農家風味剁辣椒發(fā)酵工藝的優(yōu)化

胡博涵，吳暉*，賴富饒，徐浩，夏延斌

(1.華南理工大學輕工與食品學院，廣東 廣州 510640；2.湖南農業(yè)大學食品科學技術學院，湖南 長沙 410128)

農家風味剁辣椒發(fā)酵工藝的優(yōu)化

胡博涵1，吳暉1*，賴富饒1，徐浩2，夏延斌2

(1.華南理工大學輕工與食品學院，廣東 廣州 510640；2.湖南農業(yè)大學食品科學技術學院，湖南 長沙 410128)

采用耐鹽乳酸菌Lactobacillus L1、L2和耐鹽酵母菌Zygosaccharomyces rouxii (Saito) Lodd Yx.509混合發(fā)酵制作剁辣椒，通過單因素試驗和正交試驗對其發(fā)酵工藝進行優(yōu)化。結果表明：酸感、風味較佳脆鮮剁辣椒的適宜發(fā)酵條件為接種量6%，食鹽添加比率為11%~12%，28 ℃恒溫發(fā)酵9 d；添加0.2%的CaCl2能夠保持剁辣椒良好的脆度；80 ℃水浴滅菌15 min能達到商業(yè)滅菌的效果。

剁辣椒；耐鹽乳酸菌；酵母菌；發(fā)酵工藝

剁辣椒是傳統(tǒng)調味品，多為農家自制，其風味突出和香氣特別，但受生產條件和技術所限，其質量很難保證，產量也較小，一般僅供農家自己食用，很難成為商品。工業(yè)上一般采用高鹽腌制、脫鹽調味的方法生產剁辣椒，也有用乳酸菌純菌發(fā)酵制作剁辣椒的[1–5]，但以上方法都存在缺陷，生產出的剁辣椒風味遠遠比不上自然發(fā)酵的農家風味剁辣椒，而且工藝繁瑣，營養(yǎng)流失。良好的剁辣椒發(fā)酵工藝能縮短發(fā)酵時間，保證發(fā)酵質量，提高生產效益[6–8]。筆者采用乳酸菌和酵母菌混菌發(fā)酵的方式生產剁辣椒，研究其適宜發(fā)酵條件和保脆、滅菌、保質等的工藝參數(shù)，以研制發(fā)酵周期短、品質佳、質量穩(wěn)定的具有農家風味的剁辣椒。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗原材料紅辣椒購于湖南農業(yè)大學農貿市場。

菌種由湖南農業(yè)大學食品科學技術學院發(fā)酵實驗室分離得到的耐鹽乳酸菌 Lactobacillus L1、Lactobacillus L2和耐鹽酵母菌 Zygosaccharomyces rouxii (Saito) Lodd Yx.509組成。酵母菌Yx.509培養(yǎng)基組分為2%葡萄糖、1.5%酵母膏、0.1% K2HPO410%豆芽汁。乳酸菌培養(yǎng)基組分為葡萄糖3%，牛肉膏1%，K2HPO40.2%，番茄汁15%。乳酸菌、酵母菌培養(yǎng)溫度為28 ℃。

1.2 方 法

1.2.1 剁辣椒的加工

選擇全紅、飽滿、不萎蔫的鮮紅辣椒，去蒂，用清水洗干凈，置于竹篩上瀝水晾干，切碎，加入食鹽拌勻，裝入玻璃瓶中，接種發(fā)酵劑，同時加入保脆劑進行混菌發(fā)酵。發(fā)酵過程中瓶蓋留一定的縫隙，防止爆瓶。發(fā)酵完成后水浴殺菌，得成品剁辣椒。

1.2.2 單因素試驗

在發(fā)酵過程中，接種量、發(fā)酵溫度、食鹽添加比率和發(fā)酵時間是影響剁辣椒質量的主要因素。針對接種量(2%、4%、6%、8%、10%)、食鹽添加比率(8%、12%、16%、20%、24%)、發(fā)酵溫度(20、24、28、32、36 )℃和發(fā)酵時間(6、7、8、9、10 d)進行單因素試驗。初始試驗條件：以按一定比例調配好的剁辣椒作為發(fā)酵底物，將培養(yǎng)好的乳酸菌(109CFU/mL)發(fā)酵劑和酵母菌(108個/mL)發(fā)酵劑按體積比2：1：1(L1：L2：Y x.509)混勻，以接種量2%，食鹽添加比率6%，培養(yǎng)溫度28 ℃，發(fā)酵時間7 d為發(fā)酵條件制備剁辣椒，于發(fā)酵終點測定發(fā)酵后的剁辣椒酸度。

