泡菜是以新鲜蔬菜为主要原料,添加或不添加辅料,经食用盐或食用盐水泡渍发酵等工艺加工而成的蔬菜制品,最早起源于我国,是我国传统发酵食品的典型代表。大头菜泡菜是中国四川传统泡菜中知名度较高的一种,其原料大头菜是根用芥菜的一种,属十字花科芸苔属,腌制后的大头菜泡菜咸香诱人,回味甘甜,口感清脆,具有“鲜、嫩、香、脆、爽”的特色,深受消费者的青睐[1]。不过,传统大头菜泡菜仍存在亚硝酸盐含量相对较高、抗氧化活性低、高含盐量的问题。
近年来,添加药食同源中药材来开发具有一定保健功能的新型食品成为新的研究热点,如以苹果、山药、山楂为原料制备复合果蔬浆饮料[2];以黄芪、枸杞为原料研制黄芪枸杞复合饮料[3];以铁皮石斛为主料,枳椇、葛根、枸杞为辅料研制铁皮石斛复合饮料[4];以糖化薏米液和大豆为原料研制保健薏米豆腐[5]等。在泡菜领域结合“药食同源”思想也有一定进展,贾晶晶等[6]研究发现添加黄芩会显著降低发酵白菜亚硝酸盐含量,5%黄芩处理组的亚硝酸盐含量为2.74 mg/kg,显著低于对照组4.96 mg/kg。葛瑶洁等[7]向泡菜中添加复合中药水煎液,结果发现亚硝酸盐峰值随中药浓度的增加而整体下降。李小欣等[8]制备了添加新会陈皮的保健泡菜,结果发现添加陈皮可显著降低泡菜的亚硝酸盐峰值含量,并对DPPH自由基和羟自由基具有明显的清除效果。林燕如等[9]研究表明薄荷叶、罗勒、香菜3种植物提取物具备良好的亚硝酸盐清除能力及阻断亚硝胺合成的能力。这是由于中草药中含有的多酚类物质能抑制硝酸盐还原菌的生长,从而降低亚硝酸盐含量。中药佛手(Citrus medica L.var.sarcodactylis Swingle)是芸香科柑橘属香橼种植物的变种,也是药食同源中药材中的一种,其含有多种生物活性成分,主要包括黄酮类、挥发油、多糖类物质,其中黄酮类物质是中药佛手的主要成分,具有抗氧化、降血脂、抗动脉硬化等作用,药用价值和保健功能较高[10]。在泡菜发酵过程中加入中药佛手理论上能降低亚硝酸盐含量,提高保健效果。此外,有研究表明相较于传统的常温高盐腌制,冷链发酵能降低大头菜传统腌制所使用的食盐含量,这虽然延长了泡菜的发酵成熟时间,但低温能抑制有害微生物的生长,保持蔬菜本身的独特风味[11]。
基于此,针对传统大头菜泡菜所存在的亚硝酸盐含量相对较高、抗氧化活性低、高含盐量的问题,结合“药食同源”思想,本研究提出一种新型佛手冷链发酵大头菜泡菜的优化发酵工艺。以大头菜为原料,对发酵过程中泡菜色泽、色度值、pH值、水分含量、总酸含量、可溶性蛋白、亚硝酸盐含量、抗氧化能力进行过程监测,并使用GC-MS和高通量测序技术对发酵成熟的佛手冷链发酵大头菜的挥发性风味物质及泡菜中菌群结构进行分析,研制出一种低亚硝酸盐含量、具有抗氧化活性、安全健康、营养美味的佛手冷链发酵大头菜泡菜,为新型泡菜的研发提供新思路。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
中药佛手、大头菜,自贡市泰福农副产品加工厂;氢氧化钠、盐酸、氯化钠、硼酸钠、亚铁氰化钾、乙酸锌、无水对氨基苯磺酸、酚酞、牛血清蛋白(分析纯,下同),成都市科隆化学品有限公司;ABTS、考马斯亮蓝G250,上海阿拉丁生化科技股份有限公司;无水乙醇,成都市金山化学试剂有限公司;盐酸萘乙二胺,上海麦克林生化科技有限公司。
1.2 仪器与设备
Ultra Turrax T18均质乳化机,德国IKA公司;FE 28-XX pH计,梅特勒-托利多(上海)有限公司;ST 16R高速冷冻离心机,美国Thermo Fisher Scientific公司;KQ-250DE数控超声波清洗器,昆山超声仪器有限公司;A360紫外分光光度计,翱艺仪器(上海)有限公司;GCMS-QP2010 Plus气相色谱-质谱仪,日本Shimadzu公司;DF-101S恒温加热水浴锅,江苏金坛市晶玻实验仪器厂;SHZ-D循环水式多用真空泵,上海道京仪器有限公司;DZF-6050真空干燥箱,上海飞越仪器有限公司;NR110精密色差仪,深圳市三恩时科技有限公司;WP-RO-108超纯水机,四川沃特尔水处理设备有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 佛手冷链发酵大头菜泡菜制作工艺
