发酵青小米辣护色工艺条件优化及品质分析

张 露1,王修俊1,2*,何春霞1,胡荣念1,陈艳琳1

(1.贵州大学 酿酒与食品工程学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省发酵工程与生物制药重点实验室,贵州 贵阳 550025)

摘 要:为解决青小米辣在发酵过程中因叶绿素严重降解对产品色泽产生不良影响的问题,该研究以贵州青小米辣为原料,制备发酵青小米辣,以叶绿素保存率为评价指标,通过单因素试验及响应面试验优化其护色工艺条件,并对其品质指标进行分析。结果表明,发酵青小米辣最佳护色工艺条件为:葡萄糖酸锌添加量0.05%、三聚磷酸钠添加量0.3%、焦亚硫酸钠添加量0.002%。在此优化条件下,总叶绿素保存率为72.85%,相较于未护色产品总叶绿素保存率提升了10.70%;其感官评分、脆度及综合评分分别为86.3分、916.19 g、0.86分。发酵青小米辣的总酸含量为0.8 g/100 g,铅含量为0.14 mg/kg,亚硝酸盐、二氧化硫以及金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠菌群均未检出,各指标均符合GB 2714—2015《食品安全国家标准酱腌菜》中的规定。

关键词:青小米辣;发酵;护色剂;护色工艺优化;响应面法

辣椒是贵州省最具代表性的传统特色优势产业,并且贵州的辣椒年种植面积居首位[1],杨娅等[2]以辣椒素、氨基酸、还原糖等营养品质为指标评价不同产地辣椒的品质发现,贵州的辣椒综合品质优于其他产区。当辣椒生长成熟至果实颜色呈绿色阶段时,几乎不含辣椒红素,且叶绿素含量很高,此阶段的绿色辣椒统称为青辣椒。青辣椒色泽翠绿鲜艳、果肉口感脆嫩,富含多种营养物质[3]。目前市面上常见的青辣椒制品包括炒制青辣椒酱及腌制青辣椒两类[4-6]。小米辣的辣椒素含量较高,辛辣味比普通辣椒更浓郁[7-8]。目前,辣椒整体产量不断增加,然而,青小米辣因其水分含量高采摘后极易腐烂,而发酵不仅可以作为一种生物保存方法延缓腐败变质,也可提高辣椒的营养价值和风味体现,且发酵小米辣具有酸辣脆爽的特点,可以增强食欲。

青小米辣在发酵过程中,由于酸性环境及各种酶的作用,其叶绿素发生降解而出现变黄、变褐甚至变黑的现象[9-10]。外观色泽是影响消费者接受发酵青小米辣产品的重要因素,因此,研究青小米辣在发酵过程中的护色工艺对提高青小米辣制品品质具有重要意义。目前,青辣椒的护色研究集中于抑制叶绿素降解以及固色等方面,常用的措施有热烫处理、碱处理、镁离子取代法、螯合剂处理、食用色素染色、低温和避光储藏等[11-12]。食品级磷酸盐可对食品起到保鲜、护色、持水、酸度调节、稳定凝固等作用[13]。异抗坏血酸钠作为抗氧化剂、防腐剂可安全有效地抑制鲜切农产品褐变[14]。亚硫酸盐具有抗菌活性、颜色稳定、抗褐变和抗氧化等特性,在食品工业中被广泛用作添加剂[15],葡萄糖酸锌所含Zn2+能取代叶绿素卟啉环中的镁离子形成更稳定的配位化合物,从而有效缓解叶绿素的降解[16]。相较于单一护色剂的使用,应用复合护色剂能更好地满足实际生产需要,而目前鲜见关于护色剂复配应用于发酵青小米辣的研究。

本研究以贵州青小米辣为原料,制备发酵青小米辣,以总叶绿素保存率为评价指标,通过单因素试验及响应面试验优化其护色工艺条件,并对其食用品质指标进行分析。以期在保留发酵青小米辣风味及口感的基础上有效解决青小米辣叶绿素降解问题从而提升发酵青小米辣制品的感官品质,为生产高质量发酵辣椒制品提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

新鲜青小米辣:贵州省贵阳市花溪区徐家冲农贸市场;食盐、花椒、姜蒜、白砂糖、二锅头白酒(52%vol):贵州省贵阳市花溪区沃尔玛超市。

1.1.2 试剂

无水乙醇(分析纯):上海研域生物科技有限公司;丙酮(分析纯):天津市科密欧化学试剂有限公司;葡萄糖酸锌、D-异抗坏血酸钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、焦亚硫酸钠(均为食品级):湖北兴发化工集团股份有限公司。

