（蔬菜学专业论文）豇豆泡制加工适性评价及脆性研究.pdf

华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 厉 如需保密，解密时间年 月日 是否保密 独创性声明 本入声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构的学位或证书 而使用过的材料，指导教师对此进行了审定与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意 研究生签名： 闰请浆时问：歹佃7 年b 月叫日 学位论文使用授权书 本人完全了解“华中农业大学关于保存使用学位论文的规定”，即学生必须按 照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存提交论文的印刷版和电 子版，并提供目录检索和阅览服务，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文本人同意华中农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表传播学位论 文的全都或部分内容 注：保密学位论文在解密后适用于本授权书 学位论文作者签名：阀 i 砉壤导师签名：彳言，牡 签名日期：加7 年6 月j f 日 签名日期： 口7 年占月纠日 注：请将本表直接装订在学位论文的扉页和目录之问 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 摘要 泡豇豆因其风味独特以及促消化、增食欲等功效深受消费者的喜爱。随着我国 经济快速健康的发展，人民的生活水平不断提高，对食品的要求也越来越高，因此 研究如何提高泡菜的品质有着重要意义。本文以湖北地区广泛栽培的9 个豇豆品种 为原料进行泡制，并从产量、病虫害情况以及泡制后的营养成分、色泽、脆度、有 毒有害物质含量等几个方面对它们进行了综合评价；在此基础上以其中2 个品种为 原料，对影响产品脆度的因素和泡制过程中豇豆脆度的变化规律及其机理进行了研 究，其主要结果如下： 1 不同品种的豇豆泡制后品质有较大的差异。灰色关联度分析结果表明，汕豇 6 号、高产四号、2 0 1 特长豇豆与参考品种的关联度最接近，泡制以后综合性状最优， 适宜于泡制加工。 2 以脆度为评价指标，在豇豆成熟度、盐浓度、环境温度，漂烫时间、漂烫温 度、添加c a c l 2 浓度、泡制时间7 个单因素试验的基础上，采用三因素二次回归正 交旋转组合设计对豇豆泡制加工的条件进行了优化。 建立的豇豆脆度与添加c a c l 2 浓度、盐浓度和泡制时间的回归模型如下： y = 6 1 4 1 4 - 0 0 9 x l + o 1 7 x 2 0 4 5 x 3 4 - 0 2 5 x t x 2 0 2 2 x i x 3 + o 0 6 x 2 x 3 - 0 4 5 x t z - o 4 2 材- 0 7 4 x 3 2 各因子对泡制豇豆脆度影响的大小依次为泡制时间、盐浓度、添加c a c l 2 浓度。 建立的回归模型显著性检验达极显著水平，无失拟因素存在，较好的拟合了泡制豇 豆脆度与各影响因子之间的关系。采用频数分析法模拟寻优，可获得脆度y 6 1 4 9 9 的工艺条件为：添加c a c l 2 浓度0 ，1 0 - 0 1 l ，盐浓度4 0 6 04 2 0 。, 6 ，泡制时间7 - 蹦。 3 在泡制过程中豇豆的脆度会呈现先下降、后上升、再下降的变化规律。豇豆 脆度的变化与其水分含量、纤维素含量、水溶性果胶含量、原果胶含量以及果胶酶 和纤维素酶的活性有关。采用3 种不同的数据统计方法得到的结果存在较大的差异： 灰色关联度分析结果表明，影响豇豆泡制以后脆度的主要因素依次为原果胶含量、 水分含量、纤维素含量和果胶酶活性；简单相关分析结果表明，豇豆脆度与水溶性 果胶含量呈极显著负相关，与水分含量和纤维素含量呈显著正相关；逐步回归分析 结果表明，水分含量、原果胶含量、水溶性果胶含量和纤维素酶活性才是影响泡制 豇豆脆度的主要因子。总体来说，各因子可能均对豇豆脆度有直接或间接的影响。 关键词：豇豆；泡制：脆度：综合评价；灰色关联度；正交旋转组合设计 豇豆泡制加工适性评价及魄性研究 a b s t r a c t p i c k l e dc o w p e aw a sl i k e dd e e p l yb yt h el a r g ec r o w db e c a u s eo fu n i q u ef l a v o ra n d p r o m o t i n gd i g e s t i o n ，i n c r e a s i n ga p p e t i t e ，a n do t h e re f f e c t i v e n e s s w i t hc h i n a sr a p i da n d h e a l t h ye c o n o m i cd e v e l o p m e n ta n dp e o p l e sl i v i n gs t a n d a r dc o n t i n u e dt oi m p r o v e ，t h e d e m a n df