1.2.3 正交試驗

在接種量、食鹽添加比率、發(fā)酵溫度、發(fā)酵時間單因素試驗的基礎上進行 4因素 3水平正交試驗，以確定適宜發(fā)酵工藝參數(shù)。

1.2.4 剁辣椒的保脆試驗

在發(fā)酵和后熟過程中，辣椒組織中的果膠在果膠酶的作用下發(fā)生酶促水解，在酸作用下發(fā)生酸催化水解，導致組織軟化，因此，控制辣椒脆度的關鍵在于抑制果膠的溶解。生產實踐中一般以添加保脆劑的方法來保持剁辣椒的脆度。絕大多數(shù)保脆劑是通過滲入到蔬菜組織中與果膠形成鈣橋來加強細胞的纖維結構而達到保脆的目的。常用的保脆劑有CaCl2、CaCO3等[6–7]。本試驗中于發(fā)酵前分別添加0.1%、0.2%、0.3%的CaCl2和CaCO3，比較二者的保脆效果。

1.2.5 剁辣椒滅菌工藝

剁辣椒的貨架期與剁辣椒的殺菌效果關系密切。輻照滅菌、超高壓殺菌、超高溫瞬間殺菌、微波殺菌、紫外殺菌、臭氧殺菌等新型殺菌技術因受生產成本的制約而很少采用，一般企業(yè)在生產過程中采用巴氏滅菌方法來殺菌[8]。本試驗中將成品剁辣椒裝入玻璃瓶中，在不同溫度(70、80、90 ℃)下分別水浴滅菌10、15、20 min，放置在37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)10 d后測定細菌總數(shù)，并進行感官評價，比較其殺菌效果。

1.2.6 剁辣椒質量檢測

1.2.6.1 感官評價

挑選 10名食品專業(yè)的學生對不同試驗組剁辣椒的形態(tài)、色澤、香氣、風味進行感官評分。評分標準見表1。

表1 剁辣椒的感官評分標準Table 1 Standards of sensory evaluation for fermented and chopped chilli

1.2.6.2 理化指標及衛(wèi)生指標檢測

根據(jù)醬腌菜質量標準[9–10]，測定剁辣椒總酸、氨基酸態(tài)氮、還原糖、食鹽、亞硝酸鹽含量和細菌總數(shù)及大腸菌群、霉菌和酵母菌數(shù)等指標，其中，還原糖含量參照GB/T5009.7—2008測定；總酸(以乳酸計)含量參照GB/T5009.40—2010測定；氨基酸態(tài)氮含量參照GB/T5009.39—2010測定；食鹽含量參照GB/T5009.33—2010測定；亞硝酸鹽含量參照GB/T5009.33—2010測定；細菌總數(shù)參考 GB/T 4789.2—2010檢測；大腸菌群參照 GB/T4789.3—2010檢測；霉菌和酵母菌數(shù)量參照GB/T4789.15—2010檢測。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 適宜接種量

由表2可知，接種量為2%時，發(fā)酵液中的優(yōu)勢生物量太少，發(fā)酵液中的營養(yǎng)物質主要用于乳酸菌和酵母菌的組織分裂和生長，因此，乳酸和乙酸等的產率不高，且有雜菌與之競爭生長，破壞了剁辣椒的風味；接種量為2%~6%時，酸度不斷上升，且接種量由2%升為4%時酸度的增幅增大；接種量為6%時酸度達到最高值；接種量為 8%~10%時酸度增幅減小。結果表明，接種量為 6%時，發(fā)酵液中的生物量與可利用的糖量達到動態(tài)平衡，此時既能保持良好的乳酸產量，又能維持酵母菌的生長繁殖。接種量為8%~10%時總酸產率逐漸降低的原因可能是發(fā)酵液中生物量的增加導致菌種對營養(yǎng)進行競爭。

表2 不同接種量發(fā)酵剁辣椒的感官評價結果和酸度Table 2 Sensory properties and acidity of the fermented chili under different inoculum concentration

