洪 冰
1，曾许珍
2，李阿敏
1，杨蕊莲
1，蒋和体
1,*
（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.重庆市威利农业开发有限公司，重庆 404700）
摘 要：对大头菜进行乳酸菌接种发酵，研究乳酸菌对大头菜感官指标、理化指标及微生物指标的影响，并探讨接种发酵大头菜的硬度与果胶变化的相关性。结果表明，添加乳酸菌对产品的感官性质和微生物指标具有显著的影响，可以改善产品的香气和滋味并有效降低大肠菌群含量；对产品的总酸、亚硝酸盐、咀嚼性、黏性、还原糖、氨基酸态氮、VC、硬度和果胶含量都有显著的影响，而对产品的色泽、弹性和内聚性影响不大。因此，通过添加乳酸菌，3 个月即达到出坛标准，感官评分达到94.0 分，亚硝酸盐和大肠菌群含量分别为1.43 mg/kg和＜30 MPN/100 g。可以明显缩短产品的生产周期，提高产品品质及安全性。乳酸菌接种发酵大头菜过程中硬度与原果胶成显著正相关，与水溶性果胶成负相关，但相关性不显著，说明其质构特性的变化机理更加多样和复杂。
关键词：乳酸菌；接种发酵；大头菜；品质；硬度；果胶
大头菜（Brassica junces var. megarrhiza Tsen et Lee）属于十字花科蔬菜，是一种营养价值很高的根用芥菜。在我国南北皆有栽培，以重庆、广西、江苏、辽宁等地为主 [1]。采收后的大头菜有强烈芥辣味和少许苦味，不宜生吃。由于其产量高，而且有肉质根皮厚而硬，肉质致密坚实等特点，适宜腌制发酵后食用 [2]。
目前腌制大头菜的生产状况主要以小作坊加工为主，加上质地与榨菜相似、大规模生产大头菜的企业较少，导致大头菜生产出现发展迟缓、产品质量相对较弱等不利状况 [1]。而且，大头菜产品仍然以传统自然发酵为主，该方法发酵时间较长，不利于品质控制，在发酵过程中易面临营养成分的流失及腌制过程中亚硝酸盐、大肠杆菌的超标等不容忽视的问题，影响企业的经济效益。因此，如何在保持产品品质、提高安全性的前提下缩短生产周期就成为研究的热点 [3-4]。
乳酸菌可保持和加强蔬菜和水果的营养、感官、保质期和安全性 [5-6]，乳酸菌发酵是自然发酵过程中的主要发酵过程。目前已有研究表明，乳酸菌接种发酵蔬菜能显著降低亚稍酸盐含量，缩短发酵时间。近年来，国内有关研究人员开始关注乳酸菌在大头菜发酵过程中的作用，吴希茜 [1]将肠膜明串株菌、乳酸乳杆菌和植物乳杆菌对大头菜进行发酵，发现虽然风味、品质上并无明显的提高，但是人工发酵能加快大头菜的发酵，缩短了大头菜的生产周期，不仅能够降低大头菜的生产成本，而且有利于提高大头菜的安全性。刘达玉等 [4]对大头菜的接种人工筛选的纯种乳酸菌工艺进行研究，发现接种发酵大头菜的感官品质明显提升。说明将乳酸菌应用到接种发酵大头菜中改善产品品质，缩短发酵时间是切实可行的。本实验对乳酸菌接种发酵大头菜进行6 个月跟踪发酵，观察大头菜在发酵过程中感官指标、理化指标及微生物指标的动态变化。通过与自然发酵大头菜对比，得出乳酸菌对接种发酵大头菜品质的影响，以期为该技术的产业化提供技术支撑。并对大头菜发酵过程中的硬度与果胶变化的相关性进行初探，旨在为大头菜发酵过程中品质的控制提供有益参考。
1.1 材料与菌种
大头菜，取自重庆市威利农业开发有限公司巫山大头菜基地。
鼠李糖乳杆菌、短乳杆菌、肠膜明串珠菌分别编号为A、B、C 中国工业微生物菌种保藏管理中心；半乳糖醛酸标准品 美国Sigma公司。
1.2 仪器与设备
UtraScan PRO测色仪 美国HunterLab公司；WFJ 7200型可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；雷磁PHS-3C型pH计 上海仪电科学仪器股份有限公司；CT-3质构仪 美国Brookfi eld公司。
1.3 方法
1.3.1 大头菜的发酵工艺流程 [7-10]
工艺要点：将原料清洗、晾晒、切块后进行第一次和第二次加盐，使大头菜的盐度分别控制在6%左右和8%左右，然后将大头菜均分入坛，一份按大头菜质量的2%加入二次扩大培养后的菌液进行接种发酵，一份做对照进行自然发酵。
1.3.2 总酸的测定
按照 GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》，采用酸碱滴定法测定。