o rf o o dh a si n c r e a s e d a n dt h es t u d y o fh o wt oi m p r o v et h eq u a l i t yo fp i c k l e si s o f g r e a ts i g n i f i c a n c e n i n ec o w l x av a r i e t i e s ，c u l t i v a t e db r o a d l yi nh u b e i ，w e 他p i c k l e d , a n dw ec a r r i e do u ta nc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o no nt h e mb yy i e l d s ，p l a n td i s e a s e sa n d i n s e c tp e s t sa sw e l la ss e v e r a la s p e c t sa f t e rp i c k l i n gs u c ha sn u t r i t i v ei n g r e d i e n t s , c o l o r , b r i t t l e n e s s ，d e l e t e r i o u ss u b s t a n c e sa n d5 0o n s e l e c t i n gt w ov a r i e t i e sa sr a wm a t e r i a l ，t h e i n f l u e n t i a lf a c t o r su p o nc r i s p n e s so fp i c k l e dc o w p e a , t h em e c h a n i s ma n dc h a n g i n gl a wo f c r i s p n e s sd u r i n gp i c k l i n gw e r es t u d i e d ，t h em a i ns t u d yr e s u l t sw o r es u m m a r i z e da s f o l l o w s ： 1 t h e r ew a sag r e a td i f f e r e n c eo nt h eq u a l i t yt od i f f e r e n tv a r i e t i e sa f t e rp i c k l i n g ， a c c o r d i n gt o t h eg r e yc o r r e l a t i v ed e g r e ea n a l y s i sp r i n c i p l e ，t h er e s u l t ss h o w e dt h a t c o r r e l a t i v ev a l u eo f2 0 1t e c h a n g g a o c h a n4a n ds h a n j i a n g6a 埽n e a r c ft or e f e r e n c e v a r i e t ya n dc o m p r e h e n s i v ep e r f o r m a n c e sa r eg o o d , s ot h e ya r et h em o s tp r o p e rv a r i e t i e s f o rp i c k l i n g 2 b a s e do ns i n g l ef a c t o re x p e r i m e n tw h i c hc r i s p n e s sw 笛e v a l u a t i o ni n d e x e s i n c l u d i n gm a t u r i t y ，s a l t c o n c e n t r a t i o n , e n v i r o n m e n t a lt e m p e r a t u r e ，b l a n c h i n gt i m e ， b l a n c h i n gt e m p e r a t u r e ，c a c l 2c o n c e n t r a t i o na n dp i c k l e dt i m e , t h eo p t i m u mp r o c e s s p a r a m e t e r sw e r ed e t e r m i n e dw i t ht h r e e - f a c t o rq u a d r i co r t h o g o n a lr e g r e s s i o nc o m p o s i t e e x p e r i m e n t a ld e s i g n t h em a t h e m a t i c a lm o d e l sw e r ee s t a b l i s h e da sf o l l o w i n g s ： y = 6 1 4 l + o 0 9 x i + 0 1 7 x 2 0 4 5 x 3 + o 2 5 x t x z 0 2 2 x t