正文 第十六章 醃製保藏(1 / 3)

醃製保藏是普遍的蔬菜保藏的傳統方法,用該法製成的加工品稱為醃製品、醃漬品或漬製品,也稱為醬醃菜。它是醬菜、鹹菜、糖醋菜、泡菜及酸菜的統稱。醬醃菜的製法簡單,成本低。產品易保存,風味多樣,鹹酸甜辣,應有盡有,深受消費者歡迎。根據各地的製作習慣,形成了許多頗具特色的產品,如四川的榨菜和泡菜、北京的冬菜和酸菜、浙江紹興的黴幹菜、蕭山蘿卜幹、揚州醬菜等。

現代科學研究證實,醃製品具有增進食欲、幫助消化、調整腸胃功能等作用,這對產品的開發具有非常重要的意義。

第一節蔬菜醃製品的分類

我國蔬菜醃製品有近千個品種,它們所采用的蔬菜原料、輔料、工藝條件及操作方法完全不同或不完全相同,從而生產出形態和風味各不相同的產品。因此,分類方法也千差萬別,在此僅介紹根據產品在生產過程中是否有顯著的發酵過程,而將醬醃菜分為發酵性醬醃菜和非發酵性醬醃菜兩大類,然後再根據產品和工藝的特點將每一大類劃分成若幹小類。

一、非發酵性醃製品

該類醃製品的特點是醃製時所用食鹽濃度較大,醃製過程中的發酵作用不顯著,產品的含酸量很低,但含鹽量較高,通常感覺不出產品有酸味。這類產品又可分成以下小類:

(1)醃鹹菜類是將蔬菜經過鹽醃後而製成的製品。根據製品狀態不同可分為:濕態,即醃製成後,菜不與菜鹵分開,如醃白菜、醃雪裏蕻等;半幹態,即製成後,菜與菜鹵分開,如榨菜等;幹態,即醃製成後,再經不同方法幹燥的,如黴幹菜等。

(2)醬漬菜類這類產品的特點是,先將原料用食鹽醃製成半成品,再將半成品進行醬漬處理,使產品具有濃鬱的醬香味。如鹹味的普通醬菜和甜味的甜醬黃瓜等。

(3)醋漬品這類產品一般是先用少量食鹽醃製原料,再用食醋進行浸漬或調味而成,如糖醋蒜等。

(4)糟、糠漬品一般是將原料用鹽醃製後,再用酒糟、米糠等進行處理,使產品具有糟、糠的特有風味。如糟蘿卜等。

(5)菜醬類菜醬是以蔬菜為原料經過預處理後,再拌和調味料、辛香料製作而成的糊狀蔬菜製品。

二、發酵性醃製品

該類產品的特點是在醃製時用鹽量較少或不用鹽,醃製過程中有比較旺盛的乳酸發酵現象,同時還伴隨有微弱的酒精發酵與醋酸發酵,利用發酵所產生的乳酸與加入的食鹽、香料、調味料等的防腐能力使產品得以保藏,並增進其風味。產品一般都具有明顯的酸味。其代表種類主要有:酸菜和泡菜。

(1)幹鹽醃製法醃製過程中不用加水,而是將粉末狀的食鹽與蔬菜均勻混合,利用醃出的蔬菜汁液直接發酵而成產品,如西歐的酸菜、中國的酸白菜等。

(2)鹽水醃製法將蔬菜放入預先調製好的鹽水中進行發酵,如泡菜、酸黃瓜等。

第二節醃製保藏理論

蔬菜醃製的原理主要是利用食鹽的保藏作用、微生物的發酵作用、蛋白質的分解作用、輔料的輔助作用以及其他一係列的生物化學作用,抑製有害微生物的活動,改善產品的色、香、味,達到長期保藏的目的。

