直投式功能菌劑發酵佛手瓜腌菜工藝優化研究

武 杰，張引成，葛 浩

(1.蚌埠學院生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030；2.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095)

直投式功能菌劑發酵佛手瓜腌菜工藝優化研究

武 杰1，張引成2，葛 浩1

(1.蚌埠學院生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030；2.南京農業大學食品科技學院，江蘇 南京 210095)

目的：對直投式功能菌劑發酵生產佛手瓜腌菜的工藝進行優化研究。方法：研究直投式佛手瓜腌制在不同直投式功能菌劑添加量、食鹽添加量、發酵溫度、發酵時間等條件下，佛手瓜發酵時腌菜液中總酸含量的動態變化。根據動態變化和正交試驗法確定直投式功能菌劑發酵腌菜的最佳條件。結果：直投式功能菌劑發酵腌菜的最佳條件為：蔗糖添加量3%、直投式功能菌劑添加量0.1%、發酵溫度30℃、食鹽添加量7%、發酵時間4d，此時產酸量達0.73g/100g。結論：采用直投式功能菌劑生產發酵佛手瓜腌菜，發酵周期短，發酵效果好。

直投式功能菌劑；發酵；佛手瓜；醬腌菜

佛手瓜，又名隼人瓜、安南瓜、壽瓜等，屬葫蘆科特蔬菜品種。佛手瓜清脆多汁，味美可口，營養價值較高，既可做菜，又能當水果生吃。加上瓜形如兩掌合十，有佛教祝福之意，深受人們喜愛。佛手瓜在瓜類蔬菜中營養全面豐富，常食對增強人體抵抗疾病的能力有益。經常吃佛手瓜可利尿排鈉，有擴張血管、降壓之功能。據醫學研究報道，鋅對兒童智力發展影響較大，缺鋅兒童智力低下，常食含鋅較多的佛多瓜，可以提高智力[1]。此外還含有葉酸、泛酸、煙酸等。

本實驗以佛手瓜為原料，利用乳酸桿菌發酵劑[2-4]，采用直投式發酵生產醬腌菜的方法[5-6]，生產發酵佛手瓜腌菜，以期為佛手瓜的加工開辟一條新路，并極大地促進腌菜生產工藝的發展，滿足國民對醬腌菜的需求[7]。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

佛手瓜 市售；直投式功能菌 無錫博翔生物科技有限公司。

食鹽、蔗糖均為食用級；鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞、無水乙醇、氫氧化鈉均為分析純。

1.2 儀器與設備

ZS-100型封口機 浙江宏展包裝機械有限公司；QLF型隔水式恒溫培養箱 金壇市岸頭良友實驗儀器廠；FA1004N型電子天平 鄭州時代儀器設備有限公司；TCS型電子臺秤 上海宏衡實業有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

佛手瓜→整理→切分→燙漂→清洗→晾曬→稱量→裝袋→加輔料(蔗糖、食鹽、水)→接種→封口→培養→成品

1.3.2 操作要點

佛手瓜的選擇：采用從超市購買的新鮮幼嫩的、無病蟲害、無機械損傷的佛手瓜，要求新鮮脆嫩、組織致密。買回的佛手瓜應置于冰箱中保鮮，以防止水分的散失。

去皮切分：清洗選好的經過修整的佛手瓜，先在消毒水中浸泡清洗，再在流動水中沖洗，以確保潔凈無污物，最大程度地減少微生物的滋生。經整理、清洗后，用不銹鋼刀將佛手瓜切成兩瓣，去核后瀝干并在通風處晾干后，備用。

燙漂：在95℃中燙漂3min后迅速放入冷水中冷卻，瀝干。

腌制：將瀝干的佛手瓜條裝入已標記的熱封塑料袋中，分別加入蔗糖、食鹽等輔料以及直投式功能菌劑和無菌水。裝袋完畢后，封口。左右搖晃塑料袋，混勻后置于恒溫培養箱中進行發酵。

