陳泡辣椒汁接種腌漬辣椒的發(fā)酵工藝

杜衛(wèi)華，陳移平，鮑華軍，楊方銀

(1.貝因美嬰童食品股份有限公司，浙江 杭州 310053； 2.寧波海通食品科技股份有限公司，浙江 慈溪 315400)

辣椒是一種深受人們喜愛的蔬菜和調(diào)味品，營養(yǎng)豐富，每100 g鮮辣椒中約含糖類4 g、蛋白質(zhì)0.9 g、磷38 g、鈣7 mg、鐵0.5 mg、胡蘿卜素1.56 mg、尼克酸0.3 mg、核黃素0.03 mg及VC80 mg[1]。辣椒溫中散寒，健胃消食，所含的一些氧化類胡蘿卜素能保護(hù)胃粘膜而起到抗?jié)兣c抗癌變的作用。辣椒經(jīng)乳酸發(fā)酵后呈酸辣口味，可口開胃[2]，能最大限度的保持VC的含量，并有促進(jìn)食欲、幫助消化及預(yù)防支氣管炎等功能[3]。

傳統(tǒng)的發(fā)酵辣椒主要依靠天然附著在辣椒表面的微生物(主要為乳酸菌)進(jìn)行乳酸發(fā)酵，加上食鹽(5%～15%)的高滲透作用抑制其他大部分雜菌的生長，達(dá)到腌制保存的目的。所以傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒為自然發(fā)酵，控制發(fā)酵時(shí)間、產(chǎn)酸等較難，存在亞硝酸鹽超標(biāo)、含鹽量高、質(zhì)量不穩(wěn)定和生產(chǎn)周期長等問題[4-5]。本研究以千麗1號(hào)辣椒為原料，以陳泡辣椒汁為發(fā)酵劑，采用接種方式進(jìn)行泡辣椒發(fā)酵工藝條件的優(yōu)化，以加快發(fā)酵速度，提高成品率，為工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

陳泡菜汁為二次腌漬辣椒后液體，富含乳酸菌；8～9成熟度千麗1號(hào)辣椒，取自杭州市轉(zhuǎn)塘農(nóng)場；所用自來水符合GB 5749 生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；食鹽、蔗糖、白酒、大蒜、生姜、干紅辣椒、八角等購于當(dāng)?shù)厥袌?。BCP平板計(jì)數(shù)瓊脂(日本營研器材株式會(huì)社)；馬鈴薯葡萄糖瓊脂(日本日水制藥株式會(huì)社)；氯化鈉(食品級(jí))、酒石酸(分析純)等實(shí)驗(yàn)室常規(guī)試劑。

YX-450Z型全自動(dòng)不銹鋼雙層立式電熱蒸汽壓力消毒器(上海三申醫(yī)療器械有限公司)；RD101-2B型電熱恒溫干燥箱(余姚市恒溫箱廠)；GRP-9270型隔水式恒溫培養(yǎng)箱(上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)；S．C．303型隔水式恒溫培養(yǎng)箱(浙江省嘉興電器廠)；XW-80 A旋渦混合器(上海精科實(shí)業(yè)有限公司)；水浴鍋、移液管、無菌操作臺(tái)等。

1.2 方法

1.2.1 檢測

乳酸菌計(jì)數(shù)。24.6 g BCP平板計(jì)數(shù)瓊脂加入蒸餾水1 000 mL，加熱溶解后121 ℃高壓滅菌15 min。泡菜汁稀釋至合適的稀釋度后取1 mL加入平板，倒入培養(yǎng)基后于36 ℃恒溫箱培養(yǎng)3 d計(jì)數(shù)。

酵母菌計(jì)數(shù)。39.0 g馬鈴薯葡萄糖瓊脂加入蒸餾水1 000 mL，加熱溶解后121 ℃高壓滅菌15 min。泡菜汁稀釋至合適的稀釋度后取1 mL加入平板，倒入培養(yǎng)基后于28 ℃恒溫箱培養(yǎng)3 d計(jì)數(shù)。

