食鹽濃度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)辣白菜中亞硝酸鹽含量的影響

1、食鹽濃度和發(fā)酵時(shí)間對(duì)辣白菜中亞硝酸鹽含量的影響摘 要：食鹽濃度和發(fā)酵時(shí)間是制作辣白菜的兩個(gè)關(guān)鍵因素，它們影響辣白菜的口味及亞硝酸鹽含量。本課題探究了某種溫度下不同的食鹽濃度以及某一食鹽濃度下隨著發(fā)酵時(shí)間的進(jìn)行亞硝酸鹽含量變化的規(guī)律。關(guān)鍵詞：辣白菜；食鹽濃度；發(fā)酵時(shí)間 1前言蔬菜中有大量的硝酸鹽。硝酸鹽是亞硝酸鹽的前體。亞硝酸鹽是一種有毒物質(zhì), 當(dāng)人們食用含有硝酸鹽的蔬菜后,硝酸鹽經(jīng)口腔細(xì)菌的作用還原成亞硝酸鹽。它能迅速進(jìn)人人體血液，將血紅蛋白中的鐵氧化為高鐵，使其形成無(wú)法轉(zhuǎn)運(yùn)氧的高鐵血紅蛋白，從而影響氧的運(yùn)載，造成人體缺氧，患高鐵血紅蛋白癥。這種病癥對(duì)幼兒的威脅更大，嚴(yán)重者可引起死亡。因此減少

2、硝酸鹽的攝入量是避免亞硝酸鹽在體內(nèi)生成的一種主要途徑。腌漬菜成熟時(shí)硝酸鹽含量很低，即使在體內(nèi)發(fā)生還原作用，生成的亞硝酸鹽量在安全范圍，不會(huì)對(duì)人產(chǎn)生毒性。腌漬蔬菜在腌制過(guò)程中將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽，其生成量在發(fā)酵初期達(dá)到高峰；隨著發(fā)酵的進(jìn)行，“亞硝峰”很快消失，發(fā)酵后期腌菜的亞硝酸鹽含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于FAO/WHO規(guī)定的日攝入量。因此，應(yīng)避開(kāi)腌漬初期食用腌菜。針對(duì)辣白菜在發(fā)酵過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生亞硝酸鹽的事實(shí)，我們提出了以下問(wèn)題：1某一特定食鹽濃度的辣白菜，隨著發(fā)酵時(shí)間的進(jìn)行，亞硝酸鹽含量發(fā)生了什么樣的變化？2用不同的食鹽濃度分別制作辣白菜，其亞硝酸鹽含量會(huì)有什么樣的變化？2實(shí)驗(yàn)原理2.1制作辣白菜的原理利用

3、乳酸菌在無(wú)氧的環(huán)境下大量繁殖制作辣白菜。辣白菜在發(fā)酵期間，由于乳酸菌的發(fā)酵作用，發(fā)酵產(chǎn)物乳酸不斷累積，因此可以根據(jù)微生物的活動(dòng)情況和乳酸積累量，將辣白菜發(fā)酵過(guò)程分為三個(gè)階段。發(fā)酵初期  蔬菜剛?cè)雺瘯r(shí)，其表面帶入的微生物，主要以不抗酸的大腸桿菌和酵母菌等較為活躍，它們進(jìn)行異型乳酸發(fā)酵和微弱的酒精發(fā)酵，發(fā)酵產(chǎn)物為乳酸、乙醇、醋酸和二氧化碳等。由于有較多的二氧化碳產(chǎn)生，氣泡會(huì)從壇沿水槽內(nèi)的水中間歇性地放出，使壇內(nèi)逐漸形成嫌氣狀態(tài)。此時(shí)辣白菜液的含酸量約為0.3%0.4%，是辣白菜初熟階段，其菜質(zhì)咸而不酸、有生味。發(fā)酵中期  由于初期乳酸發(fā)酵使乳酸不斷積累，pH下降，嫌氣狀態(tài)形成，