一、食鹽的保藏作用

有害微生物在蔬菜上的大量繁殖和酶的作用,是造成蔬菜腐爛變質的主要原因,也是導致蔬菜醃製品品質變壞的重要因素。食鹽之所以具有防腐保藏作用,主要是因為它能產生高滲透壓,並具有抗氧化性和降低水分活性的作用。

(一)食鹽的高滲透壓作用

在蔬菜醃製過程中,一般都要加入一定量的食鹽,依靠食鹽的滲透作用,把蔬菜組織中的水分脫出,形成鹵水,使蔬菜浸泡在鹵水中。食鹽溶液具有很高的滲透壓,1%的食鹽溶液能產生0.061MPa壓力,醃漬時食鹽用量在4%~15%之間,能產生0.244~0.915MPa。而一般植物組織細胞(包括微生物細胞)所能耐受的滲透壓為0.3~0.6MPa,當食鹽溶液滲透壓大於微生物細胞滲透壓時,微生物細胞內水分就會外滲而使其脫水,最後導致微生物原生質和細胞壁發生質壁分離,從而使微生物活動受到抑製,甚至會由於生理幹燥而死亡。所以,利用食鹽溶液的高滲透作用,能起到很好的防腐作用。

但是,不同種類的微生物,具有不同的耐鹽能力。

黴菌和酵母菌對食鹽的耐受力比細菌大得多,而酵母菌的抗鹽性最強。例如,大腸杆菌和變形杆菌(致腐敗細菌)在6%~10%的食鹽溶液中就可以受到抑製,而黴菌和酵母菌則要在20%~25%的食鹽溶液中才能受到抑製。這種耐受力都是指當溶液呈中性時的最大耐受力。但是,如果溶液呈酸性或pH小於7時,上表中所列的微生物對食鹽濃度的耐受力就會降低。蔬菜醃製時,鹵水的pH均小於7,尤其是發酵性醃製品的鹵水,pH更低。pH越低即介質越酸,其耐受力越低。如酵母菌在溶液pH為7時,對食鹽的最大耐受濃度為25%,但當溶液的pH降為2.5時,對食鹽的最大耐受濃度隻有14%。

(二)食鹽的抗氧化作用

食鹽對防止食品的氧化也具有一定的作用。這是因為,第一,蔬菜所處的食鹽溶液比水中的氧氣含量低,這就使蔬菜處在氧氣濃度較低的環境中;第二,通過食鹽的滲透作用還可排除蔬菜組織中的氧氣,從而減輕氧化作用,抑製好氧性微生物活動,降低微生物的破壞作用。第三,食鹽溶液還能鈍化酶的催化作用,尤其是氧化酶類,其活性隨食鹽濃度的提高而下降,從而減少或防止氧化作用的發生。

(三)食鹽降低水分活性的作用

食鹽有降低水分活性的作用。食鹽溶解於水後就會電離,並在每一離子的周圍聚集著一群水分子,水化離子周圍的水分聚集量占總水分量的百分率隨著食鹽濃度的提高而增加。相應地,溶液中的自由水分就減少,其水分活性就會下降。微生物在飽和食鹽溶液中不能生長,一般認為這是由於微生物得不到自由水分的緣故。簡而言之,就是食鹽降低了水分活度,使微生物得不到生長發育所需要的自由水分,因此,抑製了微生物引起的腐敗。

(四)食鹽中離子的毒害作用

食鹽分子溶於水後會發生電離,並以離子狀態存在。在食鹽溶液中,除了有Cl-、Na+以外,還有K+、Ca2+、Mg2+等一些離子。低濃度的這些離子對微生物的生活是必需的,它們是微生物所需營養的一部分;但當這些離子達到一定高的濃度時,它們就會對微生物產生生理毒害作用,使微生物的生命活動受到抑製,從而抑製微生物引起的敗壞。

