孟憲剛,張麗珂,周鴿鴿
(蘭州交通大學化學與生物工程學院,甘肅蘭州730070)
傳統發酵食品
——漿水研究概況及發展前景展望
孟憲剛,張麗珂,周鴿鴿
(蘭州交通大學化學與生物工程學院,甘肅蘭州730070)
通過對傳統發酵蔬菜的研究,結合當前我國發酵蔬菜的生產現狀,對西北地區的特色發酵食品——漿水的生產現狀、微生物區系以及存在的問題做了初步分析。就漿水近年來的生產狀況、衛生、質量等方面存在的問題,提出了一些新的看法,以期對以后的生產研究提供理論依據。
傳統發酵食品,漿水,存在的問題,前景展望
Abstract:According to the study of traditional fermented vegetables and the current production of China^s status of the northwest fermented food-Jiangshui,microbial flora and existing problems were analyzed.In this paper,we analyzed the status of productions and quality problems of Jiangshui and expected to made a theoretical basis of production.
Key words:traditional fermentative food;Jiangshui;existing problems;prospects
發酵食品是指經過微生物(細菌、酵母和霉菌等)或酶的作用使加工原料發生生物化學變化及物理變化后而形成的一類特殊食品,例如酸乳、豆豉、納豆、泡菜、各種發酵法釀造的醬及醬油、醋、黃酒、發酵蔬菜等[1]。發酵蔬菜作為傳統發酵食品的一個分支,主要分為醬腌菜類、漬酸菜類、泡菜類、蔬菜汁類以及蔬菜汁與牛乳混合發酵飲料。酸菜作為世界性的大眾化發酵食品,是一種乳酸菌發酵蔬菜制品,其發酵原理是乳酸菌利用蔬菜中的糖類等營養物質發酵產酸,并形成酸菜的特殊風味[2]。漿水(其實質是酸菜中的菜汁)系我國西北地區極具特色的一種傳統發酵食品。說到漿水,有必要先談談酸菜,因為沒有酸菜就沒有漿水,這里談的酸菜,與四川傳統的酸菜大相徑庭。四川酸菜實為泡酸菜,主要食用的是蔬菜,泡酸菜汁一般也不作烹調使用,更不會直接飲用。這里所說的是能產生漿水的酸菜,也叫漿水菜,具體制作過程是將原料先焯水后,再放入熱水中,用老漿水為引子,再加入面湯、蔬菜促使其發酵制酸,湯汁熟后具有略呈乳白,口味酸醇清香,這種酸菜與漿水能夠同原料加熱后食用,也可直接飲用。
2000年全球腌制蔬菜貿易總額約為13億美元,在國際市場上日韓兩國占據了95%以上的份額,中國泡菜工業的市場銷售額僅占國際泡菜市場總量的3%[3]。我國蔬菜加工產業規模不斷擴大,2005年發酵型泡菜總產量突破100萬t,產值突破50億元,腌制蔬菜產品出口量約15.75萬t,其中醋制蔬菜、果品以及咸榨菜、咸蕨菜出口量4.6萬t,出口(韓國)泡菜11.15 萬 t,創匯近1 億美元[4]。
對蘭州市安寧區及西站的初步調查顯示,市售的漿水以家庭自制為主要生產方式。目前銷售的工廠化生產產品主要有兩家:蘭州市城關蔬菜深加工廠和隴南市武都綠康野菜綜合加工廠。調查的結果是被調查的共有12家漿水銷售商,只有2家銷售由生產廠家提供的產品(武都酸菜)和蘭州的珍茹祥(漿水),并且在該地區出售的產品僅這兩種,其他10家均為家庭自制。家庭自制產品的衛生難以保證,質量不夠穩定,消費局域性強。為使該食品能夠實現工業化生產,有必要對其進行全面的研究。
蔬菜發酵主要是經過3個階段,即初期(以異型乳酸發酵為主)、中期(同型乳酸發酵并積累乳酸)和后期(產品風味形成并最終導致乳酸發酵結束)。初期(微酸階段):蔬菜入缸后,其表面附生的乳酸細菌和其他腐敗微生物同時發育,但在嫌氣條件下乳酸細菌的活動占優勢。由于乳酸菌進行乳酸發酵,產生乳酸,使環境逐漸變為微酸性,從而抑制了腐敗微生物的生長。在發酵開始時除乳酸菌外,常見的微生物種類還有假單胞菌、產氣腸桿菌、陰溝腸桿菌、短小芽孢桿菌及糞鏈球菌等。腸膜明串珠菌是這一階段增殖最旺盛的優勢微生物。在其增殖過程中,產生有機酸和二氧化碳,使pH迅速降低,抑制腐敗微生物繁殖。總之,明串珠菌的活動為其他乳酸菌的良好生長創造了一個厭氧和低pH的生態環境。中期(酸化成熟階段):腐敗微生物的活動受到抑制,更有利于乳酸細菌的大量繁殖和乳酸發酵的繼續進行,乳酸濃度愈來愈高,達到酸化成熟階段。參與這一階段發酵的優勢微生物種類有腸膜明串珠菌、植物乳桿菌、短乳桿菌和發酵乳桿菌。后期(過酸階段):當乳酸濃度繼續增高,乳酸細菌的活動也受到抑制,此時泡菜和酸菜內的微生物活動幾乎完全停止,因此蔬菜得以長期保存不壞,是為過酸階段。這一期間的優勢微生物主要是植物乳桿菌,此外還有短乳桿菌。
