純種發(fā)酵紅皮蘿卜泡菜工藝

張郁松

西安武警工程大學(xué)裝備學(xué)院（西安 710086）

泡菜是以新鮮蔬菜為原料，添加或不添加輔料，用食鹽或食鹽水泡漬發(fā)酵，經(jīng)調(diào)味或不調(diào)味加工而成的發(fā)酵型蔬菜制品[1]。泡菜以其酸味純正、清爽可口、滋味鮮美、質(zhì)地脆嫩、解膩開(kāi)胃、促進(jìn)消化、取食方便、物美價(jià)廉等特點(diǎn)而深受消費(fèi)者青睞。

泡菜加工主要有自然發(fā)酵和純種發(fā)酵2種方式。傳統(tǒng)的自然發(fā)酵周期長(zhǎng)、發(fā)酵條件難控制、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、產(chǎn)品易存在安全性隱患。純種發(fā)酵是人工將單一或混合菌種接種于蔬菜上而進(jìn)行發(fā)酵的過(guò)程。原理是增強(qiáng)發(fā)酵中乳酸菌群的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)乳酸菌大量繁殖。其優(yōu)點(diǎn)在于能縮短發(fā)酵周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量及適于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

基于乳酸菌純種發(fā)酵泡菜的優(yōu)點(diǎn)，篩選出適宜的菌種，研究接種量、食鹽添加量、蔗糖添加量及發(fā)酵溫度對(duì)泡菜品質(zhì)的影響，并優(yōu)化乳酸菌制劑發(fā)酵泡菜的最佳工藝條件，以期為泡菜新工藝的研究提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

新鮮紅皮蘿卜、食鹽、蔗糖等（均當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)所售）。植物乳酸桿菌、腸膜明串珠菌及短乳桿菌（微生物實(shí)驗(yàn)室提供）。

1.2 儀器與試劑

YQX 型厭氧培養(yǎng)箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠）；JA2003N電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；ST3100X型pH計(jì)（奧豪斯儀器有限公司）；SW-CJ-2FD型超凈工作臺(tái)（蘇州尚田潔凈技術(shù)有限公司）；溫度計(jì)；5L陶質(zhì)泡菜壇（購(gòu)于當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場(chǎng)）。

MRS培養(yǎng)基：酵母膏5 g，牛肉膏10 g，蛋白胨10 g，葡萄糖10 g，檸檬酸二銨2 g，NaAc 5 g，MnSO40.25 g，K2HPO42 g，MgSO40.58 g，吐溫-80 1.0 g，用蒸餾水定容至1 000 mL，pH 6.2～6.4，于121 ℃高壓滅菌15 min。1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 泡菜的制作工藝

1.3.2 感官品質(zhì)評(píng)定[4]

邀請(qǐng)10名接受過(guò)感官評(píng)價(jià)的專業(yè)人士組成評(píng)定小組，根據(jù)發(fā)酵泡菜感官質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中的色澤、氣味、滋味、質(zhì)地4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿分100分，取其平均值。

表1 泡菜感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 菌種選擇與配比[5]

研究表明，泡菜中的乳酸菌主要是乳球菌屬、乳桿菌屬、明串珠菌屬與片球菌屬，包括植物乳桿菌、腸膜明串珠菌、乳酸鏈球菌、短乳桿菌、乳酸片球菌、干酷乳桿菌和彎曲乳桿菌等。黃業(yè)傳等[6]篩選出適合榨菜葉發(fā)酵酸菜的發(fā)酵劑，得出的最優(yōu)混合發(fā)酵劑為腸膜明串珠菌、短乳桿菌、植物乳桿菌三者比例3∶1∶1，可生產(chǎn)出口感、風(fēng)味、質(zhì)地俱佳的酸菜。故試驗(yàn)也選定腸膜明串珠菌、植物乳桿菌和短乳桿菌作為發(fā)酵泡菜的混合發(fā)酵劑。

