復(fù)合蔬菜發(fā)酵的工藝研究

羅紅霞 ，張杏媛 ，王建 ，林少華 ，賈紅亮

（1.北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京102442；2.北京農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，北京102206）

我國是蔬菜種植和消費(fèi)大國，種植面積約1400萬hm2，年產(chǎn)量占全球蔬菜產(chǎn)量的60%以上[1]。由于我國蔬菜深加工產(chǎn)業(yè)起步較晚，加工量較低，每年蔬菜的損耗高達(dá)30%左右，因此，提高蔬菜的利用率意義重大。常用的蔬菜加工方式主要包括保鮮、腌制、脫水、速凍、發(fā)酵等，發(fā)酵蔬菜是蔬菜加工中產(chǎn)量最大的一類。參與蔬菜發(fā)酵的微生物種類較多，其中乳酸菌最為重要。乳酸菌能夠利用葡萄糖發(fā)酵產(chǎn)生乳酸、醋酸、丙酸等有機(jī)酸，賦予蔬菜一種特殊香味[2]。

胡蘿卜含有豐富的營養(yǎng)元素，而且可防癌抗癌、抗氧化、延緩衰老、提高機(jī)體免疫力[3]。辣椒營養(yǎng)價(jià)值高，有溫中散寒、開胃除濕、疏通血脈、抗病提神、抗炎及抗氧化等功效[4]，是中國各地普遍喜食的蔬菜。苦瓜是中國傳統(tǒng)的藥食兩用植物，含有苦瓜多糖、苦瓜素、類黃酮化合物等功能性成分，具有降血糖、降血脂、抗氧化、增強(qiáng)免疫力及預(yù)防肥胖等保健功能[5]。黑木耳是我國傳統(tǒng)的食藥兩用真菌，營養(yǎng)豐富，具有益氣強(qiáng)身、補(bǔ)氣血、潤肺、止血、止痛、通便等功效[6]。為了提高這四種蔬菜的利用率，豐富發(fā)酵蔬菜產(chǎn)品的種類，本研究將它們進(jìn)行復(fù)配并接種乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，使其具有獨(dú)特的風(fēng)味，并增加了營養(yǎng)保健價(jià)值，為發(fā)酵型蔬菜制品的研究提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

胡蘿卜、苦瓜、辣椒和木耳購于北京利民恒華農(nóng)業(yè)科技有限公司；MRS培養(yǎng)基，購于北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；氯化鈉、氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、酚酞等均為分析純試劑；乳酸菌GF375，由教育部功能乳品重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 儀器與設(shè)備

TG16-WS型臺式高速離心機(jī)，上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司；PHS-3E型pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；THZ-82型恒溫振蕩器，江蘇太倉市實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；SPX-150B-Z型生化培養(yǎng)箱和立式滅菌鍋，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 發(fā)酵蔬菜制作工藝流程

原料篩選→預(yù)處理（清洗、去皮、切分）→制備發(fā)酵液→裝壇、接種、加發(fā)酵液→發(fā)酵→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）原料的選擇

選擇外形完整，無破損，無蟲害，成熟度適中，色澤鮮亮的胡蘿卜。選擇肉肥厚，顏色黑亮，耳型完整的木耳?？喙咸暨x翠綠色外皮的幼瓜。辣椒選擇表皮有光澤且顏色較淺的。

（2）原料的處理

將干木耳在溫水中浸泡4 h，每100 g干木耳可得到1000 g濕木耳；胡蘿卜清洗去皮切成1 cm3的丁狀；苦瓜清洗后去瓤切成1 cm3的丁狀；辣椒的處理同苦瓜。

（3）發(fā)酵液的制備

八角 5 g/L、花椒 1 g/L、干紅辣椒 3 g/L、姜 10 g/L、蒜10 g/L、桂皮3 g/L、香葉1 g/L，將上述原料按比例加入到水中，煮沸20 min后晾至40℃，按照一定比例接入發(fā)酵劑。

