果蔬花卉腌制技术与应用
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第二节 果蔬花卉产品腌制加工的基本原理

果蔬花卉在腌制过程中的生物化学变化作用复杂而缓慢,其原理主要是利用食盐的高渗透压作用、微生物的发酵作用、蛋白质的分解作用,在抑制了有害微生物活动的同时,增加了腌制菜的色、香、味。

一、食盐的渗透作用

高浓度的食盐溶液具有很高的渗透压,在腌制过程中,植物细胞液和原生质层形成半渗透膜,与细胞外的食盐溶液构成了一个渗透系统,并发生了渗透作用。由于食盐溶液的渗透压大于原料细胞液的渗透压,细胞液的水分就向外渗透,细胞中液体体积变小,从而降低了细胞液对原生质层和细胞壁的压力,原生质和细胞壁也就跟着缩小,使细胞体积逐渐变小。但由于原生质比细胞壁的收缩性大,当细胞壁停止收缩后,原生质仍能随着细胞液的水分外流而继续收缩,最后使原生质与细胞壁完全分开,并出现较大的空隙,即所谓“质壁分离”现象,从而使微生物活动受到抑制,甚至会由于生理干燥而死亡。

二、微生物的发酵作用

微生物发酵在原料腌制过程中起着十分重要的作用,它不仅对腌菜制品风味有影响,而且也能抑制有害微生物的活动,从而有利于产品的储存。腌制过程中微生物的发酵作用多种多样,但主要的发酵作用是乳酸发酵作用、酒精发酵作用和醋酸发酵作用。

1.乳酸发酵

乳酸发酵作用是乳酸菌所进行的将葡萄糖、乳糖等单糖或二糖转化为乳酸的发酵类型。任何腌菜制品在腌制过程中都存在着此发酵作用,只不过有强弱之分。根据乳酸菌发酵产生乳酸的情况,可将乳酸发酵分为两类:正型乳酸发酵和异型乳酸发酵。

正型乳酸发酵的微生物通常在45℃左右或较高温度下生长。腌菜制品中常见的正型乳酸菌有德氏乳酸菌、植物乳杆菌和乳酸链球菌等。这些微生物所进行的正型乳酸发酵是植物原料腌制过程中的主要形式。异型乳酸发酵一般在腌制早期发生,随着乳酸的积累,则异型乳酸菌的活动受到抑制。添加食盐量达10%浓度以上也能抑制异型乳酸发酵发生。

2.酒精发酵

由微生物所进行的将糖类转化为乙醇的发酵作用,称为酒精发酵作用。进行酒精发酵作用的微生物主要是酵母菌,也有少量其他微生物的参与。

酵母菌是一类真核微生物,种类繁多,有近圆形的单细胞的,也有菌丝状细胞的。植物原料腌制中的酵母菌主要是单细胞的。酵母菌生长的最适温度为25~30℃。

自然界中,酵母菌主要分布在含糖较多的偏酸性环境中,如果实、蔬菜、花蜜、五谷、草、叶及果园土壤中。植物原料腌制中的酵母菌可以由原料采摘后本身表面带来、腌制用具吸附或从腌制过程中自然落入而来。腌制中常见的酵母有啤酒酵母、产醭酵母及鲁化酵母等。

3.醋酸发酵

在正常腌制中,会有轻微的醋酸发酵作用。所谓醋酸发酵是指醋酸细菌在通气条件下将乙醇等转化为醋酸的发酵作用。

醋酸菌是一些革兰氏阴性、需氧、能运动的杆菌。这些细菌对醇类进行不完全的氧化,导致酸类最终产物的积累。用乙醇作为基质时,产生醋酸。另外这些细菌对酸性环境有较高的耐受力,大多数菌株能在pH5下生长,但现在知道,醋酸细菌实质上是区分为葡萄糖细菌属和醋酸细菌属的。腌制中常见的醋酸菌有膜醋菌、黑醋菌、红醋菌和醋酸菌等。

三、蛋白质的分解作用

供腌制用的果蔬花卉原料除含糖分外,还含有一定量的蛋白质和氨基酸。各种原料所含蛋白质及氨基酸的总量和种类是各不相同的,在腌制和后熟过程中,其中所含的蛋白质在微生物的作用和原料自身所含的蛋白质水解酶的作用下,逐渐被分解为氨基酸,氨基酸本身具有一定的鲜味和甜味。这一变化在腌制过程和后熟期中是十分重要的生物化学变化,也是腌制品产生一定的色泽、香气和风味的主要来源,但其变化是缓慢而复杂的。