1.3.3 发酵大头菜感官评价
将接种发酵和自然发酵大头菜样品放置于一次性塑料碗中，由经过专业感官评价训练的评审员20 人对大头菜的色泽（10 分）、香气（40 分）、滋味（40 分）、脆性（10 分）进行感官评分，共计100 分。最后根据评分结果来确定大头菜质量，具体大头菜感官评分标准见表1。
表1 大头菜感官评分标准
[[11--33]]
Table 1 Criteria for sensory evaluation of kohlrabi
[[11--33]]
项目评分标准得分色泽（10 分）表面色泽均匀，呈金黄色或黄白色10 分表面色泽较均匀、较亮，呈灰黄色6～9 分表面呈深褐色，黄 黑色0～5 分香气（40 分）香气纯正、扑鼻，有特有的大头菜香，无其他不良气味40 分香气较纯正，有特有的大头菜香，无其他不良气味24～39 分香气不明显，有异味产生0～23 分滋味（40 分）酸咸适口，滋味鲜美40 分酸咸较适中，滋味较好24～39 分味道不明显、不准确或过于淡薄0～23 分脆性（10 分）脆性好，质地脆嫩，咀嚼性好，无发软变质，干净无杂质10 分脆嫩感较好，咀嚼性适中，无发软变质，干净无杂质6～9 分脆嫩感 较差，咀嚼性差，发软变质0～5 分
1.3.4 质构的测定
将大头菜样品切成长约3 cm，宽约1 cm，高约1 cm的条状，置于质构仪TA44探头下对样品进行质构剖面分析（texture profile analysis，TPA）测试。质构测定参数为：测试速率：1 mm/s；压缩程度：距离6 mm；触发点负载：0.05 N；停顿时间：5 s。每个样品测试重复10 次，取其平均值。
1.3.5 亚硝酸盐的测定
按照GB 5009.33—2010《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》，采用分光光度法测定。
1.3.6 还原糖的测定
按照GB/T 5009.7—2008《食品中还原糖的测定》，采用直接滴定法测定。
1.3.7 氨基酸态氮（amino acid nitrogen，AAN）的测定
按照GB/T 5009.40—2003《酱卫生标准的分析方法》，采用甲醛值法测定。
1.3.8 VC的测定
按照GB/T 6195—1986《水果、蔬菜维生素C含量测定法》，采用2,6-二氯靛酚滴定法测定。
1.3.9 微生物指标的测定
按照国家标准GB 4789.35—2010《食品微生物学检验 乳酸菌检验》进行乳酸菌的检测；按照国家标准GB 4789.3—2010《食品微生物学检验 大肠菌群计数》大肠菌群MPN计数法进行大肠菌群的检测。
1.3.10 色度的测定
将大头菜样品切成1.3.4节中的条状，使用反射小孔在RSIN-包括镜面反射模式进行色泽测定，测定色泽参数分别为亮度值L*、红绿值a*、黄蓝值b*，空白组色泽参数分别为亮度值L 0*、红绿值a 0*、黄蓝值b 0*。从样品中随机取5 条，选择15 个点进行测定，取其平均值。通过L*、a*、b*值可以计算得出总色差ΔE值，计算公式如下。
1.3.11 果胶的测定
采用咔唑比色法 [11-12]进行测定。
1.4 数据分析
运用Origin 8.6和SPSS 19软件对实验数据进行分析处理。
2.1 大头菜发酵过程中总酸的变化
图1 大头菜发酵过程中总酸的变化
Fig. 1 Changes in total acid content in kohlrabi during fermentation
由图1可知，当水分、盐度、温度适宜及厌氧条件下，乳酸菌开始发酵产生乳酸。接种发酵与自然发酵大头菜的总酸含量均随着发酵时间的延长而增加，但接种发酵大头菜的总酸含量明显高于自然发酵，且发酵前两个月接种发酵组的产酸速率明显比自然发酵组快。原因是接种发酵中乳酸菌数量较多，成为优势菌群，因此产生的总酸含量较高。由于目前没有发酵大头菜的相关标准，考虑到大头菜质地上与榨菜相似，因此参照GB 6094—85《榨菜》和GH/T 1011—2007《榨菜》标准，结合大头菜自身半干态发酵的特点和工厂实际生产状况，确定大头菜出坛（即发酵成熟）标准为总酸含量（以乳酸计）5.40～10.0 g/kg。接种发酵在发酵3 个月时为5.80 g/kg，自然发酵在发酵4 个月时为5.44 g/kg，均达到出坛标准。对其继续进行观察，发酵6 个月后接种发酵和自然发酵组总酸含量分别为9.28 g/kg和7.88 g/kg。