1.2 仪器与设备

FA2002B电子精密天平:上海越平科学仪器有限公司;DK-98-HA电热恒温水浴锅:天津市泰斯特仪器有限公司;GZX-GF101-3-BS-П电子恒温鼓风干燥箱:上海贺德试验设备有限公司;HC-300T2高速多功能粉碎机:永康市天祺盛世工贸有限公司;XHF-D内切式匀浆机:宁波新芝生物科技股份有限公司;CT310K物性测定仪:北京盈盛恒泰科技责任有限公司;PHS-3C pH计:上海鸿盖仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 发酵青小米辣制品制备工艺流程

操作要点:取等量色泽相近新鲜青小米辣样品清洗晾干后装入陶坛中,白砂糖、花椒、姜蒜的添加量分别为2%、0.4%、1%(以青小米辣质量计),原辅料按照料液比1∶2(g∶mL)加入凉白开,食盐、白酒的添加量分别为9%、0.3%,于23 ℃条件下发酵23 d,即得发酵青小米辣。

1.3.2 发酵青小米辣护色工艺优化

单因素试验:在上述工艺流程基础上,在发酵液中加入具有护色作用的食品添加剂(选择及添加量符合GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》)(添加量以青小米辣质量计),分别考察葡萄糖酸锌添加量(0、0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%)、D-异抗坏血酸钠添加量(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)、三聚磷酸钠添加量(0、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%)、焦亚硫酸钠添加量(0、0.002%、0.004%、0.006%、0.008%、0.010%)对青小米辣叶绿素保存率、脆度及感官评分的影响。

响应面试验:在单因素试验结果的基础上,以葡萄糖酸锌添加量(A)、三聚磷酸钠添加量(B)、焦亚硫酸添加量(C)为自变量,以总叶绿素保存率(Y)为响应值,设计3因素3水平响应面试验优化发酵青小米辣护色工艺,响应面试验因素及水平见表1。

表1 发酵青小米辣护色条件优化响应面试验因素及水平
Table 1 Factors and levels of response surface test for color protection conditions optimization of fermented green Capsicum frutescens

因素A 葡萄糖酸锌添加量/%B 三聚磷酸钠添加量/%C 焦亚硫酸钠添加量/%-1水平0 1 0.02 0.20 0.001 0.04 0.30 0.002 0.06 0.40 0.003

1.3.4 分析检测

(1)叶绿素测定

根据NY/T 3082—2017《水果、蔬菜及其制品中叶绿素含量的测定分光光度法》,检测叶绿素a、叶绿素b和总叶绿素。叶绿素保存率计算公式如下:

式中:Y1表示发酵前青小米辣叶绿素含量,mg/g;Y2表示发酵后青小米辣叶绿素含量,mg/g。

(2)脆度测定

将小米辣样品擦去表面水分,置于物性测定仪基台中心,选取Texture Profile Analysis测定模式,测试目标为距离,选择TA 44探头。测试参数为目标值5.0 mm,出发点负载5 g,测试速度1 mm/s,测前速率5 mm/s,测后速率5 mm/s,测定其硬度,以硬度代表脆度。每组样品平行测定6次。

(3)感官评价

参照吴凯等[17]的方法对发酵青小米辣进行感官评价,将待检样品置于相同的容器中并隐藏其编号,选择经过感官评定训练的评定人员10名,分别从发酵青小米辣色泽、质地、滋味、风味4个方面进行评分,满分为100分。发酵青小米辣感官评价标准见表2。

表2 发酵青小米辣感官评价标准
Table 2 Sensory evaluation standards of fermented green Capsicum frutescens

项目 标准 感官评分/分色泽(40分)质地(20分)滋味(20分)颜色翠绿,有光泽颜色较绿,有光泽,轻微发暗颜色暗绿,无光泽褐变严重,呈暗黄褐色口感脆嫩,无皮肉分离现象口感较脆嫩,无皮肉分离现象口感一般,轻微皮肉分离现象口感绵软,皮肉分离现象严重明显具有发酵辣椒特有的酸味,辣味适中发酵辣椒的辣味突出,酸味较弱发酵辣椒生辣味严重,酸味不明显无发酵风味或有异味31~40 21~30 11~20 1~10 16~20 11~15 6~10 1~5 16~20 11~15 6~10 1~5风味(20分)发酵辣椒风味明显,辅料间香味协调发酵辣椒风味较明显,辅料间香味协调发酵辣椒风味较弱,辅料间香味较不协调发酵辣椒风味不明显或无发酵辣椒风味,辅料间香味极不协调16~20 11~15 6~10 1~5

