泡菜风味及发酵工艺研究

泡菜风味及发酵工艺研究

姓名：郭冬阳

学号：200904123100**

学院：材料与化工学院

专业班级：2009级生物工程（2）班

指导教师：罗先群

2012年12月31日

摘要

泡菜古称葅，是指为了利于长时间存放而经过发酵的蔬菜。一般来说，只要是纤维丰富的蔬菜或水果，都可以被制成泡菜；像是卷心菜、大白菜、红萝卜、白萝卜、大蒜、青葱、小黄瓜、洋葱、高丽菜等。蔬菜在经过腌渍及调味之后，有种特殊的风味，许多人会当作是一种常见的配菜食用。所以现代人在食材取得无虞的生活环境中，还是会制做泡菜。世界各地都有泡菜的影子，风味也因各地做法不同而有异。已制妥的泡菜有丰富的乳酸菌，可帮助消化。本文主要从泡菜风味、发酵工艺等方面综合介绍泡菜的风味化学。

关键词：泡菜；风味；发酵；乳酸菌

泡菜是以半固态发酵方式加工制成的浸制品，是我国一种传统的大众化食品，泡菜具有制作容易、设备简单、成本低廉、营养丰富、鲜香嫩脆, 取食方便，四季可做，利于贮存等优点，深受群众喜爱。泡菜富含乳酸，咸酸适度，味美，能增进食欲，帮助消化，具有一定的保健医疗功能。在家庭、食堂、餐厅菜系中泡菜常是不可缺少的佐餐配菜。目前，其生产由自作自食的家庭式、自产自销的作坊式传统制工艺向大型化、工业化生产转变。

随着科技的发展，人们认识水平的提高，泡菜的制作已由过去的家庭式制作逐渐转变为工业化、规模化生产。采用人工发酵模式打破了传统的发酵形式，直接进入主发酵阶段，使乳酸菌、酵母菌和醋酸菌这3种主体菌成为优势菌群，pH 值迅速降低，从而抑制了许多有害微生物的生长，缩短了发酵周期。同时，新型加工工艺显著改善了泡菜的品质。泡菜的主要原料是各种蔬菜，碳水化合物、维生素和钙、磷、铁等含量丰富。当今泡菜种类繁多，既为满足大众口味要求，也为营养丰富化而努力。

如今，以四川泡菜为代表的中国泡菜与韩国泡菜、日本泡菜齐名，成为世界公认的健康发酵蔬菜制品。虽然三国泡菜生产工艺各有绝技，产品质量各具特色，但是无一不焕发出青春，以崭新的面貌继续造福于人类。

一、泡菜的风味

1、原料中的风味物质

泡菜可以使用多种蔬菜原料，泡菜的风味和原料种类有密切关系。各种蔬菜的特征味不同，是因为其含有不同种类的芳香物质。

萝卜：温和的辛辣气味，特征风味物质是4-甲硫基-3-反-丁烯异氰酸酯。

生姜：姜醇、姜酚、姜酮。

大蒜：二烯丙基硫代亚磺酸酯（大蒜素）、二烯丙基二硫化物、甲基烯丙基二硫化物。

黄瓜：羰基化合物、醇类化合物。特征风味物质是2反?6顺-壬二烯醛、2反?6顺-壬二烯醇。

胡萝卜：萜类、醇类、羰基化合物。

芹菜：二氢苯肽类化合物、丙酮酸-3顺-己烯酯、2?3-丁二酮（双乙酰）。

辛香料：泡菜发酵可以加入多种辛香料，各种辛香料有各自的特征风味成分，这些呈味组分不但起着增加香味，祛除异味的作用，还具有一定的杀菌作用。

2、乳酸菌发酵产生风味物质

2.1 异型乳酸发酵

主要是明串珠菌属（Leuconostoc）的乳酸菌，以及一些乳杆菌。如肠膜状明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）、短乳杆菌（Lactobacillus brevis）、甘露醇乳杆菌（Lacmantitopoeum）以及根霉。葡萄糖先经过HMP途径生成乙酰磷酸和3-磷酸甘油酸，前者还原生成乙酸和乙醇，后者通过EMP途径生成乳酸。1分子的葡萄糖生成1分子乳酸、1分子乙醇和1分子CO2。