1.2.2 泡菜汁接種量對泡菜發(fā)酵的影響

千麗1號(hào)辣椒500 g，6%食鹽水500 mL，白糖15 g，加入10 g干紅辣椒、2.5 g生姜、10 g大蒜、2 g八角，分別添加乳酸菌濃度達(dá)到106個(gè)·mL-1的泡菜汁10、30、50、70 mL，于25 ℃發(fā)酵，于第1、3、5、7、9、11天檢測泡菜汁中乳酸菌、酵母菌活菌數(shù)量。

1.2.3 溫度對泡菜發(fā)酵的影響

千麗1號(hào)辣椒500 g，6%食鹽水500 mL，白糖15 g，加入10 g干紅辣椒、2.5 g生姜、10 g大蒜、2 g八角，添加乳酸菌濃度達(dá)到106個(gè)·mL-1的泡菜汁50 mL，分別于15、25、35 ℃下發(fā)酵，于第1、3、5、7、9、11天檢測泡菜汁中乳酸菌、酵母菌活菌數(shù)量。

1.2.4 食鹽濃度對泡菜發(fā)酵的影響

千麗1號(hào)辣椒500 g，分別加入4%、6%、8%、10%食鹽水500 mL，白糖15 g，加入10 g干紅辣椒、2.5 g生姜、10 g大蒜、2 g八角，添加乳酸菌濃度達(dá)到106個(gè)·mL-1的泡菜汁50 mL，于室溫下發(fā)酵，于第1、3、5、7、9、11天檢測泡菜汁中乳酸菌、酵母菌活菌數(shù)量。

1.2.5 白糖添加量對泡菜發(fā)酵的影響

千麗1號(hào)辣椒500 g，6%食鹽水500 mL，分別加入白糖5、15、25、35 g，加入10 g干紅辣椒、2.5 g生姜、10 g大蒜、2 g八角，添加乳酸菌濃度達(dá)到106個(gè)·mL-1的泡菜汁50 mL，于室溫下發(fā)酵，于第1、3、5、7、9、11天檢測泡菜汁中乳酸菌、酵母菌活菌數(shù)量。

1.2.6 多因素處理組合對泡菜發(fā)酵的影響

以泡辣椒汁接種量(A)、發(fā)酵溫度(B)、食鹽濃度(C)和白糖添加量(D)為因素，每個(gè)因素選取3個(gè)水平，1～3水平A為20、30、40 mL，B為10、15、20 ℃，C為5%、6%和7%，D為10、15和20 g。以發(fā)酵第4天的乳酸菌數(shù)為指標(biāo)進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)酵劑添加量的影響

陳泡辣椒汁接種量是影響辣椒腌漬發(fā)酵速度的一個(gè)重要因素。泡辣椒發(fā)酵以乳酸發(fā)酵為主，在一定范圍內(nèi)，乳酸菌數(shù)量越多，發(fā)酵速度越快。酵母菌異型發(fā)酵產(chǎn)生醋酸，酸味不柔和則會(huì)影響腌漬辣椒成品的品質(zhì)；另外，酵母發(fā)酵產(chǎn)生酒精，少量酒精可與乳酸產(chǎn)生香味物質(zhì)，但若酵母菌繁殖過度，發(fā)酵產(chǎn)生游離醋酸或酒精會(huì)破壞腌漬辣椒的風(fēng)味。