x s + 0 0 6 x 2 x 3 - o 4 5 x t 2 0 4 2 x 2 z 0 7 4 x s 2 t h ec r i s p n e s so fp i c k l e dc o w p e aw a sn o t i c e a b l ya f f e c t e db yp i c k l e dt i m e ，s a l t c o n c e n t r a t i o na n dc a c l 2c o n c e n t r a t i o ni ns i g n i f i c a n to r d e r t h em o d e lo fc r i s p n e s s s h o w e dn os i g n i f i c a n tl a c ko fs u i t a b i l i t ya t5 b u ti tw a ss m t i s t i c a l l ys i g n i f i c a n ta t1 t h em o d e l 佻a p p r o p r i a t et o e x p r e s sr e s p o n s e v a r i a b l e s t h es c h e m ef o rg e t t i n g c r i s p n e s s m o r et h a n 6 1 4 9 9 w a st h a tc a c l 2c o n c e n t r a t i o no 1 0 - 0 11 s a l t c o n c e n t r a t i o n4 0 6 - 4 2 0 p i c k l e dt i m e7 - 8 d 3 c r i s p n e s sd e c l i n e df i r s ta n dt h e ni n c r e a s e da n da f t e r w a r d sd e c l i n e da g a i nd u r i n g p i c k l i n g t h e r ew a sr e l a t i o n s h i pb e t w e e nc r i s p n e s so fp i c k l e dc o w p e aa n dw a t e r c o n t e n t , c e l l u l o s ec o n t e n t ，w a t e rs o l u b l ep e c t i n , p e t i nc o n t e n t ，p e c t i n a s ea n dc e l l u l a s ea c t i v i t y 2 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 r e s u l t sr e v e a l e dg r e a td i v e r g e n c ei nc o m p a r i s o nw i t ht h r e ed a t as t a t i s t i c sm e t h o d ：t h e g r e yc o r r e l m i o na n a l y s i sr e s u l t ss h o w e dt h a tt h em a i nf a t o r si n f l u e n c i n gt h ec r i s p n e s so f p i c k l e dc o w p e aw e r ep e c t i nc o n t e n t ，w a t e rc o n t e n t ，c e l l u l o s ec o n t e n ta n dp e c t i n a s e a c t i v i t yi ns i g n i f i c a n to r d e r ；c o r r e l a t i o na n a l y s i so f p a r a m e t e r si n d i c a t e dt h a tt h ec r i s p n e s s o fp i c k l e dc o w l 9 e ah a ds i g n i f i c a n tn e g a t i v ec o r r e l a t i o nw i t hw a t e rs o l u b l ep e c t i nc o n t e n t , a n dp o s i t i v ec o r r e l a t i o nw i t hw a t e rc o n t e n ta n dc e l l u l o s ec o n t e n t ；t h ea e p w i s er e g r e s s i o n a n a l y s i sr e s u l t ss h o w e dt h a tt h em a i nf a c t o r si n f l u e n c e i n gt h ec d s p n e s so f p i c l d e dc o w p e a w e r ew a t e rc o n t e n t ，p