牛蒡低聚糖對乳酸菌的影響及牛蒡泡菜工藝優化

賀菊萍，劉 輝，邵 穎，劉恩岐，李丹丹

(徐州工程學院食品(生物)工程學院，江蘇 徐州 221008)

牛蒡低聚糖對乳酸菌的影響及牛蒡泡菜工藝優化

賀菊萍，劉 輝，邵 穎，劉恩岐，李丹丹

(徐州工程學院食品(生物)工程學院，江蘇 徐州 221008)

研究牛蒡低聚糖在MRS培養基上對乳酸菌的生長促進作用，比較在相同制作條件下牛蒡泡菜和白菜泡菜中乳酸菌含量，同時通過正交試驗確定牛蒡泡菜的最佳發酵工藝。結果表明：牛蒡低聚糖在MRS培養基中對乳酸菌有一定生長促進作用，低聚糖含量為1g/100mL時對乳酸菌的生長促進作用最為明顯，相同制作條件下牛蒡泡菜中乳酸菌含量高于白菜泡菜；牛蒡泡菜的最佳制作工藝為糖添加量3g/100g、發酵時間8d、食鹽添加量6g/100g。

牛蒡低聚糖；乳酸菌；泡菜；最佳工藝

牛蒡(Arctium lappa L.)是菊科牛蒡屬直根系二年生大型草本植物，原產于中國，傳到日本后被改良為食用蔬菜。牛蒡具有豐富的營養和醫療價值，國內外研究均發現其具有較好的抗氧化、抗腫瘤、保肝、抑菌等活性[1-4]。牛蒡的肉質根富含蛋白質、氨基酸、多種維生素、礦物質以及低聚寡糖[5-6]。低聚糖具有預防腫瘤、冠心病、糖尿病、結腸癌、便秘等作用[7-10]，非消化性低聚寡糖具有雙向調節微生態平衡的“整腸”生理功能，它可以被腸道內益生菌利用，促進益生菌的生長繁殖，同時抑制腸道有害菌的生長，促進人體潤腸通便，安全排毒，增強機體免疫力，降低血脂和膽固醇，促進礦物質吸收[11]。本實驗對牛蒡中低聚糖促進益生菌生長作用進行研究，同時研究牛蒡泡菜的最佳制作工藝，以期為進一步提高牛蒡的經濟價值提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器牛蒡、白菜及各種香辛料購于徐州市翟山農貿市場。雙歧桿菌、植物乳桿菌由徐州工程學院微生物實驗室保藏；所用試劑均為分析純。

旋轉蒸發儀 上海申生科技有限公司；723C可見分光光度計 上海欣茂儀器有限公司；LG·J·15型冷凍干燥機 北京四環科學儀器廠；SPX-250G 光照培養箱 上海躍進醫療器械廠；SW-CJ-IC標準型雙人凈化工作臺 蘇州凈化設備廠；PHs-25型酸度計 上海世義精密儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 牛蒡低聚糖的制備

以水為溶劑，料液比1:10(m/V)、70℃提取90min，分兩次浸提牛蒡根干粉，分次過濾，合并提取液。將

提取液減壓濃縮至小體積，用酶-Sevag法脫蛋白，用3倍體積的無水乙醇沉析，過濾，收集濾粉。用乙醇反復洗滌，然后打散濾餅，復溶于水，冷凍干燥得牛蒡低聚寡糖樣品[12]。

1.2.2 牛蒡低聚糖含量的測定

采用苯酚-硫酸法[13]，測定樣品中總糖的含量。采用3,5-二硝基水楊酸法[14]測定樣品中還原糖的含量，根據下式計算樣品中低聚糖含量。

式中：C1為總糖含量/(g/100g)；C2為還原糖含量/(g/100g)。

1.2.3 牛蒡低聚糖在MRS培養基上對乳酸菌生長促進作用

將牛蒡低聚糖添加于MRS培養基中使其質量濃度分別為0.5、1.0、1.5、2.0g/100mL，分別接種雙歧桿菌及植物乳桿菌于培養基中，37℃厭氧培養24h。利用酸度計測定培養液pH值，利用馬向前等[15]研究的一種乳酸菌簡便快速計數法進行菌落計數。

1.2.4 牛蒡與白菜泡菜中益生菌生長情況

白菜、牛蒡分別各取約6 0 0 g，用鹽、辣椒粉、姜、蒜適量配制成6g/100mL鹽水(水為涼開水)，白菜、牛蒡裝壇后注入鹽水，最后以清水封壇。每天取白菜、牛蒡泡菜汁5mL，同1.2.3節方法測定pH值和菌落總數，連續測定8d。

1.2.5 牛蒡泡菜最佳制作工藝

1.2.5.1 正交試驗

表1 牛蒡泡菜正交試驗因素水平表Table 1 Factors and levels of burdock pickle fermentation

研究食鹽添加量、發酵時間和蔗糖添加量對牛蒡泡菜品質的影響。分別以食鹽添加量1、2、3、4、5、6 g/1 0 0 g；發酵時間2、4、6、8、1 0、1 2 d；蔗糖添加量1、3、5、7、9、1 1 g/100g進行牛蒡泡菜制作的單因素試驗。當食鹽添加量4g/100g、發酵時間8d、蔗糖添加量5g/100g時泡菜的口感最好(數據未給出)，所以分別取食鹽添加量2、4、6 g/1 0 0 g，發酵時間4、8、1 0 d，蔗糖添加量3、5、7g/100g進行正交試驗，確定牛蒡泡菜的最佳制作工藝。

1.2.5.2 感官質量評價[16]