如圖1所示，發(fā)酵液中乳酸菌濃度呈先升后降的趨勢。發(fā)酵第5天時(shí)，乳酸菌濃度最高。添加50 mL陳泡辣椒汁時(shí)，乳酸菌數(shù)量較少，但下降速度最緩慢；添加70 mL陳泡辣椒汁時(shí)，發(fā)酵前期乳酸菌生長情況較差，而后期濃度高于10和30 mL兩個(gè)水平，這可能是因?yàn)槿樗峋鷶?shù)過多引起生存競爭。相比之下，添加30 mL陳泡辣椒汁時(shí)發(fā)酵液中乳酸菌生長情況最理想。發(fā)酵液中酵母菌在發(fā)酵第7～9天出現(xiàn)生長高峰，而在發(fā)酵前期數(shù)量很低。添加10 mL陳泡辣椒汁時(shí)，酵母菌在發(fā)酵第7天生長旺盛，而后雖有所下降，但濃度依然較高，這削弱了乳酸菌的生長優(yōu)勢；從其余3個(gè)水平的試驗(yàn)可以看出，隨著陳泡辣椒汁添加越多，酵母菌生長情況越好。當(dāng)發(fā)酵劑添加量為30 mL時(shí)，乳酸菌生長繁殖情況最好，且酵母菌數(shù)量較少，可見此條件下乳酸菌的生長優(yōu)勢最明顯。

圖1 發(fā)酵劑添加量對菌落生長的影響

2.2 溫度的影響

發(fā)酵溫度對泡辣椒發(fā)酵速度和成品品質(zhì)至關(guān)重要，溫度過高或過低對乳酸生成均不利。由圖2可知，35 ℃條件下發(fā)酵，乳酸菌和酵母菌的生長情況都較差，尤其是酵母菌，活菌數(shù)明顯小于15 ℃、25 ℃條件下發(fā)酵，這是因?yàn)榻湍妇L的適宜溫度為25～28 ℃；25 ℃條件下發(fā)酵，發(fā)酵初期乳酸菌濃度高，起酵速度快，但酵母菌生長旺盛，酵母菌的大量存在會(huì)影響泡菜成品的風(fēng)味；15 ℃條件下發(fā)酵，在發(fā)酵第7天出現(xiàn)生長旺盛期，后期菌量較穩(wěn)定，此時(shí)酵母菌數(shù)量得到有效控制。由此可見，15 ℃條件較適合泡辣椒發(fā)酵。

圖2 溫度對菌落生長的影響

2.3 食鹽濃度的影響

食鹽作為高滲物質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)，是加工泡菜必不可少的材料，其主要作用是防腐和增味。1%的食鹽溶液可產(chǎn)生61.7 kN·m-2的滲透壓，而大多數(shù)微生物細(xì)胞的滲透壓為30.7～61.5 kN·m-2。由于微生物的滲透壓不同，對食鹽的耐受能力有較大差別，6%的食鹽溶液可產(chǎn)生足夠大的滲透壓力以抑制一般微生物的生長[6]。乳酸菌和酵母菌對鹽有一定耐受度，但高濃度的食鹽溶液也會(huì)抑制其生長繁殖。

由圖3可知，4%的食鹽溶液作為辣椒原料浸泡液時(shí)，乳酸菌生長情況較好，但酵母菌在發(fā)酵第9天開始迅速繁殖；初始食鹽濃度為6%時(shí)，酵母菌生長得到了很好的抑制；初始食鹽濃度為8%的泡菜在發(fā)酵第3天出現(xiàn)乳酸菌生長峰，第7天出現(xiàn)乳酸菌生長低谷，而后乳酸菌又增多，酵母菌生長在第7天開始加快；初始食鹽濃度為10%時(shí)，酵母菌生長繁殖情況明顯強(qiáng)于其他平行試驗(yàn)，這可能是由于參與泡菜發(fā)酵的酵母菌為嗜鹽酵母。綜合分析，6%初始食鹽濃度更合適泡辣椒的發(fā)酵。