e t i nc o n t e n t ，w a t e rs o l u b l ep e c t i nc o n t e n ta n dc e l l u l a s ea c t i v i t y o v e r a l l ，t h e s ef a c t o r sa f f e c t e dt h ec r i s p n e s so f p i c k l e dc o w p e ad i r e c t l yo ri n d i r e c t l y k e yw o r d ：c o w p e a ；p i c k l e d ；c r i s p n e s s ；c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n ；g r e yc o r r e l a t i v e d e g r e e ；o r t h o g o n a lr o t a t i o nc o m b i n a t i o nd e s i g n 3 豇豆泡制加工适性评价及脆性研究 1 研究目的及意义 第一章文献综述 豇豆( i q g n as e s q u i p e d a l i sw i g h t ) ，别名长豆角、饭豆、裙带豆等，一年生草本 植物，在我国栽培历史悠久，南北各地均有栽培，其中以长江流域及华南诸省种植 较多，是春夏季不可缺少的蔬菜之一，在蔬菜生产和消费中具有重要地位。豇豆属 喜温作物，鲜嫩荚上市主要集中在夏秋两季，嫩荚采收后因其生命活动并未停止而 容易产生腐烂变质。要延长蔬菜的保鲜或保存期，必须采取相应的保鲜或加工手段。 因此，豇豆的贮藏和加工就显得尤为重要，而泡制加工便是长期贮藏蔬菜的方法之 一。蔬菜的腌制加工，在我国已有悠久的历史，蔬菜经泡制发酵后，不但可以延长 蔬菜的贮存期，还可以赋予蔬菜独特的风味。泡制豇豆是以优质鲜豇豆为原料，利 用低浓度盐水泡制而成的一种传统蔬菜制品。千百年来，泡菜多为民间家庭自制， 由于受到原料品种、加工条件等因素的影响，产品质量难以稳定。随着经济的发展， 人们对食品的要求越来越高，产品的外观、营养、口感、滋味、安全性等方面都是 人们考查的指标。而且一直以来，国内外对泡菜的研究都主要集中在泡菜的功能、 安全性及工业化生产工艺等方面，对于原料的筛选却鲜有报道。此外，对于原料的 选择，生产者几乎都以产品的风味为判断标准，很少结合生产实际，考虑原料的丰 产性及病虫害情况等问题，而这些方面会直接影响到生产成本。要使泡菜生产更具 规模化，这些都是不容忽视的问题。另外，虽然生产者都很重视口感。但对于产品 的脆度这个重要指标，却很少有较深入的研究。因此，有必要对湖北地区广泛栽培 的豇豆品种进行筛选，并对泡菜的生产工艺条件进行优化，以期提高泡豇豆的品质， 降低生产成本，满足生产者和消费者的要求，找出适宜泡制加工的豇豆品种和适宜 的加工条件。 本研究的目的旨在对湖北地区广泛栽培的9 个豇豆品种比较产量，病虫害情况以 及泡制后的营养品质、安全品质和质地品质，以期筛选出适宜于泡制加工的豇豆品 种。同时，探索不同加工条件对泡豇豆脆度的影响以及豇豆泡制过程中脆度变化规 律及其机理，为泡制豇豆的工业化生产提供更多理论和实践依据。 2 泡菜 2 1 泡菜制品概述 泡菜是腌制品的一种，是以湿态发酵方式加工制成的浸制品。泡菜起源于我国， 据自然科学史工作者考证，我国腌溃食品起源于周朝，距今大约有3 0 0 0 多年的历史。 周礼中有“醇人掌共五齐七菹”和诗经小雅位南山篇中有“田有庐，疆场 华中农业大学2 0 0 7 话硕士学位论文 有瓜，是剥是菹”的记载，菹者酸菜，即泡菜( 胡宗利，1 9 9 9 ) 。关于制作泡菜的 详细文字记载，始见于北魏农学家贾思勰撰写的齐民要术，其中作菹藏生菜法 第八十八条是专门谈论腌渍加工蔬菜的。经过几千年的“实践、认识、再实践、 再认识”的过程，我们的祖先选用多种多样的原料，配以形形色色的辅料，发明创 造了很多具有科学道理的生产工艺，制造出了大量脍炙人口的产品。隋唐时期，随 着对外通商的发展，泡菜开始传到国外。从此，很多国家的人都喜食泡菜，比如韩 国人就把泡菜定为国菜，而巴尔干国家则称它为长寿菜。 泡菜是将新鲜蔬菜浸没在低浓度盐水中，靠乳酸菌的发酵产生大量乳酸，使溶 液的酸度增加到一定程度，从而抑制乳酸菌的生长繁殖，达到防腐保鲜的目的。泡 菜的来源很广，口味也很丰富，以酸为这类食物的总特征，辅以鲜、咸、甜、辣、 香等味道，使菜品中的“小角色”丰富多彩、鲜脆可口、色香味俱佳。 泡菜属于发酵型腌制品中的湿态发酵类，一般包含两种加工形式：一个是无盐 发酵，如酸白菜等，只需要在清水中进行；另一个是有盐发酵，需要在低浓度的盐 水进行。从世界范围来讲，泡菜按地域来划分可分为中式泡菜、韩国泡菜和西式泡 菜。在制作泡菜时，可以使用单一原料单独泡制，也可以多种原料同时泡制。 2 2 泡菜的功效 泡菜是一种既卫生又营养的蔬菜加工品。泡菜的主要原料是各种蔬菜，其中的 维生素及钙、铁，磷等矿物质含量丰富，而豆类还含有丰富的全价蛋白质。泡菜的 营养价值和保健功能正引起越来越多科研人员的关注。最新研究成果表明，泡菜具 有维持人体消化道健康，减肥、抗癌、抗菌、预防食物中毒、预防心脑血管疾病、 抗衰老等多种保健和医疗功能。 