(4)隶属度综合评分

参考杨丽平等[18]的方法对脆度、总叶绿素保存率及感官评分进行综合评分,确定各因素在青小米辣发酵中的适宜添加量。产品的颜色对消费者的第一印象具有重要影响,脆度及感官则是第二印象,结合发酵青小米辣产品特性设定总叶绿素保存率、脆度以及感官评分权重分别为0.4、0.3、0.3。

由于各因素指标取值范围不同,为了消除纲量影响,需在计算时将各指标值进行模糊变换,换算成[0,1]区间内的分数值。

总叶绿素保存率、脆度、感官评分数值均越大结果越好,故隶属度计算公式如下:

式中:r为叶绿素保存率、脆度、感官评分的模糊变换值;Ci为测定指标值;Cmin为指标最小值;Cmax为指标最大值。

综合评分计算公式如下:

Z=r×0.4+r×0.3+r×0.3

1.3.5 理化及微生物指标检测

总酸:参照GB 12456—2021《食品安全国家标准食品中总酸的测定》中酸碱指示剂滴定法进行测定;铅含量:参照GB 5009.12—2023《食品安全国家标准食品中铅的测定》中第二法进行测定;亚硝酸盐:参照GB 5009.33—2016《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中分光光度法进测定;二氧化硫:参照GB 5009.34—2022《食品安全国家标准食品中二氧化硫的测定》中酸碱滴定法进行测定。

金黄色葡萄球菌:参照GB 4789.10—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验金黄色葡萄球菌检验》中第二法进行测定;沙门氏菌:参照GB 4789.4—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》进行测定;大肠菌群:参照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数》测定。

1.3.6 数据处理

在相同条件下对每个指标的测定次数不少于3次,数据以“平均值±标准差”表示,采用SPSS 25.0进行统计分析,P<0.05表示差异显著,采用Origin 2021软件绘图。

2 结果与分析

2.1 发酵青小米辣护色工艺优化单因素试验结果

2.1.1 葡萄糖酸锌添加量的确定

添加葡萄糖酸锌对发酵青小米辣叶绿素保存率、脆度、感官评分及综合评分的影响见表3。

表3 葡萄糖酸锌添加量对发酵青小米辣品质指标的影响
Table 3 Effect of zinc gluconate addition on quality index of fermented green Capsicum frutescens

注:同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

葡萄糖酸锌添加量/% 叶绿素a保存率/% 叶绿素b保存率/% 总叶绿素保存率/% 脆度/g 感官评分/分 综合评分0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 66.77±0.61b 67.18±0.35b 71.44±0.13a 59.42±0.83c 58.93±0.37c 59.61±0.56c 19.87±5.15c 27.59±1.42b 34.43±0.28a 28.81±0.93b 24.06±0.35c 25.50±0.69c 54.34±1.36b 56.91±1.02b 62.30±0.93a 51.83±1.02c 50.24±1.13c 51.28±1.00c 837.24±7.21a 842.66±2.56a 842.74±10.25a 840.54±9.80a 839.75±5.45a 843.21±6.97a 79.70±1.44d 83.40±0.53b 86.90±0.66a 81.80±0.24bc 80.70±0.54cd 79.50±0.72d 0.15 0.65 0.98 0.31 0.18 0.33

由表3可知,葡萄糖酸锌添加量的变化对脆度的影响较小,各组别差异不显著(P>0.05)。随着葡萄糖酸锌添加量在0~0.08%范围内的增加,总叶绿素保留率、感官评分及综合评分均呈现先增加后下降的趋势;当葡萄糖酸锌添加量为0.04%时,其均达到最大值,分别为62.30%、86.90分、0.98。锌离子的加入可以增强叶绿素的稳定性[19],但葡萄糖酸锌添加量过多并不能增强护绿效果,可能是由于样品中能与葡萄糖酸锌发生反应的基质(叶绿素)含量制约了护绿效果[20]。芦星淼等[21]在研究鲜青花椒护色剂配方时发现,当葡萄糖酸锌的浓度>0.07%时,总叶绿素含量呈下降趋势;陈水红等[22]在研究硫酸锌对鲜紫花苜蓿叶的护绿效果时发现,叶绿素含量随硫酸锌浓度的增加呈现先增多后减少趋势。因此,确定最佳葡萄糖酸锌添加量为0.04%。