2.2 大头菜发酵过程中感官评分的变化
表2 大头菜发酵过程中感官评价结果（x =20）
Table 2 Sensory evaluation of kohlrabi during natural and inoculated fermentation（x ± s = 20）
注：同列小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
发酵类型发酵时间/月色泽（10 分）香气（40 分）滋味（40 分）脆性（10 分）评价总分接种发酵310.0 38.0 37.0 9.0 94.0±0.6 a4 9.0 37.9 38.1 8.1 93.1±0.5 a5 8.1 36.7 36.2 7.2 88.2±0.5 b6 7.9 34.8 32.3 7.0 82.0±0.7 c自然发酵410.0 34.0 34.0 9.0 87.0±0.6 a5 7.9 34.3 34.9 8.1 85.2±0.5 b6 7.1 35.9 36.1 8.0 87.1±0.6 a
由图1可知，接种发酵3 个月和自然发酵4 个月时均达到出坛标准，对达到出坛标准的接种发酵和自然发酵大头菜分别进行感官评定。由表2可知，发酵3 个月时，接种发酵大头菜的品质最高，随着发酵时间延长，其感官评价总分总体呈下降趋势，色泽、香气、滋味和脆性均有不同程度的下降，且发酵6 个月时，总酸含量达到了9.28 g/kg，酸度偏高，对大头菜的滋味产生一定的影响。而自然发酵感官品质一直较稳定，发酵6 个月与4 个月时感官评分差异不显著，但发酵6 个月的色泽明显比发酵4 个月的低，脆性也不如发酵4 个月的，发酵后期香气更加纯正。相比自然发酵，接种发酵达到好的感官品质更快，但随着发酵的进行，接种发酵大头菜感官品质下降较快。达到出坛标准时，相比自然发酵，接种发酵大头菜的香气更加纯正浓郁，滋味更加鲜美。由此可见，接种发酵可以更快更好地发酵出色泽、香气、滋味和脆性更高的大头菜，进而获得更好的大头菜品质。
由表2可知，达到出坛标准后的接种发酵和自然发酵大头菜发酵后期感官评价总分均较高，大头菜均具有优良的口感，故对发酵大头菜进行跟踪6 个月，进一步观察接种发酵和自然发酵过程中各指标的动态变化。
从企业的经济效益出发，再结合大头菜发酵过程中总酸变化图和感官评定表，得出接种发酵3个月出坛，自然发酵4个月出坛最佳。
2.3 大头菜成品TPA比较
TPA主要作用是作为食品质构的感官评价和仪器分析间的桥梁，可以揭示质地本质，准确地量化描述产品的质构 [13]。硬度的感官定义是牙齿挤压样品的力量，咀嚼性的感官定义是咀嚼固体样品时需要的能量 [14]。由表3可知，硬度和咀嚼性差别较大，出坛时，接种发酵的硬度和咀嚼性分别比自然发酵大头菜高8.21 N和6.88 mJ，黏性比自然发酵低0.08 mJ。而在弹性和内聚性方面，两组发酵大头菜无明显差别。结合感官评定，得出接种两组发酵大头菜均具有良好的质地，相比自然发酵，接种发酵具有更好的硬度和咀嚼性。
表3 出坛后大头菜成品TPA比较
Table 3 ComTable 3 Comparison of TPA parameters of kohlrabi fermented by indigenous and exogenous bacteria
发酵类型硬度/N弹性/mm咀嚼性/mJ内聚性黏性/mJ接种发酵32.66±1.247.83±0.0696.43±2.470.47±0.060.36±0.04自然发酵24.45±0.707.83±0.0389. 55±1.940.49±0.030.44±0.03
2.4 大头菜发酵过程中亚硝酸盐含量的变化
图2 大头菜发酵过程中亚硝酸盐含量的变化
Fig. 2 Changes in nitrite content in kohlrabi during fermentation