将新鲜大头菜用冷水清洗,去除泥沙和根须后进行风干15 d,然后将大头菜按相同大小分切成块。将分切后的大头菜与质量分数为10%的食盐混合,搅拌均匀后放入坛中,用坛子于15 ℃腌制4 d,完成初腌。将初腌后的大头菜取出,加入质量分数为1%的食盐与质量分数分别为0%、1%、2%、3%、4%的中药佛手干粉,分别命名为CSF0、CSF1、CSF2、CSF3、CSF4,搅拌均匀后置于100 mL玻璃坛中压实密封,于4 ℃自然发酵,每5 d开坛取样100 g进行检测。所有测试均重复3次,实验数据以平均值±标准差表示。
1.3.2 理化指标测定
亚硝酸盐的测定按照GB 5009.33—2016《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中的第二法分光光度法;总酸的测定按照GB/T 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》中的第一法酸碱指示剂滴定法;水分含量的测定按照GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的第二法减压干燥法;pH的测定按照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH值的测定》;可溶性蛋白的测定按照邓丽莉等[12]的方法;ABTS阳离子自由基清除率的测定按照REN等[13]的方法;色度值的测定直接使用精密色差仪测定发酵大头菜的红度值、黄度值和亮度值。所有测试均重复3次,实验数据以平均值±标准差表示。
1.3.3 佛手冷链发酵大头菜泡菜菌群结构测定
低温下用组织匀浆机将大头菜泡菜样品匀浆化,采用CTAB法提取泡菜样品中的总DNA[14],送至北京诺禾致源生物科技股份有限公司进行测序。根据注释结果和各样品特征表,获得界、门、纲、目、科、属、种各分类水平物种丰度表。
具体操作步骤如下:以样品总DNA为模板,分别使用引物341F(5′-CCTAYGGGRBGCASCAG-3′)/806R(5′-GGACTACNNGGGTATCTAAT-3′)和引物ITS1F(5′-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3′)/ITS2R(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)进行PCR扩增,对PCR产物进行混合纯化,再经末端修复、加A尾、加测序接头、纯化等步骤后进行文库构建,构建好的文库经过Qubit和q-PCR定量,文库合格后进行基于Nova Seq 6000测序平台的高通量测序。测序得到的原始数据经reads拼接、Tags过滤、去嵌合体后进行特征序列降噪即可得到个样本有效数据,根据注释结果和各样品特征表即可获得各分类水平物种丰度表。
1.3.4 佛手冷链发酵大头菜泡菜挥发性风味物质测定
1.3.4.1 样品处理条件
将固相微萃取头(复合DVB/CAR/PDMS)在气相色谱仪的进样口经250 ℃老化30 min备用;称取10 g泡菜放入100 mL的三角瓶内,用锡箔纸封口。首先将其置于45 ℃恒温水浴锅10 min,使泡菜香气充分挥发和平衡;然后将固相微萃取装置的针头穿透锡箔纸插入三角瓶内,推出纤维头萃取30 min后插入GC-MS仪器的进样口,230 ℃热脱附1 min。
1.3.4.2 操作条件
GC条件:Rtx-5MS石英毛细管柱(30.0 m×0.32 mm,0.25 μm)、载气He(99.999%)、柱前压4.07×104 Pa、分流比10∶1、进样口温度250 ℃、柱温为起始温度40 ℃保持5 min、以5 ℃/min升至150 ℃、再以10 ℃/min升至280 ℃、保持3 min。
MS条件:电子轰击离子源(EI)、温度200 ℃、电子能量70 eV、质量扫描范围35～450 u、扫描速度909 u/s、光电倍增管电压800 V。
1.3.4.3 谱图分析方法
