http://www.shac.gov.cn/nkrx/kjdt/lwzj/200609/t20060904_158653.htm 目前，我国蔬菜种植面积占世界总种植面积的1／3以上，产量约占蔬菜总产量的40％，是 世界第一蔬菜生产大国。然而，我国蔬菜加工技术起步较晚，蔬菜加工量不到蔬菜总产量 的10％。蔬菜加工方法主要为腌制、干制、罐藏、速冻、搾汁等，其中腌制属於发酵加工 ，是传统蔬菜加工的主要方法之一。众多研究表明，发酵加工可延长蔬菜产品保质期，便 於包装运输，方便食用，调剂蔬菜淡旺季，从而做到全年均衡供应，还可改善蔬菜风味品 质，增加花色品种，提高营养价值，满足人们对蔬菜制品日益增长的需要。随着微生物学 与发酵工程技术的快速发展，我国蔬菜发酵加工业已经步入一个新的阶段，笔者对我国蔬 菜发酵加工领域的研究进展进行简要阐述。 1蔬菜发酵加工的定义及其特点 蔬菜发酵加工是以各种蔬菜为原料，利用有益微生物的活动及控制其一定的生长条件对 蔬菜进行加工的一种方式。发酵加工主要蔬菜产品有泡菜、酸菜、酱菜和腌菜等。在这些 产品加工过程中，均伴随着以乳酸菌为主的微生物生长代谢活动。蔬菜发酵体系是一种微 生态环境，其中含有乳酸菌、酵母菌和醋酸菌等多种微生物。蔬菜发酵加工是一种冷加工 方式，能进一步改善蔬菜风味，提高其营养与保健价值。蔬菜经过发酵後的风味与新鲜蔬 菜本身的风味、微生物代谢活动及发酵条件等因素密切相关。 2蔬菜发酵加工的优点 2．1提高蔬菜制品营养价值 蔬菜发酵加工的主要方式是乳酸菌发酵，乳酸菌利用原料的可溶性物质通过其代谢作用产 生多种有机酸、维生素和酶。产生的有机酸不仅有利於蔬菜中矿物质钙、磷等的吸收利用 ，而且还具有重要的营养生理作用。吴文惠等(1995)在实验中发现，番茄汁和胡萝卜汁经 乳酸菌发酵後核黄素、硫氨素、吡哆醇的含量增加，而且发酵後的蔬菜汁中谷氨酸的含量 较高，从而提高了蔬菜制品的营养价值。新鲜蔬菜在发酵过程中碳水化合物只有轻度分解 ，由於乳酸菌不具有分解纤维素和蛋白质的酶系统，因此它们在蔬菜的发酵加工中不会破 坏植物的组织细胞。 2．2改善蔬菜制品风味 在蔬菜发酵加工过程中，以乳酸菌为主的微生物体系产生的乳酸、醋酸、丙酸等有机 酸赋予发酵蔬菜柔和的酸味，产生的酮类赋予产品爽口、圆润、清香的口感，产生的微量 双乙酰使制品具有怡人的奶油香味，有机酸与发酵过程中产生的不同醇结合生成不同的酯 使产品具有清新的花果香味。严维凌等(2001)研究发现，经乳酸菌发酵的蔬菜汁中风味成 分较未发酵的蔬菜汁有明显增加。其中，经嗜热链球菌、双歧杆菌、嗜酸乳杆菌配合发酵 的番茄汁比未经发酵的番茄汁中双乙酰含量增加了500多倍，异丁醇含量增加了70多倍， 发酵後还合成了许多蔬菜汁中没有的风味成分，如戊醛、3一甲基丁醛、己醛、庚醛、辛 醛、壬醛、葵醛、十一醛、辛醇、十二醇、己烯、壬烯、十一烯、十二烯、辛烷、壬烷、 十一烷、己酸乙酯等。可见乳酸发酵蔬菜制品既有蔬菜原料鲜嫩清香的自然风味，又增加 了乳酸发酵的怡人香味，同时乳酸的酸味还在一定程度上掩盖了蔬菜制品的青臭味。 