新繁泡菜的泡制基本原理及其应用.pdf

7 一 ， 旁 ， ；， 硝 - 新繁泡菜的泡制基本原理及其应用 庄名杨 一 张玲英 (中国科学院成都生物研究所 ) 新繁泡菜以其独特的泡制工艺，使产品色泽光亮、香味浓郁、滋味 鲜 美、酸 甜 适 口、组织脆嫩、独具特色，成为人们喜爱的佐餐佳 品。 一 ，新繁泡菜的泡制原理 新繁泡菜泡制原理主要是利用食盐的高渗透压作用促使蔬菜脱水，抑制有害微生物 活动，通过有益微生物的发酵作用产生有机酸，发生蛋白质分解作用及其一系列生物化 学物理作用，变成酸甜适 口的成熟产品。 (一 )新繁泡 菜泡铹过程中的防腐 原理 新繁泡菜的原料是川 西平原 四季时令蔬菜，收集的多是鲜嫩蔬菜，营养丰富，含水 量高、皮 薄、质厚、脆嫩。这些蔬菜一经采摘其光合作用即停止，干物质不再增加，其 新陈代谢的主导过程转为呼吸作用，使营养成份消耗加快，蔬菜体内的物质分解，在微 生物作用下发生：( 1 ) 丁酸发酵：由丁酸菌引起，产生丁酸。 由于丁酸具有不愉快气味 对 蔬菜无保藏作用，且消耗蔬菜内糖 份( 2 ) 腐败菌作用腐败菌分解菜体内蛋白 质 及 其他含氮物质，生成吲哚、甲基吲哚、硫醇、硫化氢等物质，使蔬菜腐烂，产生恶臭， ( 3 ) 有害酵母 发酵：产膜 酵母使蔬菜表层出现一层 白色粉状物及 其皱纹的簿膜，同 时 消 耗了蔬菜组织内的有机物。所 以泡菜泡制过程中，是利用食盐和高糖分的高渗透压作用 及防腐能力，有益微生物的发酵作用产生有机酸及 乙醇来抑制有害微生物 活动，达到防 腐 目的。 l、食盐的作用 食盐是 具有高渗透压的物质 (1 的食盐 溶液可产生 6 1个大气压的渗 透 压 ) 。蔬 菜 与食盐接触后，一方面由于渗透压的作用，使蔬菜组织 中含有部分水与可溶性物质如 糖、果胶、水溶性氮物质、维生素、无机盐 等从细胞 中渗出，使蔬菜脱 水。 另一方面， 食 盐能抑制有害微生物的活动，起到防腐保质的作用。 由于食盐的高渗透的作用，微生物细胞发生质壁分离现象，其生理代谢活动呈抑制 状 态，造成 停止生长或死亡。食盐中的一些离子如Na 、K 、Ca ”、Mg ”在浓度较高 时，对微生物发生生理毒害作用。因此对 一些微生物活动起到抑制作用。对食盐的忍耐 能力，因微生物种类不同而不 同。一般有害微生物的耐盐力差，如 肉毒杆菌和大肠杆菌 7 维普资讯 耐盐力为6 ，丁酸菌 (酪酸菌 )为8 ，变形菌 (腐败菌 )为1 O ，而 乳酸菌耐盐力 努 1 2 - , - 1 3 。 因此1 O 的食盐溶液可使有害菌受到抑制，达到防腐 目的。 2、微生物发酵作用 ( 1 ) 乳酸发酵：新繁 泡菜泡制过程 中生物化学变化是极其复杂的。据 日本 中山 大 树 等报导，腌菜中主要微生物为l肠膜明 串 珠 菌 (Le u c o n o s t o c me s e n t e r o i d e s)I粪 链珠 菌 ( S t r o p t o c o c u s f a e c a l i s)，乳酸 片 球 菌 (Pe d i o c o c u s a c i d i l a c t i c i )；四。 