剁椒天然發酵工藝優化

黃舞鈺 龔福明 何彩梅

摘要 [目的]篩選剁椒最佳發酵工藝。[方法]通過單因素分析和正交試驗，對剁椒的發酵工藝進行優化。[結果]剁椒天然發酵的最優工藝為食鹽添加量5%，白砂糖添加量5%，28 ℃發酵16 d。該發酵條件下，得到亞硝酸鹽含量僅1.32 mg/kg、感官評分84分、品質佳的天然發酵剁椒產品。[結論]該研究可為發酵剁椒標準化與工業化生產提供理論依據。

關鍵詞 剁椒;亞硝酸鹽;感官評價;發酵工藝優化

中圖分類號 TS255.5文獻標識碼 A文章編號 0517-6611（2021）10-0153-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.041

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Optimization of Fermentation Conditions for Natural Fermented Chopped Pepper

HUANG Wu-yu1， GONG Fu-ming2， HE Cai-mei1

（1. School of Food and Bioengineering， Hezhou University， Hezhou， Guangxi 542899;2. School of Basic Medical Sciences，Dehong Vocational College， Mangshi， Yunnan 678400）

Abstract [Objective]To screen the best fermentation technology of chopped pepper. [Method]The single factor analysis and orthogonal design experiment was used to determine the optimal fermentation conditions for natural fermented chopped pepper. [Result]The optimal fermentation conditions of chopped pepper were as follows： 5% salt， 5% sugar and 16 days fermentation at 28 ℃.Under the fermentation conditions， the nitrite content of chopped pepper was only 1.32 mg/kg， the sensory score was 84， and the quality was good.[Conclusion]This study can provide a theoretical basis for the standardization and industrial production of fermented chopped pepper.

Key words Chopped pepper;Nitrite;Sensory evaluation;Optimization of fermentation conditions

剁椒是以茄科辣椒屬一年生或有限多年生草本植物辣椒（Capsicum annuum）為原料，經分揀、清洗、剁碎等前處理，加入適量大蒜、食鹽及白砂糖等輔料，以天然附著菌種（乳酸菌為主菌群）進行自然發酵，腌制而成的特色風味食品[1-3]。天然發酵剁椒因原料中富含辣椒素、VC、VB、胡蘿卜素、鈣元素等營養物質，且經發酵后產生大量游離氨基酸、有機酸、可溶性多糖等活性物質而具有減肥、抗癌、抗炎癥、抗突變，改善心臟功能、緩解皮膚疼痛等多種生理保健功能[3-4]。隨著剁椒標準化工業生產技術的成熟及世界各地飲食文化及飲食習俗的滲透交融，剁椒憑借其獨特的口感與風味及其潛在的巨大市場，逐漸成為餐桌上必不可少的調味品[5-6]。

天然發酵剁椒雖以乳酸菌等益生性微生物為主要發酵菌群，但傳統自然發酵過程中發酵條件不穩定等因素導致剁椒存在產品品質不穩定，表面易“生花”，高鹽，有一定衛生安全風險等問題[5]。加之發酵過程中致癌性物質黃曲霉毒素及亞硝酸鹽產生的不可避免性，使天然發酵剁椒的推廣與擴大生產受到進一步限制[5，7]。隨著食品安全意識的提升，易產生致癌性物質黃曲霉毒素及亞硝酸鹽的腌制類食品安全問題逐漸成為人們關注的焦點[6]。為提升傳統發酵剁椒食用安全與風味，實現天然發酵剁椒標準化生產與工業化，筆者以天然發酵剁椒的感官評分及發酵過程中亞硝酸鹽含量與pH變化等發酵參數為指標，對發酵剁椒的天然發酵工藝進行優化，旨在為發酵剁椒標準化與工業化生產提供理論參考與科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料

原料：新鮮紅辣椒購于廣西賀州當地農貿市場;食鹽和白砂糖購于當地超市。

主要藥品及試劑：亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、硼砂、亞硝酸鈉、活性炭粉、對氨基苯磺酸、冰乙酸、鹽酸、鹽酸萘乙二胺，該試驗所用藥品與試劑如無特別說明均為分析純。