4、乳酸桿菌開(kāi)始活躍，并進(jìn)行同型乳酸發(fā)酵。這時(shí)乳酸的積累量可達(dá)到0.6%0.8%。pH為3.53.8。大腸桿菌、腐敗菌、酵母菌和霉菌的活動(dòng)受到抑制。這一期間為辣白菜完全成熟階段，辣白菜有酸味而且清香。發(fā)酵后期  在此期間繼續(xù)進(jìn)行的是同型乳酸發(fā)酵，乳酸含量繼續(xù)增加，可達(dá)1.0%以上。當(dāng)乳酸含量達(dá)到1.2%以上時(shí)，乳酸桿菌的活性受到抑制，發(fā)酵速度逐漸變緩甚至停止。此階段辣白菜酸度過(guò)高、風(fēng)味不協(xié)調(diào)。從乳酸的含量、辣白菜的風(fēng)味品質(zhì)來(lái)看，在初期發(fā)酵的末期和中期發(fā)酵階段，辣白菜的乳酸含量為0.4%0.8%，風(fēng)味品質(zhì)最好，因此，常以這個(gè)階段作為辣白菜的成熟期。2.2測(cè)定亞硝酸鹽含量的原理在鹽酸酸化條件

5、下，亞硝酸鹽與對(duì)氨基苯磺酸發(fā)生重氮反應(yīng)后，與鹽酸萘乙二胺結(jié)合形成玫瑰紅色染料。將顯色反應(yīng)后的樣品與已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)液在波長(zhǎng)525nm下進(jìn)行比色定量，可以計(jì)算出辣白菜中亞硝酸鹽的含量。3材料與方法3.1試驗(yàn)材料3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料大白菜4500g，食鹽、白糖、味精、姜、辣椒3.1.2 實(shí)驗(yàn)藥品飽和硼砂溶液醋酸鋅（0.22g/ml）亞鐵氰化鉀（0.106g/ml）對(duì)氨基苯磺酸（4mg/ml）鹽酸萘乙二胺（2mg/ml）亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液（5g/ml）3.1.3 主要儀器722分光光度計(jì)、組織搗碎機(jī)、50ml比色管、分析天平3.2 實(shí)驗(yàn)方法3.2.1 辣白菜的制作經(jīng)過(guò)查找資料和初步實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)食鹽濃度為

6、3%以下時(shí)，制作的辣白菜容易發(fā)生腐敗，而當(dāng)食鹽濃度在8%以上時(shí)，制作的辣白菜又容易成為腌菜。因此，我們分別制作了3%、5%、7%的食鹽濃度梯度的辣白菜，以供實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。本實(shí)驗(yàn)選擇的辣白菜原料為大白菜。這種蔬菜含有較少量的色素，有利于檢測(cè)。制作辣白菜時(shí)除食鹽濃度不同外，配料完全相同并等量，以保證只有食鹽濃度一個(gè)變量。3.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)的測(cè)定用刻度移液管吸取0.2 ml、0.4 ml、0.6 ml、0.8 ml、1.0 ml、1.2 ml的亞硝酸鈉溶液（相當(dāng)于1g、2 g、3 g、4 g、5 g、6g亞硝酸鈉），分別移于50 ml比色管中，再另取1支比色管作為空白對(duì)照。在各管中分別加入2.0 ml

7、氨基苯磺酸溶液，混勻，靜至35 min后，各加入1.0 ml的鹽酸萘乙二胺溶液，添加蒸餾水，使各比色管內(nèi)體積為50 ml，混勻，測(cè)定吸光度值。3.2.3 樣品的測(cè)定3.2.3.1 樣品處理以下是樣品處理流程圖移取辣白菜搗碎、取糊狀物加蒸餾水+飽和硼砂溶液振蕩加入醋酸鋅+亞鐵氰化鉀離心、過(guò)濾將3壇辣白菜做好標(biāo)記后，分別做如下處理：稱(chēng)取約10g辣白菜，用搗碎機(jī)搗碎。取0.5g糊狀物轉(zhuǎn)移到50 ml燒瓶中，加12.5ml飽和硼酸溶液，混勻。加5ml醋酸鋅振蕩，再加5ml亞鐵氰化鉀溶液，轉(zhuǎn)移至 100ml容量瓶中定容，放置20min。然后離心，清夜用濾紙過(guò)濾，棄去初液10ml，剩余濾液備用。3.2.3

