乳酸菌在辣椒醬發(fā)酵中的應(yīng)用

◎ 黃 宇，石 磊，曹琬宜，萬守朋，王昌祿

（1.天津市利民調(diào)料有限公司，天津 300308；2.食品營養(yǎng)與安全教育部重點實驗室，天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457）

辣椒（Capsicum annuumL）在我國有400多年的種植歷史[1]，是一種深受人們喜愛的蔬菜，具有鎮(zhèn)痛、抗癌、抗菌、抗輻射、抗誘變、預(yù)防心血管疾病、改善消化功能、減肥和促進血液循環(huán)等功效[2]。辣椒也是一種味辛香、性溫?zé)?、有刺激性的調(diào)味品，近年來已加工成各種產(chǎn)品，深受消費者喜愛。辣椒醬是辣椒經(jīng)過腌漬[3]或發(fā)酵后制成的產(chǎn)品，其味辣咸微酸、可口、開胃，能最大限度地保持維生素C的含量，并有促進食欲、幫助消化等功能[4]。

乳酸菌是人體胃腸道內(nèi)的益生菌群，可降低膽固醇[5]、緩解乳糖不耐癥、增強機體的免疫力[6]、遏制腫瘤細胞的生成[7]。辣椒通過乳酸菌發(fā)酵，可以提高其營養(yǎng)價值，抑制腐敗菌和亞硝酸鹽的形成，延長保質(zhì)期，還可產(chǎn)生特殊的風(fēng)味，深受消費者喜愛。

1 發(fā)酵辣椒醬概述

我國辣椒醬生產(chǎn)歷史悠久，按工藝的不同，可分為傳統(tǒng)制品和工業(yè)化制品兩種。傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒醬生產(chǎn)主要是利用辣椒醬中存在的天然乳酸菌進行自然發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸，發(fā)酵時在辣椒醬中加入一定量的食鹽，食鹽的高滲透作用使得辣椒醬中大部分雜菌的生長受到抑制，發(fā)酵制成辣椒醬[8]。近年來，許多研究人員與企業(yè)都致力于辣椒醬的工業(yè)化研究及生產(chǎn)[9]。工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)酵辣椒醬具有產(chǎn)量高、生產(chǎn)速度快、質(zhì)量穩(wěn)定且容易控制等特點。隨著辣椒加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，辣椒醬種類和質(zhì)量控制方面研究的深入，已開發(fā)出種類繁多的辣椒醬制品，如豆豉辣椒醬、蒜蓉辣椒醬、牛肉辣椒醬、海鮮辣椒醬、豆瓣辣椒醬等。為獲得與自然發(fā)酵相似的風(fēng)味，工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)酵辣椒醬在分離使用傳統(tǒng)菌種及工藝控制方面的研究已越來越受到研究者的重視。

2 發(fā)酵辣椒醬中的乳酸菌

2.1 辣椒醬發(fā)酵原理

作為一種發(fā)酵蔬菜類制品，辣椒醬的發(fā)酵與其他發(fā)酵蔬菜制品在發(fā)酵過程及菌種方面有很多相似之處。其原理主要是通過人工接種耐鹽性有益微生物（如乳酸菌等）進行緩慢的發(fā)酵產(chǎn)酸、降低辣椒制品的pH值，利用一定濃度食鹽溶液產(chǎn)生的高滲透壓來抑制不耐鹽有害微生物的生長，達到保存蔬菜的目的[10]。在蔬菜腌漬過程中，通過這些對人體健康有益的乳酸菌發(fā)酵作用，可提高蔬菜的營養(yǎng)價值和參與調(diào)節(jié)人體腸道微生態(tài)平衡的主要菌系的數(shù)量[11]。

附著在辣椒和其他輔料表面的天然微生物包括乳酸菌、酵母菌、霉菌、醋酸菌等。發(fā)酵過程中，各種微生物的活動會引起一系列復(fù)雜的生化反應(yīng)，其中起主導(dǎo)作用的是乳酸發(fā)酵，酒精發(fā)酵次之，醋酸發(fā)酵最少。這些發(fā)酵代謝產(chǎn)物賦予產(chǎn)品鮮甜、微酸、醇厚的獨特風(fēng)味。在辣椒醬的發(fā)酵過程中，主要是乳酸發(fā)酵，可分為3個階段，即以異型乳酸發(fā)酵為主的初期階段，以同型乳酸發(fā)酵為主并積累乳酸的中期階段和乳酸發(fā)酵結(jié)束、產(chǎn)品風(fēng)味形成的后期階段。這個過程中，早期有許多微生物參與，主要是明串珠菌、片球菌、棒狀桿菌酵母菌和少數(shù)腸道菌等，在開始發(fā)酵的短期參與作用。在中期，乳酸菌很快生長繁殖，并抑制了其他微生物，成為該特殊環(huán)境中的優(yōu)勢菌群。由于乳酸菌產(chǎn)生乳酸，不利于許多酶的活性，同時在厭氧條件下，氧化還原電勢低，阻止了需氧微生物的活動。