(五)食鹽對酶活力的抑製作用

微生物的各種生命活動的實質都是在酶的作用下的生化反應,酶的活性決定了生化反應的方向和速度。但酶的作用要依賴於其特有的構型,而這種構型的存在又與水分狀況、溶液中離子的存在及離子的帶電性等因素直接相關。微生物在各種生命活動中分泌的酶的活性會因食鹽的存在而使其活性降低。因為食鹽溶液中的Na+和Cl-可以與酶蛋白中的肽鍵結合,從而破壞酶分子特定的空間構型,使其催化活性降低,導致微生物的生命活動受到抑製。

總之,食鹽的防腐作用隨著食鹽濃度的提高而加強。一般而言,在蔬菜醃製品中食鹽濃度達到10%左右就比較安全,如果濃度增加,雖然防腐作用增強,但也延緩了有關的生物化學的變化,如含鹽量超過12%,不但使成品鹹味太重、風味不佳,也會使製品的後熟期相應地延長。因此,在蔬菜醃製過程中的用鹽量必須很好地控製,不能僅僅依靠高濃度的食鹽來防腐,而要結合裝緊壓實、隔絕空氣、保證原料衛生等措施來防止微生物引起的敗壞,以生產出品質良好的蔬菜醃製品。

二、微生物的發酵作用

蔬菜醃製過程中,微生物引起的正常發酵作用,能抑製有害微生物的活動而起到防腐作用,還能使製品產生酸味和香氣。發酵作用以乳酸發酵為主,輔以輕度的酒精發酵和醋酸發酵,相應地生成乳酸、酒精和醋酸。

(一)乳酸發酵(lactic acid fermentation)

乳酸發酵是蔬菜醃製過程中最主要的發酵方式,任何蔬菜醃製品在醃製過程中都存在乳酸發酵,隻不過有強弱之分。乳酸菌廣泛分布於空氣中、蔬菜的表麵上、加工用水中以及容器和用具等物的表麵。從應用方麵講,凡是能產生乳酸的微生物都可稱為乳酸菌,其種類甚多,有球菌、杆菌等,屬兼性厭氧性的居多,一般生長的最適溫度為26~30℃。

在蔬菜醃製過程中主要的微生物有乳酸片球菌(Pedicoccus acidilactice)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、黃瓜酸化菌(Bacterium cucumeris fermentati)等八大種,還有酵母菌等

在蔬菜醃製過程中除了上述的乳酸菌外,尚有其他各種乳酸菌和非乳酸菌也在進行活動,同樣能將糖類發酵產生乳酸,所不同的是,還會產生其他產物及氣體,這類微生物稱為異型乳酸菌,如腸膜明串珠菌(Leuconostoc mesenterides)等,其發酵方式稱為異型乳酸發酵。

又如,短乳杆菌(Lact.brevis)將單糖發酵產生乳酸外,還生成醋酸及CO2等。

在蔬菜醃製前期,微生物的種類繁多,加之醃製環境中的空氣較多,酸度較低,故前期以異型乳酸發酵占優勢,但異型乳酸發酵菌一般不耐酸,到發酵的中後期,由於酸度的增加,異型乳酸發酵基本停止,而以同型乳酸發酵為主。

影響乳酸發酵的因素比較多,在生產實踐中,應當根據具體情況控製發酵進程。影響乳酸發酵的主要因素如下:

(1)食鹽濃度試驗證明,醃製時鹽液濃度較低時,乳酸發酵啟動早、進行快,發酵結束也早;隨著鹽液濃度的增加,發酵啟動時間拉長,且發酵延續時間較長。在3%~5%的鹽液中,發酵產酸最為迅速,乳酸生成量亦多;食鹽濃度在10%以上時,乳酸發酵作用大為減弱,生成的乳酸也少;食鹽濃度在15%以上時,乳酸發酵作用幾乎停止。