样品经过GC-MS分析后,对各香气成分的质谱图经过标准图库NIST05检索及相关资料分析,对各香气成分定性,确定各色谱峰对应的物质结构。各色谱峰的峰面积与总峰面积的比值为各香气组分的相对含量。
1.3.5 佛手冷链发酵大头菜泡菜感官评价
依据GB 2714—2015《食品国家安全标准 酱腌菜》及四川泡菜四川省地方标准(DB51/T 975—2009《四川泡菜》)中对酱腌菜的感官要求,本项目面向群众寻找10位志愿者进行感官描述,对佛手冷链发酵大头菜泡菜的色泽、香气、滋味和体态进行感官评价,评分标准如表1所示。
表1 感官评价评分标准
Table 1 Score standard for sensory evaluation of pickle
色泽香气滋味体态分值/分菜色均匀,呈现黄白色或金黄色具备四川泡菜应有的明显香气酸/咸/辣味适中,具有鲜味和芳香形态大小一致,组织紧密,质地脆嫩,咀嚼性好8～10较原料偏黄色泽香气较明显咸淡较适口,酸咸较适中形态大小基本一致,质地较为脆嫩6～8较原料偏浑浊香气不明显味道偏涩形态大小基本一致,不脆偏软4～6暗褐色无香气生青味重、有不良气味形态大小不一致,质地软烂0～4
注:感官总评分值=色泽×0.2+香气×0.3+滋味×0.3+体态×0.2。
2 结果与分析
2.1 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜色度的影响
不同佛手添加量的泡菜发酵过程中亮度值、红度值、黄度值的变化如图1所示。结果表明,在120 d的发酵过程中,泡菜亮度值逐渐降低,红度值基本保持不变,黄度值显著增加,这与严带萍等[15]在加入腌制液前的趋势一致,颜色的变化可能是由于发酵过程中酸度的增加,导致叶绿素中的Mg2+被H+取代变为脱镁叶绿素[16],使泡菜的亮度降低,黄度增加。发酵90 d时,各组泡菜的色度值基本趋于稳定,其中CSF0组泡菜的亮度值、红度值、黄度值分别为48.76、1.78、30.00,CSF4组泡菜的亮度值、红度值、黄度值分别为45.47、1.50、38.04。当发酵时间相同时,随中药佛手添加量的增加,泡菜的亮度值降低,红度值的变化不明显,黄度值升高,说明中药佛手的添加主要影响泡菜的亮度值和黄度值。
a-亮度值;b-红度值;c-黄度值
图1 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜发酵色度的影响
Fig.1 Changes in color coordinates of bergamot cold-chain fermented mustard roots during fermentation for 120 days
2.2 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜各项理化指标的影响
2.2.1 pH值和总酸含量
pH值和总酸含量是影响泡菜发酵过程中微生物的生长、代谢产物的累积及食品风味的重要指标[17]。由图2-a～图2-b可知,在120 d的发酵过程中,泡菜pH值先降低、总酸含量先升高,随后均趋于稳定。其中,新鲜大头菜的pH值为5.73,总酸含量为0.076%(质量分数,以乳酸计),5组泡菜pH值及总酸含量在发酵约85 d后趋于稳定,CSF4组的泡菜的总酸含量最高,最终稳定在0.83%左右,此趋势与SHANG等[18]对西葫芦泡菜总酸含量的研究结果一致。此外,当发酵时间相同时,随中药佛手添加量的增加,泡菜的pH值越低,总酸含量越高。泡菜酸度变化趋势与发酵过程中的乳酸菌等产酸微生物的变化密切相关[19],在发酵初期,乳酸菌的含量相对较少,由于泡菜坛中的氧气被附着在大头菜上的好氧微生物消耗,逐渐形成厌氧环境,使得乳酸菌急剧上升,其生命活动产生大量有机酸,泡菜的pH值和总酸含量也随之快速降低和增加。一般来说,当泡菜中总酸含量高于0.5%时,大多数食品腐败菌都能够被抑制,泡菜可以安全食用[20]。本研究中发酵120 d的佛手冷链发酵大头菜泡菜的总酸含量均在0.8%左右,是足够安全的。
a-pH值;b-总酸含量;c-水分含量;d-可溶性蛋白;e-ABTS阳离子自由基清除率;f-亚硝酸盐含量