联球菌 (Te t r a c o c u s Ki s o e n s i s)I植物 乳 杆 菌 ( La c t o b a c i l l u s P l a n t a r u m)；布 氏乳杆菌 (L a c t o b a c i l l u s b u c h n e r i )等八大种。华 中农业大学任 涛等报导 ，酸 泡 菜 中乳酸菌，早期 阶段为肠膜明串珠菌、粪链球菌，后期为植物乳杆菌。新繁泡菜后期 阶 中的乳酸菌群主要是植物乳杆菌，它 以菜体及泡菜盐水 中获得能源与营养成 份进行正型 乳酸发酵，其 演化历程如下式所示： 一 2 H 2 0 C6 H 1 2 O 6 +2 H RPO C o H l 2 0 6 ( RPO3 ) 2 ， 3 H 6 0 3 ( Ri 0 3 ) 2 ( 单糖 ) ( 二磷 酸已糖) ( 磷酸 糖 ) (CH 。 COCH O 一 CH 。 CHOHCOOH 一 ( 甘油醛) ( 乳 酸) rZn LCH 。 C0C00H 一 CH 。 CH 0HCO0H ( 丙嗣酸 ) ( 乳酸 ) ( 2 ) 酒精发酵。新繁泡菜在泡制过程中产生少量乙醇，是由于附着在蔬菜上及 泡 制 盐水中的酵母茵活动的结果。它使用糖源在代谢所生成的酶的作用下经过一系列的中 间变化后，转化为乙醇 酵 母茵发 酵 C6 Hl 2 O o 一 2 C H 3 C H2 OH+2 C O 2 f ( 单糖) ( 乙醇) ( 二氯 碳化) 上述发酵结果，改变了环境的p H值， 乙醇具有防腐作用，二氧化碳具有一定 的 绝 氧作用，它们均能抑制某些微生物活动，加强了食盐的防腐能力。新繁泡菜 的 总 酸 达 O 7 ，含盐量为8 一1 O 0A，且有少量 的乙醇存在，在这样的环境中，大肠杆菌、链球 菌志贺氏茵均受到抑制。所以新繁泡菜对人体有害的微生物是不易见到的。 ( = ) 撕簟泡菜色番昧甜的形成屎理 新繁泡菜具有色泽亮、鲜、香 、甜、酸 、脆嫩的独特风味，其色、鲜、香、甜的产 生由蛋白质分解而形成。 l、色泽的形威 ( 1 ) 在泡制过程 中蛋 白质分解而产生酪氨酸，在酪氨酸酶的作用下，经氧化而 生 成 一 种黄褐色的色素，又称为黑蛋 白。其转化反应式为： HO C。 H CH： CH( NH2 ) C OOH +2 0 2 ( ( C一0) 。 C H。 ( NH) ) +2 H： O ( 酪氯酸) ( 黑篮自) ( 2 ) 在泡制过程中， 由于乳酸等有机酸的生成，使介质 的p H i 下降，叶绿素退色而 转化为黄褐色。 ( 3 ) 氨基糖的生成t泡菜水中葡萄糖的存在，葡萄糖 ： 的羟艇与溶液中氨基酸的 氨基可生成氨基糖，则呈 棕红色 8 维普资讯 ( 4 ) 葡萄糖 在温度偏高时可脱水生成 甲基糖醛而呈 褐色。 ( 5 ) 新繁泡菜在泡制过程中主要使用红糖，而泡制盐水中，食盐浓度偏高，且 存 在 其他物质，使氧气的溶解度大大降低，细胞缺乏正常的氧供应而失去活力，其原生质膜 被破坏，半透性膜 的性质消失而变成透性膜，各种色素物质易进入菜体细胞被吸附，而 使泡菜带色。 2、鲜味的形成 蛋白质经蛋白酶的作用，水解生成氨基酸，经分析新繁泡菜中有谷氨酸等l 6 种氨基 酸， 这些物质均具有一定的鲜昧。其中谷氨酸含量较高，谷氨酸又与食盐相互作用，生 成谷氨酸钠盐，增加鲜味，其化学反应式： COOH CH 2 CH 2 CH ( NH 。 ) COOH +2 Na C1 一 COONa CH 2 CH 2 Ct t ( NH 2 ) COO Na+z H C1 新繁泡菜中氨基酸名称爰含量 (mg t 0 0 ) 氨基酸名称 I 含量 I 氨基酸名称 l 含量 I 氨基酸名称 l 含量 I 氯基酸名称 l 含 量 门冬氨酸 苏 氨 酸 丝 氧 酸 甘 氨 酸 1 3 7 3 8 1 6 l 1 6 8 3 I l 4 1 3 谷 氨酸 丙 氨 酸 胱 氨 酸 缬 氨 酸 蛋 氡 酸l 5 0 0 I苯丙 氯酸l l 6 0 9 异亮氨酸 1 2 3 9 l 赖 氨 酸l 2 9 2 9 亮氨酸 2 5 7 2 精氨酸 l 2 2 2 酪氨酸 1 6 1脯氨酸 l 7 3 4 乳酸、丙酸等存在 也是泡菜鲜 味的次要 来源o 3、香气的形成 新繁 泡菜香气的形成是多种因素作用而形成的。在泡制后期，泡 l 盐水 中往往加香 料袋，茴香、丁香、桂皮、花椒等香料中的水溶性香味物质 或挥发性有机成 份 如 肉 桂 酸、 肉桂醛、苯 甲醛、香草醛、胡椒醛，被植物细胞吸附，使泡菜带有香味。 其次是发酵代谢的产物，氨基酸转化为相应的醇，构成 了新繁泡菜不可 缺 少 的 物 质。而某些醇在酵母菌代谢的氧化酶的作用下雨生成相应的醛。泡菜水中的醇与酸在醑 化酶的作用下酯化而成酯，如： COAS H ATP Cz Hs OH CH CH OH COOH 一 CH 。 CHOHCOSCOA 一 转酰基酶 CH 。 CH OH COOC H 醇 、醛、酯的产生与存在，使 泡菜具有适人的香气 气相色谱 分析结果表明，新繁泡菜中具有醇、醛、酯 等物质，结果如下表： r 物 质 名 称 l丙 醇 异 丁 醇 正 丁 醇 l异 戍 醇 乳 酸 乙 酯 乙 酸 乙 醇 乙 睦 含 量I ( P P m) I 1 8 0 9 6 3 8 7 9 8 -3 5 1 6 1 4 4 8 6 微量 1 O 7 3 l 物理特征I 酒精气味 清香有微 清香味醇 泅带气味浓 香弱晾舌 菠萝香妹 似果香味 ( 感官) J 柔和浓厚 弱醇气味 和尾净 厚、较乔净 有浓厚感 甜爽口 曩 带涩 9 7 8 0 4 6 9 7 0 0 0 0 6 3 4 1 2 维普资讯 新繁泡菜某些品种具有酱香味，笔者认为这是氨基酸与 乙醇相互作用生成酯类化合 物具有的香气，如： CH 3 CH 2 OH +CH 3 CH ( NH 2 ) COOH 一 CH 3 CH ( NH 2 ) COOCl H5 ( 乙醇) ( 丙 氨酸) ( 丙氨酸醴 ) 另外 由于香草醛的存在，它可能转化 为4 一 乙基愈疮木酚，而使泡菜带有酱香味。 4、甜昧的形成 新繁泡 菜的甜味，主要来 自于泡制水 中的单糖或双糖 ，由蛋 白质分解的 某 些 氨 基 酸，如组氨酸、丝氨酸、甘氨酸及酵母 代谢丙醇、丁醇、戊醇 等物质被蔬菜吸附，而使 泡菜带有甜 味，且回味醇厚、悠长。 (三 )新繁泡菜脆嫩的原因 蔬菜失水萎缩致使细胞膨压 降低，是使脆性减弱的一个原 因，但细胞壁原果胶的水 解是影响产品脆度的一个重要因素。 