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乳酸菌低盐腌制榨菜脆性与果胶含量的关系研究



全 文 :乳酸菌低盐腌制榨菜脆性与果胶含量的关系研究
刘 玲 吴祖芳 翁佩芳 江华珍
(宁波大学应用海洋生物技术教育部重点实验室 生命科学与生物工程学院 浙江 宁波 315211)
摘要 目的:研究乳酸菌低盐腌制的榨菜的脆性与果胶含量的关系。方法:采用间-羟基联苯法检测半乳糖醛酸
含量,从而间接得到腌制榨菜醇不溶物(AIS)中果胶含量的变化。 结果:乳酸菌控制榨菜低盐腌制过程,且正常
发酵保藏过程中总果胶含量趋于稳定,总果胶(干基)质量分数维持在 2%左右,而水溶性果胶(WSP)和热水溶
性果胶(HWSP)分别达到 17%和 35%,六偏磷酸钠溶解性果胶(HXSP)下降至 22%。 在软化至腐烂过程中,总果
胶含量显著下降,同时水溶性果胶组分增加,六偏磷酸钠溶解性果胶下降明显。结论:可根据腌制榨菜醇不溶物
(AIS)中果胶组分含量的变化来监测低盐腌菜脆性变化。
关键词 乳酸菌 榨菜 果胶 脆性
文章编号 1009-7848(2009)04-0137-06
用于榨菜加工的原料——青菜头属十字花科
芸苔属芥菜种的变种, 植物学汉文名称为 “茎瘤
芥”。 传统榨菜的腌制普遍采用高盐腌制法,加工
过程中会产生大量的含盐废水, 且耗费大量的盐
和劳动力。 低盐化生产是腌制菜行业的发展方
向[1~2]。 本文作者曾利用接种乳酸菌作为发酵起动
剂,研究榨菜的生产工艺[3~4],对榨菜低盐腌制与保
藏效果较好,使产品的风味、营养和食用安全性得
到很大改善, 且降低了生产成本和含盐废水的排
放。 然而乳酸菌低盐腌制榨菜的脆性随着腌制时
间的延长而下降。
质地脆嫩是酱腌菜重要的感官指标之一。 在
利用乳酸菌控制低盐腌制工艺中, 保脆控制是重
要的研究内容。有文献报道,果胶物质是决定蔬菜
脆嫩的因素之一[5~6]。 蔬菜腌制品中六偏磷酸钠溶
解性果胶(HXSP)、盐酸溶解性果胶(HSP)含量的
减少可导致腌制品软烂; 同时水溶性果胶(WSP,
在室温条件下)和热水溶性果胶(简写为 HWSP,
在沸水中)含量增加[7]。 为了探明利用乳酸菌低盐
腌制榨菜与保藏过程中果胶组分含量的动态变化
及其对榨菜质地的影响规律,本文通过间-羟基联
苯方法 [8~9]检测半乳糖醛酸含量,从而得到果胶含
量。 研究接种乳酸菌低盐腌制榨菜过程中的 4 种
果胶组分——WSP、HWSP、HXSP 和 HSP 含量的
变化,并对榨菜的脆性做感官评定,揭示腌制榨菜
果胶组分含量的变化与脆性的关系, 为酱腌菜品
质保持提供参考。
1 材料与方法
1.1 原料与试剂
榨菜,市售新鲜榨菜;乳酸菌,经自主分离筛
选鉴定为植物乳杆菌 L8,由本学院食品生物技术
实验室保藏;食盐(食用级);半乳糖醛酸(生化试
剂),沃凯化学试剂有限公司;间羟基联苯,日本
Fluka;其它试剂均为分析纯级。
1.2 主要设备
T6 新悦可见分光光度计,北京普析通用仪器
有限责任公司;pHS-25 数显 pH 计, 上海精密科
学仪器有限公司;DZF-6050 真空干燥箱, 上海精
宏实验设备有限公司;WH-861 涡旋振荡器,上海
之信仪器有限公司; SHB-Ⅲ型循环水真空泵,巩
义市战街光亚仪器厂;DS-1 高速组织捣拌机,上
海标本模型厂。
1.3 试验方法
1.3.1 乳酸菌接种腌制榨菜发酵工艺
收稿日期: 2008-08-26
基金项目: 国家星火计划项目(2005EA701026);浙江省科
技厅优先主题项目(2007C12016);浙江省自然
科学基金项目(Y3080231)
作者简介: 刘玲,女,1983 年出生,硕士生
通讯作者: 吴祖芳
Vol. 9 No. 4
Aug. 2 0 0 9Journal of Chinese Institute of Food Science and Technology
中 国 食 品 学 报第 9 卷 第 4 期
2 0 0 9 年 8 月
中 国 食 品 学 报 2009 年第 4 期
5%食盐水

新鲜榨菜→盐脱水预处理→切块→装坛、密封→自然发酵 → 产品 → 定期取样检测

乳酸菌斜面菌种→菌种活化→种子液(3%接种量)
1.3.2 分析方法
1.3.2.1 pH 值测定 用 pHS-25 数显 pH 计测