2 2 1 维持人体消化道健康 泡菜因为经过发酵的过程，含有非常多的乳酸菌，乳酸菌不仅能增加有益菌的 数量，抑制有害菌，防止不正常的发酵，改善肠内菌群环境，还可以使肠内菌群维 持在相对平衡的状态。泡菜发酵成熟产生的大量乳酸菌被人体吸收后，能促进胃蛋 白酶的分泌，抑制人体消化道内有害菌的繁殖，使肠道内微生物分布正常化( 李幼 筠，2 0 0 6 ) 。作为泡菜原料的蔬菜里含有丰富的纤维素，粗纤维在直肠中吸收水分能 力强，能促使肠管蠕动，使废物及时排出体外，以预防便秘、肠炎和结肠炎等各种 疾病( 李文斌，2 0 0 6 ) 。 2 2 2 抗菌作用 泡菜发酵产生大量的有机酸，成熟泡菜的p h 值在4 以下，而一般细菌生长的最 豇豆泡制加工适性评价及脆性研究 适p h 值为6 7 ，因此，泡菜的高酸性对腐败菌的病原菌具有很好的抑制作用。乳酸菌 体还能产生许多具有抗菌活性的物质，如：过氧化氢细菌素等。e l a i n e e 等在1 9 9 4 年实验证明，在甘蓝番茄上分离的乳酸菌可产生抑制金黄色葡萄耱球菌的细菌素。 c h a n g h o o n k a n g 等( 2 0 0 2 ) 将6 种肠致病菌接种到大白菜中发酵，当p h 为3 9 时，已 检不出大肠杆菌，当p h 为3 7 时，梭菌属埃希式属沙门菌属和葡萄状球菌属均未被检 出。 2 2 3 预防心脑血管疾病 蔬菜中含有丰富的膳食纤维，膳食纤维容易和胆盐结合形成复合物，阻止胆盐 促使胆固醇形成微小胶粒，使胆固醇不易被吸收。韩国仁济大学食品营养学科的宋 永善教授对老鼠进行为期6 个星期的实验，结果显示，吃泡菜的老鼠胆固醇指标要低 于不吃泡菜的老鼠。宋教授指出，泡菜能有效克制血栓的生成，具有预防动脉硬化、 心肌梗塞等心血管疾病的作用。汉城雅山医院金永植教授对6 7 0 名脑血管病患者进行 跟踪调查表明，长吃泡菜的人血液中氨基酸含量明显低于不食泡菜的人，而血液中 氨基酸含量过高将会导致脑溢血、心肌梗塞等疾病( 李文斌等，2 0 0 6 ) ， 2 2 4 减肥 长吃泡菜能够刺激脑和肾上腺产生激素，这种激素可以加速身体内脂肪的燃烧， 在较短的时间内达到减肥的目的( 姜燕等。2 0 0 5 ) 。泡菜属于高纤维、低热量食品。 有助于消化，可减少脂肪累积，具有减肥作用，这一点已在动物实验中得到证实。 韩国科学家用泡菜做动物实验证明，没有吃泡菜的白鼠肝里平均脂肪含量和血液中 总脂肪含量均要高于吃泡菜的白鼠。实验还发现，吃腌制5 个星期的泡菜比吃腌制 3 个星期的泡菜减肥效果更好。日本京都大学对人体做的实验结果也证明，泡菜有 减肥的特效。 2 2 5 抗癌作用 最近，泡菜的抗癌效果备受关注。据韩国釜山大学附属泡菜研究所朴建容教授 的研究发现，给实验鼠移植癌细胞后，饲喂腌制3 周的泡菜提取物，其肿瘤质量从原 来的4 3 2 9 减少到1 9 8 9 ，减少了5 4 。他还在实验鼠身上移植大肠癌细胞，以j 霓察其 转移作用，结果表明，饲喂泡菜提取物大鼠的大肠癌的转移被抑制了4 0 。k e u n - o k 1 u n g 等( 2 0 0 2 ) 将1 5 1 2 下发酵6 d 的韭菜汁经二氯甲烷蒸馏后用来研究它对人类胃腺癌 和结肠癌的治疗效果，结果表明：服用0 1 m g m l 提取物4 周后，能将a g s 胃腺癌和 h t 结肠癌细胞的存活率分别降低到1 9 和3 7 。 6 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 2 2 6 抗衰老 泡菜能防止皮肤老化。研究人员进行实验后发现，在1 4 0 d 的时间段里，吃泡菜 老鼠的皮肤细胞角质层明显变薄，以及皮肤紫外线酸化作用明显减少。j o n g h y e n k i m 等( 2 0 0 1 ) 研究了泡菜对小鼠大脑中抗氧化酶活性和自由基产生的影响，结果表 明：泡菜，尤其是含有芥菜叶的泡菜有延缓衰老的作用。 2 2 7 预防食物中毒 泡菜可预防部分食物中毒。蔬菜中含有较多碱性元素，它们在人体内分解，形 成碱性环境，可以及时与肉类、蛋类分解的酸进行中和，保持血液和体液内环境的 酸碱平衡，维持正常生理活动，预防血液酸性化导致的酸中毒。韩国食品研究院进 行微生物实验的研究结果表明，经过自然发酵的泡菜可有效杀灭沙门氏菌、葡萄状 球菌，弧菌、病原性大肠菌等食物中的病菌。李钟景博士的研究结果证明，泡菜的 成分和合理的发酵温度可有效抑制食物中的病菌，它能预防过量食用肉类或酸性食 品时因血液的酸化导致的酸中毒，并建议在食用病菌极易繁殖的肉和鱼时，搭配泡 菜，可有效防止食物中毒( 李文斌，2 0 0 6 ) 。 3 国内外泡菜研究进展 3 1 泡菜生产发展概况 3 1 1 国外泡菜产业现状 国外泡菜以韩国、日本为代表。在一千三百多年以前，中国泡菜传到韩国，韩 国人将它与自己的民族饮食文化相结合，发展成为今日的韩国泡菜。今日韩国泡菜 几乎成为纯粹的工业化产品，它是韩国出口日本、东南亚和欧美国家与地区的重要 商品之一泡菜出口额1 9 9 8 年为5 2 0 亿韩元，1 9 9 9 年为8 5 0 亿韩元，增幅将近6 0 ， 出口总量达到1 5 l 万吨。1 9 8 8 年汉城奥运会后，日本加强了向韩国学习泡菜的制作 方法，然后加以改进，发明了日式泡菜。