2.1.2 D-异抗坏血酸钠添加量的确定

D-异抗坏血酸钠添加量对发酵青小米辣叶绿素保存率、脆度、感官评分及综合评分的影响见表4。

表4 D-异抗坏血酸钠添加量对发酵青小米辣品质指标的影响
Table 4 Effect of sodium D-isoascorbate addition on quality index of fermented green Capsicum frutescens

D-异抗坏血酸钠添加量/% 叶绿素a保存率/% 叶绿素b保存率/% 总叶绿素保存率/% 脆度/g 感官评分/分 综合评分0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 67.18±0.51a 56.75±0.35d 65.52±0.15a 60.80±0.20b 56.77±0.30d 59.76±0.15c 18.97±1.15d 19.88±0.61d 26.69±0.30a 24.49±0.32b 20.39±0.23d 22.55±1.83c 55.21±1.44a 48.35±0.58c 56.65±0.39a 50.58±0.49b 46.55±0.60d 49.46±0.73bc 835.23±4.11d 846.05±4.85d 862.57±7.25c 872.49±6.08c 894.52±10.45b 918.75±9.13a 78.80±2.44c 75.40±1.53b 80.90±2.66a 81.40±2.24a 80.50±1.54a 81.00±1.72a 0.51 0.11 0.78 0.55 0.47 0.67

由表4可知,叶绿素a保存率在对照组最高,为67.18%,由此可见,D-异抗坏血酸钠对叶绿素a没有保护效果;添加了D-异抗坏血酸钠的样品中叶绿素b保存率及总叶绿素保存率均整体呈先升高后下降的趋势;D-异抗坏血酸钠添加量为0.2%时,叶绿素b保存率、总叶绿素保存率最高,分别为26.69%、56.65%。叶绿素b在叶绿素b还原酶的作用下可还原成叶绿素a[23],从而不受D-异抗坏血酸钠的保护。因此推测D-异抗坏血酸钠可通过抑制叶绿素b还原酶的活性从而减少叶绿素b的降解;但添加D-异抗坏血酸钠对总叶绿素的降解没有明显的抑制作用,因此不适用于发酵青小米辣护绿。脆度随D-异抗坏血酸钠添加量在0~0.5%范围内增加而增强,这是由于D-异抗坏血酸钠具有一定的果蔬保鲜作用[24],许丽敏等[25]研究发现,D-异抗坏血酸钠可以抑制杏梅果实腐烂的发生,因此添加D-异抗坏血酸钠可能对青小米辣的组织结构起到了保护作用。感官评分、综合评分随着D-异抗坏血酸钠添加量的增加而增加,当D-异抗坏血酸钠添加量分别为0.3%、0.2%时,分别达最高值(81.40分、0.78)。虽然D-异抗坏血酸钠对发酵青小米辣没有很好的护绿效果,但其可对青小米辣产生保脆作用。

2.1.3 三聚磷酸钠添加量的确定

三聚磷酸钠添加量对发酵青小米辣叶绿素保存率、脆度、感官评分及综合评分的影响见表5。

表5 三聚磷酸钠添加量对发酵青小米辣品质指标的影响
Table 5 Effect of sodium tripolyphosphate addition on quality index of fermented green Capsicum frutescens

三聚磷酸钠添加量/% 叶绿素a保存率/% 叶绿素b保存率/% 总叶绿素保存率/% 脆度/g 感官评分/分 综合评分0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 69.31±0.29d 68.16±0.28e 72.93±0.30c 79.01±0.27a 75.01±0.37b 73.38±1.04c 27.56±0.10c 25.66±0.14d 34.89±1.47b 37.68±0.53a 34.07±0.13b 33.21±0.28b 58.07±0.92d 56.76±0.90d 62.66±0.47c 67.87±0.70a 63.99±0.21b 63.68±0.47bc 823.02±7.41a 819.05±2.05ab 812.69±9.25bc 810.59±3.24bc 804.32±4.41cd 800.75±5.41d 81.70±2.44c 80.40±1.53c 85.30±2.66ab 87.40±2.24a 84.50±1.54b 82.00±1.72c 0.41 0.25 0.58 0.83 0.49 0.32