8、.2 比色測(cè)定吸取40 ml的透明濾液，轉(zhuǎn)移到50 ml的比色管中，重復(fù)“制作標(biāo)準(zhǔn)顯色液”中的顯色步驟，每隔2天用722分光光度計(jì)檢測(cè)一次。計(jì)算樣品中的亞硝酸鹽含量： X試樣中亞硝酸鹽的含量，mg/kgm試樣質(zhì)量，gC在標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)上查出的亞硝酸鹽濃度，gV1樣品定容體積，mlV2測(cè)定用液體積，ml3.2.4 數(shù)據(jù)記錄測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)為y = 0.67x + 0.0195（R2 = 0.9958），數(shù)值如表1所示：表1 亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)A-C值表NaNO2含量/ml0.00.20.40.60.81.01.2A0.0000.1760.3010.4050.5560.6900.824樣品測(cè)定值如表2所示：表

9、2 不同天數(shù)不同食鹽濃度下樣品吸光度值表腌制時(shí)間/天食鹽濃度1號(hào)壇 3%2號(hào)壇 5%3號(hào)壇 7%10.1250.0970.05330.2150.1820.08950.4900.5380.30470.6000.8090.38790.5340.3360.328110.4980.2660.258130.4780.2020.226發(fā)酵溫度：1315 3.2.5 作圖圖1 亞硝酸鹽濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)3.3 操作要點(diǎn)1）飽和硼砂溶液有助于亞硝酸鹽的提取，并且利于蛋白質(zhì)的沉淀。2）當(dāng)亞硝酸鹽含量高時(shí)，過(guò)量的亞硝酸鹽可以將偶氮化合物氧化變成黃色，而使紅色消失，這時(shí)可以先加入試劑，然后滴加樣液，從而避免亞硝酸鹽過(guò)量。

10、3）最初濾液的10ml要棄去，以免影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。4）使用硼砂溶液提取時(shí)振蕩要充分。5）取辣白菜樣品時(shí)，白菜的梗和葉大致要一致，避免出現(xiàn)過(guò)大偏差。4 結(jié)果和討論4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果4.1.1 感官指標(biāo)色澤：辣椒紅色為主，梗部泛白氣味：略帶酸味滋味：辛辣鮮甜口感：脆嫩爽口4.1.2 理化指標(biāo)測(cè)得不同的食鹽濃度下某一發(fā)酵時(shí)間亞硝酸鹽的含量以及隨著發(fā)酵時(shí)間的進(jìn)行某一食鹽濃度下亞硝酸鹽含量及變化的規(guī)律。含量如表3所示：表3 不同天數(shù)不同食鹽濃度下樣品中亞硝酸鹽的含量（單位：mg/kg）腌制時(shí)間/天食鹽濃度1號(hào)壇 3%2號(hào)壇 5%3號(hào)壇 7%10.790.580.2531.461.210.5253.513

11、.872.1274.335.892.7493.842.362.30113.571.841.78133.421.361.5401234567135791113腌制時(shí)間/天亞硝酸鹽含量/g1號(hào)壇 3%2號(hào)壇 5%3號(hào)壇 7%變化規(guī)律如圖2所示：圖2 三種食鹽濃度的泡菜中的亞硝酸鹽含量與發(fā)酵天數(shù)的關(guān)系圖1）變化趨勢(shì)從上面的曲線(xiàn)圖中我們可以看出，辣白菜中亞硝酸鹽含量在發(fā)酵剛開(kāi)始的時(shí)候都處于上升趨勢(shì)，在第7天的時(shí)候會(huì)達(dá)到一個(gè)最高值，之后就會(huì)慢慢下降，在發(fā)酵時(shí)間達(dá)到13天左右的時(shí)候下降到一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的數(shù)值，達(dá)到平穩(wěn)狀態(tài)。2）食鹽濃度的影響對(duì)比不同食鹽濃度的辣白菜中亞硝酸鹽含量，食鹽濃度為3%的辣白菜中