在實際生產中,由於低鹽度的醃菜能迅速而較多地產生乳酸,並兼有少量的醋酸、乙醇、CO2等物質生成,而這些產物都具有一定的抑菌防腐能力,因而使醃製品對有害菌的抗侵染能力也有所增強。此外,酸度的提高還可降低微生物的耐鹽能力,如酵母菌在pH為7的環境中,抑製其活動需要高達25%的食鹽;但當pH為2.5時,隻需14%的食鹽就可以了。生產中,對發酵性醃製品,其用鹽量一般控製在5%~10%之間,有時可低到3%~5%;而對於弱發酵的醃製品,其用鹽量一般在15%以上,有時用鹽量達到25%以上。在這樣高濃度的鹽溶液中,乳酸菌的活動受到抑製,乳酸發酵基本停止。

(2)環境溫度各種微生物活動都有其適宜的溫度範圍。乳酸菌生長的適溫為20~30℃。在這個溫度範圍內,醃製品發酵快,成熟早;低於適宜溫度時,則需要較長的發酵時間。例如,在製作酸白菜時,溫度不同,產酸量不一樣,乳酸發酵的啟動和進行情況也不一樣。在10℃的溫度下,乳酸發酵啟動慢、發酵時間長、產酸量低(僅為0.5%左右);但在20℃時,乳酸發酵啟動快,產酸量高(可達1.5%左右),製作出的產品質量穩定,色澤、風味較好。

(3)發酵液的pH不同微生物所適應的最低pH是不同的,腐敗菌、丁酸菌和大腸杆菌的耐酸能力均較差,而乳酸菌的耐酸能力較強,在pH為3的環境中仍可發育,至於抗酸力強的黴菌和酵母菌,因為它們都是好氣微生物,隻有在空氣充足條件下才能發育,在缺氧條件下則難以繁殖。

不同的乳酸菌株的耐酸能力各不相同。在醃製過程中耐酸能力不同的乳酸菌接力發酵,使醃菜的發酵得以順利完成。在醃製初期,由產酸不多、繁殖快而不耐酸的腸膜明串珠菌或糞鏈球菌占優勢,當含酸量達到0.7%~1.0%時,它們就滅亡了,由植物乳杆菌或耐酸的片球菌繼續發酵,當含酸量達到1.3%左右時,植物乳杆菌也受到抑製,則讓位於短乳杆菌和戊糖醋酸乳杆菌,它們能耐受含酸量高達2.4%,使酸菜發酵完成。

醃製過程中乳酸的產量及乳酸與醋酸之比例是影響漬物品質的重要因素。醃製液的酸度主要由乳酸形成。在醃製期間,乳酸生成較多且快,而醋酸生成較少,並始終維持在一定水平。隨著發酵的繼續進行,總酸量也不斷增加,但這種增加幾乎全來自於乳酸的增加,同時乳酸與醋酸的比值也不斷加大。一般認為,含酸量在0.5%~0.8%,乳酸與醋酸之比為(4~10)∶1時,醃菜的質量較好;酸度過低或過高,乳酸與醋酸的比值過小或過大,漬物風味都將受到影響。

(4)空氣含量空氣與微生物的生長有著密切關係。在醃製初期,由於蔬菜和醃製環境中存在有一定量的空氣,這時附著在菜株、空氣及水中的好氣微生物可以進行活動,隨著蔬菜細胞和細菌自身的呼吸,很快就造成醃製環境中的缺氧狀態,好氣性微生物隨之滅亡,而乳酸菌群繁殖旺盛。

醃製發酵的最初30h內,好氣性細菌繁殖,它們都是革蘭氏陰性菌。當醃製缸中空氣逐漸消失時,它們也隨之消失,於是產酸的乳酸菌開始繁殖並產酸。如果醃製過程中容器密封不好,會造成酵母菌繁殖,則使酸度迅速下降。黴菌、丁酸菌、酵母菌等有害菌都屬於好氣性的,而乳酸菌通常為嫌氣性的。所以,在醃製時,如能盡量減少空氣,造成缺氧環境,就有利於乳酸發酵,防止漬物敗壞,並還可減少維生素C的損失。因而,醃菜時要將蔬菜壓實,並立即加入充足的鹽水將菜體全部淹沒,不留空隙,並迅速密閉。