2．3延长蔬菜制品保质期 以乳酸菌为主的微生物体系在厌氧发酵过程中产生大量有机酸，造成的酸性环境可抑制蔬 菜制品中一些腐败菌和病原菌的生长繁殖。乳酸菌还能产生许多具有抗菌活性的物质如乙 醇、过氧化氢和细菌素等。有资料表明，乳酸链球菌肽(nisin)对多种革兰氏阳性菌如葡 萄球菌、芽孢杆菌、乳杆菌、利斯特氏菌等有很强的抑制作用，400IU／mL可以杀死绝大 多数革兰氏阳性菌，从而可以作为一种天然的食品防腐剂，延长蔬菜制品的保质期。 2．4增加蔬菜制品医疗保健作用 蔬菜经过发酵後含有B族维生素，包括植物中不存在的维生素Bt2，这对人体健康大有好处 。食用乳酸菌发酵的蔬菜制品，人体除了吸收蔬菜的营养成分外，摄入的乳酸菌体及其代 谢产物可起到益生菌整肠、防便秘、提高免疫功能、降低血脂、降低胆固醇及防癌抗癌等 作用。薛胜平(2000)研制了一种丙酸菌乳酸菌富硒发酵蔬菜，使无机硒转化为有机硒，提 高了硒的生理活性与吸收率，使产品具有保护生物膜、消除自由基、抗癌、防衰老等多种 新的保健功能。 3发酵蔬菜中的主要微生物菌群 3．1乳酸菌 乳酸菌是可发酵碳水化合物以获取能量，并生成大量乳酸的一类细菌的总称。它是一类非 致病性细菌，不产生任何毒素或毒性产物。蔬菜腌制发酵中的乳酸菌分别属於粪链菌属 (Streptococus)、明串球菌属(Leuconostoc)、片球菌属(Pedrococcus)和乳杆菌属(￡ actobacillus)。在蔬菜初始发酵阶段和主发酵阶段起主要作用的乳酸菌主要为粪链球菌 (Streptococcus facealis)、肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesen—teroides)和短乳杆菌 (Lactobacillus brevis)。乳酸菌具有耐盐性，对食盐的适应能力较强。乳酸菌利用蔬菜 中的可利用糖发酵产生大量有机酸如乳酸、乙酸、丙酸等，这些有机酸类物质对其它微生 物如肠道细菌属、棒杆菌属和克雷伯氏菌属有一定的抑制作用。此外，还产生多种抑菌物 质，如过氧化氢、乙醇、细菌素等。蔬菜的发酵体系是厌氧环境，一些好氧微生物包括腐 败菌(如霉菌)在其中难以生长。因此，高盐、高酸、抑菌物质和厌氧环境决定了蔬菜发酵 的微生物主要是厌氧的乳酸菌。 3．2酵母菌 蔬菜发酵中常见的酵母菌主要是啤酒酵母、产醭酵母和鲁氏酵母等。酵母发酵所生成 的乙醇对发酵制品在後成熟阶段发生酯化反应和生成芳香物质至关重要。其它醇类的产生 对风味也有一定的影响。酵母菌产生的乙醇也可作为醋酸菌进行醋酸发酵的基质。只有当 发酵性碳水化合物全部被消耗之後，酵母才停止生长繁殖。但长期的酵母菌酒精发酵对蔬 菜制品的风味与品质有一定的不良影响，原因是酒精大量增加，使蔬菜制品酒度高，酒味 太浓，正常风味受损；另一方面，过量的酒精发酵，使糖类物质被大量地消耗，影响蔬菜 制品营养价值。此外，一些酵母菌(如产醭酵母)的大量繁殖会使蔬菜制品表面产生白膜， 释放出令人不愉快的酸臭味，最後导致蔬菜制品变质。