含酸量是衡量泡菜菌種發(fā)酵性能的重要指標(biāo)，在發(fā)酵過(guò)程中總酸越大，泡菜酸味、顏色及脆度越好。因此，以泡菜總酸為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)試驗(yàn)，確定植物乳桿菌∶短乳桿菌∶腸膜明串珠菌2∶1∶1為純種發(fā)酵的最佳菌株間配比組合。

2.1.2 接種量對(duì)泡菜感官品質(zhì)的影響[8-10]

接種量對(duì)發(fā)酵速度有較大的影響，選擇合適的接種量，不僅可以縮短發(fā)酵周期，也有利于風(fēng)味物質(zhì)的形成。

在植物乳桿菌∶短乳桿菌∶腸膜明串珠菌2∶1∶1組合菌種，食鹽添加量4%，蔗糖添加量3%，室溫28℃條件下發(fā)酵5 d，研究接種量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響。

接種量對(duì)泡菜的品質(zhì)有較大影響。接種量小，發(fā)酵時(shí)間就越長(zhǎng)，會(huì)使泡菜酸味不足，滋味和香氣較差，組織狀態(tài)也不佳，不夠爽脆。接種量大，泡菜產(chǎn)酸速度快，發(fā)酵周期短，風(fēng)味物質(zhì)形成較少，酸味過(guò)重，風(fēng)味不協(xié)調(diào)，香氣與滋味一般。由表2可知，接種量4%（濃度比）時(shí)，風(fēng)味協(xié)調(diào)，質(zhì)地脆嫩，滋味、香氣較佳，感官評(píng)分最高。是加工泡菜必不可少的材料。鹽濃度的變化在改變泡菜風(fēng)味的同時(shí)，也會(huì)對(duì)泡菜發(fā)酵速度產(chǎn)生重要的影響。

表2 接種量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響

在植物乳桿菌∶短乳桿菌∶腸膜明串珠菌2∶1∶1組合菌種，接種量4%，蔗糖添加量3%，室溫28 ℃條件下發(fā)酵5 d，研究食鹽添加量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響。

從表3可以看出，食鹽添加量對(duì)泡菜的品質(zhì)影響較大。添加量過(guò)低，易促進(jìn)乳酸發(fā)酵，產(chǎn)品酸味較重，口味偏淡，容易滋生雜菌，導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)程中生成不良?xì)馕?，香氣、滋味較差；添加量太高又會(huì)抑制乳酸菌的生成，不利于發(fā)酵，使得泡菜的酸味不足，咸味過(guò)重，高添加量的鹽溶液還會(huì)使泡菜失去較多水分，脆度下降。綜合考慮，食鹽添加量5%（質(zhì)量比）時(shí)，泡菜質(zhì)地脆嫩，香氣濃郁，風(fēng)味協(xié)調(diào)，感觀評(píng)價(jià)最佳。

表3 食鹽添加量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響

2.1.4 蔗糖添加量對(duì)泡菜感官品質(zhì)的影響

蔗糖主要是增加甜味，改善泡菜的風(fēng)味，同時(shí)也提供碳源，促進(jìn)乳酸菌的生長(zhǎng)，提高發(fā)酵速度。糖濃度的變化在改變泡菜風(fēng)味的同時(shí)，也大幅影響泡菜的香氣及滋味。

在植物乳桿菌∶短乳桿菌∶腸膜明串珠菌2∶1∶1組合菌種，接種量4%，食鹽添加量4%，室溫28 ℃條件下發(fā)酵5 d，研究蔗糖添加量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響。

蔗糖作為乳酸菌生長(zhǎng)的重要碳源，適量添加可以提高發(fā)酵速度，縮短生產(chǎn)周期，增加產(chǎn)品風(fēng)味。蔗糖還可與泡菜中的酸味相互融合，減輕強(qiáng)烈酸味所帶來(lái)的刺激性，使泡菜中的酸味與甜味充分協(xié)調(diào)，產(chǎn)品更加爽口。但添加量過(guò)高時(shí)，由于過(guò)甜而使得各種風(fēng)味物質(zhì)沒(méi)有較好地相輔，反會(huì)降低泡菜的酸爽感，從而影響到產(chǎn)品的香氣及滋味。由表4泡菜感官評(píng)價(jià)顯示，蔗糖添加量2%（質(zhì)量比）時(shí)，泡菜色澤明亮，風(fēng)味協(xié)調(diào)、香氣濃郁，聞起來(lái)香氣濃郁。