图2 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜发酵过程中各项理化指标的影响
Fig.2 Changes in physicochemical properties of bergamot cold-chain fermented mustard roots during fermentation for 120 days
2.2.2 水分含量和可溶性蛋白含量
不同佛手添加量泡菜的水分含量变化如图2-c所示,新鲜大头菜的水分含量最高为88.70%(质量分数),加入盐后水分含量迅速降低,但在120 d的发酵过程中水分含量的变化不大,5组泡菜的水分含量均为78%～83%。发酵120 d时CSF0、CSF1、CSF2、CSF3、CSF4 5组泡菜的水分含量分别为82.74%、82.46%、81.28%、80.69%、80.30%,整体上看水分含量呈相对降低的趋势。这可能是由于加入中药佛手粉末后,测量水分含量时有部分的佛手粉末附着在泡菜块上,导致佛手添加量越高,测试所得的水分含量越低。
不同佛手添加量的泡菜的可溶性蛋白含量变化如图2-d所示,新鲜大头菜的可溶性蛋白含量最高为73.71 mg/100 g,随着发酵的不断进行,泡菜中可溶性蛋白含量不断降低,发酵85 d后基本维持相对稳定,这是由于发酵过程中微生物分泌蛋白酶和肽酶将蛋白质分解为游离氨基酸[21]。发酵120 d时,CSF0、CSF1、CSF2、CSF3、CSF4五组泡菜的可溶性蛋白含量分别为9.05、10.10、10.97、11.27、12.01 mg/100 g。当发酵时间相同时,随中药佛手添加量的增加,泡菜中可溶性蛋白质的含量逐渐升高,这说明中药佛手内包括黄酮在内的有效成分能抑制蛋白酶和肽酶的活性,中药佛手的浓度越高,可溶性蛋白分解成游离氨基酸的速度越慢。
2.2.3 抗氧化能力
为考察佛手冷链发酵大头菜泡菜的抗氧化能力,测试了不同中药佛手添加量泡菜对ABTS阳离子自由基的清除率。由图2-e可知,在120 d的发酵过程中,泡菜ABTS阳离子自由基清除率在不断波动,这与佛手中多酚类和黄酮类有效物质在泡菜坛中的扩散与亚硝酸盐等还原性物质的生成有关[8]。发酵60 d时,泡菜的ABTS阳离子自由基清除率基本趋于稳定,CSF0、CSF1、CSF2、CSF3、CSF4这5组泡菜的ABTS阳离子自由基清除率分别为51.34%、51.49%、61.40%、66.52%、67.78%。CSF4组泡菜对ABTS阳离子自由基的清除效果最好,抗氧化能力最强。这说明添加中药佛手能提高其ABTS阳离子自由基清除率,进一步提高其抗氧化活性。
2.2.4 亚硝酸盐含量
亚硝酸盐在大头菜发酵过程中不断产生并累积起来,其含量会影响泡菜食品安全及人体健康。由图2-f可知,整个发酵过程中,亚硝酸盐含量先升高达到亚硝酸盐含量峰值,随后迅速降低,最终趋于稳定。其中,新鲜大头菜的亚硝酸盐含量大约是2.18 mg/kg,CSF0、CSF1、CSF2、CSF3、CSF4在发酵40～45 d出现亚硝峰,CSF0组泡菜亚硝峰最高为24.89 mg/kg。随佛手干粉添加量的增加,泡菜的亚硝酸盐峰值逐渐降低,CSF4组泡菜亚硝峰浓度为12.38 mg/kg。之后亚硝酸盐浓度迅速下降,至发酵90 d后亚硝酸盐含量趋于平稳。发酵120 d后,CSF0组泡菜亚硝酸盐浓度为7.25 mg/kg,CSF4组泡菜亚硝酸盐浓度为2.38 mg/kg。
泡菜发酵过程中,坛内环境中硝酸还原菌繁殖,促进腌制大头菜中的硝酸盐还原成亚硝酸盐,故发酵前期亚硝酸盐浓度不断升高。随着发酵的进行,坛内氧气含量逐渐降低,其环境不适宜除乳酸菌外的大量细菌包括硝酸还原菌生长繁殖。另一方面,乳酸菌繁殖过程会产生大量乳酸,使泡菜酸度增加,抑制硝酸还原菌繁殖,同时降解亚硝酸盐,使泡菜中亚硝酸盐含量逐渐下降,最后趋于稳定[17]。添加中药佛手粉末后泡菜中亚硝酸盐含量较无添加佛手干粉自然发酵组显著降低,且随佛手添加量的增加亚硝酸盐浓度降低的幅度越大。其原因可能是佛手中所含有的多酚类和黄酮类抗氧化物质可抑制含有硝酸还原酶的有害菌的活性,降低亚硝酸盐生成;同时也能降解产生的亚硝酸盐[6]。根据我国酱腌菜亚硝酸盐卫生标准(20 mg/kg),本研究的中药佛手冷链发酵大头菜泡菜亚硝酸盐浓度远低于国家安全卫生标准。