其中短乳杆菌由于没有乙醇脱氢酶，不能使乙酰磷酸还原为乙醇，而是将其水解成乙酸。发酵的前期以异型乳酸发酵为主，除了产生乳酸，还能产生一些乙醇和二氧化碳。异型乳酸发酵菌一般不能耐酸，随着泡菜酸度增加，异型乳酸发酵结束，进入同型乳酸发酵。

同型乳酸发酵菌一般能耐酸，乳酸菌葡萄糖发酵生成乳酸，但是不产生气体。1953年，Pederson指出异型发酵的产品质量优于同型发酵。异型乳酸发酵的最终产物还有少量甲酸、丙酸、丁酸、琥珀酸、高级醇、氨等，有时还会产生微量的硫化氢、甲烷。不同乳酸菌产生乳酸的能力有所不同，产量在0.8%-2.5%之间。因此在泡菜特征风味的贡献方面，异型乳酸发酵的贡献更大。

2.2 同型乳酸发酵

主要是乳酸链球菌、一些乳酸杆菌。葡萄糖按照EMP途径糖酵解，生成2分子丙酮酸，在经乳酸脱氢酶催化，还原生成乳酸，不产生气体。2分子的葡萄糖生成2分子乳酸。乳酸的化学名称叫α-羟基丙酸，具有一定的防腐功能，酸味柔和。

同型乳酸发酵使体系迅速变酸，pH值迅速降低。发生在泡菜发酵的后期。酸牛奶生产中用的发酵剂就是同型乳酸发酵的乳酸菌。葡萄糖的转化率在80%以上。

2.3 特征风味的形成

异型乳酸发酵和同型乳酸发酵会产生一些风味物质，尤其是前者对泡菜风味的贡献更大。各个产物之间还会发生复杂的反应，生成更加复杂的风味物质，赋予泡菜更加丰富的特征风味。

醇类：乙醇、丙醇和丁醇具有轻快的醇香味，2?3-丁二醇和苯乙醇具有令人愉快的香气。

有机酸类：乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、琥珀酸等有机酸赋予泡菜柔和的酸味。

酯类：乙酸和乙醇结合反应生成乙酸乙酯，乳酸和乙醇结合生成乳酸乙酯，丙酸生成丙酸乙酯，这些都是具有醇香风味的物质，对泡菜风味有重要作用。蛋白质分解生成的氨基酸和醇类生成多种具有芳香的酯类。乳酸菌将蔬菜中的脂肪分解成甘油和脂肪酸，最容易被分解的是脂肪中的三丁酸甘油酯，所产生的低级饱和脂肪酸和衍生而来到的脂肪醇所形成的酯类具有水果香味。

酮类：发酵中产生的2-庚酮、2-壬酮可赋予泡菜爽口、清香的口感。微量的双乙酰（2?3-丁二酮）等酮类物质赋予泡菜奶油香味。

氨基酸类：蔬菜中的蛋白质在发酵过程中分解为氨基酸，不同氨基酸都具有不同的风味，丙氨酸、甘氨酸、色氨酸都具有显著的甜味，谷氨酸和食盐中的钠结合生成谷氨酸钠，对泡菜的鲜味有重要作用，天冬氨酸盐也有显著的鲜味。