12、亞硝酸鹽含量總體上是3壇辣白菜中最高的；食鹽濃度為5%的辣白菜中亞硝酸鹽含量變化最快，它的最高值是三壇中最高的，當(dāng)亞硝酸鹽降到最低值時(shí)，也是3壇辣白菜中最低的；而食鹽濃度為7%的辣白菜中亞硝酸鹽含量變化不大，一直處于較低的數(shù)值。此外，根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，3%的食鹽濃度所制作的泡菜，亞硝酸鹽含量相對(duì)較高，低濃度的食鹽溶液可能對(duì)微生物生長(zhǎng)的抑制作用較小，而7%的食鹽溶液則對(duì)微生物的生長(zhǎng)有較大的抑制作用，因此，高濃度的食鹽濃度泡菜中的亞硝酸鹽含量較低。4.2 討論通過(guò)查資料我們得出了一個(gè)可能的含量變化機(jī)理：發(fā)酵初期，辣白菜中的微生物生長(zhǎng)很快，微生物將蔬菜中的硝酸鹽氧化成亞硝酸鹽，如此同時(shí)，蔬菜

13、中的酚類(lèi)物質(zhì)和維生素C等物質(zhì)也會(huì)將亞硝酸鹽還原，但總體來(lái)說(shuō)，生成的亞硝酸鹽大于被還原的亞硝酸鹽，因此，隨著發(fā)酵時(shí)間的進(jìn)行，亞硝酸鹽的含量會(huì)逐步上升。隨著微生物代謝活動(dòng)的持續(xù)，氧氣被消耗殆盡，辣白菜壇中的環(huán)境不利于除乳酸菌以外的其他微生物的生長(zhǎng)。與此同時(shí)，蔬菜中的硝酸鹽含量由于被氧化而減少，因此，亞硝酸鹽的含量會(huì)逐漸下降并趨于一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的數(shù)值。5 結(jié)論1泡菜在發(fā)酵初期，其亞硝酸鹽含量一直在上升，在發(fā)酵時(shí)間達(dá)到第7天時(shí)，其亞硝酸鹽含量會(huì)達(dá)到一個(gè)最高值。之后，亞硝酸鹽含量將慢慢下降。2不同的食鹽濃度會(huì)影響泡菜中的亞硝酸鹽含量，過(guò)高或過(guò)低的食鹽濃度對(duì)泡菜中的亞硝酸鹽含量都有不同程度的影響。3經(jīng)過(guò)對(duì)泡

14、菜口味的嘗試、實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及其原因的分析，我們認(rèn)為食鹽濃度為5%的泡菜比較適合食用，但要在發(fā)酵時(shí)間達(dá)到11天以后食用才比較適宜。6 改善措施根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)以及所查資料，可提出如下改善建議以減少辣白菜中亞硝酸鹽的含量。6.1適當(dāng)提高食鹽濃度食鹽濃度對(duì)亞硝酸鹽含量的影響是通過(guò)其對(duì)細(xì)菌活動(dòng)的影響而起作用的。較高濃度的食鹽對(duì)細(xì)菌有抑制作用,雖然抑制雜菌生長(zhǎng)使亞硝鹽生成少,但高濃度食鹽也抑制乳酸菌的生長(zhǎng),而且最主要的是抑制亞硝酸還原菌的活性,使亞硝鹽生成量大大減少。6.2適當(dāng)添加Vc有在維生素阻斷腌漬蔬菜產(chǎn)生亞硝酸鹽的研究表明,在一定范圍內(nèi)，添加維生素C越多,消除亞硝酸鹽的效果越好。6.3 接種發(fā)酵也有

15、研究表明，接種發(fā)酵能降低亞硝酸鹽的合成,使亞硝酸鹽變化曲線(xiàn)相對(duì)平滑穩(wěn)定、峰值低，從而使辣白菜中亞硝酸鹽的含量相對(duì)較低。參考文獻(xiàn)1 朱正威,孫萬(wàn)儒,趙占良主編.生物技術(shù)實(shí)踐.人民教育出版社. 2004.9122 吳永寧主編.現(xiàn)代食品安全科學(xué).化學(xué)工業(yè)出版社.2003:2482593 張意靜.食品分析.中國(guó)輕工業(yè)出版社.20044 洪慶慈主編.食品生物化學(xué).南京大學(xué)出版社5 食品安全教研室編.食品質(zhì)量與安全專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).哈爾濱商業(yè)大學(xué)食品工程學(xué)院出版. 2006:806 楊惠芬,李明元等.食品衛(wèi)生理化檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)M.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.1997:370378.7 李靜娜,王紅珠,梁高道.28種蔬菜中亞硝酸鹽含量隨貯存時(shí)間的變化J.中國(guó)公共衛(wèi)生.2002,18(4):474.8 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T