乳酸菌在辣椒醬發酵中的應用

◎ 黃 宇，石 磊，曹琬宜，萬守朋，王昌祿

（1.天津市利民調料有限公司，天津 300308；2.食品營養與安全教育部重點實驗室，天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津 300457）

辣椒（Capsicum annuumL）在我國有400多年的種植歷史[1]，是一種深受人們喜愛的蔬菜，具有鎮痛、抗癌、抗菌、抗輻射、抗誘變、預防心血管疾病、改善消化功能、減肥和促進血液循環等功效[2]。辣椒也是一種味辛香、性溫熱、有刺激性的調味品，近年來已加工成各種產品，深受消費者喜愛。辣椒醬是辣椒經過腌漬[3]或發酵后制成的產品，其味辣咸微酸、可口、開胃，能最大限度地保持維生素C的含量，并有促進食欲、幫助消化等功能[4]。

乳酸菌是人體胃腸道內的益生菌群，可降低膽固醇[5]、緩解乳糖不耐癥、增強機體的免疫力[6]、遏制腫瘤細胞的生成[7]。辣椒通過乳酸菌發酵，可以提高其營養價值，抑制腐敗菌和亞硝酸鹽的形成，延長保質期，還可產生特殊的風味，深受消費者喜愛。

1 發酵辣椒醬概述

我國辣椒醬生產歷史悠久，按工藝的不同，可分為傳統制品和工業化制品兩種。傳統發酵辣椒醬生產主要是利用辣椒醬中存在的天然乳酸菌進行自然發酵，產生乳酸，發酵時在辣椒醬中加入一定量的食鹽，食鹽的高滲透作用使得辣椒醬中大部分雜菌的生長受到抑制，發酵制成辣椒醬[8]。近年來，許多研究人員與企業都致力于辣椒醬的工業化研究及生產[9]。工業生產的發酵辣椒醬具有產量高、生產速度快、質量穩定且容易控制等特點。隨著辣椒加工產業的發展，辣椒醬種類和質量控制方面研究的深入，已開發出種類繁多的辣椒醬制品，如豆豉辣椒醬、蒜蓉辣椒醬、牛肉辣椒醬、海鮮辣椒醬、豆瓣辣椒醬等。為獲得與自然發酵相似的風味，工業生產的發酵辣椒醬在分離使用傳統菌種及工藝控制方面的研究已越來越受到研究者的重視。

2 發酵辣椒醬中的乳酸菌

2.1 辣椒醬發酵原理

作為一種發酵蔬菜類制品，辣椒醬的發酵與其他發酵蔬菜制品在發酵過程及菌種方面有很多相似之處。其原理主要是通過人工接種耐鹽性有益微生物（如乳酸菌等）進行緩慢的發酵產酸、降低辣椒制品的pH值，利用一定濃度食鹽溶液產生的高滲透壓來抑制不耐鹽有害微生物的生長，達到保存蔬菜的目的[10]。在蔬菜腌漬過程中，通過這些對人體健康有益的乳酸菌發酵作用，可提高蔬菜的營養價值和參與調節人體腸道微生態平衡的主要菌系的數量[11]。

附著在辣椒和其他輔料表面的天然微生物包括乳酸菌、酵母菌、霉菌、醋酸菌等。發酵過程中，各種微生物的活動會引起一系列復雜的生化反應，其中起主導作用的是乳酸發酵，酒精發酵次之，醋酸發酵最少。這些發酵代謝產物賦予產品鮮甜、微酸、醇厚的獨特風味。在辣椒醬的發酵過程中，主要是乳酸發酵，可分為3個階段，即以異型乳酸發酵為主的初期階段，以同型乳酸發酵為主并積累乳酸的中期階段和乳酸發酵結束、產品風味形成的后期階段。這個過程中，早期有許多微生物參與，主要是明串珠菌、片球菌、棒狀桿菌酵母菌和少數腸道菌等，在開始發酵的短期參與作用。在中期，乳酸菌很快生長繁殖，并抑制了其他微生物，成為該特殊環境中的優勢菌群。由于乳酸菌產生乳酸，不利于許多酶的活性，同時在厭氧條件下，氧化還原電勢低，阻止了需氧微生物的活動。