新 繁泡菜在泡制过程 中，合理地控制食盐 浓度、p H值、温度等环境条件，抑 制 代 谢果胶酶的微生物活动或使果胶酶活性减弱，使 菜体 中原果胶避免水解而保持了泡菜脆 嫩 二、泡菜原理在生产过程中运用和掌握 (一 )发酵条件 的控镧 乳酸发酵、微量酒精发酵贯穿新繁泡菜泡制过程的始终，科学地控制发酵条件，既 有利于生产周期缩短，产品质量的提 高，而且将大大降低生产成本现将有关条件的控 制分述于后。 1 、 1 I | 盐含量的确定食盐浓度达1 2 时，各种有害微生物活动受到抑制，而乳酸菌 生长慢，发酵微弱，各种酶的活力也低，使泡菜成熟期延长，且味道太咸，影响风味的 调和。现就泡菜温度为2 8 为例，用不同食盐 浓度对乳酸菌的影响作说明。 当食盐含量 在 5 以下，乳酸菌繁殖，产生乳酸，但随着时间的延长，逐渐产生恶臭气味的物 质 泡菜表面呈 粘状。 当食盐浓度在 8 一1 O 时，乳酸菌的生长极 为活 跃，产 生 大 量 乳 酸，4 8 h 后，乳酸含量可达0 8 以上，泡菜环境的p H值明显下降，各种有害微生 物 被 有效地控制。然而随着时间的延长，一种在泡菜表面的耐酸、耐盐的产膜酵母 生长繁 殖，消耗乳酸，p H值有所上升。 当食盐 浓度大于1 5 时，乳酸菌也停止繁殖。 另外各 种酶对食盐都比较敏感，食盐 浓度愈高，酶活性愈差，当食盐浓度达1 2 时，酶活性减弱。但果胶酶要在食盐浓度达 l 4 时才能受到抑 制，随着含盐量的减少， 果胶酶活性增强而影响脆度，所 以在2 8 时，盐度应控制在1 O 左右，随温度不同而作 调整，效果甚佳， 即高温 高盐，低温低盐。 2 、 江度的确定新繁泡菜的生产周期随着温度的升高而缩短，在1 5 - 3 0 的范围 内，原则上均可泡制，但必须用食盐浓度加 以控制，方能保证产 品质量 发 酵温度偏 高 时，所有微生物繁殖迅速，我们使用乳酸菌耐盐力强的特点，提高菜体及泡制盐水 中的 1 0 维普资讯 食盐 浓度进行发酵。发酵温度偏低时，各种微生物繁殖缓慢，我们可以降低菜体及泡制 盐水中食盐浓度进行发酵，均可达到缩短周期，保证质量的 目的。 因而 出坯的蔬菜是否 需要脱盐、部分脱盐、不脱盐应视发酵温度而定。新繁泡菜泡制最佳温度 为 2 0 2 ， 整个周期为9 0 “ - , 9 5 天。 3 、 发酵酸量的确定泡制环境中的 p H 值对微生物的生命活动有很大影 响，不同种 类的微生 物对p H值有不同的要求，因此在泡制过程中，控制p H值，不但可 以保证有益 微生物乳酸菌的 良好生长，还可 以防止有害微生物的生长繁殖。主要微生物最适 p H 值 如下 表 所 示。 微生 物 腐 败 菌 l 大 肠 杆 菌 f 丁 菌 酸 l 霉 菌l 乳 酸 菌 酵 母 菌 最 适 p F I 值 4 “ - 5 0 s 0 “ - 1I 52 3 02 3 - -14 、- - 5 0 “ - 5 5 4 5 1 0 3 0 ,- -4 4 2 0 3 0 从上表可以看 出：腐败菌、丁酸菌、大肠杆菌在p H值4 0 时不能生长，酵母菌的霉 菌在p H值3 0 时，虽可生长，但它们 是好氧性的，在缺氧条件下不能生长。因此在装坛 时紧压，泡制时封严造成缺氧环境，加入适量的老盐水，使初始阶段 泡制水中p H值低， 而使乳酸菌迅速繁殖，产生大量的乳酸，使环境 p H值进一步下降，达到抑 制有害 微 生 物生长的 目的。 另外p H值对酶活性影响也值得注意，p H4 “ - - 5 时