此外，氨基酸与戊糖或甲基戊糖的还原产物4- 羧基戊烯醛作用生成含有氨基类的烯醛类的香味物质。氨基酸种类不同，与戊糖作用所产生的香味风味也有差别。

3、其它菌群对泡菜风味的作用

主要是酵母类，如鲁氏酵母、圆酵母、隐球酵母等。酵母菌在缺氧条件下进

行酒精发酵生成乙醇，乙醇本身具有香气，还能和有机酸结合成酯类，更能增加泡菜的香气。鲁氏酵母既有酒精发酵的作用，又能分解戊糖产生4-乙基-愈创木酚[23]，对泡菜的风味有辅助性作用。此外，少量的醋酸菌在泡菜发酵的后期阶段也起一定的作用，产生的醋酸具有风味的同时，还能与醇类结合生成酯类，增加泡菜的香气香味。

二、泡菜的发酵工艺

泡菜生产工艺的研究主要集中在发酵过程中盐浓度、温度的控制及工业化生产等方面。

泡菜的乳酸发酵一般可分为3个阶段。泡制初期，以肠膜明串珠菌等异型乳酸发酵为主。中期以乳杆菌的同型乳酸发酵为主积累大量乳酸，并因产酸使泡渍液呈微酸性抑制了腐败微生物的生长。后期泡菜的风味形成并最终由于乳酸的大量积累造成对乳酸菌的反馈抑制而导致发酵结束。

Lopez于1954年报道了泡酸菜发酵中乳酸菌的营养要求，他认为：葡萄糖、醋酸钠、无机盐和维生素不管是单独使用还是混合使用，都能提高产品酸度，不管是采用纯接种还是混合乳酸发酵都不会增加产品的最终酸度，也不会提高发酵速率，但在初发酵阶段，接种的比没有接种的更迅速降到pH4.0。张建军研究了甘蓝乳酸发酵和葛笋纯接种乳酸发酵，确定了最佳发酵条件，并发现纯接种蔬菜发酵应采用异型乳酸发酵。张蓄通过对自然发酵、人工发酵、自然发酵和人工发酵相结合的三种方法比较对泡菜品质的影响，发现自然发酵和人工发酵相结合的方法最好。李幼筠等从成都泡菜中分离和筛选出干酪乳杆菌和短乳杆菌来作为发酵剂代替野生菌株的自然发酵，缩短了生产周期，提高了产品质量。

1、泡菜生产的发酵条件

1.1 发酵方式

在实验中通常采用自然发酵，陈泡菜水加自然发酵和人工接种三种方式。在这三种发酵方式中，陈泡菜水加自然发酵方式为最好。自然发酵过程中温度控制非常重要，如果温度等条件适宜，发酵后产品风味较好，若条件不适宜，则容易造成污染，产品质量不能得到保证。人工接种具有发酵时间较快的优点，但风味较差。陈泡菜水加自然发酵具备了自然发酵和人工接种的共同特点，既能维持较

强的发酵力，又具有较好的生香性。

1.2温度

温度对发酵力的影响温度对发酵力的影响主要表现在产酸速度上，乳酸菌的活力决定了产酸速度的高低。采用陈泡菜水自然发酵方式，随温度的不同，产酸能力有异。温度过低，产酸量减少，发酵时间延长；相反温度升高，产酸量增加，发酵时间缩短，但产品风味较差。一般以25-30℃为最适发酵温度。

1.3加盐量

加盐量对泡莱品质影响较大，加盐量过大，味咸且不利乳酸菌繁殖，直接影响发酵活力。加盐量不足，泡菜味淡且影响成品脆性。适宜的加盐量不仅能够抑制各种不利产品风味的杂菌污染，还能提高乳酸菌的活力，使产品清香嫩脆。一般添加2-4%的食盐为宜。

1.4加糖量

乳酸菌发酵需足够的碳源、氮源，泡菜发酵时靠蔬菜本身营养来提供是远远不足的，须补充所必需的碳源，食糖是常用的重要碳源。添加适宜的食糖不仅能促使乳酸菌快速繁殖，提高产酸速度和产酸力，还能提高产品的风味，抑制异味。一般食糖的适宜添加量为8-12%。