2.2 辣椒醬發酵中應用的主要乳酸菌

發酵辣椒類產品在我國各地均有分布，以傳統自然發酵為主。近年來，國內外研究人員對自然發酵過程中的菌相變化及優勢菌株的研究逐步深入，目前研究發現的表面附著的乳酸菌有植物乳桿菌（Lactobacillus plantarum）和腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）等，其中乳桿菌屬發現和應用最為廣泛，乳球菌次之。鐘燕青等在云南自然發酵辣椒醬中分離得到1株主發酵菌株，經初步鑒定為植物乳桿菌[12]。劉麗娜對重慶與貴州地區的8種辣椒表面微生物進行了研究，發現其表面附著的細菌以乳酸菌為主，其中乳桿菌較多，對其自然發酵起重要作用[13]。胡博涵等采用稀釋平板法對各種高鹽發酵剁椒制品進行耐鹽乳酸菌的篩選，得到2株耐鹽菌種，分別為桿菌和球菌，其耐鹽程度可達到22%[14]。崔小麗等在重慶的鲊辣椒中分離得到了適合純種發酵的乳桿菌[15]。Lee等[16]從韓國辣醬中分離得到的乳酸菌，經鑒定分別為Leuconostocmes.、Lactobacillus curvatus、Lactobacillus sake、短乳桿菌和植物乳桿菌。王雪雅等人為了獲得高產γ-氨基丁酸（GABA）且綜合性能優良的乳酸菌，以10株乳酸菌作為出發菌株對發酵辣椒進行純種接種發酵，采用TOPSIS法對10株菌種進行多因素綜合評價，得到發酵乳桿菌與食果糖乳桿菌為綜合品質特性較好的發酵優良菌株[17]。

2.3 乳酸菌在純種發酵辣椒制品中的應用

在對辣椒原料表面進行乳酸菌分離、鑒定的基礎上，研究人員根據辣椒醬生產的實際情況對其進行篩選，并將其應用到辣椒醬的純種發酵中，以期最大程度上保持傳統發酵產品的風味特點。純種發酵是人為地將外來菌種或混合菌種接種于殺過菌的蔬菜上進行腌漬的過程。利用純種乳酸發酵技術對蔬菜進行加工是對傳統自然發酵模式的一種變革，也是發酵技術現代化的一種標志，對這一工藝的研究目前主要集中在不同菌種配比發酵及相關風味控制上。

多項研究表明，純種發酵可有效提高產品質量，豐富產品品種。張海等利用混合乳酸菌接種于鮮辣椒，得到一種新型的辣椒調味品，產品酸、辣、甜味柔和，風味獨特，發酵香味濃郁，營養價值高[18]。

除工藝優化外，利用乳酸菌接種發酵還可提高產品的安全性。蔬菜具有富集硝酸鹽的特點，經過腌漬發酵后，部分微生物能將蔬菜中的硝酸鹽還原為亞硝酸鹽，當人體攝入亞硝酸鹽后，亞硝酸鹽能和胃中的含氮化合物結合成具有致癌性的亞硝胺，對人體健康產生危害[14]。近年來，眾多學者采用人工接種乳酸菌進行發酵蔬菜的研究，發現其可顯著降低亞硝酸鹽生成，同時縮短蔬菜制品的發酵周期，改善發酵蔬菜的品質。在辣椒的發酵加工中，郭蓉等利用植物乳桿菌接種發酵生產的剁辣椒，其亞硝酸鹽含量較低[19]。楊海燕等[20]采用從自然發酵的辣椒醬中分離出的植物乳桿菌和腸膜明串珠菌，進行了純種發酵辣椒試驗的工藝研究，研究表明，利用乳酸菌純種發酵辣椒醬有利于抑制雜菌的生長，可明顯降低發酵過程中亞硝酸鹽的積累。鄧放明等[21]從發酵的剁辣椒、泡菜和辣椒醬選育了2株乳酸菌（Lact.chili.6 和 Lact.chili.8），發酵試驗證明，Lact.chili.6 和Lact.chili.8 產酸速度快，抑制雜菌能力強，產品中亞硝酸鹽含量低。丘加德[22]利用純種發酵技術生產的剁椒、辣椒，有效的抑制了剁辣椒中雜菌的生長，降低了亞硝酸鹽的積累，使產品的品質得到控制。