由图2可知，接种发酵和自然发酵大头菜的亚硝酸盐含量均随着发酵时间的延长而呈现先升高后降低的趋势，且均在1个月时达到最大值，而后迅速下降，后期变化不明显。由此可知，添加乳酸菌对发酵大头菜中亚硝酸盐的生成具有一定影响，可以有效地控制亚硝酸盐的生成，降低亚硝酸盐的含量，且含量明显低于自然发酵组。这可能与接种发酵大头菜中乳酸菌为优势菌群，使乳酸菌快速繁殖，抑制了有害菌的生长有关。另外，有研究发现乳酸菌代谢产生的有机酸、细菌素、双乙酰、过氧化氢等物质也起到了抑菌作用 [15-16]。Oh [17]、Reina [18]、Kawahara [19]等在酱腌菜中引入混合菌株能明显降低亚硝酸盐的含量。因此添加混合乳酸菌可以有效地抑制亚硝酸盐的产生。
接种发酵和自然发酵大头菜出坛时亚硝酸盐含量分别为1.43 mg/kg和2.33 mg/kg，远低于我国关于酱腌菜的卫生标准GB 2714—2003《酱腌菜卫生标准》中规定的各类酱腌菜产品的亚硝酸盐限量标准（20 mg/kg），因此发酵大头菜是一种安全性的产品。
2.5 大头菜发酵过程中理化指标及微生物指标的变化
表4 大头菜发酵过程中理化指标及微生物指标变化
Table 4 Changes in physical, chemical and microbial properties in kohlrabi during fermentation
发酵类型发酵时间/月还原糖含量/（g/100 g）AAN含量/（g/100 g）VC含量/（mg/100 g）乳酸菌数/（CFU/g）大肠菌群数/（MPN/100 g）接种发酵04.69±0.07 a0.191±0.011 a11.62±0.09 a7.1×10 636 15.21±0.07 b0.354±0.005 b9.32±0.15 b7.2×10 762 24.36±0.07 c0.530±0.012 c7.87±0.06 c5.1×10 830 33.88±0.12 d0.479±0.003 d7.68±0.06 d8.7×10 8＜30 43.20±0.05 e0.320±0.009 e6.51±0.08 e9.2×10 8＜30 53.11±0.10 e0. 592±0.006 f5.89±0.06 f3.1×10 8＜30 62.82±0.09 f0.703±0.009 g4.90±0.08 g1.9×10 8＜30自然发酵04.69±0.07 a0.191±0.011 a11.62±0.09 a1.8×10 436 14.48±0.05 b0.283±0.013 b9.67±0.07 b9.3×10 472 24.12±0.11 c0.472±0.009 c7.92±0.09 c4.3×10 594 33.36±0.06 d0.430±0.011 d6.85±0.08 d5.7×10 630 42.52±0.06 e0.358±0.014 e5.03±0.11 e2.5×10 7＜30 51.78±0.12 f0.620±0.009 f4.31±0.08 f1.2×10 7＜30 61.38±0.06 g0.790±0.035 g3.71± 0.17 g3.2×10 6＜30
由表4可知，接种发酵大头菜的还原糖含量随着发酵时间先增加后降低，在发酵1 个月时达到最高峰5.21 g/100 g，可能是因为接种微生物将大头菜中的蔗糖和多糖转化为还原糖的含量大于微生物利用还原糖的量，导致其含量增加。自然发酵大头菜中，由于微生物利用还原糖，其含量随着发酵时间逐渐下降。还原糖是微生物发酵的能源，在发酵过程中产生乳酸，其转化糖还可与AAN发生反应，引起大头菜的褐变。
蛋白质在微生物水解酶的作用下分解成各种氨基酸，从而使大头菜产生鲜味，因此AAN的含量一定程度上可代表发酵大头菜的感官品质 [20]。由表4可知，接种发酵和自然发酵大头菜中AAN的含量随着发酵时间的延长呈先上升后下降再上升的趋势。发酵前2 个月AAN含量上升是因为大头菜在发酵前期蛋白质的分解所产生的AAN的量比参与美拉德反应被消耗的量多，且接种发酵组高于自然发酵组，这与乳酸菌分泌相关的酶有关，促进了蛋白质的水解，赋予产品良好的品质。在发酵3～4 个月时，大头菜进一步充分发酵，AAN参与美拉德反应速度加快，使其含量逐渐下降，蛋白质降解后形成的氨基酸作为菌株发酵的氮源被利用也会导致氨基酸态含量下降 [20]。发酵后期AAN逐渐被积累而回升，自然发酵组AAN含量要高于接种发酵组。