三聚磷酸钠具有调节酸度的作用并且可以通过形成静电屏蔽效应,减缓叶绿素的脱镁作用达到果蔬护绿的效果[26]。由表5可知,随着三聚磷酸钠添加量在0.2%~0.5%范围内增加,叶绿素保存率均先升高后降低,当添加量为0.3%时,叶绿素a和叶绿素b及总叶绿素的保存率均达最高值,分别为79.01%、37.68%、67.87%。其原因可能是三聚磷酸钠与果蔬中的金属离子产生螯合作用,从而提高了小米辣色素的稳定性[27],而三聚磷酸钠添加量继续增大时,三聚磷酸钠的静电屏蔽和酸度调节机制对叶绿素的保护作用逐渐减弱。随着三聚磷酸钠添加量的增加,发酵青小米辣脆度逐渐降低,这是由于磷酸盐与果蔬表皮中的钙发生络合,使果蔬组织软化[13]。随着三聚磷酸钠添加量的增加,感官评分及综合评分呈先增加后降低趋势,三聚磷酸钠添加量为0.3%时分别达到最大值,为87.4分、0.83。综合考虑,确定最佳三聚磷酸钠添加量为0.3%。

2.1.4 焦亚硫酸钠添加量的确定

焦亚硫酸钠添加量对发酵青小米辣叶绿素保存率、脆度、感官评分及综合评分的影响见表6。

表6 焦亚硫酸钠添加量对发酵青小米辣品质指标的影响
Table 6 Effect of sodium pyrosulfite addition on quality index of fermented green Capsicum frutescens

焦亚硫酸钠添加量/% 叶绿素a保存率/% 叶绿素b保存率/% 总叶绿素保存率/% 脆度/g 感官评分/分 综合评分0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.010 73.02±0.10e 86.20±0.54c 84.61±1.01d 89.11±0.47b 90.41±0.44a 88.82±0.22b 30.05±1.11c 34.98±0.56ab 35.93±0.73a 27.59±1.37d 24.15±1.09e 33.53±0.32b 61.01±0.25c 72.13±0.40ab 71.45±0.96b 71.89±0.75b 72.21±0.96ab 73.38±0.57a 818.62±4.85d 889.01±7.50c 894.52±10.25bc 906.64±7.30b 918.75±9.25ab 934.39±9.41a 78.30±0.24b 83.90±0.26a 84.10±1.31a 84.30±2.24a 84.40±0.25a 84.20±0.72a 0.00 0.82 0.83 0.88 0.92 0.99

焦亚硫酸钠是常用的抗氧化剂和防腐剂,广泛应用于多种蔬菜加工中[28]。由表6可知,添加了焦亚硫酸钠的发酵组,其总叶绿素保存率均优于未添加组,表明焦亚硫酸钠对发酵青小米辣的叶绿素具有较好的保护效果。当焦亚硫酸钠的添加量为0.002%时,发酵青小米辣的总叶绿素保存率和感官评分分别为72.13%、83.9分,与继续增大添加量的各组别相比差异不显著(P>0.05)。发酵青小米辣的脆度及综合评分均随焦亚硫酸钠添加量的增大而升高,其原因可能是焦亚硫酸钠的防腐作用抑制了腐败菌的繁殖,可能对青小米辣脆度起到了保护作用[29]。GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》中指出:在达到预期效果的前提下尽可能降低食品添加剂在食品中的使用量,综合考虑,确定最佳焦亚硫酸钠添加量为0.002%。

2.2 发酵青小米辣护色工艺优化响应面优化试验结果

在单因素试验结果基础上,以葡萄糖酸锌添加量(A)、三聚磷酸钠添加量(B)、焦亚硫酸钠添加量(C)为自变量,叶绿素保存率(Y)为响应值,进行响应面试验优化护色工艺,响应面试验设计及结果见表8,方差分析见表9。

采用Design-Expert8.0.6软件对表7的试验结果进行二次回归分析,以总叶绿素保存率为响应值,以葡萄糖酸锌添加量、三聚磷酸钠添加量、焦亚硫酸钠为自变量拟合得到二次多项式回归方程:

表7 发酵小米辣护色条件优化响应面试验设计及结果
Table 7 Design and results of response surface tests for color protection conditions optimization of fermented green Capsicum frutescens

试验号A 葡萄糖酸锌添加量/%B 三聚磷酸钠添加量/%C 焦亚硫酸钠添加量/%总叶绿素保存率/%1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 0.020 0.060 0.020 0.060 0.020 0.060 0.020 0.060 0.006 0.074 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.200 0.200 0.400 0.400 0.200 0.200 0.400 0.400 0.300 0.300 0.132 0.468 0.300 0.300 0.300 0.300 0.300 0.300 0.300 0.300 0.001 0.001 0.001 0.001 0.003 0.003 0.003 0.003 0.002 0.003 0.002 0.002 0.000 0.004 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 65.74 68.59 68.61 72.81 70.30 71.37 68.94 70.42 67.63 71.12 68.66 71.08 70.79 73.57 73.59 74.02 73.06 74.02 73.49 73.68