1.鲜味的形成

原料中的蛋白质在蛋白酶作用下生成各种氨基酸,都具有一定的鲜味,如成熟榨菜氨基酸含量,按干物质计算为18~19mg/g,而在腌制前只有12mg/g左右,提高60%以上。

在腌制品中鲜味的主要来源是谷氨酸与食盐作用生成的谷氨酸钠(即味精)。此外,微量的乳酸及具甜味的甘氨酸、丙氨酸和丝氨酸等,对鲜味的丰富也是大有帮助的。

2.香气的形成

蛋白质水解生成氨基丙酸,具有一定的香气。原料中的有机酸或氨基酸与发酵中的酒精产生酯化反应,能生成乳酸乙酯、醋酸乙酯和氨基丙酸乙酯,形成不同的芳香。在腌制过程中,乳酸菌类将糖生成乳酸的同时,还生成具有芳香性的双乙酰。有的蔬菜组织中含有黑芥子苷,其水解后产生芥子油和糖,形成一种具芳香气味的物质。

3.色泽的形成

蛋白质水解所生成的酪氨酸,在微生物或原料组织中所含的酪氨酸酶的作用下,经过一系列的氧化作用,最后生成一种深黄褐色或黑褐色的黑色素,使加工品呈深黄褐色或黑褐色(即酶褐变)。氨基酸与还原糖作用也可生成黑色物质(即非酶褐变)。一般来说,腌制品装坛后的后熟时间愈长,温度愈高,则黑色素的形成愈多愈快。

四、香辛料和调味料的防腐杀菌作用

一些香辛料和调味品,如大蒜、生姜、葱和醋等,由于具有独特的滋味和气味,在果蔬花卉加工中起着重要的作用,它除赋予果蔬花卉制品独特的风味外,还可以抑制和矫正果蔬花卉制品的不良气味,促进消化吸收,还具有抗菌防腐功能。如大蒜具有特殊的蒜辣气味,含有多种维生素及矿物质等营养物质,有帮助消化、增进食欲、消毒杀菌的作用。

五、影响腌制过程的主要因素

1.原料

果蔬花卉原料中含有水、矿物质、维生素、糖、有机酸和多酚类物质等多种成分,因此原料化学成分是影响腌制过程的主要因素。不同化学成分,在腌制加工过程中的变化和要求也不同。举例如下。

(1)水分 相同食盐浓度的腌制品,若原料中含水量不一,耐保存情况也不一。如榨菜含食盐为12%时,含水量在75%以下的较耐保存;而含水量在80%以上的则风味平淡,易酸化不耐保存。

(2)糖 在一定限度内,含糖量与发酵作用成正相关,1g糖通过乳酸发酵可生成1g乳酸,1g糖通过酒精发酵可以生成0.51g酒精。对于含糖量较少的原料品种,可采取适当加糖的方法调整其含糖量。如泡菜要求积累的乳酸量为0.4%~0.8%,从理论上计算,原辅材料中只需要1%的糖就足够了,但由于还会产生酒精发酵、调味等的要求,就需要加入稍多一点的糖,如新泡菜的腌制一般要加入3%的糖。

(3)维生素 在腌制过程中,由于原料组织死亡,维生素C接触氧气很容易被氧化破坏,而含量降低。另外,维生素C的破坏与腌制时间有关,腌制时间越长,维生素C损失也就越大。然而,维生素C在酸性环境中比较稳定。如果腌制过程中加盐量较少,生成乳酸较多时,维生素C损失就比较少。如果腌制品保存不好,制品露出盐液表面或多次冻结和解冻也会加速维生素C的破坏。

2.辅料

(1)食盐 食盐是制作腌菜制品的基本辅助原料。食盐用量是否合适,是能否按要求腌制成各种风味腌制品的关键。食盐用量过多,不仅较多地破坏了原料的营养成分,而且会使制品味苦,还能使其他辅料改变味道;食盐用量过少,腌制品容易发霉、发酸、腐烂,不但影响制品的质量,而且降低了保藏性。