2.2 辣椒醬發(fā)酵中應(yīng)用的主要乳酸菌

發(fā)酵辣椒類產(chǎn)品在我國各地均有分布，以傳統(tǒng)自然發(fā)酵為主。近年來，國內(nèi)外研究人員對自然發(fā)酵過程中的菌相變化及優(yōu)勢菌株的研究逐步深入，目前研究發(fā)現(xiàn)的表面附著的乳酸菌有植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）和腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）等，其中乳桿菌屬發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用最為廣泛，乳球菌次之。鐘燕青等在云南自然發(fā)酵辣椒醬中分離得到1株主發(fā)酵菌株，經(jīng)初步鑒定為植物乳桿菌[12]。劉麗娜對重慶與貴州地區(qū)的8種辣椒表面微生物進行了研究，發(fā)現(xiàn)其表面附著的細菌以乳酸菌為主，其中乳桿菌較多，對其自然發(fā)酵起重要作用[13]。胡博涵等采用稀釋平板法對各種高鹽發(fā)酵剁椒制品進行耐鹽乳酸菌的篩選，得到2株耐鹽菌種，分別為桿菌和球菌，其耐鹽程度可達到22%[14]。崔小麗等在重慶的鲊?yán)苯分蟹蛛x得到了適合純種發(fā)酵的乳桿菌[15]。Lee等[16]從韓國辣醬中分離得到的乳酸菌，經(jīng)鑒定分別為Leuconostocmes.、Lactobacillus curvatus、Lactobacillus sake、短乳桿菌和植物乳桿菌。王雪雅等人為了獲得高產(chǎn)γ-氨基丁酸（GABA）且綜合性能優(yōu)良的乳酸菌，以10株乳酸菌作為出發(fā)菌株對發(fā)酵辣椒進行純種接種發(fā)酵，采用TOPSIS法對10株菌種進行多因素綜合評價，得到發(fā)酵乳桿菌與食果糖乳桿菌為綜合品質(zhì)特性較好的發(fā)酵優(yōu)良菌株[17]。

2.3 乳酸菌在純種發(fā)酵辣椒制品中的應(yīng)用

在對辣椒原料表面進行乳酸菌分離、鑒定的基礎(chǔ)上，研究人員根據(jù)辣椒醬生產(chǎn)的實際情況對其進行篩選，并將其應(yīng)用到辣椒醬的純種發(fā)酵中，以期最大程度上保持傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的風(fēng)味特點。純種發(fā)酵是人為地將外來菌種或混合菌種接種于殺過菌的蔬菜上進行腌漬的過程。利用純種乳酸發(fā)酵技術(shù)對蔬菜進行加工是對傳統(tǒng)自然發(fā)酵模式的一種變革，也是發(fā)酵技術(shù)現(xiàn)代化的一種標(biāo)志，對這一工藝的研究目前主要集中在不同菌種配比發(fā)酵及相關(guān)風(fēng)味控制上。

多項研究表明，純種發(fā)酵可有效提高產(chǎn)品質(zhì)量，豐富產(chǎn)品品種。張海等利用混合乳酸菌接種于鮮辣椒，得到一種新型的辣椒調(diào)味品，產(chǎn)品酸、辣、甜味柔和，風(fēng)味獨特，發(fā)酵香味濃郁，營養(yǎng)價值高[18]。

除工藝優(yōu)化外，利用乳酸菌接種發(fā)酵還可提高產(chǎn)品的安全性。蔬菜具有富集硝酸鹽的特點，經(jīng)過腌漬發(fā)酵后，部分微生物能將蔬菜中的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，當(dāng)人體攝入亞硝酸鹽后，亞硝酸鹽能和胃中的含氮化合物結(jié)合成具有致癌性的亞硝胺，對人體健康產(chǎn)生危害[14]。近年來，眾多學(xué)者采用人工接種乳酸菌進行發(fā)酵蔬菜的研究，發(fā)現(xiàn)其可顯著降低亞硝酸鹽生成，同時縮短蔬菜制品的發(fā)酵周期，改善發(fā)酵蔬菜的品質(zhì)。在辣椒的發(fā)酵加工中，郭蓉等利用植物乳桿菌接種發(fā)酵生產(chǎn)的剁辣椒，其亞硝酸鹽含量較低[19]。楊海燕等[20]采用從自然發(fā)酵的辣椒醬中分離出的植物乳桿菌和腸膜明串珠菌，進行了純種發(fā)酵辣椒試驗的工藝研究，研究表明，利用乳酸菌純種發(fā)酵辣椒醬有利于抑制雜菌的生長，可明顯降低發(fā)酵過程中亞硝酸鹽的積累。鄧放明等[21]從發(fā)酵的剁辣椒、泡菜和辣椒醬選育了2株乳酸菌（Lact.chili.6 和 Lact.chili.8），發(fā)酵試驗證明，Lact.chili.6 和Lact.chili.8 產(chǎn)酸速度快，抑制雜菌能力強，產(chǎn)品中亞硝酸鹽含量低。丘加德[22]利用純種發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的剁椒、辣椒，有效的抑制了剁辣椒中雜菌的生長，降低了亞硝酸鹽的積累，使產(chǎn)品的品質(zhì)得到控制。

3 結(jié)語

辣椒在近幾十年成為全世界消費量最大的果蔬之一，其貿(mào)易量超過咖啡與茶葉，中國作為世界主要辣椒產(chǎn)地之一，其產(chǎn)量占世界辣椒產(chǎn)量的55%，并以每年7%的速度提高[23]。辣椒制品，尤其是辣椒醬產(chǎn)品作為一種嗜好型調(diào)味品，產(chǎn)品品種豐富，在國內(nèi)外均受到消費者的青睞，具有廣闊的市場空間。然而，目前國內(nèi)辣椒醬生產(chǎn)大部分仍沿用傳統(tǒng)的自然發(fā)酵方式進行生產(chǎn)，加工條件較差，存在產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定、食品安全隱患多等問題，已越來越受到行業(yè)內(nèi)研究人員的重視。研究表明，利用乳酸菌等菌種進行純種發(fā)酵，不僅可以使產(chǎn)品質(zhì)量、風(fēng)味等方面得到改善，而且可加快生產(chǎn)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性及安全性，是未來辣椒醬工業(yè)化生產(chǎn)的主要趨勢。通過對純種發(fā)酵關(guān)鍵技術(shù)的深入研究，辣椒產(chǎn)業(yè)將會邁入一個新臺階。

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