随着发酵时间的延长，接种发酵和自然发酵大头菜VC含量均逐渐下降。且接种发酵大头菜的VC含量要高于自然发酵。可能是由于接种发酵大头菜产酸更快，酸性环境更有利于VC的保存 [21]。
接种发酵和自然发酵大头菜的乳酸菌含量在发酵过程中变化趋势较一致，均为先逐渐增加后缓慢下降。接种发酵大头菜中由于接种乳酸菌，乳酸菌为优势菌种，抑制了其他杂菌生长，其发酵前2 个月生长速率高于自然发酵。大肠菌群在一定程度上会影响发酵蔬菜的品质和安全性 [22-23]，因此，应尽量降低大肠菌群数量。大肠菌群在发酵前期呈上升趋势，这可能是由于发酵初期，发酵体系中的酸性环境尚未形成，大肠菌群的生长繁殖不受抑制 [24]。随着发酵的继续进行，大肠菌群数量逐渐降低。由表4可知，乳酸菌接种发酵大头菜的大肠菌群数量下降速率明显快于自然发酵组。这与接种发酵快速的产酸环境有关，可以更加有效地抑制大肠菌群的生长。在发酵过程中，接种发酵大头菜的大肠菌群数量低于GB 2714—2003中规定散装酱腌菜产品的大肠菌群限量标准（90 MPN/100 g），因此乳酸菌发酵大头菜是一种安全性的产品。
2.6 大头菜发酵过程中色泽的变化
表5 大头菜发酵过程中色泽的变化（x =15）
Table 5 Changes in color values in kohlrabi during fermentation x ± s n = 15）
项目发酵时间/月L*a*b*△E接种发酵063.53±1.52 a0.72±0.34 a16.90±0.98 a158.63±1.18 b1.93±0.52 b19.75±1.13 b5.82±1.58 a256.07±1.22 c4.75±0.78 c23.63±0.83 ce10.90±0.64 b351.40±1.35 d6.20±0.44 d22.53±0.75 cd14.50±0.66 c448.65±1.18 e7.48±0.33 e21.34±1.12 bd16.98±0.62 d547.70±1.05 e8.81±0.52 f25.11±1.06 ef19.61±0.60 e647.16±0.74 e9.50±0.35 f26.01±0.94 f20.71±0.31 e自然发酵063.53±1.52 a0.72±0.34 a16.90± 0.98 a157.04±0.93 b1.29±0.23 a17.72±1.60 a6.68±1.07 a254.02±1.33 c4.25±0.35 b21.40±1.22 b11.11±1.74 b353.11±1.04 c5.21±0.48 c20.57±1.22 b12.00±0.37 b449.23±0.78 d5.67±0.41 c19.8 5±1.18 b15.46±0.37 c544.05±1.05 e6.47±0.64 d22.06±1.05 bc20.99±0.76 d641.57±1.55 f6.99±0.48 d23.76± 1.11 c23.88±1.00 e
大部分研究表明腌制产品变色的原因很复杂，包括VC的氧化，羧氨（美拉德）反应等非酶褐变引起的，还有少量的酶促褐变 [25]。由表5可知，随着发酵时间的延长，接种发酵组和自然发酵组的L*值均逐渐下降，表明大头菜随着发酵进行白度和亮度越来越低，接种发酵组后期变化不显著，说明L*值逐渐趋于平稳。在大头菜发酵过程中，b*值呈现先上升后下降再上升的不规律变化趋势。有研究表明，当萝卜组织被破坏（如去皮、切分等），萝卜中的主要硫苷4-甲硫基-3-丁烯基硫代葡萄糖苷（4-mthylthio-3-butenyl glucosinolate，4-MTBG）经芥子苷酶降解为4-甲硫基-3-丁烯基异硫氰酸酯（4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate，4-MTBI），4-MTBI很快释放出来，其分解产物是黄色素的重要前体物质 [26]。由于大头菜中存在大量的硫代葡萄糖苷，在芥子苷酶的作用下产生异硫氰酸酯 [27-28]。所以，推测在大头菜腌制过程中，b*值 的波动变化与4-MTBI的分解和挥发有关，也可能与蛋白质、氨基酸态氮与还原糖发生美拉德反应，也会使菜色的颜色加深而遮盖了黄色的测定有关。接种发酵的大头菜的a*值和b*值明显高于自然发酵大头菜，说明与自然发酵相比，接种发酵大头菜的色泽更加偏红和偏黄。与刚开始发酵时的大头菜相比，随着发酵时间延长，△E逐渐增加，且接种发酵增长速率较自然发酵缓慢，说明接种发酵乳酸菌更有利于保持大头菜的色泽。同时，ΔE＞2，说明发酵前后大头菜的色泽变化差异较大，可以从视觉上比较容易分辨 [29-30]。
