腌制蔬菜保脆及保藏研究現狀

劉 衛，董 全,2*

（1.西南大學 食品科學學院，重慶 400715；2.西南大學 國家食品科學與工程實驗教學示范中心，重慶 400715）

蔬菜的腌制是我國最早的蔬菜加工方法，起源于周朝，距今已有3 000年的歷史[1]，其富含維生素、無機鹽、膳食纖維及鐵、鈣、磷等物質，具有很好的營養價值。腌制品在發酵過程中生成的酒精、有機酸和酯類等物質可以刺激食欲，其中大量的益生菌能夠促進胃蛋白酶的分泌，加強胃腸的蠕動，維持腸道內的微生態平衡[2]。此外，腌制蔬菜還吸收了香辛料、調味品中的多種營養成分，具有獨特的色、香、味，并且加工簡易，成本低廉，因此得到消費者的廣泛青睞。但是由于蔬菜本身的質地特性，在腌制及貯藏過程中很容易出現軟化、變質等現象，嚴重制約了腌制品的生產與銷售，因此如何改善腌制蔬菜的質地，延長貨架期，成為亟待解決的問題。本文綜述了蔬菜在腌制過程中保脆、保藏的方法，以期為腌制蔬菜工藝的優化提供可靠的理論依據。

1 腌制蔬菜保脆的研究

1.1 腌制蔬菜失脆的機理

脆度是產品食用時的一種齒感反應[3]，是咬碎樣品所需要的力，反映產品破碎時的崩潰過程，可以通過感官評定或質構儀進行測定。腌制蔬菜失脆的機理主要有以下幾個方面：

（1）果膠物質的分解。果蔬的脆度是由原果膠決定的，原果膠是細胞壁的組成部分，它和纖維素在細胞層間與蛋白質結合成粘合劑，使細胞緊密黏合在一起，使蔬菜具有較高的脆度[4]。但原果膠在果膠酶或酸性、加熱條件下容易水解成果膠和果膠酸，使細胞間喪失鏈接作用，細胞間失去粘結性而變得松軟，脆度隨之下降。果膠物質的分解過程見圖1。

圖1 果膠物質分解圖Fig.1 Decomposition of pectin substance

（2）細胞膨壓的變化。新鮮的果蔬細胞中液泡飽滿，水分含量充足，細胞脆性強。當果蔬組織細胞脫水后，液泡體積縮小，細胞壁與原生質層發生質壁分離，細胞膨壓下降，脆性隨之降低。

（3）細胞結構的變化。細胞的結構、形態、大小、空間排列及細胞間的結合力直接影響果蔬的質構[5-6]。此外，蔬菜原料成熟度、食鹽濃度、腌制環境中微生物雜菌情況也會對腌制品脆度產生影響。

1.2 腌制蔬菜的保脆方法

1.2.1 提高果膠酸鹽的含量

（1）金屬離子激活內源性果膠甲酯酶：Ca2+、Al3+、Fe3+、Na+等對果膠甲酯酶有激活作用，催化果膠水解產生果膠酸，再與其作用生成果膠酸鹽[7]。當Ca2+存在時，果膠酸與Ca2+作用生成果膠酸鈣，使高分子聚合物的摩爾質量及線狀或分支狀聚合物結構發生改變，加快果膠的膠凝，從而改善了含果膠產品的質地[8]。張穎等[9]研究發現，在鹽漬金針菇漂煮時，加入一定量的鈣鹽（質量分數0.05%），2～4個月內可以有效保持即食金針菇產品的脆度。有學者[10]在研究醬漬蔬菜時，通過保脆正交試驗得出在pH=4.5條件下將青椒用質量分數為0.1%的乳酸鈣浸泡30 min得到的產品脆度最好。

幾種金屬離子復合處理，在一定程度上可以改善泡菜的脆度。范民等[11]的研究表明，海藻酸鈉與氯化鈣復合保脆劑可以提高即食型調味裙帶脆度，復合保脆劑的配比對產品脆度影響達到極顯著水平。當兩者比例為1∶1，質量濃度為3 g/L時，此時裙帶菜果膠酸鈣含量最高，產品脆度最好。

