常用食品乳酸菌發(fā)酵蔬菜的研究

楊麗娜，遲雪梅，遲乃玉，石群，任楠楠，喬慧，張慶芳*

1(大連大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連，116622) 2(遼寧省海洋微生物工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連，116622)

常用食品乳酸菌發(fā)酵蔬菜的研究

楊麗娜1,2，遲雪梅1,2，遲乃玉1,2，石群1,2，任楠楠1,2，喬慧1,2，張慶芳1,2*

1(大連大學(xué) 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧 大連，116622) 2(遼寧省海洋微生物工程技術(shù)研究中心，遼寧 大連，116622)

對(duì)Streptococcuslastic，Lactobacillusbrevis，Lactobacilluscasei等9種食品常用乳酸菌種進(jìn)行發(fā)酵蔬菜研究，通過(guò)對(duì)發(fā)酵菜及湯汁中VC、氨基酸、總酸、總糖、揮發(fā)酸、硝酸鹽、亞硝酸鹽等指標(biāo)的測(cè)定，結(jié)合產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)，篩選出適合作為蔬菜發(fā)酵劑用的菌種Streptococcuslastic。從研究結(jié)果看，接種Streptococcuslastic菌種的發(fā)酵蔬菜既可以很好地降解發(fā)酵菜中亞硝酸鹽的含量，又可與其他菌種制成復(fù)合發(fā)酵菌劑，用于發(fā)酵制品生產(chǎn)，且產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)較豐富。

常用乳酸菌種；理化指標(biāo)；感官評(píng)價(jià)

傳統(tǒng)的蔬菜腌漬發(fā)酵工藝是利用天然附著于菜體表面的各種微生物來(lái)發(fā)酵，發(fā)酵周期長(zhǎng)，易腐爛變質(zhì)，并會(huì)有大量亞硝酸鹽生成[1]。近年來(lái)為了縮短發(fā)酵周期，改善發(fā)酵蔬菜的品質(zhì)，研究人員對(duì)人工接種技術(shù)進(jìn)行了研究和應(yīng)用。人們?cè)诮臃N乳酸菌腌漬發(fā)酵菜試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，接種發(fā)酵能顯著地降低亞硝酸鹽生成。目前，對(duì)食品常用乳酸菌發(fā)酵蔬菜進(jìn)行多菌種比較系統(tǒng)的研究還未見(jiàn)報(bào)道。

本課題同時(shí)采用Streptococcuslastic，Lactobacillusleichmannii，Lactobacilluscasei，Streptococcusthermophilus，StreptococcuscremorisLactobacillusplantarun、Lactobacillusbrevis、Lactobacilluscaseisubsprhamnosus，Lactobacillusbrevis，Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosusmutation等9種食品常用乳酸菌種進(jìn)行發(fā)酵蔬菜研究，通過(guò)對(duì)發(fā)酵菜及湯汁中VC、氨基酸、總酸、總糖、揮發(fā)酸、硝酸鹽、亞硝酸鹽等指標(biāo)的測(cè)定，及產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)，篩選出適合作為蔬菜發(fā)酵及發(fā)酵制品少或無(wú)亞硝酸鹽殘留的菌種。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 菌種

購(gòu)于中國(guó)普通微生物菌種保藏中心。Streptococcuslastic(Sl);Lactobacillusleichmanni(Ll);Lactobacillusbrevis(Lb);Lactobacillusplantarun(Lp);Streptococcuscremoris(Sc);Lactobacilluscasei(Lc);Streptococcusthermophilus(St);Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosus(Lk);Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosusmutation(Ln)。

1.1.2 培養(yǎng)基

(1)MRS固體培養(yǎng)基。

(2)液體培養(yǎng)基：不加瓊脂，其他成分同MRS固體培養(yǎng)基。

(3)含亞硝酸鹽的液體培養(yǎng)基：液體培養(yǎng)基中加入一定量的亞硝酸鹽。

1.1.3 蔬菜原料

購(gòu)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。

1.2 儀器與設(shè)備

GB 5009.33—2010鎘柱，北京華奧科安科技有限公司；UV-120-02紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，日本SHIMADZU公司；pHB-4p 酸度計(jì)，上海雷磁儀器廠(chǎng)；P1000移液器，Gillson SAS。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 蔬菜腌漬發(fā)酵工藝流程