主要溶液：亞鐵氰化鉀溶液（106.0 g/L）：精確稱取10.60 g 亞鐵氰化鉀，用適量蒸餾水溶解并定容至100 mL;乙酸鋅溶液（220.0 g/L）：精確稱取11.0 g乙酸鋅，用1.5 mL冰乙酸溶解后蒸餾水定容至50 mL;飽和硼砂溶液（50.0 g/L）：精確稱取5.0 g硼砂溶于80 mL熱水，冷卻至室溫定容至100 mL，備用;濃度20%鹽酸（v/m）：精確量取54 mL 37%鹽酸溶液，適量稀釋后蒸餾水定容至100 mL;對氨基苯磺酸溶液（4.0 g/L）：取0.4 g對氨基苯磺酸溶于100 mL 20%鹽酸，振蕩混勻后置于棕色瓶中避光保存;鹽酸萘乙二胺溶液（2.0 g/L）：精確稱取0.2 g鹽酸萘乙二胺溶于蒸餾水，定容至100 mL后混勻，置于棕色瓶中避光保存;亞硝酸鈉標準液母液（200 μg/mL）：準確稱取0.100 0 g 亞硝酸鈉，用適量蒸餾水溶解后定容至500 mL，混勻備用;亞硝酸鈉標準液（5.0 μg/mL）：將亞硝酸鈉標準溶液母液2.50 mL移至100 mL容量瓶中，加蒸餾水稀釋并定容至刻度。

1.2 儀器

722S型可見分光光度計（上海精密科學儀器有限公司），AZ8601型pH計（臺灣衡欣科技股份有限公司），DHP-9082電熱恒溫培養箱（上海一恒科學儀器有限公司），JJ1000 Y 電子天平（深圳市新朗普電子科技有限公司），HHS 恒溫水浴鍋（上海程造儀器設備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 天然剁椒的發酵制作。

參照文獻[5]的方法并結合賀州當地傳統剁椒制作方法，發酵過程分前處理、發酵及后處理3個階段，前處理除去機械損傷的辣椒，將剁碎后加輔料的辣椒置于已滅菌且干燥的瓶中密閉發酵。需提先加入適量食鹽、白砂糖，攪拌均勻后密封發酵，于28 ℃恒溫發酵15 d。后處理可根據不同地域飲食習慣搭配肉制品、蔬菜等。

1.3.2 剁椒中亞硝酸鹽含量的檢測。

1.3.2.1 亞硝酸鹽檢測標準曲線的繪制。

分別取5.0 μg/mL不同體積的亞硝酸鈉標準溶液0、0.20、0.40、0.60、0.80、1.00、1.50、2.00、2.50 mL于50 mL容量瓶中，依次加入2 mL對氨基苯磺酸溶液（4.0 g/L），混勻，靜置5 min 后加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液（2.0 g/L），蒸餾水定容混勻。靜置15 min后檢測538 nm處吸光值，以亞硝酸鈉濃度為橫坐標，吸光值為縱坐標，繪制標準曲線[8-9]。

1.3.2.2 亞硝酸鹽含量的檢測。

（1）亞硝酸鹽提取液的制備：準確稱取5.0 g剁椒于研缽中，用吸水紙吸去多余汁水，研磨成泥狀時加入12.5 mL飽和硼砂溶液（50 g/L），混勻后用150 mL蒸餾水（70 ℃）充分洗滌并將沖洗液收集至250 mL錐形瓶中，混勻，沸水浴15 min，冷卻至室溫即為剁椒樣品的亞硝酸鹽粗提液。

（2）亞硝酸鹽粗提液的處理：將5 mL亞鐵氰化鉀溶液（106.0 g/L）加入亞硝酸鹽粗提液中，混勻加5 mL乙酸鋅溶液（220.0 g/L）以沉淀蛋白質，并用蒸餾水定容至250 mL[10]。在定容液中加入3.0 g活性炭粉[11]，充分混勻，靜置30 min后用濾紙過濾即得亞硝酸鈉樣品檢測液。