定。
1.3.2.2 脆性感官评定 由学习过食品感官评定
的 10 名师生做感官评定。 取榨菜样品,切片后对
其质地进行评定,评定标准见表 1。
1.3.2.3 果胶组分检测 称取新鲜榨菜或腌制菜
50 g,加 200 mL 95%乙醇进行组织捣碎,然后抽
滤,滤渣分别用 75%和 95%丙酮洗涤。滤渣即醇不
溶物(Alcohol insoluble solids,以下简称 AIS) 在
50℃真空干燥后粉碎,过 40目筛。 AIS 中各果胶
组分分离操作按文献[10]方法进行,测定方法按文
献[9]进行。
1.3.2.4 半乳糖醛酸标准曲线的绘制 制备半乳
糖醛酸质量浓度分别为 10、20、30、40、50、60 μg/
mL 的标准溶液。 分别取 0.5 mL 半乳糖醛酸标准
溶液分装于各试管中,置冰水浴,分别加入 4.5 mL
四硼酸钠-硫酸溶液,冷却并充分振荡;将试管置
100℃水浴上加热 10 min,然后立即放入冰水浴冷
却;加入 0.05 mL 0.15%间羟基联苯溶液,充分振
荡显色,超声除气泡,静置 20 min;以 0.5 mL 蒸馏
水同上方法制得空白液,调零,在波长 525 nm 处
测定吸光度。以半乳糖醛酸浓度对吸光度作图,绘
制标准曲线,得到回归方程 y=0.0845x+0.0099,相
关系数 R2=0.9946。
2 结果与分析
2.1 乳酸菌发酵腌制榨菜过程中 pH 的变化及脆
性感官评定
为考察正常腌制条件下榨菜的理化性质 (产
品酸度)以及保藏品质的变化规律,根据前期研究
得到的工艺条件[4],接种 3%乳酸菌腌制榨菜,测定
其 pH 及脆度的变化,结果见表 2。 乳酸菌发酵腌
制榨菜过程中,pH 下降速度较快,3 d 后下降至
4.0。腌制 7 d后 pH稳定在 3.7。在此腌渍期间,榨
菜的脆性能够较好地保持。
2.2 乳酸菌发酵腌制榨菜过程中果胶组分含量
的变化
为考察正常腌制榨菜脆性与果胶组分含量的
质地及脆性指标分类 评分
脆性适宜,口感好 10
质地稍硬,口感较好 9
质地一般,口感一般 8
质地硬,口感粗糙 7
质地松软,口感差 6
表 1 脆性感官评定标准
Table 1 The sensory evaluation standard of brittleness
时间/d pH 脆性感官得分
1 5.05 9
2 4.56 9
3 4.02 9
4 3.99 9
5 3.88 10
6 3.83 10
7 3.74 9.5
8 3.73 9.5
9 3.71 9.5
10 3.72 9.5
11 3.72 9.5
12 3.71 9.5
13 3.72 9.5
14 3.71 9.5
表 2 乳酸菌正常发酵腌制榨菜过程中 pH、脆性感官变化
Table 2 Changes of pH and brittleness of mustard tuber
pickled by Lactic acid bacteria during normal pickling
138
第 9 卷 第 4 期
关系,每隔 3 d测定榨菜中果胶物质各组分(WSP、
HWSP、HXSP、HSP )含量的变化,结果如表 3 和
图 1 所示。 乳酸菌正常发酵腌制榨菜过程中,AIS
中总果胶含量几乎不变,总果胶(干基)质量分数
维持在 2.0%。 随着发酵腌渍时间的延长,水溶性
果胶和热水溶性果胶在总果胶中的质量分数提高
并趋于稳定,分别达 17%和 35%;六偏磷酸钠溶解
性果胶含量在总果胶中的质量分数降至 22%,而
盐酸溶解性果胶变化趋势不明显。 根据榨菜脆性
感官评定结果(见表 2),正常发酵腌制过程中,榨
菜的脆性感官一直保持得较好。
0 0.049±0.005 0.282±0.004 0.994±0.004 0.650±0.004 1.975
3 0.121±0.003 0.427±0.004 0.756±0.006 0.758±0.007 2.062
7 0.231±0.004 0.642±0.003 0.679±0.005 0.601±0.005 2.153
10 0.358±0.006 0.735±0.005 0.501±0.006 0.495±0.007 2.089
13 0.347±0.006 0.708±0.008 0.446±0.005 0.517±0.006 2.018