甘蘭→掰開(kāi)葉片→清洗→燙漂→瀝水→切段→裝瓶→壓石→注鹽水→接種→密封→發(fā)酵

1.3.2 腌漬發(fā)酵技術(shù)要點(diǎn)

把清洗過(guò)的甘蘭葉片放在恒溫水浴鍋中，水溫85～90 ℃，燙0.5～1 min，取出后迅速投入冷水中漂洗；把漂洗后的甘蘭放在篩筐中瀝去表面水分；甘蘭葉片切成3～4 cm的段；切段后的甘蘭裝入滅菌后的500 mL玻璃瓶中，每瓶裝量250 g，并按實(shí)；在裝緊甘蘭的瓶中放一塊滅菌的石塊，重約80～100 g。配成2%的鹽水溶液，燒開(kāi)過(guò)濾，晾涼，每瓶注入325 mL；把培養(yǎng)36 h，OD值一致的9種乳酸菌液，各取10 mL，分別加入9個(gè)玻璃瓶中，把菌液搖勻；用滅菌的瓶蓋密封；于25～30 ℃保溫發(fā)酵。

1.3.3 測(cè)定指標(biāo)

湯汁pH值：酸度計(jì)法；湯汁中亞硝酸鹽：鹽酸萘乙二胺法[2-3]；湯汁中揮發(fā)酸：水蒸氣蒸餾法；菜中硝酸鹽：鎘柱還原法;菜中、湯汁中總酸:酸堿滴定法;菜中VC:熒光法[4];菜中氨基酸:茚三酮比色法;菜中總糖:鐵氰化鉀滴定法[5-6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌發(fā)酵特性的研究

2.1.1 菌株在培養(yǎng)液中的總酸的變化

將S.lastic，L.leichmannii，L.casei，S.thermophilus，S.cremoris，L.plantarun、L.brevis、L.caseisubsp.rhamnosus，L.brevis，L.caseisubsp.rhamnosusmutation九種乳酸菌活化后，各轉(zhuǎn)入5支液體管中，30 ℃恒溫培養(yǎng)48 h，測(cè)各管的OD620值。各菌株取OD值一致的液體管，按3%接種量接入pH7.2的液體MRS種子培養(yǎng)基。在30 ℃恒溫培養(yǎng)，定時(shí)測(cè)定培養(yǎng)液的pH值和總酸，結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2。

圖1 培養(yǎng)液總酸含量的變化Fig.1 Change of total acid of culture solution

圖2 培養(yǎng)液pH值的變化Fig.2 Change of pH value of culture solution

如圖1和圖2可知，S.lastic、S.cremoris、S.thermophilus等9種乳酸菌都具有發(fā)酵產(chǎn)酸能力。發(fā)酵24 h以后pH都下降到pH4.5以下，120 h以后pH下降至pH4.0～3.0。

2.2 乳酸菌發(fā)酵蔬菜湯汁的研究

2.2.1 湯汁中pH值的測(cè)定

由圖3看出，接入的不同菌種，湯汁pH值變化幅度不同，說(shuō)明發(fā)酵速度不同。發(fā)酵速度最慢的是接種L.brevis菌株，在第3天pH值為pH5.76；其次S.thermophilus，在第3天pH值為pH4.68；S.lastic等菌種在第3天pH值在pH3.7左右。

圖3 發(fā)酵蔬菜湯汁pH值的變化Fig.3 Change of pH value of vegetable fermented solution

2.2.2 湯汁中總酸、揮發(fā)酸的測(cè)定

由圖4和圖5看出，蔬菜發(fā)酵接入的菌種不同，湯汁中總酸含量不同，說(shuō)明不同的乳酸菌產(chǎn)酸能力不同。發(fā)酵湯汁中產(chǎn)酸能力最強(qiáng)的是L.caseisubsp.rhamnosus菌株，含量為0.260%，其次，L.casei、S.lastic的產(chǎn)酸能力也較強(qiáng)，分別為0.214%和0.210%。L.brevis產(chǎn)酸能力最弱；發(fā)酵液中揮發(fā)酸最強(qiáng)的菌株是S.lastic，其次是L.brevis、L.casei，接種L.caseisubsp.rhamnosus菌株釋放的揮發(fā)酸含量最少；盡管接種S.lastic菌種發(fā)酵蔬菜使湯汁揮發(fā)酸較高，但所得的總酸與揮發(fā)酸比值卻不是最低的[7-8]。