从2 0 世纪8 0 年代以后，日本的泡菜消费 量逐渐递增，销售额超过1 0 0 0 亿日元。2 0 0 0 年全球泡菜贸易额约为1 3 亿美元，在 国际市场上，日韩两国占据了9 5 以上的份额。日韩两国瞄准了泡菜行业的巨大潜 力，便下功夫开发出生产流水线，实行批量化、规模化、标准化生产。这种产业生 产不仅可以降低成本，而且能够迅速占领市场。 7 豇豆泡制加工适性评价及瞻性研究 3 1 2 我国泡菜产业发展现状及存在的问题 在我国，泡菜历史悠久，解放前，我国蔬菜的泡制加工几乎全部为私营产销， 设备简陋，工艺落后。解放后，随着生产力的发展，腌溃食品已从家庭式生产走上 了工业化大规模生产的道路。据不完全统计，我国现有县级以上的酱腌菜专业工厂 和兼营车间2 0 0 0 多个，每年加工新鲜蔬菜7 0 1 0 0 万吨，生产成品3 0 - 5 0 万吨。随 着现代科学技术的发展，全国各地腌渍食品加工厂的机械设备有所改善，生产率有 较大提高，向腌渍食品生产机械化迈进了一步。一些大型食品厂采用了洗菜设备、 倒菜起菜设备、洗瓶机、链式蒸汽消毒器、瓶装机械设备、塑料包装设备等。近年 来，由于广大食品研究工作者的努力，开发了很多名牌腌渍食品，并使之进入世界 市场，出口创汇。但是泡菜加工工业与其他食品工业相比，步子仍然迈的不大，生 产基本上仍未脱离作坊模式。2 0 0 0 年，中国泡菜工业的市场销售额约为l o 亿元， 中国泡菜的代表之一一四川泡菜企业出口总额约5 0 0 万美元，仅占国际泡菜市场总 量的3 ( 陈仲翔等，2 0 0 4 ) 。 目前国内企业的泡菜生产工艺仍然是自然发酵工艺占生导地位，该工艺的弊端 有：( 1 ) 发酵周期相对较长，生产力低下；( 2 ) 受卫生条件、生产季节和用盐量影响， 发酵易失败；( 3 ) 发酵质量不稳定，不利于工厂化、规模化及标准化生产；( 4 ) 沿用老 泡渍盐水的传统工艺。难以实现大规模的工业化生产：( 5 ) 异地生产，难以保证产品 的一致性；( 6 ) 亚硝酸盐、食盐含量高，食用安全性差。为了解决上述问题，国内外 相继进行了乳酸菌纯菌种发酵和直投式菌种发酵的研究，取得了较好的效果。纯乳 酸菌的接种使泡菜工业的传统生产工艺发生了变革，推动了泡菜工业的发展但在 推广过程中遇到一些问题，严重影响了该工艺在泡菜工业中的应用。主要问题有： ( 1 ) 企业需增加具备管理菌种和制作发酵剂的设施；( 2 ) 企业需要有能够制作品质稳定 发酵荆的专业人员；( 3 ) 在发酵剂制作过程中易染杂菌，菌种易变异；( 4 ) 操作繁琐， 不适合中小规模工厂、餐饮行业和家庭制作泡菜使用；( 5 ) 接种发酵产品的风味比较 单调，不如自然发酵法生产的产品丰厚饱满( 陈仲翔等，2 0 0 4 ) 。所以有必要在今 后的研究过程中进一步筛选出优良的发酵菌种，再利用混合发酵技术模拟自然发酵 条件接种发酵，并结合其他发酵工艺，以提高产品的风味和质量，同时缩短发酵周 期。 无论是发酵泡菜还是拌制泡菜，在我国腌渍蔬菜类中均属低盐、低糖、大水分 类制品，同时由于泡菜自身营养丰富，其保鲜贮存的难度系数相当大。目前，日本， 韩国的泡菜无论采用何种包装及保鲜处理方式，基本上都能实现冷链销售，而我国 则因泡菜的大众化、经济型定位和消费者长期习惯性列孢菜价位承受能力等因素的 限制，造成我国现行泡菜只能采取简单的保鲜处理方法而使得泡菜货架期质量的稳 定性受到严重影响( 李幼筠等，2 0 0 6 ) 。 8 华中农业大学2 0 0 7 话颐士学位论文 此外，虽然现在有些腌渍食品加工厂采用了较先进的机械设备，但大多数仍使 用手工工具，某些俺制操作还是繁重的体力劳动：腌渍食品的包装较以前虽有了较 大改观，袋装、盒装代替了散装，但总的来说仍较落后；腌渍食品虽然种类很多， 但多为高赫、高糖制品，不能满足人们对低盐、低糖、低热量、低胆固醇的保健食 品的需要；在腌渍食品工业中，某些加工厂由于工作人员的理性认识浅薄，控制条 件不当，即使具备良好的设备，也不能生产出优良品质的腌渍食品；我国专用加工 型蔬菜品种缺乏；对传统腌渍食品的基础研究还远远不够，仍然没有完全摆脱知其 然而不知其所以然的状态( 胡宗利，1 9 9 9 ) ：缺乏一个标准评价体系对蔬菜的泡制 加工过程进行全程监控，这些问题都有待我们的解决。所以，我们应该加强工作人 员的专业技术学习，在保持传统产品原有风味的基础上，将传统工艺与现代技术结 合起来，发展我国腌渍食品，繁荣腌渍食品市场。同时，国家也应大力投资传统腌 渍食品基础研究的力度，从而提高腌溃食品的技术含量及产品档次，增强市场竞争 力。 目前，韩国泡菜和日式泡菜日益盛行，占据了广大的国际市场；韩国和日本正 致力于泡菜制作工艺的改进，并且不断扩大它们的国际泡菜市场，拟将占据中国和 东南亚市场，这必将对我国的泡菜产业产生巨大的冲击。因此，针对我国泡菜工业 存在的这些不足，加大力度投入研究，使其在激烈的国际竞争中占有一席之地，生 产出具有竞争力的泡菜制品势在必行。 3 2 泡菜研究概况 3 2 1 泡菜发酵微生物研究 泡菜是利用有益微生物的发酵作用而成的蔬菜。在低浓度的食盐溶液中泡制， 由菜体带入的有益微生物一乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等进行乳酸发酵、酒精发酵和 醋酸发酵，在泡制过程中微生物的种类变化对泡菜成品的品质影响很大。