在腌制时,盐水浓度一般在5%~15%范围内,有时可低到2%~3%,视需要的发酵程度而异。盐分在7%以上时,一般有害细菌就不能生长了,在10%以上就不易“生花”了。不过盐分达到10%以上时,乳酸菌的活动就大为减弱,减少了酸的生成。因此,若需要高度乳酸发酵,就应该用低浓度盐分。一些仅依靠食盐来保藏的腌制品,如盐渍菜,食盐浓度在15%左右,但最多不能超过20%。

(2)酱 酱系指以黄豆及面粉为原料经发酵酿造而成的红褐色稠状含盐调味品。它是酱菜生产中不可缺少的主要原辅材料。用于制作酱菜的酱类主要有甜面酱、黄酱和豆瓣酱等。制作甜面酱的主要原料为面粉,制作黄酱的主要原料为黄豆和面粉,而豆瓣酱的主要原料是黄豆。因各地区消费习惯的不同,在制作酱菜时选择酱的种类也各不相同。酱菜的质量、色、香、味的形成与制酱技术密切相关,酱的质量好坏会直接影响酱菜质量的优劣,因此,能否制出优质的酱,是保证酱菜质量的先决条件。

3.环境

(1)温度条件 腌制咸菜温度不宜过高,一般不能超过20℃。温度高时,能促进腐败菌的生殖,引起咸菜腐烂变质、变味。冬季要进行保温,一般保持2~3℃为宜,温度过低,咸菜受冻,也会变质变味。

(2)酸度(pH)条件 腌制环境中的酸度对微生物的活动有极大的影响。这是因为每一种微生物生长繁殖所能适应的pH,都有一定的范围。如果环境的pH过低或过高,则微生物细胞中的很多组分被破坏,微生物便受到抑制或死亡。同时,不同种类的微生物对pH的适应性各不相同。另外,酸度对原料的蛋白质酶类及果胶酶的活性也有影响。

(3)空气条件 咸菜类要存放于阴凉通风处。在腌制初期必须揭掉腌器的盖,以利于散热,防止腐烂变质。特别注意要将腌器放在通风良好的地方,但要防止太阳直接照射到菜上,致使温度升高。

(4)卫生条件 腌菜制品一般是直接入口的副食品,因此,卫生条件好坏,直接影响着人体健康。所以,注意腌制原料和器具的卫生处理是十分重要的。

原料本身常常带有对人体有害的微生物以及有毒的化学农药。腌制前一定要把原料清洗干净,除去污泥、细菌和农药,并且摘掉黄帮烂叶,削去虫蚀斑痕。有些原料在洗净之后进行晾晒,一方面可以蒸发水分,缩小原料体积,便于腌制;另一方面可以通过阳光的直接照射,利用紫外线杀死附着在原料表面的有害微生物。晒菜的时间可根据腌制的要求和原料的种类具体而定。

4.人工操作

(1)倒缸 倒缸是腌制过程中很重要的工序。倒缸就是将腌器里的制品上下翻倒。这样可使原料不断散热,受盐均匀,并可保护原有的颜色。原料采收后仍进行着生命活动,即呼吸作用。其呼吸作用的快慢、强弱,与品种、成熟时期、组织结构等有着密切的关系。因此,腌制时,必须及时倒缸,尽快散去原料的呼吸热量,从而避免腐烂并保持鲜菜本色。

(2)晾晒 有些品种如榨菜、梅干菜在腌制前先要进行晾晒,去除部分水分,防止在盐腌时菜体的营养成分过多地流失,影响制品品质。

(3)烫漂 烫漂处理,可以驱逐原料内的空气,使菜体显出鲜艳的颜色,并可使影响产品品质的氧化酶失活,也可以杀死原料表面的虫卵和无芽孢微生物。特别是对于花卉腌制的原料,进行烫漂、水漂等前期的处理是必不可少的,因为有些花卉中含有一些对人体不利的酶,只有通过加热烫漂才可安全食用。

(4)蒸煮 蒸煮处理,可以改变原料组织细胞的通透性,便于料液的渗入,从而缩短腌制时间,提高腌菜制品的品质。特别是对于组织细胞致密的根茎类原料,常采用多次蒸煮和多次浸卤的方法进行腌制。

综上所述,影响腌制过程的因子很多,必须巧妙地控制各因素,促进优变,防止劣变。在腌制过程中,只有合理制订加工方法,兼顾各个方面的影响因素,而不是单一地去考虑某个方面,这样才能生产出品质优良、风味美好的产品。