圖3 食鹽濃度對菌落生長的影響

2.4 白糖添加量的影響

乳酸菌發(fā)酵需要足夠的碳源、氮源，白糖是常用的重要碳源，也是泡菜生產(chǎn)中常用的輔料之一。添加適量的白糖能促進(jìn)乳酸菌快速繁殖，提高產(chǎn)酸速度和產(chǎn)酸力。圖4顯示，從乳酸菌生長情況看，白糖的適宜添加量依次為5 g、25 g、15 g、35 g，可見過多的白糖會(huì)因溶液滲透壓過大而抑制乳酸菌生長繁殖。從酵母菌生長情況看，7 d內(nèi)3個(gè)水平的抑制作用明顯，7 d后三者均出現(xiàn)快速生長趨勢，尤其是35 g添加量，這可能是由于酵母菌適應(yīng)生長環(huán)境之后利用碳源快速地進(jìn)行發(fā)酵，產(chǎn)生酒精和二氧化碳。根據(jù)乳酸菌和酵母菌的生長情況，擬采用15 g白糖添加量。

圖4 白糖添加量對菌落生長的影響

2.5 多因素的影響

乳酸菌濃度是影響泡菜發(fā)酵速度的最關(guān)鍵因素，因此，試驗(yàn)中以乳酸菌濃度為指標(biāo)，采用直觀分析法找出4個(gè)因素對指標(biāo)的影響程度，并找到最優(yōu)發(fā)酵工藝條件。

如表1所示，4個(gè)因素對泡菜發(fā)酵過程中乳酸菌生長繁殖情況的影響強(qiáng)度依次為初始食鹽濃度、陳泡菜菜汁接種量、溫度、白糖添加量，優(yōu)化條件為A2B3C1D2，即當(dāng)初始食鹽濃度5%、接種量30 mL、溫度20 ℃、白糖添加量15 g時(shí)，乳酸菌繁殖最快。乳酸菌是能夠分解糖類以產(chǎn)生乳酸為主要代謝產(chǎn)物的無芽孢的革蘭氏陽性菌，厭氧或兼性厭氧生長，在pH值3.0～4.5酸性條件下仍能生存。酵母菌屬于兼性厭氧微生物，其繁殖是在有氧狀態(tài)下通過具有氧化特性的新陳代謝活動(dòng)把氧氣和糖分轉(zhuǎn)化成二氧化碳和酒精。在腌漬泡菜過程中，有些酵母菌可利用乳酸，并在表面形成菌膜，使泡菜變味。試驗(yàn)中選擇乳酸菌生長繁殖情況良好，同時(shí)酵母菌得到有效抑制的工藝條件，即乳酸菌形成生長優(yōu)勢，以較快速度產(chǎn)酸。

表1 多因素處理組合對酵母菌生長的影響

3 小結(jié)

根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，采用5%初始食鹽濃度，添加發(fā)酵劑30 mL、白糖15 g，于20 ℃環(huán)境下發(fā)酵，泡菜發(fā)酵速度最快，可作為優(yōu)化的工藝條件。

[1] 趙菲，孫亞米，毛培成，等. 腌漬蔬菜低鹽保存與綠色加工技術(shù)研究[J]. 食品工業(yè)，2017(4)：256-259.

[2] 李書華, 蒲彪, 陳封政. 泡菜的功能及防腐研究進(jìn)展[J]. 中國釀造，2005，24(4)：6-8.

[3] 楊瑞，張偉，陳煉紅，等. 發(fā)酵條件對泡菜發(fā)酵過程中微生物菌系的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2005，31(3)：90-92.

[4] 鐘敏. 發(fā)酵辣椒組織軟化的抑制初探[J]. 食品科學(xué)，2001，22(3)：33-35.

[5] FEETERS R F M. Cell wall monosaccharide changes during sorfting of brined cucumber mesocarp tissues [J]. Journal of Food Science，1996，57(4)：937-940.

[6] 王凡. 幾種蔬菜腌漬過程中亞硝酸鹽含量變化的研究[J]. 農(nóng)產(chǎn)品加工，2016(1)：6-9，11.