2.1.2 適宜的食鹽添加比率

由表3可見，隨著食鹽添加比率的增加，剁辣椒中的總酸含量逐漸減少，在食鹽添加比率16%以上時酸度降低幅度大，這可能與乳酸菌對食鹽的耐受程度有關。隨著食鹽添加比率的增加，乳酸菌的生長繁殖受到抑制，在食鹽添加比率達16%以上時乳酸菌生長緩慢。食鹽添加比率大于12%時，剁辣椒能夠保持較好的脆度，這可能是由于食鹽含量高時，產果膠溶解酶的雜菌不易生長，使辣椒的結構沒有受到破壞。當食鹽添加比率為 12%~16%時發(fā)酵辣椒的品質較好，外形美觀，風味優(yōu)良，味道鮮美且脆感好。當食鹽添加比率大于20%時，乳酸菌很難生長，只有耐鹽酵母菌能夠生長繁殖，且發(fā)酵能力不如低鹽含量的好。由于食鹽含量過高不宜食用，所以，剁辣椒發(fā)酵的食鹽添加比率以12%為宜

表3 不同食鹽添加比率發(fā)酵辣椒的感官評價結果和酸度Table 3 Sensory properties and acidity of fermented chili in different salt concentration

2.1.3 適宜發(fā)酵溫度

從表4可以看出，發(fā)酵溫度為28~32 ℃時，剁辣椒中的酸度較高；發(fā)酵溫度低于 24 ℃時，酸度明顯較低，菌株生長代謝緩慢；發(fā)酵溫度高于32 ℃時，酸度有所下降，因此，剁辣椒的適宜發(fā)酵溫度為28 ℃。

表4 不同發(fā)酵溫度剁辣椒的感官評價結果和酸度Table 4 Sensory properties and acidity of chopped chili under different fermentation temperature

2.1.4 適宜發(fā)酵時間

由表5可見，隨發(fā)酵時間的延長，剁辣椒的酸度逐漸增加，當發(fā)酵時間為5~7 d時，酸度增幅較大；7 d以后產酸逐漸減少，這可能是發(fā)酵后期菌數(shù)增加到一定臨界值時菌體爭奪營養(yǎng)物質，導致乳酸和乙醇產量下降，也可能是因為部分乳酸與乙醇發(fā)生酯化反應時生成了乙酸乙酯。當剁辣椒的發(fā)酵時間為7~9 d時，辣椒色澤紅亮，棱角分明，香氣濃郁，酸味柔和，味道鮮美，無辛辣味，因此，加工剁辣椒的適宜發(fā)酵時間為7~9 d。

表5 不同發(fā)酵時間剁辣椒的感官評價結果和酸度Table 5 Sensory properties and acidity of the fermented chili under different fermentation time

2.2 正交試驗結果

由表6可知，接種量、發(fā)酵時間、發(fā)酵溫度、食鹽添加比率對剁辣椒品質的影響依次減小，最優(yōu)組合為A2B1C1D3，即生產發(fā)酵剁辣椒的適宜工藝參數(shù)為接種量6%，食鹽添加比率11%，發(fā)酵溫度28℃，發(fā)酵時間9 d。

表6 正交試驗結果Table 6 Optimization results of orthogonal tests for fermentation process

2.3 保脆試驗結果

由表7可知，添加0.2%的CaCl2可以達到較好的保脆效果，且風味保持良好；添加0.1%的CaCl2時質地較脆，口感也適中，但效果略差；CaCl2添加量超過0.2%時，剁辣椒出現(xiàn)苦澀味，質地粗糙，不符合要求。添加CaCO3的保脆效果比添加CaCl2的差，因此，保脆劑以添加0.2%的CaCl2較為適宜。

表7 添加不同鈣鹽的硬化效果Table7 Harden effects of adding different concentration of calcium salt

2.4 滅菌時間和滅菌溫度的確定

由表8可見：90 ℃恒溫水浴10 min，剁辣椒可以達到商業(yè)無菌要求；70 ℃恒溫水浴20 min才能達到商業(yè)無菌要求。結合殺菌后剁辣椒的感官評價，80 ℃殺菌15 min的剁辣椒品質最優(yōu)。此條件下既可以達到殺菌要求，又可以獲得較好的剁辣椒脆度，也不會影響剁辣椒的外觀。相反，殺菌溫度過高，殺菌時間過長，則會導致剁辣椒性狀發(fā)生改變，出現(xiàn)辣椒組織消融、褪色等現(xiàn)象。