Y=73.67+1.13A+0.65B+0.73C+0.22AB-0.56AC-1.18BC-1.65A2-1.48B2-0.66C2

由表8可知,该模型极显著(P<0.01),失拟项不显著(P=0.139 7)(P>0.05),说明试验结果与二次回归模型拟合较好。模型决定系数为R2=0.978 1、调整决定系数R2adj=0.958 4,表明试验数据与模型拟合程度良好[30]。由P值可知,一次项ABC,交互项ACBC,二次项A2B2C2对总叶绿素保存率影响极显著(P<0.01),其他项对结果影响不显著(P>0.05)。由F值可知,对叶绿素保存率影响因素排序为葡萄糖酸锌添加量(A)>焦亚硫酸钠添加量(C)>三聚磷酸钠添加量(B)。

表8 回归模型方差分析
Table 8 Variance analysis of regression model

注:“*”表示对结果影响显著(P<0.05);“**”表示对结果影响极显著(P<0.01)。

方差来源 平方和 自由度 均方 F 值 P 值 显著性模型ABCA B********AC BC A2 B2 C2残差失拟项纯误差总和111.15 17.52 5.73 7.26 0.39 2.53 11.04 39.41 31.51 6.32 2.49 1.84 0.65 113.64 9 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 49.58 70.35 23.03 29.14 1.55 10.16 44.35 158.23 126.51 25.36<0.000 1<0.000 1 0.000 7 0.000 3 0.240 9 0.009 7<0.000 1<0.000 1<0.000 1 0.000 5**********0 5 5 1 9 12.35 17.52 5.73 7.26 0.39 2.53 11.04 39.41 31.51 6.32 0.25 0.37 0.13 2.82 0.139 7

2.3 响应面分析

响应面的曲面坡度越陡峭,表明各因素对响应值的影响越大,而等高线越趋于椭圆形,则表明各因素间交互作用对响应值的影响越大[31]。各因素间交互作用对叶绿素保存率影响的响应曲面及等高线见图1。由图1可知,交互项AB等高线趋于圆形,响应曲面较平缓,表明AB交互作用不显著;交互项ACBC等高线为椭圆形,响应曲面较陡峭,表明葡萄糖酸锌添加量及焦亚硫酸钠添加量、三聚磷酸钠添加量及焦亚硫酸钠添加量交互作用极显著。这与方差分析结果一致。

图1 各因素间交互作用对叶绿素保存率影响的响应曲面及等高线
Fig.1 Response surface plots and contour lines of effect of interaction between various factors on chlorophyll retention rates

2.4 验证试验

根据回归方程模型分析得到发酵青小米辣护绿工艺条件为:葡萄糖酸锌添加量0.046%、三聚磷酸钠添加量0.31%、焦亚硫酸钠添加量0.002 3%。在此优化条件下,总叶绿素保存率预测值为73.98%。为方便实际操作,将护绿工艺条件修正为:葡萄糖酸锌添加量0.05%、三聚磷酸钠添加量0.3%、焦亚硫酸钠添加量0.002%。在此条件下进行3次平行验证试验,总叶绿素保存率实际值为72.85%,与预测值基本一致,表明试验构建的模型参数条件合理可行。

2.5 发酵青小米辣制品理化及卫生指标检测结果

发酵青小米辣理化及卫生指标检测结果见表9。

表9 发酵青小米辣理化及卫生指标检测结果
Table 9 Physiochemical and hygienic indicators of fermented green Capsicum frutescens

检测项目 检测结果 参考标准 限量 结论总酸/(g·100 g-1)铅(以Pb计)/(mg·kg-1)亚硝酸盐/(mg·kg-1)二氧化硫/(g·kg-1)金黄色葡萄球菌/(CFU·g-1)沙门氏菌(25 g)大肠菌群/(CFU·g-1)0.8 0.141未检出未检出未检出未检出未检出NY/T 437—2023《绿色食品酱腌菜》GB 2762—2022《食品安全国家标准食品中污染物限量》GB 2760—2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》GB 29921—2021《食品安全国家标准预包装食品中致病菌限量》GB 2714—2015《食品安全国家标准酱腌菜》≤2.0≤0.5≤20≤0.1 100 0 10合格合格合格合格合格合格合格