WSP HWSP HXSP HSP
腌制时间/d
果胶组分在 AIS 中的质量分数/% 总果胶(干基)
质量分数/%
表 3 乳酸菌正常发酵腌制过程中榨菜的果胶组分变化
Table 3 Changes of the different pectin composition in mustard during pickled by Lactic
acid bacteria during normal pickling
注:表中各组数据为果胶各组分(WSP、HWSP、HXSP、HSP)含量在 AIS 中的质量分数;总果胶质量分数(干基)为各果胶组分在 AIS
中质量分数的总和。
2.3 软化至腐烂过程中腌制榨菜的果胶组分及
脆性的变化
将正常密封发酵的榨菜敞口放置直至自然
腐烂,对其 pH 和脆性进行检测,结果见表 4。 在
此过程中榨菜变软至腐烂, 卤汁 pH 值上升,色
泽发白,并有严重的霉腐气味。
时间/d 卤汁 pH 值 脆性
13 3.72 正常质构,脆性好
25 4.28 脆性一般
40 5.46 软化、腐烂
50 6.71 严重腐烂
表 4 腌制榨菜软化至腐烂过程中 pH 及其脆性变化
Table 4 Changes of pH and brittleness in pickled
mustard tuber during soft to spoilage
乳酸菌低盐腌制榨菜脆性与果胶含量的关系研究 139
中 国 食 品 学 报 2009 年第 4 期
为考察腌制榨菜软化至腐烂过程中脆性与果
胶组分含量变化的关系, 分不同时间测定其果胶
物质各组分(WSP、HWSP、HXSP、HSP )含量的变
化,结果如表 5和图 2所示。 腌制榨菜软化至腐烂
过程中总果胶含量下降, 质量分数从 2.0%降到
0.5%。 WSP组分含量在总果胶中的质量分数增至
35%,HXSP 组分含量在总果胶中的质量分数降至
10%,HWSP和 HSP组分含量变化趋势不明显。
13 0.347±0.006 0.708±0.008 0.446±0.005 0.517±0.006 2.018
25 0.385±0.006 0.573±0.005 0.271±0.005 0.462±0.005 1.691
40 0.298±0.007 0.403±0.007 0.117±0.007 0.273±0.009 1.091
50 0.191±0.004 0.185±0.006 0.053±0.008 0.103±0.006 0.532
WSP HWSP HXSP HSP
腌制时间/d
果胶组分在 AIS 中的质量分数/% 总果胶(干基)
质量分数/%
表 5 腌制榨菜在软化至腐烂过程中果胶组分含量变化
Table 5 The changes of pectic composition in pickled mustard tuber during softening to spoilage
注:表中各组数据为果胶各组分(WSP、HWSP 、HXSP、HSP)含量在 AIS 中的质量分数;总果胶质量分数(干基)为各果胶组分在 AIS
中质量分数的总和。
3 讨论
在正常的工艺操作条件下, 接种乳酸菌发酵
腌制榨菜较自然腌制榨菜的成熟周期短。 其原因
在于 pH 下降较快直至稳定,使产品质地鲜嫩,风
味纯正,有自然发酵的香味。将正常密封发酵的榨
菜敞口放置,在低盐条件下,由于好氧性微生物繁
殖,卤汁 pH升高,榨菜腐烂变质。 低 pH环境有利
于抑制腐败微生物的生长、繁殖,保持腌制榨菜品
质,但需要控制乳酸发酵终点,以防过酸。
正常密封乳酸菌发酵的腌制榨菜, 质地及脆
性均保持较好。其总果胶含量基本不变,其中水溶
性果胶和热水溶性果胶含量增加, 六偏磷酸钠溶
解性果胶含量下降,与文献报道一致。 赵大云等[11]
对雪里蕻腌菜中的果胶组分含量与质构进行了检
测, 在正常腌渍过程中雪里蕻腌菜总果胶含量趋
于稳定,水溶性果胶增加,六偏磷酸钠溶解性果胶
下降。 周情操等 [12]对豇豆腌制过程中质构与果胶
含量及组成关系的分析表明, 其脆度呈先上升后
140
第 9 卷 第 4 期
参 考 文 献
1. 吴祖芳,刘璞,翁佩芳. 榨菜加工中乳酸菌技术的应用及研究进展[J]. 食品与发酵工业, 2005,31(8):73~76.