2.3 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜菌群结构的影响
2.3.1 门水平细菌及真菌菌群结构
中药佛手冷链发酵大头菜泡菜细菌共检测出14门、23纲、57目、94科、189属,各组样品在门水平的群落结构如图3-a所示,相对丰度排在前10的细菌门分别为蓝藻菌门(Cyanobacteria)、变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteriota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)、脱硫杆菌门(Desulfobacterota)、弯曲菌门(Campilobacterota)、超门(Patescibacteria)、Methylomirabilota门(无中文名)。其中,蓝藻菌门和变形菌门占比最高,其余菌门含量占比相对较少,随佛手干粉添加量的增加,蓝藻菌门和变形菌门两者相对丰度之和先减小后增加,CSF2组泡菜相对丰度最低仅为89.59%。
a-细菌;b-真菌
图3 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜门水平菌群结构的影响
Fig.3 Changes in community structures at the phylum level of bergamot cold-chain fermented mustard roots
中药佛手冷链发酵大头菜泡菜真菌共检测出8门、22纲、53目、105科、168属,各组样品在门水平的群落结构如图3-b所示,检测出的真菌门分别为子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)、罗兹菌门(Rozellomycota)、球囊菌门(Glomeromycota)、油壶菌门(Olpidiomycota)、捕虫霉亚门(Zoopagomycota)。其中,子囊菌门相对丰度均最高为优势菌门,随佛手干粉添加量的增加,整体呈现子囊菌门相对丰度先减小后增加的趋势,CSF3组泡菜子囊菌门相对丰度最低为85.24%。
2.3.2 属水平细菌及真菌菌群结构
各组样品在细菌属水平的群落结构如图4-a所示,相对丰度排在前10的细菌属分别为叶绿体蓝细菌属(Chloroplast)、立克次氏体属(Mitochondria)、泛菌属(Pantoea)、假单胞菌属(Pseudomonas)、金色类节杆菌属(Paenarthrobacter)、毛螺菌属(Candidatus_Arthromitus)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、梭菌-UCG-014属(Clostridia_UCG-014)、Muribaculaceae属(无中文名)、土壤血杆菌属(Sanguibacter),它们的相对丰度随佛手添加量的不同存在一定差异。CSF0、CSF1、CSF2、CSF3、CSF4五组泡菜的优势细菌菌属均为叶绿体蓝细菌属(Chloroplast)、立克次氏体属(Mitochondria),说明佛手的添加并未影响发酵微生物体系中的优势属。发酵120 d的各组泡菜OTUs(operational taxonomic units)的个数分别为243、326、317、244、113,且中药佛手干粉添加量为2%和3% 2组泡菜的菌群结构最为复杂,可能是佛手中所含的多酚类物质较少时仅会抑制部分有害菌如硝酸还原菌,当佛手干粉添加量过高时,泡菜发酵过程中多酚类物质含量也随之增加,反而会抑制较多微生物的正常生长繁殖,使得菌群结构相对简单。
a-细菌;b-真菌
图4 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜属水平菌群结构的影响
Fig.4 Changes in community structures at the genus level of bergamot cold-chain fermented mustard roots