因此，在蔬菜发酵过程中应控制酵 母菌发酵，使蔬菜发酵过程正常进行。 3．3醋酸菌 在蔬菜正常的发酵过程中，会有少量醋酸菌生长繁殖，如膜醋酸杆菌、黑醋酸菌和红醋酸 菌等，它们在好氧条件下对醇类进行不完全氧化，导致最终产物酸类的积累。醋酸菌对酸 性环境有较高的耐受力，大多数菌能在pH 5．0以下环境中生长。在蔬菜发酵过程中有少 量醋酸菌对产品风味形成有益，它们产生的醋酸除本身具有独特风味外，还可与乙醇形成 乙酸乙酯，给蔬菜制品增加芳香气味。但是与酒精发酵一样，过量会产生不良影响。所以 ，在蔬菜发酵过程中营造厌氧环境，控制醋酸菌的生长繁殖，是保证蔬菜制品风味正常的 关键技术。 4蔬菜发酵类型及其原理 根据乳酸菌的活动情况，可将发酵过程分为3个阶段，即初期(以异型乳酸发酵为主)、中 期(同型乳酸发酵并积累乳酸)和後期(产品风味形成并最终导致乳酸发酵结束)。 4．1初始发酵阶段一异型乳酸发酵 异型乳酸菌发酵温度为18-45℃，参与发酵的微生物主要有双歧杆菌、明串球菌和部分乳 杆菌(如短乳杆菌和发酵乳杆菌)，均属异型发酵乳酸菌。异型乳酸菌产酸量少，随乳酸的 积累，异型乳酸菌的活动受到抑制。异型乳酸发酵的产物与发酵机理均较复杂。其发酵途 径为磷酸解酮酶(PK)途径，即葡萄糖先被分解为5一磷酸木酮糖并释放出 C02，再经磷酸 解酮酶作用而转变成乙酰磷酸和3一磷酸甘油醛，乙酰磷酸进一步还原生成醋酸和乙醇， 同时释放磷酸。而3一磷酸甘油醛则通过丙酮酸还原成乳酸。所以，异型乳酸发酵有多种 代谢产物，如乳酸、醋酸、乙醇和C02。 4．2发酵中期一同型乳酸发酵并积累乳酸 同型乳酸发酵的微生物通常在40℃或较高温度下生长。蔬菜发酵中常见的同型乳酸发酵的 微生物有德氏乳酸菌、植物乳酸菌和乳链球菌，这些微生物所进行的同型乳酸发酵是蔬菜 发酵的主要形式。同型乳酸发酵乳酸菌的代谢途径为糖酵解(EMP)途径，发酵的结果是产 生乳酸。乳酸菌进行的这类乳酸发酵几乎可以将80％以上葡萄糖转化为乳酸。这一过程是 葡萄糖经EMP途径降解为丙酮酸，丙酮酸再被还原为乳酸。 4．3发酵後期一风昧物质形成期 发酵後期是乙二酰和乙偶姻风味物质的形成期。乙二酰是乳酸制品中的生香物质，由 丙酮酸在乙偶姻脱氢酶作用下形成。通过乳酸菌的发酵作用，不仅可以产生以乳酸为主的 各种有机酸和低级脂肪酸，而且能生成乙二酰、乙偶姻、醋酸、乙醇、短肽和氨基酸等成 分，产生令人愉悦的香味。发酵产生的酸和醇，在发酵制品的後熟阶段发生酯化反应，生 成的芳香物质对蔬菜风味的影响也非常大。 5发酵加工的几个主要蔬菜产品 5．1泡菜 泡菜是我国传统方法制作的一种发酵蔬菜制品，在我国已有上千年的历史。泡菜制作 是利用食盐的高渗透压作用，以乳酸菌发酵为主，兼有蛋白质分解的微生物发酵过程的冷 加工方法，对蔬菜的营养成分、色香味体的保存有利，食之清脆爽口、酸咸适中。 冉艳红等(2002)研究了泡菜自然发酵过程中主要成分的变化及其与乳酸菌生长的关系 ，结果表明，不同蔬菜原料，於30℃条件下自然发酵生产泡菜的过程中，泡菜汁中食盐、 葡萄糖、可滴定酸、VC含量等指标的变化趋势相同，随发酵时间的延长，泡菜汁中VC含量 增加。