(5)營養條件在蔬菜醃製過程中,乳酸菌的繁殖和乳酸發酵,都需要有一定的物質基礎即營養條件。一般而言,用於醃製的蔬菜營養豐富,菜汁滲透出來所提供的營養條件為乳酸菌的活動提供了物質基礎。所以,醃製時一般不用再補充養分,但對那些含糖量不足的蔬菜,如能適量加入一些葡萄糖或不斷補充一些含糖量高的新鮮蔬菜,則可以促進發酵作用的順利進行。

(二)酒精發酵(alcohclic fermentation)

在蔬菜醃製過程中也存在著輕微的酒精發酵,酒精含量可達0.5%~0.7%,對乳酸發酵並無影響。

酒精發酵除生成酒精外,還能生成異丁醇和戊醇等高級醇。另外,醃製初期發生的異型乳酸發酵中也能形成部分酒精。蔬菜在被鹵水淹沒時所引起的無氧呼吸也可產生微量的乙醇。在酒精發酵過程中和其他作用中生成的酒精及高級醇,對於醃製在後熟期中品質的改善及芳香物質的形成起到重要作用。

(三)醋酸發酵(acetic acid fermentation)

在蔬菜醃製過程中也有微量的醋酸形成。醋酸的主要來源是由醋酸菌(Bact.aceti)氧化乙醇而生成,這一作用稱為醋酸發酵。

除醋酸菌外,某些細菌的活動,如大腸杆菌、戊糖醋酸杆菌(Bact.pentoaceticum)等,也能將糖轉化為醋酸和乳酸等。

極少量的醋酸不但無損於醃製品的品質,反而對品質有利。隻有在醋酸含量過多時才會影響成品的品質。醋酸菌僅在有空氣存在的條件下才可能使乙醇氧化變成醋酸。因此,醃製品要及時裝壇封口,隔離空氣,以避免醋酸的產生。

總之,在蔬菜醃製過程中微生物的發酵作用,主要是乳酸發酵,其次是酒精發酵,醋酸發酵非常輕微。在製造泡菜和酸菜時,需要利用乳酸發酵。但在製造鹹菜及醬菜時則必須控製乳酸發酵,勿使乳酸超過一定的限度,否則鹹菜、醬菜製品就會變酸,這就是產品敗壞的象征。所以,要很好地掌握用鹽量,控製和調節發酵過程。

三、蛋白質的分解作用

供醃製用的蔬菜除含糖分外,還含有一定量的蛋白質和氨基酸。不同蔬菜所含蛋白質及氨基酸的總量和種類不同。在醃製和後熟期中,蔬菜所含的蛋白質受微生物的作用和蔬菜本身所含的蛋白質水解酶的作用,而逐漸被分解為氨基酸。這一變化在蔬菜醃製過程和後熟期中是十分重要的,它是醃製品色、香、味的主要來源,但其變化是緩慢而複雜的。

蛋白質水解生成的某些氨基酸本身就具有一定的鮮味和甜味,如果氨基酸進一步與其他化合物起作用,就可以形成更為複雜的產物。蔬菜醃製品的色、香、味的形成都與氨基酸有關,現分別論述如下。

(一)鮮味的形成

盡管由蛋白質水解所生成的某些氨基酸具有一定的鮮味,但是,蔬菜醃製品的鮮味來源,主要是由穀氨酸與食鹽作用生成的穀氨酸鈉。

蔬菜醃製品中不隻含有穀氨酸,還含有其他多種氨基酸。這些氨基酸均可生成相應的鹽類。因此,醃製品的鮮味遠遠超過了穀氨酸鈉單純的鮮味,這是多種呈味物質綜合的結果。此外,在乳酸發酵作用中及某些氨基酸(如氨基丙酸)水解生成的微量乳酸,也是醃製品鮮味的來源。