圖4 蔬菜發(fā)酵液總酸和揮發(fā)酸含量Fig.4 Change of total acid and volatile acid value of vegetable fermented solution

圖5 蔬菜發(fā)酵液總酸/揮發(fā)酸Fig.5 Change of total acid/volatile acid value of vegetable fermented solution

2.2.3 湯汁中亞硝酸鹽的測(cè)定

由圖6可知，接入乳酸菌株不同，湯汁中亞硝酸鹽變化曲線(xiàn)不同；亞硝峰出現(xiàn)時(shí)間基本相同，但峰值不同。其中接種L.brevis、L.thermophilus乳酸菌株的湯汁，檢測(cè)不出亞硝酸鹽；而S.lastic、L.leichmannii菌株在發(fā)酵湯汁中的亞硝峰與L.caseisubsp.rhamnosus、L.caseisubsp.rhamnosusmutation、L.casei、L.plantarun相比較小。

2.3 發(fā)酵菜中各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定

2.3.1 發(fā)酵菜中VC、氨基酸的測(cè)定

接入的菌種不同，發(fā)酵菜中各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)果不

圖6 蔬菜發(fā)酵液中NO2-含量的變化Fig.6 Change of in NO2-vegetable fermented solution

同。由表1可知，接入L.caseisubsp.rhamnosus菌種，菜中Vc最高，其含量為9.504 mg/100g，其次是S.lastic、L.casei，其發(fā)酵菜Vc含量分別為7.392、8.396 mg/100g，接入L.brevis菌種，發(fā)酵菜中Vc含量最低；接入L.plantarun、S.lastic菌種，發(fā)酵菜中的氨基酸含量較高，含量分別為2 359、2 250 μg/100g；而接入L.caseisubsp.rhamnosus、L.caseisubsp.rhamnosusmutation、L.leichmannii菌種的發(fā)酵菜中，氨基酸剩余量很少。

表1 發(fā)酵菜各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)定

注：“-”表示未檢測(cè)出。

2.3.2 發(fā)酵菜中總糖、總酸及糖酸比的測(cè)定

接入不同菌種,酸度較高的分別是接種S.lastic、L.leichmannii、L.caseisubsp.rhamnosus菌種的發(fā)酵菜，而接種其他菌種發(fā)酵菜酸度低；而在發(fā)酵菜中，總糖含量相對(duì)較高的是L.caseisubsp.rhamnosus、L.plantarun、L.leichmannii和S.lastic；通過(guò)對(duì)比得出，糖酸比相對(duì)較高的是L.plantarun、L.caseisubsp.rhamnosus、L.leichmannii和S.lastic菌種。

2.3.3 發(fā)酵菜中NO3-、NO2-含量的測(cè)定

分別接入9種不同菌，菜中硝酸鹽含量顯著少于發(fā)酵前原料含量(經(jīng)燙漂后菜中硝酸鹽含量為895.23 μg/mL)，說(shuō)明：?jiǎn)尉杲臃N發(fā)酵，仍然會(huì)使菜中硝酸鹽大量分解；發(fā)酵菜中，S.lastic、L.brevis和S.thermophilus接種發(fā)酵時(shí)，無(wú)亞硝酸鹽殘留，而接種L.casei菌種時(shí)，亞硝酸鹽殘留量最高，高達(dá)11.28 μg/mL。

2.4 發(fā)酵菜感官評(píng)定

由表2可知，接種S.lastic、L.leichmannii菌株發(fā)酵的菜，感官質(zhì)量明顯的高于其他菌株；其中S.lastic乳酸球菌發(fā)酵的菜有醇香，L.leichmannii乳酸桿菌發(fā)酵的菜有酸香。而接種L.brevis、S.thermophilus菌株的發(fā)酵菜有異味。

表2 發(fā)酵菜感官評(píng)價(jià)表[20-21]