（2）低溫漂燙激活內源性果膠甲酯酶：熱預處理可以提高蔬菜的硬度及脆度，果膠在一定溫度條件下其糖苷鍵在鄰近羧基或酯化的羧基一邊發生β消除反應，使糖苷鍵斷裂，果膠分子量減小[12]。DEKKER M等[13]研究發現，蔬菜經過50～80 ℃熱預處理可以抑制其軟化，蔬菜的質地可以通過最佳預熱溫度及時間的處理得到提高。低溫漂燙可以激活內源性果膠甲酯酶的活性，加速果膠分解，使果膠中甲醇含量升高，自由羧基大量增加，從而加快與鈣、鎂等金屬離子的交聯作用，使果蔬保持一定的脆度，見圖2。低溫漂燙對果蔬細胞的組織結構影響較小[14]，低溫漂燙后果蔬細胞中膠層完整，細胞形狀無明顯破損現象[15]。此外，低溫漂燙還可以增加果膠與Ca2+形成的聚合物的熱穩定性，使果蔬保持一定的脆度[16]。汪欣等[17]在不同漂燙溫度（40 ℃、50 ℃、60 ℃、70 ℃）、漂燙時間（5 min、10 min、15min、20 min、25 min、30 min）條件下研究熱燙對白蘿卜果膠甲酯酶活性的影響，發現50 ℃熱燙10 min后，酶活性提高了50%，說明熱燙對果膠甲酯酶有激活作用。

（3）外源性果膠甲酯酶可以使果膠去甲酯化，將高甲氧基果膠轉化成低甲氧基果膠，進而與Ca2+等金屬離子生成果膠酸鹽，提高果蔬的脆性。有學者[18]利用果膠甲酯酶對果膠的去酯化原理，探討果膠甲酯酶處理泡菜的最佳條件，結果表明，當果膠甲酯酶添加量為810 U/100 mL水、pH值4.5、溫度45 ℃時，脆度最高，較對照組提高了22.5%，說明果膠甲酯酶具有去酯化作用。樂毅等[19]的研究也得出了相同的結論。

圖2 低溫漂燙保持果蔬質地的作用機理Fig.2 Action mechanism of keeping vegetable and fruit texture in low temperature blanching

1.2.2 人工接種乳酸菌

傳統泡菜發酵主要依靠自然發酵，但由于其生產周期長，亞硝酸鹽含量高，產品質量不穩定，難以實現工業化生產。20世紀60年代PERDERSON C S等[20]首次使用純種發酵技術制作泡菜，韓國、日本等國家已從泡菜中分離得到多種優勢乳酸菌并應用到泡菜工業生產[21]。對于人工接種發酵泡菜對脆度的影響，一些研究認為人工接種泡菜脆度低于自然發酵泡菜脆度，如VOLD ICH M等[22]認為人工接種發酵泡菜雖然有很多優勢，但也存在軟化的問題，原因是人工接種發酵泡菜食鹽含量相對較低。汪立平等[23]利用純種植物乳桿菌發酵低鹽蘿卜泡菜，發現人工接種發酵泡菜脆度低于自然發酵泡菜，改變食鹽含量及對原料進行預處理可以縮小這種差距，但不能從根本上解決人工發酵泡菜軟化的問題。另有一些研究認為，人工接種泡菜可以有效改善泡菜品質。YULIANA N 等[24]將腸膜明串珠菌和植物乳桿菌復合發酵劑接種發酵甘薯，與自然發酵甘薯相比，接種發酵可以減少雜菌污染，快速產生乳酸，其脆度高于自然發酵。劉洪等[25]分別對人工接種乳酸菌Ⅰ號和自然發酵兩種方式發酵泡豇豆質地進行研究，對比發現人工接種泡菜脆度、色澤等指標感官評分高于自然發酵泡菜。原因可能是接種發酵縮短了發酵時間并保持較好的酸度，使產品品質得到提高。不同人工接種發酵試驗對于脆度的影響不同，這可能與腌制原料種類、食鹽濃度及發酵溫度和時間等有關。

1.2.3 高鹽預腌漬

高鹽預腌漬可以提高腌制品的脆度。一方面，高濃度食鹽使發酵液具有高滲透壓，使果肉組織失去自由水，降低了腌制品脆度。另一方面，高鹽濃度能夠抑制果膠酶和纖維素酶的活性，從而使腌制品脆度得到提高。汪欣等[17]將蘿卜放入不同含量的無菌食鹽水（0%、2%、4%、6%、8%、10%、15%）中進行預腌漬處理，發現鹽濃度對果膠甲酯酶活性有顯著影響。隨著食鹽含量的增加，果膠甲酯酶活性先上升后下降，在低濃度食鹽條件下（NaCl＜4%）鹽腌漬對果膠甲酯酶活性有促進作用，在高濃度食鹽條件下（NaCl＞6%）鹽腌漬對果膠甲酯酶活性有顯著抑制作用，這可能是由于陽離子競爭底物或酶活性中心引起的；預腌漬食鹽濃度控制在10%左右比較合適。