1.5发酵终点的确定

在泡菜生产过程中，控制发酵温度至关重要，在25-30℃条件下泡制5天后每日取样测定其pH值，由pH值结合成熟度确定发酵终点。一般pH值下降至3.3左右时，进行一次调整，再发酵2天左右，泡菜具新鲜蔬菜固有的色泽，香气浓郁，组织细嫩，质地清脆，咸酸适度，稍有甜味及鲜味，尚有原料原有的特殊风味即为成品。

1.6杀菌强度的控制

一般80℃、30分钟即可达到杀菌条件，终止发酵，且泡菜品质不变。

三、泡菜生产的发展前景

我国是蔬菜生产大国，一年四季均有制作泡菜取之不竭的菜源。随着泡菜专有乳酸菌的筛选成功，从根本上解决了工业化生产的前题，对泡菜的普及和提高极为有利。同时泡菜对于有效储藏蔬菜、调节淡旺季、拉长蔬菜食用期、满足国

内外消费者日益增强的消费热情等方面均起到了积极的作用。相信不远的将来，泡菜这种地域性传统食品将作为发酵调味品行业新的经济增长点，迅速在全国各地开花结果，为亿万消费者的餐桌增味添彩。

参考文献

[1] 毕金峰．自然发酵酸菜汁中乳酸菌的分离、筛选及发酵剂的筛选[J]．沈阳农业大学学报，2000，3(14)：346－349．

[2] 杨瑞鹏．几种酸泡菜中乳酸菌区系及主要发酵乳酸菌分离鉴定与发酵生理的研究[D]．武汉：华中农业大学硕士学位论文，1985．

[3] 李金红．泡菜与乳酸菌[J]．中国调味品，2004(3)：3－4．

[4] 李幼筠．泡菜与乳酸菌[J]．中国踉造，2001(4)：7－9．

[5] Pederson C S, Albury M N. Factors Affecting the Bacterial Flora in Fermenting Vegetables[J] Food Research，1953(18):290－300.

[6] Petaja E. Use of inoculated lactic acid bacteria in fermenting sour cabbage [J]．Agricultural and Food science in Finland，2000(9)：37－38.

[7] Chao H H．Microbiology of PH paw stay [J]．Food Research，1949(14)：405－412.

[8] 沈国华．纯菌接种发酵技术在腌渍菜加工上的应用(二)[J]．中国调味品，2002(6)：24－26．

[9] 王禾．蔬菜乳酸发酵菌种的筛选及培养条件的研究[J]．食品科学，1999(1)：39－41．

[10] 陈仲, 翔董英．泡菜工业化生产的研究进展[J]．食品科技，2004(4)：33－35．

[11] 李幼筠，甘萍，黄水泉，等．泡菜乳酸菌种的选育(一、二)[J]．中国调味品，1996(10，

11)，6－10，14－18．

[12] 张静，张锦丽，杨娟侠．乳酸菌群对乳酸发酵作用的探讨[J]．天津农业科学，2002（2）：18－20

[13] 郑炯，黄明发．泡菜发酵生产的研究进展[J]．中国调味品，2007（5）：22-25

[14] Lopez A. Nutritional supplementation of lacticacid flora of sauerkraut [J]Food Research，1954(19)：564－567.

[15] 张建军. 甘蓝乳酸发酵及葛笋纯接种乳酸发酵的研究[J]．中国调味品，1987(1)：17－21．

[16] 张蓄．甘蓝乳酸发酵汁的利用[J]．中国酿造，1992(6)：17－22．

[17] Pederson C S . Floral changes in the fermentation of Sauer kraut [R]．Geneva，New York: New York State．State Tech Bulletin，1930, 168.

[18] 郑炯．黄明发泡菜发酵生产的研究进展[J]．中国调味品，2007（5）：22-25

[19] 刘敦华，潘太安．泡菜发酵工艺的研究[J]．宁夏农学院学报，1996，17(1)：32－34．

[20] 苏扬，陈云川．泡菜的风味化学及呈味机理的探讨[J]．中国调味品，2001（4）：28－31．