直投式与自然发酵酸菜挥发性成分探析

直投式与自然发酵酸菜挥发性成分探析

吴静

四川道泉老坛酸菜股份有限公司 四川省 成都市 610000

摘要：酸菜在很多国家，都深受人们的喜爱，而直投式与自然发酵的酸菜存在一定的区别，因此，本文应用了相关技术，充分分析了直投式和自然发酵酸菜挥发性成分的变化，对使用直投式发酵法和自然发酵法发酵出的酸菜风味的差异进行了分析。然后，深入探究了三种直投式菌种与自然发酵工艺中盐渍酸菜和二次发酵阶段酸菜的挥发性成分种类以及含量方面所存在的差异，以期能为相关人员带来帮助。

关键词：直投式；自然发酵；酸菜；挥发性成分；探析

引言

在中国传统的蔬菜加工产品中，酸菜属于其中的一种加工产品，酸菜以自身特有的风味，在很多国家的消费市场中均占有一定地位。在加工发酵类的蔬菜产品时，由于蔬菜的产地、原料以及加工工艺都存在一定程度的区别，因此，发酵类的蔬菜在挥发性成分上也存在一定的差异。现如今，一些发酵类蔬菜的加工企业目前已经采用直投式菌种的方式将一些种类蔬菜的发酵成熟时间进一步缩短，发酵类产品的稳定性和一致性也得到了很大程度的保证。相关的研究者分析了酸菜、榨菜等其他蔬菜产品在自然发酵期间的优势菌群，并对菌种筛选、鉴定等进行了研究。现阶段，由于环境条件限制了生产，因此，在发酵蔬菜时没有采用直投式的方式。目前，对于发酵蔬菜方面的研究力度还要进一步加强。

1、研究材料和方法
1.1材料与试剂

取自然发酵盐渍菜、直投式菌种-A、直投式菌种-B和直投式菌种-C发酵酸菜和二次发酵对应的酸菜样品备用。

1.2仪器与设备

本研究采用了固相微萃取探头（50/30μm聚丙烯酸酯萃取头）、气-质谱联用仪以及573000-U型号的固相微萃取手柄。
1.3取样方法

首先，将被绞碎的4.00g酸菜样品放在容量为5mL的微量萃取瓶中，其次，在50℃的温度下，使用固相微萃取法对样品进行35分钟的萃取，然后，使用固相微萃取手柄把探头放进萃取瓶内，并将探头推出，把探头放置在样品的上半部分暴露30分钟。
1.4仪器分析条件

色谱条件：炉温要保持250℃，摆正不会分流进样；30m*0.25mm*0.25μmDBWAX色谱柱；He是载气，流速是1.0mL/min。升温程序：首先，将温度从5℃/min升到60℃；其次，再将温度从6℃/min升为140℃；然后，将温度从8℃/min升为230℃，并且时间都要保持在6分钟。质谱条件：离子源为200℃，70eVEI源；250℃进样；扫描范围33~450u，扫描35分钟。FID检测器：在进行检测的过程中，需要达到260℃。
1.5数据处理

要经过MAINLIB、NISTDEMO、REPLIB和WILLEY等四个谱库与计算机检索对酸菜的挥发性物质进行定性，在对各化合物峰面积进行计算的时候，应使用软件系统归一化计算，各个组分的相对含量要用相对峰面积的大小表示。酸菜盐渍/二次发酵工艺流程（如图一所示）。

图1 酸菜盐渍/二次发酵工艺流程

2、研究结果和分析

2.1检测盐渍段和二次发酵段酸菜的挥发性物质

在对传统酸菜进行加工期间，二次发酵期间的样品和盐渍期间的样品挥发性成分的GC-MS图谱，如（图2）所示。发酵酸菜挥发性成分一般有两方面来源，分别是：第一，发酵新鲜芥菜的过程中，挥发性前体物质的转变，例如，降解的纤维素和氨基酸等。第二，通过把香辛料、白酒以及生鲜添加进去，能够将复合型挥发性成分提供给酸菜的二次发酵。酸菜在盐渍期间与二次发酵期间，其含有的风味物质在被GC-MS联机分析过之后，由计算机谱库对每一组的分质谱经进行检索，检测得出的挥发性物质关键有以下六种：醇类、烯类、酯类、醛类、茴香精油类与挥发性酸。

保留时间/min（a）盐渍段酸菜               保留时间/min（b）二次发酵段酸菜

图2盐渍与二次发酵酸菜中挥发性成分的色谱图

2.1.1盐渍阶段直投式菌种与自然发酵酸菜挥发性成分的相对含量

通过相关数据能够得知，在自然发酵酸菜与直投式菌种的盐渍段中，异硫氰酸烯丙酯、辛酸乙酯、乳酸乙酯和乙酸乙酯四类挥发性酯都能够检测出来，不过自然发酵方式的盐渍酸菜和直投式菌种发酵的酸菜，两者之间的区别不大，代表乳酸菌的作用不能限制形成盐渍段酯类物质。总体来说，盐渍芥菜使用不同乳酸菌菌剂之后的香气风味物质排列顺序是：KHS＞GFJ＞SH＞KB，把乳酸菌添加进去之后，发酵后总体的香气全部都要高于空白对照的所含量，代表盐渍段的自然发酵和直投式菌种，总体的风味物质区别不大。α-蒎烯、乙酸乙酯、挥发性有机酸以及异硫氰酸烯丙酯为具体特征性风味物质。