因此，可以说明添加乳酸菌发酵剂对于促进大头菜形成金黄色或黄白色的色泽具有良好的效果。
2.7 大头菜发酵过程中硬度和果胶的变化及相关性分析
2.7.1 大头菜发酵过程中硬度和果胶的变化
硬度在一定程度上说明了发酵制品的发酵程度和口感。在发酵过程中，若硬度下降过快，则会严重影响发酵制品的口感。所以，有必要对发酵大头菜进行硬度分析。大头菜原料经过晾晒、加盐脱水后，硬度下降。由表6可知，在发酵过程中，接种发酵大头菜硬度开始呈上升趋势，在发酵2 个月时开始下降，并且后期变化不是很显著。接种发酵大头菜硬度出现上升的原因可能是大头菜发酵为半干态发酵，乳酸菌前期发酵速率较快，容易造成水分的损失，进而影响硬度。之后硬度缓慢下降的原因主要是由于发酵过程中，由于果胶物质的溶解和非酶降解作用，使大头菜硬度降低。
表6 大头菜发酵过程中硬度和果胶的变化
Table 6 Changes in hardness and pectin content of kohlrabi during fermentaattiioonn
发酵类型发酵时间/月硬度/N原果胶含量/（mg/100 g）水溶性果胶含量/（mg/100 g）接种发酵031.59±0.96 a48.47±0.58 a5.27±0.48 a132.58±1.22 ab46.38±0.55 b8.92±0.77 b234.48±1.44 b40.43±0.58 c10.22±0.43 c332.66±1.24 ab38.55±0.64 d13.36±0.72 d430.74±1.33 ac30.87±0.73 e14.47±0.67 e529.22±1.22 cd28.79±0.78 f17.43±0.58 f628.17±0.75 d23.13±0.80 g18.68±0.65 g自然发酵031.59±0.96 a48.47±0.58 a5.27±0.48 a130.67±1.36 ab47.45±0.60 a7.81±0.63 b229.11±1.10 b45.70±0.97 b9.08±0.52 c326.82±0.99 c41.75±0.68 c11.60±0.72 d424.45±0.70 d34.15±0.72 d16.05±0.35 e525.20±1.11 cd30.19±0.62 e18.04±0.49 f624.22±1.11 d28.73±0.82 f20.27±0.52 g
Sila等 [31]研究表明，水果和蔬菜的质构特性很大程度上决定于细胞壁中果胶物质的组成和含量。因此，研究大头菜在发酵过程中果胶组分的变化对于了解其质构特性的变化机理有着重要的作用。由图3可知，原果胶含量均随着发酵时间的延长而上升，而水溶性果胶含量则反之。原果胶在果胶酶的作用下，水解成了果胶和果胶酸。同时，大头菜腌制过程中，由于Na ＋置换而除去了原果胶中起交联作用的Ca 2＋和Mg 2＋，加上原果胶酶的作用，就导致了原果胶与半纤维素结合和原果胶的降解，生成水溶性果胶，从而使原果胶含量下降，水溶性果胶含量上升。接种发酵中原果胶含量比自然发酵中下降的快，可能是由于接种发酵中微生物的存在，使得榨菜中果胶成分逐渐被其分解利用，以维持其自身的生命活动。接种发酵水溶性果胶后期含量比自然发酵低，有可能是水溶性果胶进一步水解为果胶酸和甲醇等产物造成的。水溶性果胶的水解会使细胞彼此分离，组织变软，从而影响产品的质量 [32]。
2.7.2 大头菜发酵过程中硬度和果胶的相关性分析
在表6结果基础上，进一步研究大头菜发酵过程中果胶与硬度的相关性对于更详细了解其质构特性的变化机理有着重要的作用。相关性分析主要是考察两个变量之间线性关系的一种统计分析方法。本实验对大头菜发酵过程中硬度与果胶的关系进行初探。由SPSS 19分析硬度与果胶的Pearson’s相关性可知，接种发酵大头菜硬度与原果胶成显著正相关（R＝0.757），与水溶性果胶成负相关（R＝－0.700），但相关性不显著。自然发酵大头菜硬度与原果胶成极显著正相关（R＝0.944），与水溶性果胶成极显著负相关（R＝－0.960）。