因此近年 来国内外对蔬菜泡制品中的主要微生物菌群进行了大量研究，这些研究极大地推动 了发酵蔬菜的工业化生产进程。泡菜是微生物在盐水中进行发酵，参与发酵的微生 物有细菌和酵母，而细菌又以产酸的乳酸菌为主。能产生乳酸的细菌很多，主要有 链球菌属、肠膜状明串菌属、片球菌属和乳杆菌属等，乳酸菌在酸菜发酵各个时期 都起主导作用，其数量和所占细菌总数之比，是影响发酵速度的重要因素。发酵酸 菜的主要菌群一乳酸菌一直是人们研究的课题。二十世纪六十年代，p e d e r s o n 和 a l b u r y 等( 1 9 6 1 ) 研究了酸白菜、酸黄瓜等发酵过程中的菌系消长规律，发现在发 酵早期明串珠菌很活跃，随后是啤酒片球菌、短乳杆菌和植物乳杆菌大量产酸，最 后是植物乳杆菌属完成发酵过程，其它发酵蔬菜的菌系消长与酸白菜和酸黄瓜发酵 类似，并且在黄瓜和橄榄上的纯接种发酵进一步证实了上述动态规律。蔬菜在泡制 9 豇豆泡制加工遁性评价及脆性研究 初期。乳酸菌的数量较少( s c h n e i d e r ，1 9 8 8 ) 。但是，在缺氧湿润的条件下，当盐浓 度和湿度适当时，乳酸菌的生长则处于优势，大多数蔬菜或蔬菜汁都要经历乳酸发 酵阶段。赵文红对自然发酵泡菜盐水中的乳酸菌进行了分离鉴定，并对其特性进行 了研究，试验成功地从泡菜盐水中分离出了明串珠菌属( l e u c o n o s t o c ) 和乳杆菌属 ( l a c t o b a c i l l u s ) 两种乳酸菌。菌株发酵初期，明串珠菌属为优势菌，生长产酸； 随着p h 值下降，明串珠菌属受到抑制，停止生长并逐渐死亡，而乳杆菌属迅速繁 殖，成为优势菌，继续发酵产酸。陈晓平( 2 0 0 6 ) 也从自然发酵酸菜汁中分离得到 肠膜明串珠菌( l e u c o n o s t o c m e s e n t e r o i d e s , 上脚) 、短乳杆菌( l a c t o b a c i l l u s b r e v i s , l b ) 和植物乳酸杆菌( l a c t o b a c i l l u sp l a n e t a r i u m , 印) 3 株商产酸菌株。随着泡菜生产工 艺从传统的自然发酵向接种发酵过渡，为了了解接种乳酸菌促进泡菜的作用机理， 研究者将接种发酵和自然发酵过程中乳酸菌种类的变化进行了对比研究，钟之绚等 ( 1 9 9 5 ) 研究表明接种发酵过程中的乳酸菌种类更丰富，这是因为发酵前接入乳酸 菌，增强了发酵系统中乳酸菌种群优势，形成了有利乳酸菌生长的环境，从而促使 了酸自菜的发酵过程。 另外在泡菜制作过程中。由于发酵环境条件的不同，微生物菌群在各个生产阶 段所分布的菌种和数量也不同，主要受到食盐浓度、温度、起始p 8 等泡制条件的 影响。如果盐浓度或温度过高，同型发酵会占优势，从而使异型发酵过程缩短，使 乳酸含量增大。尹利端等( 2 0 0 5 ) 研究也发现不同浓度的食盐水能改变异型乳酸菌 的发酵时间，同时不同浓度的盐水会抑制不同种类的杂菌。林燕文、黄君红等人 ( 2 0 0 1 ) 在泡菜中添加维生素和氨基酸，检测乳酸菌含量的变化，发现添加适量的 维生素或氨基酸可以提高乳酸菌的含量，并且维持高含菌量的时间也较长 3 2 2 泡菜的生产工艺 随着人们对食品品质要求的提高，国内外学者对泡菜的发酵工艺也进行了大量 研究，主要集中在发酵方式和生产条件的控制上。蔬菜发酵加工是由一系列微生物 的发酵活动完成的。根据微生物的来源，可以将蔬菜发酵分为自然发酵和接种发酵。 自然发酵是由附着在蔬菜表面、泡制器皿以及泡制所用的水和香辛料中的微生物进 行发酵，我国传统的泡渍蔬菜大都是采用自然发酵。对于自然发酵工艺的研究主要 集中在加盐量、发酵温度以及添加c a c l 2 浓度等工艺条件的控制上。吴勤民( 2 0 0 6 ) 对甘蓝、萝卜泡菜自然发酵的工艺进行了优化，结果表明，泡菜自然发酵的最佳条 件为：6 的加盐量，发酵温度2 0 ，加入o 0 5 c a c h ，发酵8 - l o d 。韩国泡菜采用 低温状态自然发酵，得到了较高品质的泡菜产品。虽然低温条件下所需要的发酵时 间较长，但却具有傈质期长、最佳食用期长和风味好等优点( 杨晓霹。2 0 0 5 ) 。刘敦 华等( 1 9 9 6 ) 研究也发现，在自然发酵过程中温度控制非常重要，如果温度等条件 l o 华中农业大学2 0 0 7 届硕士学位论文 适宜，发酵后产品风味较好，若条件不适宜，则产品质量不能得到保证。 由于自然发酵存在很多缺陷，影响了产品的品质，因此人们在泡菜的纯接种发 酵生产方面进行了大量研究。接种发酵是人为的将外来菌种或混合菌种接种于杀过 菌的蔬菜上进行泡制的过程。应用纯菌接种乳酸发酵技术对蔬菜进行发酵加工是对 传统自然发酵模式的一种变革，也是发酵技术现代化的一种标志( 杨荣玲等，2 0 0 6 ) 。 采用纯菌接种发酵可将自然发酵的诸多不足限制在人工控制之下，最大限度地提高 蔬菜发酵加工的技术水平和产品质量。欧洲的p c d e r s o n 和a l b u r y 在1 9 6 1 年率先将 纯菌接种发酵技术应用于泡菜的研究上。在纯菌接种发酵技术中，菌种的选择及搭 配形式、原料处理与发酵方式等均是纯菌接种快速发酵技术是否成功的关键。