表8 不同滅菌條件下剁辣椒的品質Table 8 Quality of chopped chili under different sterilized conditions

2.5 剁辣椒質量檢測結果

經檢測，成品剁辣椒的總酸含量為 0.82%~ 0.85%，氨基酸態(tài)氮含量為 0.38%，食鹽含量為12.3%~12.8%，亞硝酸鹽含量為0.16~0.21 mg/kg，細菌總數(shù)<1.0 CFU/ml，大腸菌群<3 MPN/g，霉菌和酵母菌總數(shù)<1.0 CFU/ml。成品剁辣椒色澤紅亮，組織均勻，棱角清晰，有明顯的農家風味，香氣醇而濃郁，脆鮮酸爽。

3 結論與討論

發(fā)酵菌種接種量太少時發(fā)酵慢，營養(yǎng)物質利用程度不高；接種量太大時菌體對原料中的營養(yǎng)物質競爭加強，菌體生長不佳，發(fā)酵能力下降。溫度過高時菌體細胞容易遭受熱損傷而生長減緩；溫度過低時菌體繁殖緩慢，發(fā)酵緩慢。發(fā)酵時間太短，乳酸菌不能有效利用辣椒中的營養(yǎng)成分，不能消除鮮辣椒的辛辣味，酵母菌不能充分利用辣椒中的糖類發(fā)酵產生醇類物質，乳酸菌和酵母菌的代謝產物也較少，使剁辣椒風味不突出；發(fā)酵時間長雖然能夠延長剁辣椒的后熟時間，增加氨基酸和醇類、酯類等風味物質含量，但是會導致剁辣椒過酸，發(fā)酵過度，辣椒組織軟化，出現(xiàn)皮肉分離現(xiàn)象，且容易滋生雜菌，影響剁辣椒的品質。從工業(yè)生產的角度來看，發(fā)酵時間過長會延長剁辣椒的生產周期，降低產能，增加生產成本。食鹽添加比率通過改變菌體細胞的滲透壓而影響菌體的生長，同時對辣椒脆度的影響也很大。本試驗結果表明，當接種量為6%，食鹽添加比率為11%，發(fā)酵溫度為28 ℃，發(fā)酵時間為9 d時，剁辣椒的風味適宜。為了使剁辣椒保脆和有一定的貨架期，添加0.2%的 CaCl2并采取80 ℃滅菌15 min，既可以達到商業(yè)滅菌的要求，又能使剁辣椒的色澤、脆感和風味等較佳。

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[10] GB 5009—2010 食品安全國家標準[S]．

責任編輯：王賽群

英文編輯：王 庫

Optimization of fermentation technology on chopped chili with rustic flavor

HU Bo-han1, WU Hui1*, LAI Fu-rao1, XU Hao2，XIA Yan-bin2
(1.College of Light Industry and Food Science，South China University of Technology, Guangzhou 510640, China; 2.College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

Fermentation technology on chopped chili was optimized by using salt-tolerant Lactobacillus (L1 and L2 ) mixed with salt-tolerant yeast Zygosaccharomyces rouxii (Saito) Lodd Yx.509 (Yx. 509) through single factor and orthogonal test. Result showed that the best fermentation condition for chopped chili with optimal sour taste and good flavor was under inoculum size of 6%, 11%?12% salt concentration, 28 ℃ constant temperature, 9 d’s fermentation time; Chopped chili could keep a good brittleness by adding 0.2% CaCl2, and achieve commercial sterilization effect in 80 ℃ water bath for 15 min.

chopped chili; lactic acid bacteria with salt resistance; yeast; fermentation technology

10.13331/j.cnki.jhau.2014.01.022

時間：2014– – 00:00

網(wǎng)絡出版地址：

S641.3；TS205.5

A

1007?1032(2014)01?0110?05

2013–12–18

胡博涵(1990—)，男，湖南長沙人，碩士研究生，主要從事食品質量與安全研究，hubohan_11@126.com；*通信作者，fehwu @scut.edu.cn