甘蓝独自自然发酵风味不理想，可能与其自身携带的乳酸菌种类有关，在制作中可 通过加人其它原料来增加乳酸菌种类，进而改善其风味。 为了使泡菜的制作工艺更加合理完善，科技工作者对泡菜的传统加工工艺进行了一系列改 革。钱志伟(2000)对泡菜腌制过程中总酸、VC和亚硝酸盐含量的动态观察表明，在18℃条 件下腌制泡菜，8-10天後即可食用，而且在风味、营养和亚硝酸盐含量等方面均为最佳状 态。为了使泡菜从家庭走向市场，梁文珍等(2000)研制了一种携带方便、易於开启的袋装 芹菜泡菜。 5．2腌菜 传统蔬菜腌制工艺均采用高盐方法，食盐用量为150-250 g／kg，这样不仅增加了原料成 本，而且成品盐度太高，对人体健康极为不利。因此，研制低盐、方便、有益健康的即食 性蔬菜产品有很大的现实意义。李雄辉等(2003)在蔬菜腌制过程中，配合天然复合防腐剂 ，采用初腌、复腌、转池、保鲜等工序，使在50 g／kg食盐浓度条件下的蔬菜腌制工艺获 得成功。但蔬菜在低盐腌制过程中产酸较多，易使腌菜制品风味过酸，为此，李雄辉等 (1995)又对蔬菜在低盐腌制过程中酸度的变化及控制进行了研究，采用大蒜泥和亚硫酸钠 进行防腐和抑制产酸，可使蔬菜腌制较长时间，而不会发生腐烂变酸现象。随着腌制工艺 与配方的不断改进，我国腌制菜品种丰富多彩，各地出现了许多着名的产品，如浙江的萧 山萝卜乾、四川涪陵搾菜、广东酥姜等。 5．3酱菜 酱制菜一般是用腌制菜的各种咸坯，经选料、切制、去咸後，用甜面酱、黄酱或酱油 等调味料浸泡酱渍而成的滋味鲜美的发酵蔬菜产品，既保持了蔬菜的清香味，又有浓郁的 酱香味。随着科技的进步，酱菜在质量水平、生产设备、生产工艺上均有了进一步的提高 。李良(2000)在实践中改变手工加工酱菜的生产工艺，采用小麦面粉辅以大豆为原料生产 稀醪酱汁酱渍新工艺，使产品率提高了43％，而且产品食盐含量低、口感好、营养丰富， 并采用水力运输原理的机械化生产，提高了人均劳效。邵伟等(2005)研制了铁强化酱菜生 产工艺，在酱油里添加铁强化剂、食醋、白糖、味精，再将处理好的蔬菜进行酱制。研究 表明，由於不同蔬菜对铁的吸收速率不同，其酱制时间也不同，萝卜、黄瓜一般酱制5天 即可，大蒜则需要15天左右、随着人们保健意识的增强，开发强化剂酱菜产品将会有很大 的发展空间和经济效益。 5．4发酵蔬菜汁饮料 我国蔬菜饮料起步较晚，虽被饮料工业普遍看好，但是发展缓慢，原因之一是许多蔬菜经 过常规高温热处理後，风味变劣，难为消费者接受。乳酸发酵蔬菜汁是一种冷加工方式的 新型饮料，兼具乳酸发酵和蔬菜汁的优点，使原料风味与发酵风味浑然一体，且营养丰富 ，颇受消费者欢迎。目前国内的科技工作者已经就一些蔬菜原料，如黄瓜、丝瓜、南瓜、 佛手瓜、番茄、胡萝卜等制成发酵蔬菜汁饮料进行了大量研究。乳酸菌发酵工艺条件主要 集中在蔬菜汁的比例、菌种接种量、初始pH值、发酵温度、时间等几个方面，以产品的风 味、口感、活菌数、营养成分的变化为衡量标准。