1.3.3 發酵條件的單因素和正交試驗

1.3.3.1 發酵條件的單因素試驗

分別考察直投式功能菌劑接種量、食鹽添加量、發酵溫度、發酵時間對直投式功能菌劑發酵佛手瓜腌制過程的影響，以總酸度為指標。

1.3.3.2 發酵條件的正交試驗

根據上述單因素試驗結果，選擇對泡菜中總酸含量有顯著影響的直投式功能菌劑的接種量、食鹽添加量、發酵溫度、發酵時間4個因素，進行正交試驗設計，每個因素設計3個水平，因素及水平見表1。每組實驗要在規定的時間段進行總酸度的測定。

表1 正交試驗因素與水平設計Table 1 Coded values and corresponding real values of the optimization parameters tested in orthogonal array design水平 A接種量/% B發酵溫度/℃ C發酵時間/d D食鹽添加量/%1 0.1 25 3 5 2 0.2 30 4 6 3 0.3 35 5 7

1.3.4 指標測定

1.3.4.1 總酸測定

采用酸堿滴定法[8-9]，按下式計算。

式中：X為樣品中總酸(以乳酸量計)含量/(g/100g)；V為樣品中NaOH標準溶液的體積/mL；V0為空白耗用NaOH標準溶液的體積/mL；c為NaOH標準溶液濃度/(mol/L)；0.09為與1.00mL NaOH標準滴定溶液相當的乳酸的質量/g；m為樣品質量/g；V1為樣品稀釋液體積/mL。

1.3.4.2 感官評價

由10名經過訓練的評定員對佛手瓜發酵產品進行感官評定。從香氣、脆度、色澤、滋味、口感五方面打分[10-11]，每項2分，合計10分。

現代漢語詞匯的重疊一般不兒化，但在歷史上卻并非如此。動詞的重疊形式后面加‘兒’的形式，常常見于明、清時期的白話文學作品里，從明代中葉的小說《西游記》、《金瓶梅》來看，動詞重疊兒化達到高潮。如：

2 結果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 直投式功能菌劑接種量的確定

將處理過的佛手瓜200g裝入塑料袋中，加6%食鹽和3%蔗糖，注入500mL水，直投式功能菌劑接種量分別為0.05%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%，30℃條件下進行恒溫發酵培養。每隔1d取樣1次，測定并計算發酵液總酸含量[8-10]。發酵佛手瓜添加直投式功能菌劑的結果見圖1。

由圖1可知，隨著時間的延長，各組的產酸量不斷增加，接種量過高或過低均不利于產酸。接種量為0.05%時，酸度增加趨勢最緩慢，產酸的增長速率最慢，且產酸量也最少，發酵至第5天時，酸度僅為0.4g/100g。接種量為0.2%時，產酸速率最快，到第5天時，酸度為0.74g/100g，產酸量最多。當接種量0.1%時產酸量次之。故接種量0.2%時最有利于產酸，接種量0.05%時最不利于產酸。

2.1.2 食鹽添加量的確定

在塑料袋中加入處理過的佛手瓜200g，蔗糖添加量3%，直投式功能菌劑的接種量0.2%，注入500mL水，食鹽添加量分別為2%、4%、6%、8%，在30℃條件下進行恒溫發酵培養。每隔1d取樣1次，連續測定5d，測定發酵液總酸含量。如圖2所示，斜率越大，則產酸越快；酸度越大，則產酸越多，綜合考慮兩方面的因素，確定最佳的食鹽添加量。乳酸菌只有在適宜的滲透壓條件下，才能很好生長。在發酵條件相同，菌體添加量相同的情況下，食鹽的添加量過高，過低均不利于乳酸菌的生長，從而影響到乳酸菌的產酸量及產酸速度。

表2 直投式功能菌發酵佛手瓜的感官評價Table 2 Criteria for sensory evaluation of pickled chayote項目 發酵時間/d 2 3 4 5有發酵蔬菜固有色澤， 有發酵蔬菜固有色澤， 有發酵蔬菜固有色澤， 無發酵蔬菜固有色澤，評分標準 發酵蔬菜應具有的香氣較 有發酵蔬菜應具有的香氣， 具有較濃乳酸發酵的 具有較濃的乳酸發酵的香氣，淡，酸度低，滋味一般， 酸度較低，滋味較好， 發酵蔬菜香氣，酸味純正， 滋味一般，過酸，較好的脆性 較好的脆性 滋味較好，較好的脆性 較好的脆性感官評分 5.5 8.0 9.0 7.5