3 討論

從發(fā)酵菜的口感分析，打分最高的為S.lastic、L.leichmannii，從發(fā)酵菜的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)來(lái)看，VC含量比較高的菌種為L(zhǎng).caseisubsp.rhamnosus、S.lastic；氨基酸含量比較高的菌種為L(zhǎng).plantarun、S.lastic；總酸含量比較高的菌種為S.lastic、L.leichmannii；發(fā)酵菜無(wú)亞硝酸鹽殘留的菌種為S.lastic、L.brevis、S.thermophilus。湯汁中檢測(cè)不出亞硝酸鹽的菌種為L(zhǎng).brevis、S.thermophilus。從而選出S.lastic接種發(fā)酵菜，口感好營(yíng)養(yǎng)高；L.brevis、S.thermophilus接種的發(fā)酵菜中湯汁及菜中均無(wú)亞硝酸鹽殘留。

將S.lastic接種發(fā)酵菜，菜味酸香，有醇香，湯汁乳白色，Vc含量7.392 mg/100g，氨基酸含量2250 μg/100g，糖酸比0.94，總酸與揮發(fā)酸比5.17，亞硝酸鹽未檢出。

L.brevis、S.thermophilus接種發(fā)酵菜及湯汁檢測(cè)不出亞硝酸鹽，但湯汁有異味，且口感不佳。同時(shí)，L.brevis、S.thermophilus菌種在發(fā)酵菜及湯汁中Vc含量、氨基酸含量、總酸、揮發(fā)酸以及糖酸比都相對(duì)較低。

蔬菜中有大量的硝酸鹽(本實(shí)驗(yàn)原料硝酸鹽含量890.63 μg/mL),攝入后，能在體內(nèi)代謝不平衡時(shí)發(fā)生還原生成亞硝酸鹽[11]。本實(shí)驗(yàn)研究證明蔬菜發(fā)酵過(guò)程中都有大量硝酸鹽分解，從而有大量亞硝酸鹽生成，因?yàn)槭卟税l(fā)酵過(guò)程中環(huán)境復(fù)雜，前期有雜菌生長(zhǎng)(大腸桿菌等中含有硝酸鹽還原酶)。因此，設(shè)計(jì)出蔬菜發(fā)酵過(guò)程中既進(jìn)行了大量硝酸鹽分解又無(wú)亞硝酸鹽殘留，將是理想的發(fā)酵工藝。從本研究看出，接種L.lastic菌種發(fā)酵蔬菜既可以很好地降解發(fā)酵菜中亞硝酸鹽的含量，又不影響口感，且營(yíng)養(yǎng)豐富；是人工接種乳酸菌發(fā)酵蔬菜理想菌種的選擇。L.brevis菌種雖然產(chǎn)酸量低，影響口感，但有強(qiáng)降解亞硝酸鹽能力。因此，S.lastic菌種可與L.brevis菌種復(fù)合發(fā)酵，制成復(fù)合發(fā)酵菌劑[12]，既可使發(fā)酵產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)豐富，口感好，且在發(fā)酵菜及湯汁中檢測(cè)不出亞硝酸鹽。

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Study on lactic acid bacteria fermented vegetable

YANG Li-na1,2,CHI Xue-mei1,2,CHI Nai-yu1,2,SHI Qun1,2,REN Nan-nan1,2, QIAO Hui1,2,ZHANG Qing-fang1,2*

1(College of Life Science and Technology,Dalian University,Dalian 116622,China) 2(Liaoning Marine Microbial Engineering and Technology Center,Dalian 116622,China)

The fermentation of vegetables using 9 kinds of lactic acid bacteria such asStreptococcuslastic,Lactobacillusbrevis,Lactobacilluscaseietc. was studied. Based on the determination of several index including Vitamin C, amino acid, total sugar, total acid, volatile acid, nitrate, nitrite and sensory evaluation of products,Streptococcuslasticstrains suitable for use as a vegetable starter was screened out. Results showed that fermentation of vegetable withStreptococcuslasticstrain could efficiently degrade the nitrite in fermented vegetables.Streptococcuslasticcan be made into composite fermentation bacteria with other bacteria for the production of fermented products with rich nutrition.

lactic acid bacteria, physical and chemical indicators,Sensory evaluation

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201703023

碩士研究生(張慶芳教授為通訊作者,E-mail:zqf7566@126.com)。

國(guó)家“863”極端環(huán)境微生物的資源開(kāi)發(fā)利用(2007AA021306)；遼寧省自然科學(xué)基金(No.2050775)

2016-08-26，改回日期：2016-10-27