发酵白菜风味及品质变化的研究进展

◎ 周子苑，夏岩石

（广州大学 生命科学学院，广东 广州 510006）

自然发酵白菜是传统发酵食品之一，自然发酵白菜的常见种类有四川泡菜、东北酸菜和韩国泡菜，其中韩国泡菜生产量在国际上占比最大。四川泡菜是以各种新鲜蔬菜为原料，在具有一定盐浓度溶液的相对封闭的池或坛中发酵得到；东北酸菜是以大白菜为原料，在低盐条件下经过乳酸发酵制成；韩国泡菜是以白菜为原料，加入丰富的辅料调味，在低温条件下制作而成。在白菜发酵过程中，微生物的菌群结构对其品质、风味具有重要影响，因此，本文综合相关文献对发酵白菜的风味及品质相关变化进行综述，为提高发酵白菜的风味、品质提供参考。

1 发酵白菜风味物质的变化

发酵白菜的风味主要来源于原料中的风味物质、乳酸菌发酵产生的风味物质和其他菌群对泡菜的作用。发酵白菜的独特风味来源包括酵母菌发酵生成乙醇，并与有机酸结合生成酯类；蛋白质经酶和微生物作用生成氨基酸。有机酸、挥发性风味物质、游离氨基酸含量为发酵白菜风味品质的主要指标。CHA 等[1]发现韩国泡菜的特征风味物质是二烯丙基二硫化物异构体、二甲基三硫化物和二烯丙基三硫化物。陈功等[2]发现四川泡菜的挥发性成分中醛、酮、醇和烯等占比大，影响主体风味的物质为烯类、醛类、二甲基硫化物，并且乳酸菌发酵会产生多种风味物质，如乙醇、乙酸、琥珀酸乙烯、乳酸和丁二醇等。马欢欢等[3]发现东北酸菜的独有风味品质来源于硫化合物、乳酸等酸性成分。朝鲜辣白菜随着发酵时间的延长，主要呈味物质如总酸（乳酸、乙酸等）、氨基酸、还原糖等含量显著增加[4]。不同乳酸菌接种发酵的泡白菜的挥发性风味物质均以醇类物质为主，包括乙醇、1-辛烯-3-醇、顺-2-戊烯-1-醇等[5]。其中，短乳杆菌PC330 和清酒乳杆菌PC229发酵的泡白菜中反,反-2,4-庚二烯醛、己醛等醛类化合物和乙酸的相对含量高于其他菌发酵的泡白菜。

2 发酵白菜的品质变化

2.1 微生物的变化

白菜发酵过程中有酵母、霉菌、细菌等多种微生物参与，乳酸菌是主要产酸菌。韩国泡菜发酵初期由明串珠菌属生长产酸，随着酸度的增加明串珠菌属停止生长并死亡，乳杆菌属迅速繁殖成为优势菌[6]。甘奕等[7]在研究韩国泡菜制作过程中的品质变化时发现，在白菜腌制发酵过程中水分、pH 值持续下降，总酸含量上升3 倍，菌落总数先升后降，乳酸菌含量持续上升，酵母菌、大肠杆菌数量先上升后下降。东北酸菜和朝鲜族辣白菜发酵过程中因原料和加工工艺的不同，明串珠菌数量和乳酸菌含量变化有显著差异，明串珠菌在发酵至第8 天的酸菜中含量达到6.1×107CFU·mL-1、在辣白菜中含量达到8.3×109CFU·mL-1，在发酵至第28 天的酸菜中含量为3.5×102CFU·mL-1、在辣白菜中未检出；乳酸菌在酸菜发酵至第4 天时含量达到1.1×108CFU·mL-1，随后趋于平稳，在辣白菜发酵至第8 天含量达到2.1×1010CFU·mL-1，随后缓慢下降，在发酵至第20 天时不能检出[8]。XIAO 等[9]发现乳杆菌在江西腌菜、四川泡菜和东北酸菜中占比较高，并基于它们的丰度和对风味的贡献，认为醋酸乳杆菌和清酒乳杆菌是3 种传统发酵蔬菜食品中的核心功能菌群。

2.2 亚硝酸盐含量的变化

蔬菜中的硝酸盐在硝酸盐还原酶的作用下转化为亚硝酸盐（合成强致癌物亚硝胺的前体物质），蛋白质分解产物与其在适当条件下生成N-亚硝基化合物，对动物有致癌作用。亚硝酸盐在白菜发酵过程中的含量由多种因素决定，如发酵温度、食盐浓度、泡菜原料和酸度等[10]。白菜发酵过程中亚硝酸盐的生成量和生成期受发酵温度的影响，发酵温度高时乳酸发酵快，亚硝酸盐生成早、含量低[11-12]。白菜的适宜发酵温度为28 ℃，发酵温度过高会影响泡菜的品质，使泡菜香味、脆度下降[13]。陈义伦等[14]研究发现6%食盐腌制的泡菜制品中亚硝酸盐含量较低；贾晶晶等[15]研究发现将5%浓度的黄芩溶液加入泡白菜中15 d，泡菜中亚硝酸盐含量最低；而同为十字花科芸薹属的甘蓝在发酵过程中，酸度越高，亚硝酸盐含量越低[16]。

3 发酵对白菜功能成分的影响

3.1 对风味形成的影响

在白菜发酵过程中微生物的数量和种类对风味品质有重要影响。XIAO 等[17]发现四川泡菜的风味形成贡献度中细菌大于真菌，乳杆菌属、片球菌属、无色菌属和明串珠菌属对泡菜风味的影响较大。张鲁冀等[18]发现东北酸菜发酵后期风味形成是由于乳酸大量积累引起乳酸菌反馈抑制。杨柳等[4]发现朝鲜辣白菜主要呈味物质的含量在发酵过程中随发酵时间的延长而增加，Weissella 属对主要呈味物质有重要作用。

3.2 对降低亚硝酸盐的影响

发酵初期一些杂菌可将原料中的硝酸盐还原成亚硝酸盐并在基质中蓄积，过量摄入会对人体健康造成损害。乳酸菌具有合成亚硝酸盐还原酶的能力，能高效降解亚硝酸盐[19-20]。杜晓华等[21]将从四川传统泡菜中分离筛选出的植物乳杆菌菌株N2 应用于发酵泡菜中，发现其降解亚硝酸盐的效果显著。朱军莉等[22]从自然发酵蔬菜制品中分离出具有较好降解亚硝酸盐的植物乳杆菌L7、X1 和H12，亚硝酸盐降解率均大于89%。苏容容等[23]从泡菜中分离得到植物乳杆菌P51，能够有效降解亚硝酸盐，表现出良好的耐食盐和亚硝酸盐特性。

3.3 对抗氧化成分的影响

使用富含抗氧化剂的发酵产品正成为加强抗氧化防御系统的关键策略。通过分析腌制白菜、酸菜和泡菜这3 种发酵白菜产品中的成分，CEREN 等[24]发现腌制白菜及其盐水中的维生素C 含量最高，其次是泡菜；自由基清除活性的50%清除效果值从高到低分别是泡菜、酸菜、白菜。

4 结语

目前，对发酵蔬菜的研究多集中在微生物种类和功能等方面。本文对发酵白菜风味物质的变化和品质变化进行了综述，并分析了发酵对白菜功能成分的影响，对发酵白菜的深入研究和开发利用具有促进作用。