3 結語

辣椒在近幾十年成為全世界消費量最大的果蔬之一，其貿易量超過咖啡與茶葉，中國作為世界主要辣椒產地之一，其產量占世界辣椒產量的55%，并以每年7%的速度提高[23]。辣椒制品，尤其是辣椒醬產品作為一種嗜好型調味品，產品品種豐富，在國內外均受到消費者的青睞，具有廣闊的市場空間。然而，目前國內辣椒醬生產大部分仍沿用傳統的自然發酵方式進行生產，加工條件較差，存在產品品質不穩定、食品安全隱患多等問題，已越來越受到行業內研究人員的重視。研究表明，利用乳酸菌等菌種進行純種發酵，不僅可以使產品質量、風味等方面得到改善，而且可加快生產速度，提高產品質量的穩定性及安全性，是未來辣椒醬工業化生產的主要趨勢。通過對純種發酵關鍵技術的深入研究，辣椒產業將會邁入一個新臺階。

[1]劉文明，安志信，井立軍，等.辣椒的種類、起源和傳播[J].辣椒雜志，2005（4）：17-18.

[2]聶乾忠，夏延斌，曾曉楠，等.辣椒素類物質對高血脂癥大鼠血脂的影響[J].食品與機械，2010，6（1）：77-80.

[3]白露露，胡文忠，姜愛麗，等.辣椒加工工藝及其設備的應用現狀[J].食品工業科技，2014，35（15）：369-372，376.

[4]沈國華.純菌接種發酵技術在腌制菜加工上的應用研究[J].食品研究與開發，2001，22（2）：11-13.

[5]Gilliland S E，Nelson C R，Maxwell C.Assimilation of Cholesterol by Lactobacillus acid ophilust[J].Appl Environ Microbiol，1985，49（2）：377-381.

[6]Mestecky J， Eldridge J H. Targeting and controlled release of antigens for the effective induction of secretory antibody responses[J].Current Opinion in Immunology，1991，3（4）：492-495.

[7]尹軍霞，沈國娟，沈 蓉，等.酸菜汁中降膽固醇乳酸菌的分離鑒定[J].中國食品學報，2008，8（2）：47-51.

[8]盧 翰，蘇愛軍，譚興和.辣椒醬發酵工藝研究[J].食品與機械，2006，22（3）：126-129.

[9]邵 偉，張亞雄，熊 澤，等.多菌種混合發酵生產醉辣椒工藝初探[J].中國釀造，2000（1）：18-20.

[10]陳惠音，楊汝德.超低鹽多菌種快速發酵腌制技術[J].食品科學，1994（5）：18-22.

[11]李書華，陳封政.泡菜研究進展及生產中存在的問題[J].食品科技，2007（3）：8-10.

[12]鐘燕青.自然發酵辣醬中一株乳酸菌的分離篩選及鑒定[J].農產品加工學刊，2011（11）：52-54.

[13]劉麗娜.辣椒表面微生物區系的研究[D].重慶：西南大學，2007.

[14]胡博涵，吳 暉，賴富饒，等.耐鹽乳酸菌的篩選及其在剁辣椒發酵中的應用[J].食品與機械，2014（30）：51-54.

[15]崔小麗，王 薇，闞建全.鲊辣椒純種發酵的菌株優選[J].食品科學，2014（21）：149-153.

[16]Lee J，Kim C，Kunz B. Identification of lactic acid bacteria isolated from kimchi and studies on their suitability for application of as starter culture in the production fermented sausages [J].Meatscience，2006，72（3）：437-445.

[17]王雪雅，吳華麗，丁筑紅，等.純種乳酸菌接種發酵辣椒綜合品質特性研究[J].中國釀造，2016（9）：119-124.

[18]張 海，馮成利，屈春虹，等.多菌種速酸發酵辣椒的研制[J].中國調味品，1992（7）：20-22.

[19]陳健凱.利用乳酸菌來提高果蔬的安全性[J].福建熱帶作物科技，2002，27（4）：38-39.

[20]郭 蓉，秦 丹，胡 雙，等.剁辣椒發酵制品發酵用乳酸菌的選育、鑒定與接種發酵試驗[J].輕工科技，2013（4）：20-21.

[21]楊海燕，沙 漠，于 蒙，等.乳酸菌純種發酵辣椒醬工藝研究[J].中國食品工業，2011（9）：55-57.

[22]鄧放明，李羅明，尹 華，等.碎鮮辣椒發酵制品發酵用乳酸菌的選育與接種發酵試驗[J].食品科學，2005，6（3）：106-109.

[23]王小雄.印度辣椒產業和及印辣椒貿易概況[J].辣椒雜志，2011（1）：38-40.