沈国 华( 2 0 0 2 ) 研究表明，采用纯菌接种恒温控制发酵的发酵速度至少要比自然发酵平 均提高3 2 6 倍以上。最佳的发酵配套模式为植物乳杆菌与干酪乳杆菌单独或以l ：l 的比例混合接种，即可得到优质泡菜产品。孙力军等( 2 0 0 3 ) 研究发现纯种接种和 促菌物质的添加对苔菜泡菜生产工艺及其品质均有一定的影响。从陈泡菜盐水中分 离了一株植物乳杆菌，并接种于苔菜泡菜中，特别是促菌生长物质番茄汁的加入， 使苔菜泡菜的质量明显提高，发酵周期缩短，产品的品质得到提升。陶兴无等( 2 7 ) 探讨了接种乳酸菌对甜酸菖头腌制工艺和品质的影响，结果表明，接种植物乳杆菌 显著缩短了发酵周期，并明显提高了成品品质。吴红燕等人将肠膜明串菌属、植物 乳杆菌和短乳杆菌接种到胡萝b 等蔬菜原料中进行发酵，研究了菌种配比、菌种添 加量、发酵时间及主要工艺参数对泡菜品质的影响。沈国华等( 2 0 0 2 ) 应用纯菌接 种发酵技术确立了萝卜、黄瓜、包菜、豇豆等蔬菜发酵加工的最佳配套模式，得到 了品质稳定、口味上乘、开胃爽口的优质发酵蔬菜产品。但是也有研究发现，在生 产中采用纯菌种接种或肠膜明串菌属、短乳杆菌、植物乳杆菌的混合培养物接种， 最终产品质量与不接种生产的产品质量相比无多大差别( y a g o ，1 9 8 5 ) 。 鉴于纯菌种接种乳酸菌发酵生产中存在一些问题，国内外又进行了泡菜用直投 式乳酸菌制种技术的研究。直投式乳酸菌发酵剂( d v s ，d i r e c tv a ts e t ) 起源于乳品 行业。1 9 世纪末2 0 世纪初，西方乳业科学家开始研制浓缩发酵剂，直到1 9 6 3 年浓 缩发酵剂才进入商品化生产阶段。n a n c yjg a r d n e r 等( 2 0 0 1 ) 进行了使用植物乳杆 菌n k 3 1 2 ，乳酸片球菌a f e r m 7 7 2 和肠膜明串珠菌b l a c 进行冻千后复配用于胡 萝卜、甘蓝、甜菜和洋葱混合蔬菜的复配发酵剂的试验。蔡永峰等( 2 0 0 6 ) 对直投 式生物法泡菜快速生产工艺条件进行了研究，结果表明，采用直投式泡菜发酵专用 菌粉生产泡菜与采用液体菌种生产泡菜发酵周期一致，发酵效果相同。添加糖类物 质有利于提高发酵产酸速度；葡萄糖对发酵的影响最大，最适添加量为2 o ，泡菜 专用复合菌粉的最佳投加量为0 0 2 ，最适发酵温度为3 0 ，发酵周期为4 8 h 直 投式菌种发酵剂在泡菜中的使用是未来泡菜工业发展的一个主要方向，新工艺的应 用将有效地提高我国泡菜工业的生产水平和食用安全性，增加在国际市场的份额。 豇豆泡制加工适性评价及瞻性研究 3 2 3 泡菜安全性的研究 随着科技的发展和人民生活水平的提高，人们开始对一些传统发酵食品的安全 性问题重新审视。泡菜作为我国一种重要的家常食品，在很多地方都具有一家一户 自产自食的传统消费习惯，由于蔬菜自身的原因及一些人为因素，泡菜在加工过程 中极易累积亚硝酸盐、生物胺及亚硝基化合物等有毒物质，导致在终产品中这些物 质的含量较高；泡菜产品还极易被有害微生物污染，导致微生物数量严重超标，有 些微生物甚至会产生毒素，从而给产品带来潜在的安全性问题：而且蔬菜原料本身 的农药残留、重金属含量等也会对泡菜的安全性造成一定影响。原永兰等( 2 0 0 5 ) 研究发现盐渍加工对农药残留量有明显的影响，盐渍菜加工工艺差别很大，主要是 盐渍时间长短和盐度差异( 通常分深腌和浅腌) ，由于盐渍加工工艺的差别而呈现不 同的变化规律，深腌产品中的农药残留量比原材料明显升高，而浅腌的则降低 目前，泡菜的安全性主要集中在亚硝酸盐含量的研究上。早在1 9 0 7 年r i c h a r d s o n 等就指出蔬菜中含有大量硝酸盐。1 9 4 3 年w i l s o n 指出蔬菜中硝酸盐被细菌还原成亚 硝酸盐。自然界能使硝酸盐还原的菌有1 0 0 多种，在蔬菜腌制过程中最常出现的是 大肠杆菌、白喉杆菌、粘质塞氏杆菌等，这些菌都具有硝酸还原酶，通常会使亚硝 酸盐蓄积起来( 张庆芳，2 0 0 3 ) 。蔬菜腌制过程中，硝酸盐还原生成亚硝酸盐的现象 是不可避免的，而且亚硝酸盐的形成与腌制的食盐浓度、温度、酸度、含糖量及杂 菌污染等诸因素都有关系( 陈有容，2 0 0 4 ) ，这种现象早已被大量实验所证实。李基 银( 1 9 8 8 ) 对蔬菜腌制过程中亚硝酸盐生成规律进行研究发现，亚硝酸盐随时间变 化曲线出现亚硝峰。吴艳华等( 2 0 0 1 ) 在对大白菜和李巧珍等( 2 0 0 0 ) 在对榨菜腌 制过程亚硝酸盐生成规律的研究中，也证实了这一点。有关研究表明，6 - 1 5 d 内腌制 菜中亚硝酸赫含量最高，中毒危险性很大( 蒲朝文，2 0 0 1 ) 。很多实验早己证明，在 腌制温度范围内( 1 7 3 0 ) ，腌制温度高，“亚硝峰”生成早，含量低，消失快；温 度低，“亚硝峰”生成较晚，含量高，且高峰持续时问长( 李基银，1 9 8 8 ；郑桂福等， 2 0 0 0 ；蒲朝文，2 0 0 1 ；段翰英，2 0 0 1 ) 。郑桂富等( 2 0 0 0 ) 研究证明食盐浓度也对蔬 菜腌制发酵过程中“亚硝峰”有影响：食盐浓度低，亚硝酸盐生成较快，亚硝峰出 现早，峰值较低；当食敌浓度较高时，“亚硝峰”生成较晚，峰值高。但是，李基银 ( 1 9 8 8 ) 研究发现，腌白菜的亚硝峰值随食盐浓