2 腌制蔬菜保藏的研究

2.1 腌制品的殺菌方法

2.1.1 巴氏殺菌

巴氏殺菌是采用常壓、＜100 ℃高溫殺滅食品中致病菌，鈍化可能引起食品變質的酶類物，以延長食品保藏期的處理方法。巴氏殺菌處理會殘留少量耐熱細菌或芽孢，因此巴氏殺菌食品的保質期一般較短（3～7 d），需結合其他保藏技術（如真空包裝、低溫冷藏）延長食品貨架期。尼海峰等[26]對低鹽榨菜（含鹽量3.5%）采用85 ℃、15 min水浴巴氏殺菌處理，冷卻后將樣品置于37 ℃、相對濕度80%條件下保存并檢測其感官質量和理化指標，發現巴氏殺菌能有效控制低鹽榨菜的微生物增長速度，對于延長低鹽榨菜的貨架期有顯著效果，不足之處是水浴巴氏殺菌對腌制品色澤、脆度等感官品質有一定影響。

2.1.2 超高壓技術殺菌

超高壓技術（high hydrostatic pressure，HHP）又稱為高靜壓技術，是指將包裝好的食品放入高強度的容器中，以水或其他液體作為傳壓介質，采用100 MPa以上的壓力處理食品，以達到殺菌、滅酶以及改善食品功能特性的目的[27]。傳統熱殺菌技術在殺滅微生物的同時也會導致食品營養和風味物質的流失，超高壓處理可以使一些酶鈍化，抑制褐變反應的進行，且超高壓對共價鍵的影響較小，可在一定程度上降低顏色的變化[28]，基本保持果蔬制品的質構（脆性、硬度、咀嚼性等）[29-30]，彌補傳統熱殺菌技術的不足。目前超高壓技術已經應用于韓國泡菜、德國酸菜的生產[31-32]。趙東等[33]研究了超高壓處理對泡豇豆殺菌效果的影響，結果表明，含鹽量為4.2%的泡豇豆超高壓殺菌的效果優于含鹽量為6.7%的，說明超高壓技術更適用于低鹽泡菜的殺菌；超高壓處理壓力越大，處理時間越長，殺菌效果越好，但壓力較時間對殺菌效果的影響更明顯。WANG C Y 等[34]用電子顯微鏡觀察300 MPa壓力處理時副溶血性弧菌的形態變化，隨著壓力的增大，細菌細胞皰狀物不斷增多、細胞不斷腫脹，最終導致細胞破碎，微生物死亡。超高壓殺菌鈍酶的效果明顯但也存在設備體積大，成本較高，間歇化操作，生產效率低的缺陷，還需要進一步發展與完善，在現階段超高壓殺菌技術在國內醬腌菜生產上的商業化應用還有一段距離。

2.1.3 微波殺菌技術

微波殺菌的機理主要是基于微波的熱效應和非熱效應。熱效應是指在殺菌過程中，食品中的微生物分子在微波場的作用下發生極化，產生高頻振蕩，溫度迅速上升使蛋白質結構發生改變，導致微生物失活無法繼續繁殖；非熱效應也叫生物效應，是指微波所產生的場力效應、光化學反應及電磁共振效應的協同效果使微生物細胞在功能和生理、生化方面發生變化，如微波電場改變細胞膜的斷面電子分布，使其通透性改變；誘發各種離子基團，改變微生物的生理活性物質；引起蛋白質變性；使DNA和RNA結構中氫鍵松弛、斷裂及重新組合，誘發基因突變，中斷細胞正常的生理功能[35]。目前非熱力效應的殺菌效果還沒有被準確量化，其安全性也不能得到充分保證，因此只考慮熱力效應。有學者[36]對鹽漬榨菜（含鹽量3.5%）進行微波殺菌處理（殺菌功率900 W、殺菌時間6 min、殺菌溫度55 ℃），在溫度25 ℃、相對濕度80%條件下保存3個月并檢測其感官質量和理化指標，結果顯示微波殺菌后的榨菜，其色澤、脆度及氣味均優于巴氏殺菌的榨菜；微波殺菌可推遲鹽漬泡菜中亞硝酸鹽高峰出現的時間。

2.2 腌制品的抑菌方法

2.2.1 添加防腐劑

（1）化學防腐劑

化學防腐劑作為一種重要的食品添加劑，具有抑制或殺死微生物，抑制其生長繁殖的作用，和食品其他冷凍、干藏、灌藏方法相比，具有經濟、簡便的優勢。腌制蔬菜中常用的化學防腐劑主要有：苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽等。苯甲酸及其鈉鹽和山梨酸及其鉀鹽屬于酸性防腐劑，其特點是體系酸性越大，防腐效果越好。它們對酵母菌、霉菌和部分細菌有抑制作用，對芽孢菌無效。食品安全國家標準（GB 2760—2011《食品添加劑使用標準》）規定[37]，苯甲酸及其鈉鹽、山梨酸及其鉀鹽在腌漬蔬菜中的最大使用劑量為1.0 g/kg，但在醬腌菜中兩種防腐劑即使按最大量使用，其防腐效果仍然不佳，導致某些生產廠家超量使用這些防腐劑，帶來食品安全隱患。因此，化學防腐劑需要與其他保藏方法結合來延長腌制蔬菜的貨架期。