表4 蔗糖添加量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響

2.1.5 發(fā)酵溫度對(duì)泡菜感官品質(zhì)的影響

溫度也是影響泡菜發(fā)酵的重要因素，不同微生物生長(zhǎng)繁殖都有其適宜的溫度范圍，在一定范圍內(nèi)，溫度越高，發(fā)酵速度越快。

在植物乳桿菌∶短乳桿菌∶腸膜明串珠菌2∶1∶1組合菌種，接種量4%，蔗糖添加量3%，食鹽添加量4%，不同溫度下發(fā)酵5 d，研究發(fā)酵溫度對(duì)泡菜品質(zhì)的影響。

溫度是影響泡菜發(fā)酵的重要因素，溫度過(guò)低，乳酸菌就會(huì)生長(zhǎng)緩慢，泡菜生產(chǎn)率就會(huì)大大降低，在一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，乳酸菌增殖越快，產(chǎn)酸越多。但溫度太高及高酸性環(huán)境也會(huì)使乳酸菌的生理活性受到抑制，而且對(duì)于產(chǎn)品風(fēng)味而言，如果產(chǎn)酸過(guò)快，發(fā)酵周期就會(huì)縮短，風(fēng)味物質(zhì)就會(huì)越少，此時(shí)泡菜產(chǎn)品滋味較差，酸味太濃，香氣不正。從表5感官評(píng)價(jià)可知，32 ℃的發(fā)酵溫度，既縮短發(fā)酵周期也最符合感官品質(zhì)的要求。

表5 發(fā)酵溫度對(duì)泡菜品質(zhì)的影響

2.2 純種發(fā)酵蘿卜泡菜配方優(yōu)化正交試驗(yàn)[11]

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選擇影響較大的接種量、食鹽添加量、糖添加量及發(fā)酵時(shí)間4個(gè)因素進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。

表6 試驗(yàn)因素水平表

從表7可以看出，4個(gè)因素對(duì)泡菜感官評(píng)分影響大小依次為食鹽添加量＞接種量＞發(fā)酵溫度＞蔗糖添加量。在該組合中，以A3B2C2D3出的產(chǎn)品風(fēng)味最佳，即接種量6%（濃度比），食鹽添加量5%（質(zhì)量比），蔗糖添加量3%（質(zhì)量比），發(fā)酵溫度32 ℃。所得產(chǎn)品色澤紅艷、酸爽脆嫩、滋味鮮美且香氣濃郁。

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

3 結(jié)論

確定乳酸菌純種發(fā)酵泡菜的最佳工藝：以鮮辣椒為原料，以植物乳桿菌∶短乳桿菌∶腸膜明串珠菌2∶1∶1為菌株間配比組合，接種量添加量6%（濃度比），食鹽添加量5%（質(zhì)量比），白砂糖3%添加量（質(zhì)量比），發(fā)酵溫度32 ℃、發(fā)酵時(shí)間5 d。在此條件下發(fā)酵的蘿卜泡菜色澤紅艷、酸爽脆嫩、滋味鮮美且香氣濃郁。

純種發(fā)酵可快速增加泡菜的活菌量，提高乳酸含量，縮短發(fā)酵周期，因乳酸菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，還抑制雜菌生長(zhǎng)，與傳統(tǒng)自然發(fā)酵相比較，產(chǎn)品亞硝酸鹽含量明顯減少，適于工業(yè)化大批量生產(chǎn)。

受泡菜發(fā)酵過(guò)程中微生物菌落結(jié)構(gòu)的影響，純種發(fā)酵泡菜的風(fēng)味往往不及自然發(fā)酵，多菌種協(xié)同是純種發(fā)酵研究發(fā)展的重要方向。