已报道的发酵蔬菜饮料还有复合蔬菜汁 乳酸菌发酵饮料、乳酸菌发酵复合蔬菜浆等。乳酸发酵菜汁不仅保存了蔬菜本身的营养成 分，而且还增添了乳酸菌发酵汁特有的有益成分，是一种营养保健型蔬菜汁饮料。开发乳 酸菌发酵蔬菜汁饮料将会有广阔的市场前景。 6蔬菜发酵加工新技术 6．1纯菌接种发酵 蔬菜发酵加工是由一系列微生物的发酵活动完成的。根据微生物的来源，可以将蔬菜发酵 分为自然发酵和接种发酵。自然发酵是由附着在蔬菜表面、泡制器皿以及泡制所用的水和 香辛料中的微生物进行发酵，我国传统的蔬菜发酵(如蔬菜的泡制、腌制和酱渍等)大都是 自然发酵。在自然发酵过程中，不可避免地会受到许多因素的影响，如生产季节、用盐量 、操作卫生条件等，容易导致发酵不良或发酵失败。此外，采用自然发酵，还存在着发酵 周期长、发酵质量不稳定以及不利於工厂化、规模化及标准化生产等诸多弊端。接种发酵 是人为的将外来菌种或混合菌种接种於杀过菌的蔬菜上进行泡制的过程。应用纯菌接种乳 酸发酵技术对蔬菜进行发酵加工是对传统自然发酵模式的一种变革，也是发酵技术现代化 的一种标志。沈国华(2002)研究表明，采用纯菌接种恒温控制发酵的发酵速度至少要比自 然发酵平均提高3．26倍以上。采用纯菌接种发酵可将自然发酵的诸多不足限制在人工控 制之下，最大限度地提高蔬菜发酵加工的技术水平和产品质量。在纯菌接种发酵技术中， 菌种的选择及搭配形式、原料处理与发酵方式等均是纯菌接种快速发酵技术是否成功的关 键。沈国华等(2002)应用纯菌接种发酵技术确立了萝卜、黄瓜、包菜、甄豆等蔬菜发酵加 工的最佳配套模式，得到了品质稳定、口味上乘、开胃爽口的优质发酵蔬菜产品。 6．2发酵剂培养物 发酵剂培养物是采用精心筛选的菌种，通过分离、浓缩、冷冻而制成的菌体培养物。 在发酵蔬菜汁饮料中，乳酸菌的活化、扩增很繁琐，且菌种易退化，如将乳酸菌制成发酵 剂培养物，可使菌种长期保存，不降低活力，并且既经济又方便。以往的天然型发酵剂和 传统人工型发酵剂主要劣势是活菌含量低。目前，随着冷冻乾燥技术的广泛应用，技术革 新为蔬菜发酵剂的发展提供了支撑，制成冻干浓缩发酵剂提高了活菌的数量，微胶囊技术 也能较好地提高乳酸菌存活率。 7展望 我国蔬菜发酵加工技术具有悠久的历史，其中蕴藏着丰富的文化底蕴。蔬菜发酵加工 在我国有广阔的市场前景，从生产原料角度分析，一是可以综合利用蔬菜产品，成本较低 ，二是可以把季节性过剩的蔬菜或外观品质较差的蔬菜进行加工利用，增值增效。目前纯 菌接种技术正逐步应用到生产中去，不仅缩短了发酵时间，还获得了风味与品质俱佳的蔬 菜发酵制品。随着人们生活水平和保健意识的增强，发展具有特异风味和保健功能的蔬菜 发酵制品是对当今消费市场的丰富及补充。另外，将现代的微生物技术应用与传统的蔬菜 发酵过程有效的结合，必将会使我国的蔬菜发酵工业有长足的发展。 保鲜与加工，2006（2） 杨荣玲，肖更生，昊晓玉，刘学铭 -- 孤独是卓越心灵的命运 --

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