年齡為18～30歲之間的學生和教師共30人對泡菜品質進行評定，品質評定者均非過敏體質，取平均分為評分結果。評分標準見表2。

2 結果與分析

2.1 牛蒡中低聚糖含量

測得牛蒡中總可溶性糖含量為12.98g/100g，還原糖含量為0.4 5 g/1 0 0 g，牛蒡中低聚糖含量為12.53g/100g。

2.2 牛蒡低聚糖在MRS培養基上對乳酸菌生長促進作用

2.2.1 添加牛蒡低聚糖后益生菌菌落總數的變化

圖1 牛蒡低聚糖對益生菌生長的影響Fig.1 Effect of burdock oligosaccharide concentration on the growth of bifidobacteria andLactobacillus plantarum

表2 牛蒡泡菜感官評價指標Table 2 Sensory evaluation of the burdock pickle processed

由圖1可知，不同添加量的牛蒡低聚糖對雙歧桿菌和植物乳桿菌均有一定的生長促進作用，以牛蒡低聚糖的添加量為1g/100mL時對這兩株乳酸菌的生長促進作用最為明顯。

2.2.2 添加牛蒡低聚糖后培養基pH值的變化

由圖2可知，與未添加牛蒡低聚糖的培養基相比較，牛蒡低聚糖添加量為1g/100mL時兩株乳酸菌發酵液的pH值下降最為明顯，說明在此添加量時乳酸菌繁殖

數量最高，此實驗結果與菌落總數計數結果一致。因此，牛蒡低聚糖有促進乳酸菌生長的作用。

圖2 牛蒡菊糖對培養基pH值的影響Fig.2 Effect of burdock oligosaccharide on pH change during fermentation by bifidobacteria andLactobacillus plantarum

2.3 牛蒡與白菜泡菜中益生菌生長情況比較

圖3 牛蒡泡菜與白菜泡菜發酵過程中益生菌數量比較Fig.3 Lactic acid bacteria population in burdock and cabbage pickle

由圖3可知，在相同工藝條件下，牛蒡泡菜與白菜泡菜中乳酸菌數量在第1、2天內基本無差別，牛蒡泡菜中乳酸菌數量于第3天開始多于白菜泡菜，并隨著發酵時間的延長，差異逐漸加大。

2.4 泡菜腌制過程中pH值變化

由于泡菜腌制過程中產生了大量乳酸菌，使泡菜汁的pH值會下降，牛蒡泡菜與白菜泡菜的pH值變化見圖4。

圖4 牛蒡泡菜與白菜泡菜發酵過程中pH值比較Fig.4 Change of pH values in burdock and cabbage pickle

由圖4可知，兩種泡菜汁的pH值均隨著發酵時間的延長逐漸下降。牛蒡泡菜汁與白菜泡菜汁的pH值在發酵前2d基本相同，從第3天開始牛蒡泡菜汁的pH值開始低于白菜泡菜汁，并且隨著發酵時間的延長兩種泡菜汁的pH值差異越來越明顯，這是隨著發酵時間的延長牛蒡泡菜中乳酸菌數量多于白菜泡菜的結果，與菌落總數計數結果一致。

2.5 牛蒡泡菜的最佳制作工藝

通過感官鑒定評分法確定，牛蒡泡菜最佳工藝參數的L9(34)正交試驗結果見表3。

表3 牛蒡泡菜制作工藝優化正交試驗L9(34)結果Table 3 Orthogonal test results of burdock pickle fermentation

由表3可知，各因素對泡菜品質影響的順序依次為C＞B＞A，即主要影響因素為蔗糖添加量。發酵時間次之，食鹽添加量對泡菜品質影響最小。牛蒡泡菜的最佳制作工藝方案為C1B2A3，即蔗糖添加量為3g/100g，發酵時間為8d，食鹽添加量為6g/100g。

3 結 論

牛蒡低聚糖有促進乳酸菌生長的作用，在MRS培養基上，其添加量為1g/100mL時對雙歧桿菌及植物乳桿菌的生長促進作用最為明顯。相同制作條件下，牛蒡泡菜中乳酸菌含量高于白菜泡菜。牛蒡泡菜的最佳制作工藝為蔗糖添加量3g/100g，發酵時間8d，食鹽添加量6g/100g。

牛蒡低聚糖可作為益生元開發為保健食品配料或天然藥物；牛蒡泡菜口感良好，發酵過程中益生菌繁殖數量多，其中低聚糖具有優良的促進益生菌生長的作用，這是牛蒡較其他蔬菜作為泡菜原料的優勢所在，目前國內外尚未見對牛蒡泡菜的研究報道，可對其做進一步開發利用研究。

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Effect of Oligosaccharide Extracted from Edible Burdock and the Process Optimization of Burdock Pickle

HE Ju-ping，LIU Hui，SHAO Ying，LIU En-qi，LI Dan-dan
(Department of Food (Biology) Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China)

The prebiotic effect of oligosaccharides extracted from burdock (B-OLI) in Man-Rogosa-Sharp (MRS) medium on the growth of lactic acid bacteria and the optimization of burdock pickle processing was studied in this paper. B-OLI stimulated the growth of lactic acid bacteria in MRS, with 1 g/100mL B-OLI promoted the growth rate the strongest. Under the same processing, amount of lactic acid bacteria in burdock pickle was higher than that in cabbage pickle. The best processing parameters of burdock pickle includes salt 6 g/100mL, sugar 3 g/100mL, and fermentation at room temperature for 8 days.

burdock oligosaccharide；lactic acid bacteria；pickle；optimal processing

TS201.23

A

1002-6630(2010)23-0194-03

2010-07-22

賀菊萍(1979—)，女，講師，博士研究生，研究方向為食品生物技術。E-mail：jupinghe@yahoo.com.cn