燙、紫外線、脈沖光、電離輻射、高靜水壓力、冷等離子體和高強度超聲波等[38]對原料預處理或在分段式發(fā)酵過程中減菌處理，可以降低產品腐敗風險，減緩脆度、色澤等產品品質的劣變速度[39]。

剁椒有絞碎成片和切碎成段兩種處理方式，碎度直接影響發(fā)酵進程。絞碎機械損傷較多、接觸面積較大，辣椒呼吸作用更強，食鹽滲透速率、微生物生長速率也受影響[35]。

2.4 發(fā)酵條件控制

通過控制發(fā)酵參數，可以調控發(fā)酵結果。相對傳統自然發(fā)酵，接種發(fā)酵更加可控，能快速降低pH，縮短發(fā)酵進程，從而降低腐敗和品質劣變風險。其缺點是風味單一。多菌種發(fā)酵[40]、篩選產香性能良好的菌種[41]、自然發(fā)酵與接種發(fā)酵結合的分段式發(fā)酵、鹵水代替純種發(fā)酵劑等是目前針對這一問題的主要解決手段[42-43]?；仡櫵崮?、紅酒等工業(yè)生產較為成熟的發(fā)酵產品不難發(fā)現，應用優(yōu)質菌種是保證產品品質的關鍵。Xu等[44]通過對食鹽質量分數10%的剁椒中的微生物和關鍵香味成分進行相關性分析，認為絲孢畢赤酵母屬（Hyphopichia）對剁椒風味形成影響最大，其參與了11 種關鍵香氣成分的形成。羅森伯氏菌屬（Rosenbergiella）和葡萄球菌屬（Staphylococcus）作為優(yōu)勢菌屬，最有可能在剁椒風味形成上起重要作用。未來菌種篩選的相關研究可以適當把目光多放在真菌領域。同時，剁椒中發(fā)現的多種萜烯類關鍵香氣成分，如芳樟醇、橙花醇等可以互相轉化，這說明一定的發(fā)酵和儲藏時間可能有利于風味多樣性的形成，低溫發(fā)酵技術可以延緩發(fā)酵進程，加長發(fā)酵周期，有可能促進接種發(fā)酵剁椒風味的優(yōu)化[45]。

溫度、壓力也是改變菌群特征的重要因素。徐良華等[46]通過3～10 ℃的低溫發(fā)酵實現了酸菜的低鹽生產。文新昱[47]發(fā)現，當腌制壓力由3 000 Pa上升至15 000 Pa后，剁椒中乳酸菌數量顯著增多，其他細菌總數顯著減少。不過在實際應用中還應考慮成本等問題。

容器對發(fā)酵風味也有影響，在產品調研過程中發(fā)現，“壇香”是剁椒產品的一大賣點，但相關研究較少，陶壇對風味的影響尚未形成明確結論[48]。

2.5 環(huán)保脫鹽或副產物再利用技術

除了直接減鹽外，環(huán)保的脫鹽技術和鹵水再利用也是解決傳統水浸脫鹽技術不環(huán)保、不經濟等問題的有效方法。日本專利（專利號：JPS5542505A）采用了離子交換法將泡菜液中的鹽選擇性去除[49]。膜技術是高鹽廢水最常用的處理技術，且相對熱脫鹽、化學沉淀、電化學氧化等高鹽污水處理手段更加經濟節(jié)能，但對有機物、氮、磷的回收效率較差[50]。結合生物技術可有效利用廢水中的有機物，如通過厭氧發(fā)酵產生甲烷[51]。

剁椒發(fā)酵液中含有豐富的有機酸、氨基酸和風味物質。易思兵[52]用剁椒發(fā)酵鹵水代替食鹽發(fā)酵豆瓣醬，實現了鹽水的直接利用。唐鑫[53]將剁椒發(fā)酵鹵水濃縮調味后制成了香氣濃郁的腌制菜調香料。鹵水再利用不但解決了高鹽、污水處理等問題，還最大程度地對副產物進行了有效利用。

2.6 柵欄技術

在實際應用中，往往通過一種以上的防腐、保質、增香技術共同保證低鹽剁椒的品質和安全性，從而達到1+1＞2 的效果。危害分析與關鍵控制點（HACCP）體系的建立和重要環(huán)節(jié)的研究對實際工業(yè)生產有重要作用[54]。表2 是我國與低鹽發(fā)酵蔬菜加工技術有關的20 個專利的技術使用情況，其中1 個專利是低鹽剁椒加工設備的應用，其他19 個專利的低鹽加工工藝均應用了柵欄技術。

表2 我國20個低鹽發(fā)酵蔬菜相關專利及其技術情況Table 2 20 patents and technology of low-salt fermented vegetables in China

3 小結與展望

剁椒是重要的辣椒加工產品，其低鹽加工技術既可以避免污水處理問題，也有助于降低居民的鈉鹽攝入，是未來產業(yè)發(fā)展和科學研究的重要方向。低鹽加工技術主要需要補償所減食鹽在剁椒生產中防腐和保質的作用。低鈉鹽開發(fā)、接種發(fā)酵工藝優(yōu)化和添加有抑菌活性的輔料是目前為止最主要的研究內容和應用手段。另外，高鹽鹵水的有效利用或環(huán)保處理手段研發(fā)也是可行的思路。在理論研究上，剁椒發(fā)酵過程較為復雜，相關研究以菌群和揮發(fā)性風味成分的表征為主要內容。結果相對偏向現象層面，且數量較少，不足以形成統一的階段性結論。

剁椒的生產和儲存周期較長，未來剁椒低鹽加工技術可以著重組建并依托“產-學-研”一體化的研究和應用模式。充分發(fā)揮不同研究形式的優(yōu)勢，以豐富扎實的科研結果指導行業(yè)發(fā)展，促進形成規(guī)范完善的行業(yè)標準，同時以行業(yè)發(fā)展需求督促和引領科研發(fā)展方向。具體而言，在理論研究上可以重點對剁椒接種發(fā)酵過程進行進一步的探索和解析。如菌群研究中腐敗菌的研究幾乎空白，相關內容的研究與深入有助于更加精準、有針對性地優(yōu)化低鹽加工技術。揮發(fā)性風味成分表征已有研究但所涉及剁椒樣品種類較少，增加試驗樣品的多樣性有助于總結剁椒中普遍存在的關鍵香氣成分，從而進一步表征剁椒發(fā)酵過程，促進低鹽剁椒品質提升。在應用研究上，重點優(yōu)化已有低鹽技術的缺陷，如KCl 苦味的去除或掩蓋，環(huán)保脫鹽技術成本的降低，性能更加優(yōu)良的發(fā)酵菌種的篩選和改造，其他優(yōu)良鈉鹽替代原料的探索與開發(fā)等。同時，產業(yè)方面關注柵欄技術優(yōu)化、長周期生產儲存過程中的問題發(fā)現與低鹽加工技術驗證。