酸菜自然发酵过程中的质地变化

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1、酸菜自然发酵过程中的质地变化岳喜庆;杜书;武俊瑞;辛广【摘要】以自然发酵酸菜为研究对象，应用质构仪质地多面分析(Texture Profile Analysis,TPA)法对自然发酵过程中酸菜质地变化进行分析，探讨了质构仪各项参数 之间的相关性及自然发酵过程中各参数的变化规律.结果表明,大多数的质构参数之 间呈现显著相关性,酸菜的硬度1、脆度、回复性、凝聚性及咀嚼性随着发酵时间 的延长整体呈现下降的趋势，且发酵40-60 d时是食用酸菜品质最佳的时期.期刊名称】 食品与发酵工业年(卷),期】 2013(039)004【总页数】4页(P68-71)【关键词】酸菜;自然发酵;质地多面分析(TPA)

2、;脆性【作 者】 岳喜庆;杜书;武俊瑞;辛广【作者单位】 沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳,110866;沈阳农业大学食品学院,辽 宁沈阳,110866;沈阳农业大学食品学院,辽宁沈阳,110866;沈阳农业大学食品学院, 辽宁沈阳,110866【正文语种】 中 文酸菜是东北地区传统的发酵食品。它是以大白菜为原料，在含盐量较低的汁液中， 借助于天然附着在大白菜表面上的微生物进行乳酸发酵形成的制品。酸菜发酵是一 个极为复杂的过程，微生物的生长代谢1及生物化学2等作用，使得酸菜 的细胞结构以及化学成分发生了一系列的变化，从而形成了独特风味和清爽脆嫩的 质地。目前对酸菜发酵期间微生物的分离鉴定研究较多

3、，而对酸菜质地分析鲜为少 见。质构仪质地多面分析(Texture Profile Analysis , TPA) 3-5 是利用质构仪模拟 人牙齿咀嚼食物，对试样进行2次压缩的机械过程，该过程能够测定探头对试样 的压力以及其他相关质地参数。本文以酸菜为研究材料，采用质构仪TPA法对自然发酵过程中不同时间点的酸菜 质构进行研究，旨在寻找酸菜发酵过程中食用品质最佳的阶段，同时为酸菜质构特 性变化提供客观的评价依据。1材料与方法1.1 材料与试剂 实验材料:白菜、食盐，购于沈阳农业大学农贸市场。 酸菜的制作:采用的是传统的发酵腌制方法。即大白菜晾晒后，剥去黄菜叶、老帮， 清洗干净，放入沸水中热烫2

4、min左右，在2%的盐水中，利用大白菜本身携带的 微生物进行自然发酵。样品:从腌制开始前40 d,每隔1 d取样1次;40 d后，每隔10 d取样1次。以 酸菜帮的中心(近似)为目标点，切成直径为4 cm的长方体。1.2 仪器与设备TMS-Pro 质构仪，美国 Food Technology Corporation 公司生产。1.3 质构特性测定方法将样品置于质构仪平板上采用直径为5 mm的圆柱形探头进行质地多面分析(TPA) 实验。测试参数为:测前速度60 mm/min，测试速度60 mm/min，测后速度60 mm/min，压缩程度40% , 2次压缩间隔时间为5 s，触发点负载0.15

5、N，数据 采集速率100 Hz，每个样品重复3次，取平均值。酸菜TPA典型质地特征曲线见图1。采用的质构TPA参数为:硬度1(hardness), 第1个压缩循环中的峰值力;脆度(fracturability)，第1次压缩循环第1个明显的 断裂点;弹性(springiness)，样品经过第1次压缩以后能够再恢复的程度，通常用 第2次压缩中测得的样品恢复高度T2与第1次压缩形变量T1的比值来表示，回 复性(resilience)，样品在第1次压缩过程中回弹的能力，曲线中面积A4与面积 A5之比。凝聚性(cohesiveness)，第2次压缩与第1次压缩的正力面积之比，即 是下图A2/A1;黏着性

6、(adhesiveness)，用来客服食物表面与接触物表面之间的吸 引力所做的功，第1次咬断的负数区域的面积，即是图1的A3;咀嚼性 (chewiness)，一个固体食品达到吞咽前的状态所需的能量，计算公式为(硬度1 x 凝聚性x弹性)。1.4数据处理及分析软件实验采用SPSS12.0软件进行皮尔逊相关分析(pearson correlation analysis)。 图 1 酸菜 TPA 典型质地特征曲线 Fig.1 Typical texture profile analysis curve of Chinese sauerkraut2 结果与分析2.1 自然发酵酸菜各项质地参数间的相关性

7、分析 酸菜自然发酵过程中各项质地参数之间的相关性如表1所示。实验中酸菜的硬度1 与脆度、弹性、回复性、凝聚性、咀嚼性呈显著正相关，与黏着性呈负相关，硬度 1与脆度、弹性、凝聚性以及咀嚼性呈较好的相关性，说明酸菜硬度1较大时， 酸菜脆度、弹性和凝聚性较大，咀嚼性也越强，这几个质地参数均能够反映酸菜组 织细胞紧密性，品质优良。酸菜的脆度与除了黏着性以外的质地参数均呈显著相关 性，对于自然发酵酸菜来说，酸菜的脆度是评价酸菜的重要指标，故对酸菜的脆度 做了讨论。酸菜的黏着性与硬度1、脆度、弹性、回复性、凝聚性以及咀嚼性均呈 负相关，但是实验中测定的黏着性与其他质地参数相关性较差;酸菜的回复性反映 了酸