（3）樣品中亞硝酸鹽的檢測：取40 mL樣品檢測液于50 mL容量瓶中，加入2 mL對氨基苯磺酸溶液（4.0 g/L）后混勻，靜置5 min后加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液（2.0 g/L），蒸餾水定容，混勻后靜置15 min[12]，檢測樣品液538 nm時的吸光值，每個樣品重復3次[13-14]。樣品中亞硝酸鹽含量參照式（1）計算[14]，計算結果保留2位有效數字。

X=（m2×1 000）/（m1×V2/V1×1 000）（1）

式中，X為樣品中亞硝酸鹽含量，mg/kg;

m1為樣品質量，g;

m2為測定樣品液中亞硝酸鹽質量，μg;

V1為樣品亞硝酸鹽處理液體積，mL;

V2為測定用樣液體積，mL。

1.4 剁椒天然發酵條件的單因素試驗

以28 ℃為發酵溫度，分別研究食鹽添加量、白砂糖添加量及發酵時間對剁椒發酵品質的影響。單因素水平設計見表1。

1.5 剁椒天然發酵條件的正交試驗設計

在單因素分析的基礎上，對發酵過程中食鹽添加量、白砂糖添加量及發酵時間進行L9（34）正交試驗，并結合亞硝酸鹽含量、感官評分及pH等指標確定剁椒天然發酵的最優工藝。

1.6 評價指標

1.6.1 pH測定。

便攜式pH計測定剁椒發酵樣品pH。

1.6.2 感官評價。

感官評價采用100分評分制，邀請10名食品專業學生，從色澤、形態、風味、口感4個指標對剁椒樣品進行感官評分和評價（表2）。

1.7 數據整理

采用Microsoft Excel 2010軟件對數據進行處理和分析;采用SPSS 22.0軟件對數據進行顯著性差異分析。

2 結果與分析

2.1 亞硝酸鹽標準曲線

亞硝酸鹽含量檢測的線性回歸方程見圖1。y=0.014 6 x +0.002 7，R2=0.999 5，可用于剁椒中亞硝酸鹽含量的檢測。

2.2 剁椒天然發酵工藝的優化

2.2.1 影響因素分析。

2.2.1.1 食鹽添加量對剁椒發酵的影響。

白砂糖添加量4%（m/m），28 ℃發酵16 d，食鹽添加量對剁椒發酵的影響結果見表3。由表3可知，食鹽添加量對剁椒發酵品質有影響，當食鹽添加量為1%時，亞硝酸鹽含量高達4.27 mg/kg（高于國家食品衛生安全標準4.00 mg/kg），感官評價分值較低（73分），原因可能與低鹽含量難以有效抑制雜菌生長[15]，導致硝酸鹽還原類微生物及腐敗菌等生長活躍，大量硝酸鹽被還原為亞硝酸鹽[16]，并嚴重影響剁椒品質。高鹽（食鹽添加量為9%）發酵時，亞硝酸鹽含量較低（2.49 mg/kg），但感官評價分值極低（70分）。結合差異顯著性分析結果可知，低鹽（1%）發酵能促進亞硝酸鹽產生，高鹽（9%）能抑制亞硝酸鹽合成，且二者差異顯著（P<0.05）;較高濃度的食鹽含量（3%、5%、7%）對亞硝酸鹽含量及感官評價的影響均不顯著（P>0.05），其中5%是剁椒發酵的最適宜食鹽添加量，此時亞硝酸鹽含量較低（2.83 mg/kg），感官評價最好（85分）。加之食鹽添加量對剁椒樣品pH未產生顯著差異（P>0.05）的影響，綜合考慮，確定將食鹽添加量3%、5%和7%作為正交設計試驗中食鹽添加量的3個水平。

2.2.1.2 白砂糖添加量對剁椒發酵的影響。