直投式功能菌劑發(fā)酵佛手瓜腌菜工藝優(yōu)化研究

武 杰，張引成，葛 浩

(1.蚌埠學(xué)院生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095)

直投式功能菌劑發(fā)酵佛手瓜腌菜工藝優(yōu)化研究

武 杰1，張引成2，葛 浩1

(1.蚌埠學(xué)院生物與食品工程系，安徽 蚌埠 233030；2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇 南京 210095)

目的：對(duì)直投式功能菌劑發(fā)酵生產(chǎn)佛手瓜腌菜的工藝進(jìn)行優(yōu)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(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間等條件下，佛手瓜發(fā)酵時(shí)腌菜液中總酸含量的動(dòng)態(tài)變化。根據(jù)動(dòng)態(tài)變化和正交試驗(yàn)法確定直投式功能菌劑發(fā)酵腌菜的最佳條件。結(jié)果：直投式功能菌劑發(fā)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(fā)酵溫度30℃、食鹽添加量7%、發(fā)酵時(shí)間4d，此時(shí)產(chǎn)酸量達(dá)0.73g/100g。結(jié)論：采用直投式功能菌劑生產(chǎn)發(fā)酵佛手瓜腌菜，發(fā)酵周期短，發(fā)酵效果好。

直投式功能菌劑；發(fā)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(yǎng)價(jià)值較高，既可做菜，又能當(dāng)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(yǎng)全面豐富，常食對(duì)增強(qiáng)人體抵抗疾病的能力有益。經(jīng)常吃佛手瓜可利尿排鈉，有擴(kuò)張血管、降壓之功能。據(jù)醫(yī)學(xué)研究報(bào)道，鋅對(duì)兒童智力發(fā)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(shí)驗(yàn)以佛手瓜為原料，利用乳酸桿菌發(fā)酵劑[2-4]，采用直投式發(fā)酵生產(chǎn)醬腌菜的方法[5-6]，生產(chǎn)發(fā)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(jìn)腌菜生產(chǎn)工藝的發(fā)展，滿足國民對(duì)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(jí)；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(shè)備

ZS-100型封口機(jī) 浙江宏展包裝機(jī)械有限公司；QLF型隔水式恒溫培養(yǎng)箱 金壇市岸頭良友實(shí)驗(yàn)儀器廠；FA1004N型電子天平 鄭州時(shí)代儀器設(shè)備有限公司；TCS型電子臺(tái)秤 上海宏衡實(shí)業(yè)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(yǎng)→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

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(jī)械損傷的佛手瓜，要求新鮮脆嫩、組織致密。買回的佛手瓜應(yīng)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(jīng)過修整的佛手瓜，先在消毒水中浸泡清洗，再在流動(dòng)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(jīng)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(fēng)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(biāo)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(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)酵。

1.3.3 發(fā)酵條件的單因素和正交試驗(yàn)

1.3.3.1 發(fā)酵條件的單因素試驗(yàn)

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

1.3.3.2 發(fā)酵條件的正交試驗(yàn)

根據(jù)上述單因素試驗(yàn)結(jié)果，選擇對(duì)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(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間4個(gè)因素，進(jìn)行正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，每個(gè)因素設(shè)計(jì)3個(gè)水平，因素及水平見表1。每組實(shí)驗(yàn)要在規(guī)定的時(shí)間段進(jìn)行總酸度的測(cè)定。

表1 正交試驗(yàn)因素與水平設(shè)計(jì)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(fā)酵溫度/℃ C發(fā)酵時(shí)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(biāo)測(cè)定

1.3.4.1 總酸測(cè)定

采用酸堿滴定法[8-9]，按下式計(jì)算。

式中：X為樣品中總酸(以乳酸量計(jì))含量/(g/100g)；V為樣品中NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL；V0為空白耗用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL；c為NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/(mol/L)；0.09為與1.00mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液相當(dāng)?shù)娜樗岬馁|(zhì)量/g；m為樣品質(zhì)量/g；V1為樣品稀釋液體積/mL。

1.3.4.2 感官評(píng)價(jià)

由10名經(jīng)過訓(xùn)練的評(píng)定員對(duì)佛手瓜發(fā)酵產(chǎn)品進(jìn)行感官評(píng)定。從香氣、脆度、色澤、滋味、口感五方面打分[10-11]，每項(xiàng)2分，合計(jì)10分。

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

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

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(jìn)行恒溫發(fā)酵培養(yǎng)。每隔1d取樣1次，測(cè)定并計(jì)算發(fā)酵液總酸含量[8-10]。發(fā)酵佛手瓜添加直投式功能菌劑的結(jié)果見圖1。

由圖1可知，隨著時(shí)間的延長，各組的產(chǎn)酸量不斷增加，接種量過高或過低均不利于產(chǎn)酸。接種量為0.05%時(shí)，酸度增加趨勢(shì)最緩慢，產(chǎn)酸的增長速率最慢，且產(chǎn)酸量也最少，發(fā)酵至第5天時(shí)，酸度僅為0.4g/100g。接種量為0.2%時(shí)，產(chǎn)酸速率最快，到第5天時(shí)，酸度為0.74g/100g，產(chǎn)酸量最多。當(dāng)接種量0.1%時(shí)產(chǎn)酸量次之。故接種量0.2%時(shí)最有利于產(chǎn)酸，接種量0.05%時(shí)最不利于產(chǎn)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(jìn)行恒溫發(fā)酵培養(yǎng)。每隔1d取樣1次，連續(xù)測(cè)定5d，測(cè)定發(fā)酵液總酸含量。如圖2所示，斜率越大，則產(chǎn)酸越快；酸度越大，則產(chǎn)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(fā)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(chǎn)酸量及產(chǎn)酸速度。