（2）生物防腐劑

化學防腐劑雖然是目前應用最廣泛的防腐劑，但種類和應用范圍受到嚴格限制，使用過量會產生致畸變、致癌等副作用。天然防腐劑亦稱生物防腐劑，指從植物、動物及微生物中分離提取出具有防腐作用的一類物質。包括乳酸鏈球菌素、納他霉素、植物黃酮、聚賴氨酸、茶多酚、植酸、迷迭香提取物及一些植物精油等。與化學防腐劑相比，天然防腐劑具有水溶性好、抗菌性強、抑菌譜廣、安全無毒等優點，是目前防腐劑開發的一個重要方向。CHANG J Y等[38]從韓國泡菜中篩選出了檸檬明串珠菌G17，該菌可以產生細菌素，細菌素是細菌代謝過程中通過核糖體合成的具有殺菌或抑菌作用的低分子量多肽或蛋白質，其對親緣關系相近的細菌有抑制作用[39]。易建華等[40]研究乳酸鏈球菌素與納他霉素對低鹽醬菜保藏的影響，結果表明，乳酸鏈球菌素與納他霉素復合防腐劑對醬菜的總酸度影響較小，醬菜在保藏3個月內，該復合防腐劑可以明顯降低細菌和霉菌的數量，兩者最優復合配方比例為2∶1。

2.2.2 低溫冷藏

低溫冷藏即將食品保存在低溫環境下，從而延緩食品腐敗變質，有效控制食品的質量。當溫度達到冷藏食品的冰點時，食品中微生物的活動減慢，延緩了食品的腐敗變質，當溫度保持在食品冰點之下時，大部分的微生物停止活動。任俊琦等[41]將蘿卜泡菜置于4 ℃低溫環境中，觀察泡菜菌落總數變化規律。4 ℃低溫保藏條件下，泡菜中菌落總數有所降低，保藏20 d左右達到一個最低水平，菌落總數維持在一個相對穩定的低水平；泡菜中的乳酸菌總數在保藏10 d左右達到最低水平，其經過短時間穩定后，又呈線性上升趨勢。賀稚非等[42]研究發酵泡菜低溫貯藏過程中酵母菌的動態變化時發現，發酵蔬菜在4 ℃貯藏15 d后酵母菌數量和種類明顯減少，說明低溫貯藏可以顯著抑制微生物的生長繁殖。

2.2.3 真空包裝

真空包裝是利用抽真空的方式降低食品所處環境的含氧量，抑制需氧菌生長繁殖，延長食品貨架期的包裝方式。對腌制蔬菜的包裝要求安全衛生、無毒無味，并具有較好的氣密性和防潮性，封口牢靠，耐高溫殺菌，機械強度高等特點。謝琪等[43]對比了真空包裝和非真空包裝對低鹽榨菜的保藏效果，發現在其他條件相同的情況下，真空包裝樣品感官質量明顯高于非真空包裝，真空包裝組樣品3個月后微生物指標仍正常，說明真空包裝對提高低鹽榨菜的保存質量有明顯的效果。值得注意的是，真空包裝時要選擇合適的真空度。真空度太高，榨菜中的汁液被擠壓出來，影響產品口感；真空度過低則會縮短產品保存時間。

2.2.4 充氮包裝

氮氣是一種惰性氣體，無臭無味，微溶于水，因此可以作為食品包裝中隔絕氧氣的填充氣體。提高氮氣濃度，即可相對減少氧氣濃度，抑制細菌、霉菌等微生物的生長，減緩食品氧化從而使食品保鮮，如涪陵榨菜采用獨特的充氮保鮮自動包裝技術使產品品質得到提高。汪黎[44]對榨菜進行充氮包裝并研究不同貯藏溫度（15 ℃、25 ℃、35 ℃）條件下榨菜微生物指標、理化指標及感官品質的變化。發現充氮包裝的榨菜在貯藏過程中菌落總數、大腸桿菌等指標合格，水分、總酸、氯化鈉、氨基酸態氮等物質的含量都沒有顯著性變化，色度值隨貯藏時間的增加逐步減小，說明充氮包裝對控制榨菜品質有一定作用。

3 結語

腌制蔬菜的脆度、色澤、風味等是衡量腌制品品質的重要指標，直接影響消費者的接受度。腌制蔬菜的軟化、變質已經成為制約其發展的瓶頸，盡管科技人員對此開展了大量研究工作，但蔬菜的軟化、變質仍然是目前實際生產中存在的主要問題，因此要想保證腌制蔬菜的品質，應結合腌制前、腌制中和腌制后3個階段的特性，進一步研究蔬菜在腌制過程中軟化、失色、霉變的機理，明確變質過程中的底物、產物，并且確定未知物質的微觀結構，最后根據反應機理采取相應措施，這將是今后研究的重點。

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