(二)香氣的形成

蔬菜醃製品香氣的形成是比較複雜而緩慢的生物化學過程。主要有以下幾方麵:

(1)蔬菜原料中的有機酸或發酵過程中產生的有機酸與發酵中形成的醇類發生酯化反應,能產生乳酸乙酯、醋酸乙酯、氨基丙酸乙酯、琥珀酸乙酯等不同的芳香物質。

(2)氨基酸與戊糖的還原產物4-羥基戊烯醛作用,生成含有氨基類的烯醛類香味物質。

(3)芥子苷類香氣十字花科蔬菜常含有芥子苷,尤其是芥菜類含黑芥子苷較多,使其具有苦味。當芥菜在醃製時,經過搓揉或擠壓使細胞破裂,黑芥子苷在黑芥子苷酶的作用下分解,產生一種芳香而又帶刺激性氣味的黑芥子油,同時芥菜的苦味消失。

(4)其他香味物質乳酸發酵中產生的乳酸和其他酸類(如琥珀酸、檸檬酸),在微生物(如Leuconostoc citrovorum、Leuc dextranicus)的作用下生成具芳香氣味的丁二酮。

此外,在醃製過程中加入的花椒、辣椒末及其他各種香料,進一步增加了這類醃製品的香氣。所以,醃製品的香氣就顯得比較複雜而多樣。

(三)色素的形成

蔬菜醃製品在其發酵後熟期中,由蛋白質水解所生成的酪氨酸在微生物或原料組織中所含酪氨酸酶的作用下,經過一係列的氧化作用,最後生成一種深黃褐色或黑褐色的黑色素(又稱黑蛋白)。

在此反應中,氧的來源主要依靠戊糖還原為丙二醛時所放出的氧。所以,蔬菜醃製品裝壇後雖然裝得十分緊實缺少氧氣,但醃製品的色澤依然可以由於氧化而逐漸變黑。當然,促使酪氨酸氧化為黑色素的變化是極為緩慢而複雜的過程。

另一種色素形成的重要途徑是氨基酸與還原糖引起的非酶褐變形成的黑色物質。由非酶褐變形成的這種黑色物質不但色黑而且還有香氣。一般來說,醃製品裝壇後的後熟時間越長,溫度越高,則黑色素的形成越多越快。所以,保存時間長的鹹菜(如黴幹菜、冬菜)比剛醃製成的鹹菜的顏色更深、香氣更濃。如四川南充的冬菜裝壇後還要經過三年的日曬才算完全成熟,其成熟的標準就是冬菜已變得烏黑而有光澤,香氣濃鬱而醇正,味鮮而回甜,組織堅實而嫩脆。

蔬菜原料中所含的葉綠素在醃製過程中也會逐漸失去其鮮綠的色澤,特別是在酸性介質中葉綠素最容易變成黃褐色。鹹菜類裝壇後在其發酵後熟的過程中,葉綠素消退後也會逐漸變成黃褐色或黑褐色。

四、蔬菜醃製品的保綠與保脆

保持蔬菜醃製品的綠色和脆的質地,是提高製品品質的重要問題。

蔬菜的綠色是由於存在的葉綠素所表現。發酵性的醃製品,因在醃製過程中產生乳酸等,使葉綠素變成脫鎂葉綠素,而使其綠色無法保存。在醃製非發酵性的醃製品時,為保持其原有的綠色,可在醃製前先將原料經沸水燙漂,以鈍化葉綠素酶,防止葉綠素被酶催化而變成脫葉醇葉綠素(綠色退去),可暫時保持綠色。若在燙漂液中加入微量的Na2CO3或NaHCO3,可使葉綠素變成葉綠素鈉鹽,也可使製品保持一定的綠色。其實,采用一般的方法,很難持久地保持蔬菜醃製品的綠色,也不必強調產品的綠色,因為,不同的醃製品本來就有不同的顏色。