由表9可知,发酵青小米辣制品中总酸含量为0.8g/100g,符合标准NY/T 437—2023《绿色食品酱腌菜》(总酸含量g/100 g);铅含量为0.141 mg/kg,亚硝酸盐、二氧化硫均未检出;微生物指标中金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠菌群均未检出。以上所有指标均符合GB 2714—2015《食品安全国家标准酱腌菜》中的规定。

3 结论

本研究以贵州青小米辣为原料制备发酵青小米辣,以叶绿素保存率为评价指标,通过单因素试验及响应面试验优化其护色工艺条件,并对其品质指标进行分析。结果表明,发酵青小米辣最佳护色工艺条件为:葡萄糖酸锌添加量0.05%、三聚磷酸钠添加量0.3%、焦亚硫酸钠添加量0.002%。在此优化条件下,总叶绿素保存率为72.85%,相较于未护绿产品总叶绿素保存率提升了10.70%;其感官评分、脆度及综合评分分别为86.3分、916.19 g、0.86分。发酵青小米辣的总酸含量为0.8 g/100 g,铅含量为0.141 mg/kg,亚硝酸盐、二氧化硫以及金黄色葡萄球菌、沙门氏菌、大肠菌群均未检出,各指标均符合GB 2714—2015《食品安全国家标准酱腌菜》中的规定。

参考文献:

[1]李照青.全产业链视角下贵州辣椒产业高质量发展探究[J].现代营销(下旬刊),2023(1):62-64.

[2]杨娅,吴康云,黄冬福,等.基于主成分分析对不同地区辣椒品质的综合评价[J].食品工业科技,2024,45(23):264-271.

[3]叶子,商智勋,李美奇,等.不同品种发酵小米辣品质特性比较与综合分析[J].食品与发酵工业,2021,47(10):87-95.

[4]刘晓梅,刘娟汝,刘雨诗,等.香辣香菇风味酱的研制与质量检查[J].中国调味品,2018,43(12):116-120.

[5]王荣兰,刘莹莹,胡燕,等.响应面法优化白玉菇鸡肉辣椒酱加工工艺[J].中国调味品,2023,48(7):32-36.

[6]YE Z,SHANG Z,ZHANG S,et al.Dynamic analysis of flavor properties and microbial communities in Chinese pickled chili pepper (Capsicum frutescens L.): A typical industrial-scale natural fermentation process[J].Food Res Int,2022,153:110952.

[7]BARUAH J,PANDEY S K,SARMAH N,et al.Assessing molecular diversity among high capsaicin content lines of Capsicum chinense Jacq.using simple sequence repeat marker[J].Ind Crop Prod,2019,141:111769.

[8]LIU M,HU L,DENG N,et al.Effects of different hot-air drying methods on the dynamic changes in color,nutrient and aroma quality of three chili pepper(Capsicum annuum L.)varieties[J].Food Chem,2024,22:101262.

[9]鲍玺,张诗瑶,肖玥,等.加工方式和贮存条件对酸渍小米辣品质特性的影响[J].食品与发酵工业,2024,50(17):118-127.

[10]肖亮亮,钟锟,冯娉华,等.青辣椒护色保脆方法及腌制工艺优化[J].食品与发酵科技,2019,55(5):40-44,50.

[11]林帆,王利强.采后绿色蔬菜保鲜护绿技术研究进展[J].中国食品学报,2023,23(3):416-427.

[12]杜长婷,黄峰,陈旭华,等.冷冻青椒护绿保硬工艺优化[J].食品工业科技,2024,45(7):235-243.

[13]李维,范佳利,张亚娟,等.食品级磷酸盐的应用研究进展及趋势[J].安徽农业科学,2015,43(34):95-96.

[14]XU D Y,GU S,ZHOU F,et al.Mechanism underlying sodium isoascorbate inhibition of browning of fresh-cut mushroom (Agaricus bisporus)[J].Postharvest Biol Tec,2021,173:111357.

[15]REN Y,HUANG J,WANG X,et al.Effects of sulfite treatment on the quality of black fungus[J].Food Chem,2022,385:132685.

[16]林帆,王利强,李江阔.鲜切水芹保鲜复配剂的优化及保鲜效果研究[J].包装与食品机械,2023,41(4):25-32.

[17]吴凯,覃业优,蒋立文,等.不同质量分数食盐腌渍艳红辣椒的风味物质分析[J].食品科学,2021,42(24):175-182.

[18]杨丽平,王修俊,田多,等.三穗血浆鸭油炸技术的研究[J].中国调味品,2020,45(5):130-134,146.