8、菜组织在受到第1 次受压时，快速恢复变形的能力，回复性在与其他质地参 数相关性程度方面优于弹性，所以回复性可以更好地体现酸菜质构特性。酸菜的咀 嚼性与硬度1、脆度、回复性和凝聚性呈显著正相关(R =0.932 0.995),说明酸 菜的硬度1、脆度、回复性、凝聚性和咀嚼性能够反映酸菜的质构性能，与人口腔 的感觉相对应。因此，实验中选择硬度1、脆度、回复性、凝聚性以及咀嚼性这5 个质地参数分析自然发酵酸菜质构变化规律。2.2酸菜自然发酵过程中硬度1的变化 硬度1反映的是牙齿间用来压迫酸菜所需的力，指为获得指定的形变所必须的力 5-6。由图2可知，酸菜的硬度1随着发酵时间的延长而下降。引起酸菜硬度

9、1 减弱原因主要有2 个方面:(1)白菜胞壁中的果胶在酸性环境中逐渐水解;(2)是由 于发酵过程中，酸菜汁中的一些有害的微生物分泌的果胶酶类的物质7，将果 胶水解，致使酸菜硬度1降低。表1自然发酵酸菜TPA试验各项质地参数之间的相关性Table1 Correlation among textural parameters of Chinese sauerkraut in TPA test 注:*表示显著 性水平为0.05，表示显著性水平为0.01。因素硬度1脆度弹性回复性凝聚 性黏着性咀嚼性硬度11脆度0.940 1弹性0.637 0.643 1回复性 0.662 0.589 0.1561凝聚

10、性0.905 0.866 0.419* 0.802 1 黏着性-0.210 -0.216 -0.135 -0.233 -0.2111咀嚼性0.995 0.948 0.616 0.680 0.933-0.2141图2酸菜自然发酵过程中硬度1的变化规律Fig.2 Changes of hardness ofChinese sauerkraut during natural fermentation2.3 酸菜自然发酵过程中脆度的变化由图3 可知，随着发酵时间的延长，酸菜的脆度先急剧下降然后上升最后趋于平 稳。酸菜的脆度主要与酸菜组织细胞内的膨压有关7。细胞膨压就是细胞质内 的液体产生对细胞壁的压力

11、。发酵前期细胞与外界盐溶液发生的渗透作用，使得细 胞中的水分从液泡中流失，而使液泡体积减小，原生质层收缩，发生了质壁分离， 细胞膨压减小，致使酸菜的脆度降低。腌制的中后期，由于食盐溶液缺氧导致细胞 死亡，半渗透性的原生质膜变为全渗透性，外界的溶液直接进入到细胞内，细胞膨 胀，脆度得到了增加。2.4 酸菜自然发酵过程中回复性的变化由图4 可知，酸菜的回复性随着发酵时间的延长而下降。而在发酵的后期，回复 性的能力急剧下降。原因可能是发酵中后期，由于渗透作用，细胞中的水分流失， 致使回复性快速下降。图3酸菜自然发酵过程中脆度的变化规律Fig.3 Changes of fracturability o

12、fChinese sauerkraut during natural fermentation图4酸菜自然发酵过程中回复性的变化规律Fig.4 Changes of resilience ofChinese sauerkraut during natural fermentation2.5 酸菜自然发酵过程中凝聚性的变化凝聚性是指咀嚼酸菜时，酸菜抵抗受损并紧密连接，使酸菜组织保持完整的性质， 反映了酸菜细胞间结合力的大小8。由图5 可知，酸菜自然发酵过程中，随着 发酵时间的延长，凝聚性呈现下降的趋势。这一变化说明酸菜发酵过程中，乳酸菌 代谢产酸以及盐溶液渗透作用对酸菜细胞结合力存在一定的影响。

13、凝聚性降低，说 明酸菜细胞间的结合力下降，酸菜组织变得疏松，影响食用酸菜的口感。图5酸菜自然发酵过程中凝聚性的变化规律Fig.5 Changes of cohesiveness ofChinese sauerkraut during natural fermentation2.6 酸菜自然发酵过程中咀嚼性的变化咀嚼性在数值上等于弹性、凝聚性和硬度1 的乘积，综合反映了酸菜在牙齿咀嚼 过程中持续抵抗外力的能力9。由图6 可知，在整个发酵期间，酸菜的咀嚼性 呈现下降的趋势，发酵成熟时，咀嚼性变化不显著。咀嚼性降低可能与细胞脱水有 关。图6酸菜自然发酵过程中咀嚼性的变化规律Fig.6 Changes

14、 of chewiness ofChinese sauerkraut during natural fermentation3 结论与讨论利用TPA法对自然发酵期间不同时间点的酸菜质构进行了测定。对各项质地参数之间的相关性进行了分析，并得出了酸菜在发酵过程中质地变化的规律。用质构仪 测定酸菜质构的变化可以排除人们主观嗜好或者偏爱等诸多因素的影响10-12， 因此，测定的结果能够客观地反映酸菜质地的微观变化。实验中值得注意的是，在 进行质构仪测定时，先进行预实验，根据所测定食物自身的属性，设置合适的参数， 结果应用主要的质构参数分析其质构的变化。酸菜的 TPA 测定结果表明，随着发酵时间的延长，

15、酸菜的硬度 1、脆度、回复性、凝聚性、咀嚼性在整体上都呈现下降的趋势。酸菜发酵第40 -60 d时是酸菜质 构特性的临界阶段，综合以上各项质构参数，此阶段酸菜发酵成熟，食用品质最佳。 因此，质构仪测定结果可以为酸菜发酵期间最佳食用时间提供理论依据。参考文献1 Uhlman L，Schuillinger U，Rupnow J R，et al. Identification and characterization of two bacteriocin-producing strains of Lactococcus lactis isolated from vegetablesJ.Interna

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