漿水屬于發酵蔬菜的一個分支,其發酵過程也是經過3個階段,即初期、中期和后期。在甘肅東南一帶,90%的家庭都食用漿水與酸菜。據考證在甘肅吃酸菜、漿水已有二千多年的歷史,但對漿水的研究在近幾年才見報道。張宗舟[5]研究得出漿水中的微生物區系很復雜,以乳酸菌群和醋酸菌群為優勢菌。張軼等[6]就漿水所含的微生物作了初步的分離和鑒定,通過對漿水中的微生物進行分離培養及數量測定,查明了漿水中的優勢菌為乳酸菌及酵母菌,其次尚有少量放線菌,霉菌為污染菌。何玲[7]等對不同實驗條件下,漿水芹菜發酵過程中硝酸還原酶活性和亞硝酸鹽含量的變化規律進行了研究,以確定發酵漿水蔬菜的食用安全性,以期最大限度地提高漿水菜生產的技術水平和產品安全質量,為漿水菜的工業化生產及其發酵理論奠定基礎。目前對漿水的研究還很膚淺,進一步研究還需要做大量的工作。
酸(泡)菜是一種獨特的乳酸發酵食品,世界公認的健康疏菜發酵食品。酸菜的各種營養成分對于各種心血管疾病、缺鐵性貧血、免疫力低下和腸道疾病等具有一定的預防效果。
乳酸菌是酸菜中的主導發酵菌群,是一類革蘭氏陽性桿菌或球菌、不形成芽孢、不運動、過氧化氫酶陰性、對葡萄糖發酵能產生50%以上乳酸的細菌的總稱,在酸菜發酵各個時期都起主導作用。乳酸菌在調節人體微生態方面功勛卓著,具有防治胃腸疾病、調節血脂、提高免疫力、抑制腫瘤、延緩衰老等作用。傳統發酵蔬菜汁(漿水)中所存在的大量對人體有益的功能成分,主要源于微生物產生的代謝產物以及微生物酶對原料分解后產生的分解產物。
利用乳酸菌和可發酵糖,產生酸味柔和的乳酸和醋酸對病原性微生物有拮抗作用。乳酸菌的代謝產物有機酸使腸道pH下降,促進腸蠕動,防止病原菌的定植和便秘的發生。另據有關醫學研究證明,發酵蔬菜對高血壓、高血脂以及腸、胃和泌尿系統的疾病均有一定療效,如高血壓、高血脂病患者經常吃一些芹菜漿水,能起到穩定或降低血壓和軟化血管的作用[8]。
國外對傳統發酵疏菜中微生物的分離也研究了很多,其分離鑒定技術也已經成熟。Jyoti.tamang等研究了喜馬拉雅山西部的幾種發酵蔬菜,得出其乳酸菌的優勢菌主要有短乳桿菌、植物乳桿菌等[9]。Hyun-JuEom等在發酵蔬菜中分離到腸膜明串珠菌和檸檬色明串珠菌[10]。MyungjinKim等通過 16S rRNA寡核苷酸序列分析中的微生物進行了分離,主要是乳酸菌,包括乳桿菌、明串珠菌和魏斯氏菌屬[11]。
酸菜發酵過程中還有一些酵母菌、霉菌等為其發酵的優勢菌群。酵母中含有大量的礦物質,包括鈉、鉀、鈣、鎂以及鐵、鋅、銅等微量元素。酵母內的礦物質是與酵母細胞內的蛋白質或多糖等物質結合,處于有機態,有利于人體的吸收并減少了無機態對消化道的刺激等不良作用[12]。
乳酸菌在酸菜發酵各個時期都起主導作用,其數量和所占細菌總數之比,是影響發酵速度的重要因素。除了乳酸菌外主要還有微球菌屬、桿菌屬、假單胞菌屬、酵母菌屬、腸桿菌屬、克雷伯氏菌屬等[13]。
酸菜多為家庭式制作,發酵周期長,易污染雜菌,由于長時間浸泡發酵破壞了蔬菜的纖維結構,使蔬菜變軟、發粘,影響口感。在我國,四川、浙江等省蔬菜加工均較發達,但是其加工方式大都是采用新鮮蔬菜晾曬后,入壇自然發酵,品質良莠不齊,質量難以保證。近年來,四川等地已開始了用純乳酸菌或混合菌種發酵進行泡菜生產。
另外,一些地區的特定食品與當地腫瘤發生有一定的聯系。北京腫瘤所對胃癌高發區甘肅武威縣民間習慣食用的家制酸菜及魚露進行了致突變及致癌研究,從這類食品中檢出8種致癌性亞硝胺,并在實驗動物中誘發了胃腺癌[14]。因此,進一步對酸菜中存在的其他菌種進行分類與鑒定,最終確認出酸菜發酵過程中有益或有害菌種。對鑒定出來的菌種進行各項生理生化分析,最終確定其在酸菜發酵過程中所起的作用對以后的生產是非常有益的。
漿水是我國傳統的調味品,具有減肥、開胃、健身等功效。漿水之所以具有特有的保健功效是因為其所含的微生物的作用。漿水是在自然發酵條件下生產的,微生物區系很復雜,進一步的鑒定還需要做大量的研究。
漿水以其獨特營養和口味,得到了大家的喜愛。目前漿水多為家庭自制,產品的衛生難以保證,質量不夠穩定,消費局域性強。就目前的情況,其發展受到了限制,要在大范圍內進行生產還需要作更全面的研究。
國內外若干種含有乳酸菌的藥物及口服液等商品進行活菌數檢測結果表明,漿水(酸菜汁)中活乳酸菌數遠遠高于此類商品,而且價廉物美,食用方便。不僅可作為傳統佐食,而且可以成為具有我國傳統特色的、廉價的、高效的天然微生態調節劑[15]。所以,開發漿水飲料會有很大的發展前景。
傳統的漿水制作工藝簡單,一般通過民間“引子”(菌種)家庭自制自用,缺乏系統技術優化及理論研究,更難以實現傳統優質食品的現代化。因此,研究優良的乳酸菌菌種作為發酵劑進行人工發酵也是以后研究的一個方面。