图3 大头菜接种发酵（A）和自然发酵（B）条件下硬度与果胶含量相关性分析
Fig. 3 Correlation analysis between hardness and pectin content in kohlrabi during inoculated fermentation (A) and natural fermentation (B)
在自然发酵大头菜中，硬度的变化与其果胶含量的变化呈现较好的相关性，说明大头菜在自然发酵过程中硬度的变化与其果胶含量的变化具有密切关系，与周情操等 [33]研究的豇豆在腌制过程中的质构变化与果胶含量和组成相关相符。比较发酵大头菜中不同果胶组分与硬度变化的相关性，结果表明自然发酵大头菜中原果胶和水溶性果胶与硬度之间的相关性均高于接种发酵大头菜中果胶与硬度之间的相关性，而且接种发酵中硬度与水溶性果胶相关性不显著。因此，可以推测乳酸菌接种发酵大头菜中质构特性的变化机理更加复杂和多样。接种发酵大头菜中原果胶对发酵大头菜的相关性高于水溶性果胶，说明原果胶对乳酸菌接种发酵大头菜中质构的变化起主要作用。
本实验通过添加乳酸菌发酵大头菜，以自然发酵大头菜为对照，研究乳酸菌对大头菜感官、理化和微生物指标的影响。通过SPSS 19对接种发酵和自然发酵大头菜出坛时的产品进行感官指标和理化指标分析，并结合接种发酵和自然发酵大头菜发酵过程中各指标的动态变化，发现乳酸菌发酵对大头菜产品的品质具有重要的影响，主要表现为：添加乳酸菌对产品的感官性质具有显著的影响，出坛时，与自然发酵相比，接种发酵的香气和滋味有明显提高；添加乳酸菌对产品的总酸、亚硝酸盐、咀嚼性、黏性、还原糖、氨基酸态氮、VC、硬度和果胶含量都有显著的影响，而对产品的色泽、弹性和内聚性影响不大。添加乳酸菌对微生物指标有明显影响，与自然发酵相比，接种发酵可明显加快乳酸菌生长速率，有效降低大肠菌群含量。因此，添加乳酸菌发酵剂可以明显影响大头菜产品的品质。
通过对大头菜发酵过程中硬度与果胶的相关性进行初探，得出乳酸菌接种发酵大头菜发酵过程中硬度与原果胶成显著正相关，与水溶性果胶成负相关，但相关性不显著。因此，表明与水溶性果胶相比，原果胶对乳酸菌接种发酵大头菜中质构的变化起主要作用。关于接种发酵大头菜发酵过程中质构特性的变化机理有待进一步深入研究。
综上，添加乳酸菌发酵剂改进大头菜发酵产品质量是安全可行的，不仅可以缩短产 品的生产周期，还可以提高产品品质及安全性，符合现代化发酵蔬菜的发展趋势。乳酸菌接种发酵大头菜中质构特性的变化机理更加多样和复杂。接种发酵大头菜中原果胶对发酵大头菜的相关性高于水溶性果胶，说明原果胶对乳酸菌接种发酵大头菜中质构的变 化起主要作用。
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Effect of Lactic Acid Bacterial Fermentation on the Quality of Kohlrabi
HONG Bing
1, ZENG Xuzhen
2, LI Amin
1, YANG Ruilian
1, JIANG Heti
1,*
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China; 2. Chongqing Willie Agricultural Development Co. Ltd., Chongqing 404700, China)
Abstract：The effect of fermentation with a mixed starter culture of lactic acid bacteria on sensory, physicochemical and microbial properties of kohlrabi pieces was examined, and the correlation between the hardness and pectin content of fermented kohlrabi was discussed. Results showed that lactic acid bacterial fermentation had a