[19]YIN Y,HAN Y,LIU J.A novel protecting method for visual green color in spinach puree treated by high intensity pulsed electric fields[J].J Food Eng,2007,79(4):1256-1260.

[20]闵嗣璠,周志娥,张小明,等.葡萄糖酸锌用于艾叶护绿研究初报[J].西北农业学报,2007(5):167-170.

[21]芦星淼,缪钢,孙梅,等.响应曲面法优化鲜青花椒护色剂配方[J].食品研究与开发,2019,40(24):45-51.

[22]陈水红,高军,曹致中.锌离子对鲜紫花苜蓿叶的护绿效果及技术优选研究[J].西北植物学报,2010,30(6):1219-1224.

[23]丁跃,吴刚,郭长奎.植物叶绿素降解机制研究进展[J].生物技术通报,2016,32(11):1-9.

[24]张礼良,胡文忠,姜爱丽,等.D-异抗坏血酸钠处理鲜切果蔬的研究进展[C]//中国食品科学技术学会第十五届年会.青岛,2018.

[25]许丽敏,韩艳文,姜微波,等.异抗坏血酸钠处理对杏梅采后货架品质的影响[J].食品工业科技,2018,39(10):280-284.

[26]王丽芳,王修俊,郑君花,等.复合磷酸盐食品添加剂对鲜切梨保鲜效果的研究[J].中国食品添加剂,2013(4):184-187.

[27]张亚娟,屈云.食品磷酸盐产业的发展成果及趋势[J].中国食品工业,2021(24):40-41.

[28]李荣,杨大伟,周玉生,等.焦亚硫酸钠联合中草药提取液预处理鲜黄花菜的保质效果[J].基因组学与应用生物学,2020,39(9):4178-4182.

[29]郑碧霞,方林川,李长林,等.不同保鲜处理对‘阳光玫瑰’葡萄采后贮藏的影响[J].北方园艺,2023(4):95-101.

[30]谢星,王乐怀,林文静,等.响应面优化提取海蒿子多酚及其抗氧化和抗糖尿病活性分析[J].食品与发酵工业,2024,50(6):192-200.

[31]颜建虹,张祥瑞,卢红梅,等.响应面法优化刺梨白兰地原料酒发酵工艺[J].中国酿造,2023,42(6):186-191.

Optimization of color protection process conditions and quality analysis of fermented green Capsicum frutescens

ZHANG Lu1,WANG Xiujun1,2*,HE Chunxia1,HU Rongnian1,CHEN Yanlin1
(1.School of Brewing and Food Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China;2.Guizhou Provincial Key Laboratory of Fermentation Engineering and Biopharmaceuticals,Guiyang 550025,China)

Abstract:In order to solve the problem that the serious degradation of chlorophyll in green Capsicum frutescens during the fermentation process had an adverse effect on the product color, fermented green C. frutescens was prepared with green C. frutescens in Guizhou as raw material.Taking chlorophyll preservation rate as the evaluation index,the color protection process conditions were optimized through single factor experiments and response surface experiments,and its quality indicators were analyzed.The results showed that the optimal color protection process conditions were zinc gluconate addition 0.05%,sodium tripolyphosphate addition 0.3%,sodium metabisulfite addition 0.002%.Under the optimized conditions, the total chlorophyll retention rate was 72.85%,which was 10.70%higher than that of the non-protected products.The sensory scores,crispness and comprehensive scores were 86.3 points,916.19 g and 0.86 points,respectively.The total acid content of fermented green C.frutescens was 0.8 g/100 g,the lead content was 0.14 mg/kg,and no nitrous oxide,sulfur dioxide,Staphylococcus aureus,Salmonella and coliform were detected.All indicators were in line with the requirements of GB 2714—2015"National Standard for Food Safety Pickled Vegetables".

Key words:green Capsicum frutescens;fermentation;color fixative;color protection process optimization;response surface method

中图分类号:TS255.54

文章编号:0254-5071(2025)02-0199-07

doi: 10.11882/j.issn.0254-5071.2025.02.029

引文格式:张露,王修俊,何春霞,等.发酵青小米辣护色工艺条件优化及品质分析[J].中国酿造,2025,44(2):199-205.

收稿日期:2024-05-08 修回日期:2024-06-26

基金项目:贵州省科技计划重点项目(黔科合支撑(2022)重点010号);贵州省朝天椒产业集群建设项目(黔农财(2022)89号)

作者简介:张 露(2000-),女,硕士研究生,研究方向为食品加工与安全。

*通讯作者:王修俊(1965-),男,教授,本科,研究方向为农产品加工与贮藏。