2.1.2二次发酵阶段直投式菌种与自然发酵酸菜挥发性成分的相对含量

由相关数据可以得知，在与盐渍段相比较中，乳酸、乙酸以及辛酸乙酯，还有异硫氰酸烯丙酯四类挥发性酯在二次发酵段直投式菌种和自然发酵酸菜中均可以检测出来。而在其中加入较多的γ-松油烯和d-苧烯之后，其总体的挥发性成分可以达到53种，代表明显提升了酸菜在二次发酵时的相对含量，以及挥发性成分种类，特别是SH直投式菌种发酵酸菜与GFJ直投式菌种发酵酸菜，比自然发酵的相对含量和种类优势更大，应用直投式菌种在泡菜中可以获得同样的结果，对比于自然发酵，直投式菌种发酵泡菜没有明显区别，其具备更稳定的品质。总体来说，在对盐渍酸菜进行第二次发酵的过程中使用不同乳酸菌菌剂之后，其中所含有的香气风味物质以SH＞GFJ＞KB（空白对照）＞KHS的顺序排列，而将SH和GFJ乳酸菌添加到里面之后，整体发酵之后的香气都高于空白对照组的含量，那么就代表着使用直投式菌种二次发酵盐渍酸菜，将挥发性成分进行了进一步丰富。α-蒎烯、乙酸乙酯、挥发性有机酸、茴香精油类化合物和异硫氰酸烯丙酯是具体特征性风味物质。

2.2直投式菌种与自然发酵酸菜挥发性成分差异性评价

蔬菜如果区域不同或者工艺不一样，那么发酵过后的风味也有区别。工艺参数和配方能够确保发酵蔬菜工业化的品质，之前重新修饰和平衡风味，通常使用二次发酵的方法。图3、4是盐渍段酸菜以及二次发酵段酸菜挥发性成分的相对含量。通过图3能够得出，烯类、醇类、醛类、酯类和挥发性酸在自然发酵酸菜和直投式菌种挥发性的成分里，相比于茴香精油类化合物的种类，没有明显差别。但是，在盐渍菜的二次发酵中，使用自然发酵和直投式菌种的方法，因为加入少量的大蒜、白酒、香辛料发酵，所以，酸菜在二次发酵时，多了大茴香酸甲酯、α－松油烯、乙酸芳樟酯和二烯丙基硫醚四种挥发性物质，并且茴香醇的含量有所增加。通过二次发酵过后，明显提高了总体挥发性物质的量。72488ppb为C（GFJ菌）样品挥发性物质增加的量，这就表明，在进行二次发酵的过程中，经过微生物、香辛料、白酒的相互作用过后，提香的效果可以得到有效的提高，这对于保障酸菜产品的风味和品质稳定，有着关键性的意义。

图3 盐渍段酸菜挥发性成分的相对含量

图4 二次发酵段酸菜挥发性成分的相对含量

3、结语

综上所述，在以上研究中，表明在挥发性成分方面，直投式菌种发酵酸菜和自然发酵酸菜在酸菜盐渍阶段没有较大的区别。在酸菜的盐渍期间，挥发性有机酸、α－蒎烯、乙酸乙酯以及异硫氰酸烯丙酯是其主要的挥发性物质。酯类和醇类物质在酸菜中的含量，会在二次发酵期间增多，会挥发更加丰富的有机酸种类，因此，在很大程度上提高了所含茴香性精油的量。酸菜盐渍期间以及二次发酵期间，有47种和53种挥发性物质在其中被检出。而酸菜中最为关键的挥发性成分就是挥发性有机酸、酯、醇以及烯类，之后在酸菜直投式菌种发酵酸菜质量评价标准里挥发性有机酸、酯、醇以及烯类将是重要的指标。

参考文献

[1] 马艺荧.东北酸菜发酵过程中细菌多样性及有机酸的变化规律[D].哈尔滨：东北农业大学，2019.

[2] 王旭丹.乳酸菌的筛选及直投式酸菜发酵剂的研制[D].吉林：吉林农业大学，2019.

[3] 韩宏娇，丛敏，李欣蔚，等.自然发酵酸菜化学成分含量和微生物数量的动态变化及其相关性分析[J].食品工业科技，2019，40（2）：148-153.

[4] 陈延.萧山萝卜干直投式发酵剂的研究[D].杭州：浙江大学，2017.