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腌制榨菜软化至腐烂过程中, 总果胶含量明
显降低,其中水溶性果胶组分增加,六偏磷酸钠溶
解性果胶组分下降。 原果胶经原果胶酶水解变成
水溶性果胶,使蔬菜脆性下降,质地变软。 水溶性
果胶再经果胶酶水解变成果胶酸, 使细胞失去粘
着力,蔬菜组织软烂,食用价值丧失。 国内外学者
对果蔬软化、腐烂做过一些研究,如茅林春等 [13]研
究桃果实储藏过程中果胶的变化时发现, 连续冷
藏 10 d 后,原果胶含量增加,水溶性果胶含量变
化不大;中途升温的果实原果胶含量变化不大,但
水溶性果胶增加; 絮败桃果实的果胶质黏度明显
高于正常果。 McFeeters[14]发现蔬菜组织软化过程
中构成细胞壁的半乳糖醛酸、阿拉伯糖、鼠李糖、
半乳糖等成分减少, 而这 4 种单糖仅存在于果胶
中,从而证实软化过程中主要是果胶发生水解,导
致溶解性增加,组织软化。
总之,果胶对果蔬的质地影响较大。腌制菜低
盐加工与保藏中如何使果蔬组织中果胶物质不被
分解及腌制榨菜中果胶被分解的机制是今后的研
究重点。可借鉴一些学者的研究成果,如日本的金
子恚太郎等通过添加 MgCl2和 CaSO4,使热水溶解
性果胶形成交联, 六偏磷酸钠溶解性果胶含量增
加,腌渍品硬度增加 [15];Noriko 等 [16]通过对胡萝卜
热和高压处理探讨果胶物质降解对其质地的影响
等。 乳酸菌榨菜低盐腌制保脆影响因素还有待研
究。
4 结论
榨菜软化、 腐烂变质的同时常伴随着 pH 的
升高。 导致果胶组分含量变化的其它理化和微生
物等因素待查。
榨菜正常腌渍过程中, 其脆性保持不变,AIS
中总果胶含量趋于稳定, 果胶组分中水溶性果胶
和热水溶性果胶呈上升趋势, 而六偏磷酸钠溶解
性果胶组分呈下降趋势。 软化至腐烂过程中,AIS
中总果胶含量显著下降, 水溶性果胶组分含量增
加,六偏磷酸钠溶解性果胶组分含量明显下降。因
此,榨菜的脆性与果胶组分含量的变化相关,可通
过测定果胶组分的变化得到腌渍菜脆性的变化情
况。
下降的变化趋势。在此过程中原果胶含量下降,水
溶性果胶含量上升。 乳酸菌低盐腌制榨菜的脆性
与果胶含量有关。果胶水解导致果蔬组织软化,这
是因为蔬菜组织中起粘连细胞、 保持组织硬脆性
能的物质是存在于蔬菜细胞壁的中胶层, 并与纤
维素结合的、 含有甲氧基的多缩半乳糖醛酸的缩
合物——原果胶。 原果胶的水解与蔬菜脆性变化
关系如图 3所示。
原果胶(原果胶酶水解)→水溶性果胶(果胶酶水解)→果胶酸(果胶酸酶水解)→半乳糖醛酸
↓ ↓ ↓ ↓
原蔬菜组织 变软 软烂 腐烂
图 3 原果胶水解过程与蔬菜脆性变化对照
Fig.3 The comparison between the hydrolysis process of original pectin and brittleness changes of vegetable
乳酸菌低盐腌制榨菜脆性与果胶含量的关系研究 141
中 国 食 品 学 报 2009 年第 4 期
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Study on the Relation between Pectin Content and Brittleness of Low Salt Pickled
Mustard Tuber by Lactic Acid Bacteria
Liu Ling Wu Zufang Weng Peifang Jiang Huazhen
(Key Laboratory of Applied Marine Biotechnology, Ministry of Education & Faculty of Life Science and Biotechnology,
Ningbo University, Ningbo 315211, Zhejiang)
Abstract Objective: To investigate the relation between pectin content and brittleness of low salt pickled mustard
tuber by lactic acid bacteria. Methods: To determine galacturonic acid content with m -hydroxydiphenyl for indirectly
determining the change of pectin content in alcohol insoluble solids (AIS) of pickled potherb mustard. Results: The total
amount of pectic substance from fresh mustard tuber and pickles was relatively constant during normal pickling time, and
the percentage of total pectin amount(dry weight) keeps about 2%, but the ratio of water soluble pectin (WSP) and hot
water soluble pectin (HWSP)was increased and reached the stable value of 17% and 35% , respectively. The ratio of
sodium hexametaphosphate soluble pectin (HXSP) in total pectic substance was decreased, and reached the stable value
of 22%. In the period of change from soften to spoiling phase, the total amount of pectic substance was significantly
decreased, meanwhile the ratio of WSP, as well as the HXSP in total pectic substance was greatly decreased.
Conclusions: The brittleness change of pickled vegetables at low salt concentration could be determined by the assay of
pectin contents in AIS of pickled mustard tuber.
Key words Lactic acid bacteria Mustard tuber Pectin Brittleness
142