由圖2可知，食鹽添加量6%時更有利于發酵佛手瓜的產酸，發酵至第5天時，產酸量可達到0.74g/100g，產酸速度也是最快；食鹽添加量為4%的處理組效果次之；食鹽添加量為2%的處理組最不利于產酸。故食鹽添加量6%處理組的發酵佛手瓜優于其他組食鹽濃度處理，乳酸菌在此鹽添加量的條件下能較好的生長。

2.1.3 發酵溫度的確定

在塑料袋中加入處理過的佛手瓜200g，蔗糖添加量3%，直投式功能菌劑接種量0.2%，食鹽添加量6%，注入500mL水，分別在20、25、30、35、40℃條件下進行恒溫培養發酵。每隔1d取樣1次，測定并計算發酵液總酸含量，綜合考慮產酸速度及產酸量確定最佳的發酵溫度。

由圖3可知，5種溫度處理中，30℃發酵條件下發酵的佛手瓜酸度增加速度最快，相同發酵時間內產酸最多，因此30℃發酵產酸最為適宜，相同發酵時間條件下產酸量最大，4d時達0.63g/100g，5d時達0.75g/100g；25℃在發酵到第5天時產酸量達0.63g/100g，比30℃發酵的時間延長了1d，效果僅次于30℃發酵條件效果；35℃產酸量相對要差一些；20、40℃產酸速度明顯緩慢。綜上，選擇30℃為發酵的最適宜溫度，25℃僅次之。

2.1.4 發酵時間的確定

在塑料袋中加入處理過的佛手瓜200g，蔗糖添加量3%，直投式功能菌劑接種量0.2%，食鹽添加量6%，注入500mL的水。在30℃條件下進行恒溫發酵培養。從第2天開始請品評員進行感官評定，并打分。其后每天進行1次打分，至第5天。得分最高的即為品質最佳，對應發酵時間為最佳發酵時間。

由表2可知，發酵4d，感官評分最高，5d次之。發酵時間越長，產酸越多，所以，酸味最好的是發酵5d，在香氣和滋味方面最好的是發酵4d，也就是說發酵產香在4d達到最大值，但滋味上還可改善。

2.2 正交試驗設計及結果

通過正交試驗優化，得到了不同因素條件下的總酸度，再通過正交助手軟件的處理，進行極差分析。通過比較可以確定4個因素的影響順序及最佳組合，正交優化試驗結果及極差分析見表3。

表3 正交優化試驗結果與極差分析Table 3 Orthogonal array design and results試驗號 A接種 B發酵 C發酵 D食鹽添 產酸量/% 溫度/℃ 時間/d 加量/% 量/(g/100g)1 1(0.1) 1(25) 1(3) 1(5) 0.58 2 1 2(30) 2(4) 2(6) 0.71 3 1 3(35) 3(5) 3(7) 0.68 4 2(0.2) 1 2 3 0.68 5 2 2 3 1 0.61 6 2 3 1 2 0.65 7 3(0.3) 1 3 2 0.58 8 3 2 1 3 0.62 9 3 3 2 1 0.47 k1 0.657 0.580 0.583 0.520 k2 0.647 0.647 0.620 0.505 k3 0.557 0.533 0.599 0.593 R 0.100 0.114 0.037 0.073

從表3可以看出，4個因素的影響順序為發酵溫度＞接種量＞食鹽添加量＞發酵時間，得出優化結果為A1B2C2D3，在該組合下測得產酸量為0.73g/100g，高于9組試驗條件下的產酸量，故最佳工藝條件確定為：直投式功能菌劑添加量0.1%、發酵溫度30℃、食鹽添加量7%、佛手瓜發酵時間4d，驗證結果表明，產酸量達0.73g/100g。

3 結 論

直投式功能菌劑的添加量為0.1%、發酵溫度為30℃、食鹽添加量為7%、發酵時間為4d時，產酸量達0.73g/100g，有利于發酵佛手瓜產酸，且口感適宜。

直投式功能菌劑具有體積小，含菌量高，活力強的特性[12-14]；其用量少、便于運輸、保藏、使用方便；將直投式菌劑直接用于蔬菜發酵，可縮短發酵蔬菜的發酵周期，提高發酵蔬菜產品的食品安全性[15]。

[1]楊寅桂, 霍光華, 徐維杰, 等. 中國佛手瓜果實營養成分測定及其評價[J]. 江西農業大學學報, 1996, 18(2): 219-224.