表2 直投式功能菌發(fā)酵佛手瓜的感官評(píng)價(jià)Table 2 Criteria for sensory evaluation of pickled chayote項(xiàng)目 發(fā)酵時(shí)間/d 2 3 4 5有發(fā)酵蔬菜固有色澤， 有發(fā)酵蔬菜固有色澤， 有發(fā)酵蔬菜固有色澤， 無發(fā)酵蔬菜固有色澤，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)酵蔬菜應(yīng)具有的香氣較 有發(fā)酵蔬菜應(yīng)具有的香氣， 具有較濃乳酸發(fā)酵的 具有較濃的乳酸發(fā)酵的香氣，淡，酸度低，滋味一般， 酸度較低，滋味較好， 發(fā)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(píng)分 5.5 8.0 9.0 7.5

由圖2可知，食鹽添加量6%時(shí)更有利于發(fā)酵佛手瓜的產(chǎn)酸，發(fā)酵至第5天時(shí)，產(chǎn)酸量可達(dá)到0.74g/100g，產(chǎn)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(chǎn)酸。故食鹽添加量6%處理組的發(fā)酵佛手瓜優(yōu)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(fā)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(jìn)行恒溫培養(yǎng)發(fā)酵。每隔1d取樣1次，測(cè)定并計(jì)算發(fā)酵液總酸含量，綜合考慮產(chǎn)酸速度及產(chǎn)酸量確定最佳的發(fā)酵溫度。

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

2.1.4 發(fā)酵時(shí)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(jìn)行恒溫發(fā)酵培養(yǎng)。從第2天開始請(qǐng)品評(píng)員進(jìn)行感官評(píng)定，并打分。其后每天進(jìn)行1次打分，至第5天。得分最高的即為品質(zhì)最佳，對(duì)應(yīng)發(fā)酵時(shí)間為最佳發(fā)酵時(shí)間。

由表2可知，發(fā)酵4d，感官評(píng)分最高，5d次之。發(fā)酵時(shí)間越長，產(chǎn)酸越多，所以，酸味最好的是發(fā)酵5d，在香氣和滋味方面最好的是發(fā)酵4d，也就是說發(fā)酵產(chǎn)香在4d達(dá)到最大值，但滋味上還可改善。

2.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果

通過正交試驗(yàn)優(yōu)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(jìn)行極差分析。通過比較可以確定4個(gè)因素的影響順序及最佳組合，正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果及極差分析見表3。

表3 正交優(yōu)化試驗(yàn)結(jié)果與極差分析Table 3 Orthogonal array design and results試驗(yàn)號(hào) A接種 B發(fā)酵 C發(fā)酵 D食鹽添 產(chǎn)酸量/% 溫度/℃ 時(shí)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(gè)因素的影響順序?yàn)榘l(fā)酵溫度＞接種量＞食鹽添加量＞發(fā)酵時(shí)間，得出優(yōu)化結(jié)果為A1B2C2D3，在該組合下測(cè)得產(chǎn)酸量為0.73g/100g，高于9組試驗(yàn)條件下的產(chǎn)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(fā)酵溫度30℃、食鹽添加量7%、佛手瓜發(fā)酵時(shí)間4d，驗(yàn)證結(jié)果表明，產(chǎn)酸量達(dá)0.73g/100g。

3 結(jié) 論

直投式功能菌劑的添加量為0.1%、發(fā)酵溫度為30℃、食鹽添加量為7%、發(fā)酵時(shí)間為4d時(shí)，產(chǎn)酸量達(dá)0.73g/100g，有利于發(fā)酵佛手瓜產(chǎn)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(qiáng)的特性[12-14]；其用量少、便于運(yùn)輸、保藏、使用方便；將直投式菌劑直接用于蔬菜發(fā)酵，可縮短發(fā)酵蔬菜的發(fā)酵周期，提高發(fā)酵蔬菜產(chǎn)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(shí)營養(yǎng)成分測(cè)定及其評(píng)價(jià)[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 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(chǎn)泡菜工藝條件的研究[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2006(6): 73-76.

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

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

[8]中國食品發(fā)酵工業(yè)研究所. GB/T 12456—2008食品中總酸的測(cè)定[S]. 北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社, 2008.

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

[10]王棟, 李崎. 食品感官評(píng)價(jià)原理與技術(shù)[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2001.

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

[12]熊曉輝, 熊強(qiáng). 乳酸菌發(fā)酵劑高密度培養(yǎng)的研究[J]. 中國調(diào)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(yīng)用研究[J]. 四川食品與發(fā)酵, 2008(4): 19-23.

[15]余文華, 陳功, 丁文軍, 等. 直投式功能菌劑發(fā)酵蔬菜技術(shù)研究[J].食品與發(fā)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(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目(20101095)

武杰(1975—)，男，副教授，碩士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品貯藏與深加工。E-mail：ahbbwj@tom.com