各组样品在真菌属水平的群落结构如图4-b所示,相对丰度排在前10的真菌属包括癣囊腔菌属(Plectosphaerella)、赤霉菌属(Gibberella)、束毛球菌属(Ampelomyces)、枝孢菌属(Cladosporium)、链格孢属(Alternaria)、散黑粉菌属(Naganishia)、Filobasidium属(无中文名)、被孢霉属(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)、青霉属(Penicillium)。CSF0、CSF1、CSF2、CSF3、CSF4 5组泡菜的优势真菌菌属均为癣囊腔菌属(Plectosphaerella)。与细菌属水平的群落结构类似,佛手的添加并未影响发酵微生物体系中的优势属,发酵120 d的各组泡菜OTUs个数分别为181、249、207、174、181,且中药佛手干粉添加量为1%和2%两组泡菜的菌群结构最为复杂,表明随佛手添加量的增加,泡菜物种多样性先升高后降低。
2.4 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜挥发性风味物质的影响
佛手冷链发酵大头菜泡菜含有多种不同的香气成分,5组泡菜发酵后共检测出77种风味物质,主要包括醇类物质17种、醛类物质11种、烃类物质20种、酯类物质11种、酮类物质5种、腈类物质2种、其他类物质11种。CSF0、CSF1、CSF2、CSF3、CSF4 5组泡菜分别检测出31、40、48、48、50种挥发性风味物质,这说明在0%～4%中药佛手干粉添加范围内,随中药佛手添加量的增加,泡菜的挥发性风味物质种数越多,香气成分越复杂。
5组泡菜中检测出的共有挥发性物质有9种,分别是乙醇、苯代丙腈、正己醛、萜品油烯、D-柠檬烯、异硫氰酸烯丙酯、异硫氰酸丁酯、硫氰酸烯丙酯、异硫氰酸异丁酯。CSF0组相对含量超过1%的挥发性物质有13种,分别是异硫氰酸烯丙酯(36.49%)、正己醛(11.22%)、苯代丙腈(9.25%)、反-2-辛烯醛(7.98%)、异硫氰酸丁酯(5.94%)、异硫氰酸苯乙酯(5.24%)、正戊醇(4.07%)、硫氰酸烯丙酯(3.34%)、2-正戊基呋喃(3.24%)、庚醛(1.95%)、1-戊烯-3-酮(1.59%)、2-乙基呋喃(1.37%)、2-庚烯醛(1.37%);CSF1组相对含量超过1%的挥发性物质有12种,分别是异硫氰酸烯丙酯(29.92%)、异硫氰酸苯乙酯(27.89%)、D-柠檬烯(7.14%)、异硫氰酸丁酯(5.79%)、三环萜(5.20%)、硫氰酸烯丙酯(5.19%)、P-伞花烃(4.77%)、橙花醚(1.72%)、4-萜品醇(1.54%)、α-松油醇(1.34%)、异硫氰酸异丁酯(1.22%)、D-香芹酮(1.04%);CSF2组相对含量超过1%的挥发性物质有16种,分别是异硫氰酸烯丙酯(18.09%)、P-伞花烃(10.56%)、三环萜(9.22%)、异硫氰酸苯乙酯(8.53%)、D-柠檬烯(8.31%)、苯代丙腈(7.71%)、蔷薇烷(5.05%)、正己醛(4.15%)、4-萜品醇(3.83%)、玫瑰醚(3.19%)、2-庚烯醛(2.83%)、α-松油醇(2.37%)、硫氰酸烯丙酯(1.82%)、异硫氰酸丁酯(1.73%)、橙花醇(1.42%)、2-正戊基呋喃(1.14%);CSF3组相对含量超过1%的挥发性物质有15种,分别是P-伞花烃(15.24%)、D-柠檬烯(15.17%)、异硫氰酸烯丙酯(11.72%)、三环萜(9.92%)、蔷薇烷(7.04%)、4-萜品醇(5.78%)、异硫氰酸苯乙酯(4.82%)、α-松油醇(4.04%)、玫瑰醚(3.87%)、橙花醇(2.20%)、正己醛(2.03%)、异硫氰酸丁酯(1.97%)、硫氰酸烯丙酯(1.48%)、苯代丙腈(1.32%)、β-红没药烯(1.23%);CSF4组相对含量超过1%的挥发性物质有14种,分别是D-柠檬烯(16.05%)、异硫氰酸烯丙酯(13.69%)、P-伞花烃(12.48%)、异硫氰酸苯乙酯(12.23%)、γ-松油烯(10.84%)、蔷薇烷(4.69%)、异硫氰酸丁酯(3.89%)、4-萜品醇(3.52%)、α-松油醇(2.72%)、硫氰酸烯丙酯(2.60%)、玫瑰醚(2.35%)、β-红没药烯(1.65%)、橙花醇(1.47%)、A-香柠檬烯(1.41%)。