[2]ROSS R P, MORGAN S, HILL C. Preservation and fermentation:past，present and future[J]. International Journal of Food Microbiology,2002, 79(1/2): 3-16.

[3]DESCBRY B S, VETIER N, HARDY J. Health benefits of yogurt consumption: a review[J]. Inter J Food Properties, 1999, 2(1): 1-12.

[4]HLEMING H P. Fermented vegetables[M]// ROSE A H. Economic microbiolgy: fermented food. New York: Academic Press, 1982: 227.

[5]蔡永峰. 直投式生物法快速生產泡菜工藝條件的研究[J]. 食品與發酵工業, 2006(6): 73-76.

[6]陸利霞, 孫蕓, 葛雅, 等. 直投式發酵劑制備幾種泡菜的研究[J]. 南京曉莊學院學報, 2007(3): 53-56.

[7]陳仲翔, 董英. 泡菜工業化生產的研究進展[J]. 食品科技, 2004(4):33-35.

[8]中國食品發酵工業研究所. GB/T 12456—2008食品中總酸的測定[S]. 北京: 中國標準出版社, 2008.

[9]余文華, 張穎, 劉竹, 等. 直投式乳酸菌發酵泡菜工藝優化研究[J].食品與發酵科技, 2010(3): 21-26.

[10]王棟, 李崎. 食品感官評價原理與技術[M]. 北京: 中國輕工業出版社, 2001.

[11]王娟娟, 王順喜, 馬微, 等. 直投式發酵劑生產酸菜及其風味物質的研究[J]. 食品科學, 2008, 29(4): 82-86.

[12]熊曉輝, 熊強. 乳酸菌發酵劑高密度培養的研究[J]. 中國調味品, 2004(5): 17-21.

[13]VINDEROLA C G, MOCCHIUTTI P, REINHEIMER J A. Interactions among lactic acid starter and probiotic bacteria used for fermented dairy products[J]. Journal of Dairy Science, 2002, 85(4): 4721-4729.

[14]陳功. 泡菜直投式菌劑制備及應用研究[J]. 四川食品與發酵, 2008(4): 19-23.

[15]余文華, 陳功, 丁文軍, 等. 直投式功能菌劑發酵蔬菜技術研究[J].食品與發酵科技, 2009(4): 30-34.

Optimization of Fermentation Conditions for Pickling Chayote with Direct Vat Set Starter

WU Jie1，ZHANG Yin-cheng2，GE Hao1
(1. Department of Biotechnology and Food Engineering, Bengbu College, Bengbu 233030, China；2. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China)

The aim of this study was to optimize fermentation conditions for the production of pickled chayote with direct vat set (DVS) starter. Dynamic changes in total acidity were analyzed during the fermentation of pickled chayote under varying conditions of DVS dose, salt concentration, temperature and other fermentation parameters. Using an orthogonal array design,based on total acid content, the optimal fermentation conditions were determined as follows: sucrose addition 3%, DVS dose 0.1%, fermentation temperature 30 ℃, salt addition 7%, and fermentation time 4 d. Under these conditions, the acid production was 0.73 g/100 g. In conclusion, the application of DVS to produce pickled chayote requires a short fermentation period and provides desired results.

direct vat set；fermentation；chayote fruits；pickled vegetables

TS275.4

A

1002-6630(2012)03-0136-04

2011-09-30

安徽省省級質量工程項目(20101095)

武杰(1975—)，男，副教授，碩士，研究方向為農產品貯藏與深加工。E-mail：ahbbwj@tom.com