漿水就其營養價值和保健功能還有待開發,其發酵機理、優勢菌群的菌種進一步的鑒定、最優化菌種組合的選擇以及如何改善其風味等的研究目前還是空白,需要進行大量的研究,具有很大的市場發展潛力。
就甘肅而言,據筆者初步調查只有個別的地方進行工廠生產,大多數是家庭化或手工生產,如果在改善其風味、最優化菌種組合以使其營養更豐富、能否將其作為一種批量生產飲品進行開發研究等方面進行研究,結合其營養價值的研究,具有廣闊的應用前景。
另外,在前人的研究中,他們所采用的培養基是選擇性培養基,這可能就會抑制漿水中其他菌的生長,所以在以后的研究過程中,培養基的選擇也可以是研究的方向。
[1]趙樹欣.應重視對我國傳統發酵食品的研究——兼論發酵食品中的功能成分[J].食品工業,2004(1):27-29.
[2]田永峰,吳天祥,胡曉瑜,等.乳酸菌在釀造和食品工業上的應用[J].釀酒科技,2007,154(4):90-93.
[3]陳靜.國內外泡菜生產的研究進展[J].江蘇食品與發酵,2007,128(1):17-20.
[4]張學杰,王金玉,方智遠.我國蔬菜加工產業發展現狀[J].中國蔬菜,2007(4):1-4.
[5]張宗舟.酸菜及其湯汁的營養價值評析[J].中國釀造,1996(5):18-19.
[6]張軼,王玉麗,陳曉前,等.傳統發酵食品---漿水中微生物的分離與初步鑒定[J].食品科學,2007,28(1):219-222.
[7]何玲,羅佳,郭寧,楊公明.漿水芹菜發酵過程中硝化還原酶活性和亞硝酸鹽含量的變化[J].西北農林科技大學學報:自然科學版,2007,35(9):184-188.
[8]杜鵬,霍貴成.傳統發酵食品及其營養保健功能[J].中國釀造,2004,132(3):6-8.
[9]Jyoti P Tamang,BuddhimanTamang,Ulrich Schillinger,et al.Identification of predominant lacticacid bacteriai solated from traditionally fermented vegetable products of the Eastern Himalayas[J].International Journal of Food Microbiology,2005,105:347-356.
[10]Selection of psychrotrophic Leuconostoc spp.Producing highly active dextransucrase from lactate fermented vegetables[J].International Journal of Food Microbiology,2007,117:61-67.
[11]Myungjin Kim,Jongsik Chun.Bacterial community structure in kimchi,a Korean fermented vegetable food,asrevealed by 16SrRNA gene analysis[J].International Journal of Food Microbiology,2005,103:91-96.
[12]王定昌,賴榮婷.酵母的用途[J].糧油食品科技,2002,10(1):12-13.
[13]侯紅漫,等.酸菜汁中乳酸菌的分離、鑒定及應用[J].食品科學,1997,18(1):29-32.
[14]韓馳,徐勇,施瑞麗.中國傳統加工食品致突變性研究[J].癌變-畸變-突變,1991,3(3):8-12.
[15]趙文紅,黃小丹,范敏華,等.自然發酵泡菜中乳酸菌的分離及特性研究(一)[J].廣州食品工業科技,2003,18(1):77-79.
Research and developing prospects of traditional fermentative food—Jiangshui
MEMG Xian-gang,ZHANG Li-ke,ZHOU Ge-ge
(School of Chemical and Biological Engineering ,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)
TS201.3
A
1002-0306(2010)10-0402-03
2009-10-09
孟憲剛(1974-),男,博士,副教授,研究方向:食品發酵工程。
2009年甘肅省農業生物技術專項基金資助(GNSW2009-11);甘肅省蘭州交通大學青藍人才資助項目(QL0515A)。