与CSF0组相比,添加中药佛手组中共有的物质有13种,分别是芳樟醇、4-萜品醇、α-松油醇、橙花醇、香叶醇、玫瑰醚、β-蒎烯、P-伞花烃、萜品油烯、β-石竹烯、Α-香柠檬烯、β-红没药烯、氧化石竹烯。这些挥发性风味物质应该是中药佛手所引入的,且主要是醇类物质和烃类物质,这与XING等[22]的研究结果佛手中的挥发性风味物质主要为醇类化合物和萜烯类化合物一致。
由图5可知,检测出的77种风味物质主要为醇类、醛类、酯类、酮类、烃类、腈类这几类香气成分。腈类物质的形成与硫代葡萄糖苷经芥子苷酶降解脱去硫原子密切相关[23],本研究仅检测出苯代丙腈、异戊腈2种腈类化合物,其中苯代丙腈含量较高,是主体香气成分之一。未添加佛手组的酯类物质和醛类物质占所有风味物质的大多数,主要赋予食品甜香与果香[24],包括具有辛辣气味的异硫氰酸苯乙酯、异硫氰酸烯丙酯、异硫氰酸苯乙酯等异硫氰酸酯,构成泡菜香气的主要成分。
图5 不同佛手添加量对冷链发酵大头菜泡菜挥发性风味物质相对含量的影响
Fig.5 Changes in volatile aroma components of bergamot cold-chain fermented mustard roots
随中药佛手添加量的增加,泡菜中醇类物质和烃类物质的含量不断增加,主要包括具有甜香、柑橘香、柠檬香的D-柠檬烯,具有辛香、木香、柑橘香、樟脑香、温和的丁香香气的石竹烯,具有刺激性、香气强度大的P-伞花烃,具有柠檬和薄荷气味的γ-松油烯,具有玫瑰香气的蔷薇烷,具有木香、柑橘香、花香和果香β-红没药烯,具有柠檬或甜橙香味的A-香柠檬烯,有的松节油香气、干燥木材和松脂气味的β-蒎烯,这使中药佛手冷链发酵大头菜泡菜的香气成分更加复杂。
2.5 感官评价
根据表1设计的感官评价标准和权重系数,对本研究的中药佛手冷链发酵大头菜泡菜进行了感官评价,最终结果如表2所示。
表2 中药佛手冷链发酵大头菜泡菜感官评价结果
Table 2 Sensory evaluation of bergamot functional cold chain fermented mustard roots
样品编号色泽香气滋味体态感官评价总分/分CSF06.106.006.507.505.95CSF16.406.407.007.706.43CSF27.306.808.207.407.14CSF38.007.207.307.607.09CSF48.107.907.007.307.06
由表2可知,中药佛手的添加主要影响泡菜的色泽、香气、滋味,对体态(质地和咀嚼性)的影响不大。随佛手添加量的增加,泡菜的色泽更偏向金黄色,香气也越浓郁,但滋味上的评分先升高后降低,这是由于过量的佛手会使得泡菜的口感变得苦涩。综合来看,CSF2、CSF3、CSF4三组泡菜的得分较高,得分最高的为CSF2组泡菜。虽然该组泡菜色泽和香气的评分较低,但具备鲜味和芳香,滋味的评分最高,口感更佳。
3 结论
中药佛手冷链发酵大头菜泡菜在发酵过程中泡菜亮度值逐渐降低、红度值基本不变、黄度值显著增加,同时伴随pH值降低、总酸含量增加、可溶性蛋白含量逐步减少。随中药佛手干粉添加量的增加,泡菜亚硝酸盐含量降低、抗氧化活性升高。各组样品均检测出醇类、醛类、酯类、酮类、烃类、腈类、硫化物等各类香气成分。中药佛手干粉添加量越高,香气成分越复杂,且主要增加的是醇类物质和烃类物质。含量最高的细菌及真菌分别为蓝菌门和子囊菌门。佛手的添加主要提升了泡菜的色泽、香气、滋味,但对体态的影响不大,2%(质量分数)佛手添加量的新型佛手冷链发酵大头菜泡菜总体评分最高。本研究制备的中药佛手冷链发酵大头菜泡菜亚硝酸盐含量低、具有抗氧化活性、安全健康,拓宽了中药佛手的应用市场,同时为新型中药多功能泡菜的制备及改进提供新思路。
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