significant impact on sensory and microbial properties of kohlrabi as indicated by improved aroma and taste and effectively reduced coliform group. The fermentation also had a significant influence on the contents of total acid and nitrite, chewiness, viscosity, the contents of reducing sugar, amino acid nitrogen and VC, hardness and pectin content in kohlrabi, but exerted only marginal effects on color, elasticity and cohesiveness. Moreover, after fermentation for 3 months, the sensory evaluation score of the fermented product was 94.0, and nitrite content and the number of coliform bacteria were 1.43 mg/kg and < 30 MPN/100 g, respectively. This strategy could significantly shorten the production cycle and improve the product quality and safety. During fermentation, the hardness was signifi cantly positively correlated with protopectin, and negatively correlated with water-soluble pectin, indicating that the mechanism for the changes in textural properties became more diverse and complicated.
Key words：lactic acid bacteria; inoculated fermentation; kohlrabi; quality; hardness; pectin
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201611026
中图分类号：TS255.5
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2016）11-0147-07
引文格式：
洪冰, 曾许珍, 李阿敏, 等. 乳酸菌接种发酵对大头菜品质的影响[J]. 食品科学, 2016, 37(11): 147-153. DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201611026. http://www.spkx.net.cn
HONG Bing, ZENG Xuzhen, LI Amin, et al. Effect of lactic acid bacterial fermentation on the quality of kohlrabi[J]. Food Science, 2016, 37(11): 147-153. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201611026. http://www.spkx.net.cn
收稿日期：2015-07-26
基金项目：重庆市“121”科技支撑示范工程项目（cstc2013jcsf-jcssX0033）
作者简介：洪冰（1989—），女，硕士研究生，研究方向为食品安全与质量控制。E-mail：iceswu@163.com
*通信作者：蒋和体（1963—），男，教授，博士，研究方向为农产品加工。E-mail：jheti@126.com