（4）發(fā)酵劑的制備

將乳酸菌GF375接入MRS液體培養(yǎng)基，37℃振蕩培養(yǎng)6 h，4000 r/min離心7 min，棄去上清液，沉淀菌體用無菌生理鹽水重懸即為發(fā)酵劑，備用。

（5）發(fā)酵

按照一定比例裝罐并加入發(fā)酵液，加蓋密封，于室溫下靜置發(fā)酵。

1.3.3 感官評定

發(fā)酵蔬菜的感官指標(biāo)主要有質(zhì)地、色澤、香氣、酸度、甜度，每項(xiàng)20分，總分100分。邀請15名感官評定員，對發(fā)酵蔬菜各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1[7]。

表1 發(fā)酵蔬菜感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Fermented vegetable sensory scoring standard

1.3.4 pH值的測定

根據(jù)GB5009.237-2016的方法進(jìn)行測定[8]。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 糖添加量對發(fā)酵蔬菜品質(zhì)的影響

按質(zhì)量分別添加5%、6%、7%、8%和9%的白砂糖，在發(fā)酵劑接種量為3%、鹽添加量為3%、發(fā)酵時(shí)間為2 d條件下進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵完成后進(jìn)行pH值測定和感官評價(jià)，結(jié)果見圖1所示。

圖1 不同糖添加量下pH值和感官的變化趨勢Fig.1 Chang trend of pH and sensory evaluation under different sugar addition

由圖1可知，隨著白砂糖添加量的增多，感官評分先上升后下降，pH值先下降后上升再下降。這是因?yàn)殡S著糖添加量的增加，產(chǎn)品甜味過重，酸味不足[9]。在糖添加量為6%時(shí)，感官評分結(jié)果最高為72分，但此時(shí)產(chǎn)品pH值較低，酸味過重；糖添加量為7%時(shí)，產(chǎn)品感官評分并不低，且pH值不會過低。因此，糖添加量為7%時(shí)為最佳。

2.1.2 鹽添加量對發(fā)酵蔬菜品質(zhì)的影響

按質(zhì)量分別添加2%、3%、4%、5%和6%的食鹽，在發(fā)酵劑接種量為3%、加糖量為7%、發(fā)酵時(shí)間為2 d條件下進(jìn)行發(fā)酵，發(fā)酵完成后進(jìn)行pH值測定和感官評價(jià)，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同鹽添加量下pH值和感官評價(jià)的變化趨勢Fig.2 Change trend of pH and sensory evaluation under different salt content

由圖2可知，隨著食鹽添加量的增多，pH值先降低后增加，感官評分先上升后下降。pH的變化是因?yàn)辂}添加量的增加，抑制了乳酸菌的繁殖，無法產(chǎn)生更多的乙酸，因而pH值逐漸上升，酸度下降。感官評分先上升后下降是因?yàn)樵诩欲}量少時(shí)產(chǎn)酸過多，酸味過重；在加鹽量多時(shí)產(chǎn)酸變少，酸味太淡，口味不佳。鹽添加量為3%時(shí)，感官評分為69分，pH為3.61，較合適。因此，鹽添加量為3%時(shí)為最佳。

2.1.3 接種量對發(fā)酵蔬菜品質(zhì)的影響

按照1%、2%、3%、4%和5%的發(fā)酵劑接種量制作發(fā)酵蔬菜，發(fā)酵完成后進(jìn)行pH值測定和感官評價(jià)，結(jié)果見圖3。

圖3 不同發(fā)酵劑接種量下pH值和感官評價(jià)的變化趨勢Fig.3 Trends of pH and sensory evaluation under different starter inoculation

發(fā)酵劑接種量是影響發(fā)酵蔬菜的重要因素，接種量過多造成浪費(fèi)，過少造成發(fā)酵效果不好[10]。從圖3可以看出，不同發(fā)酵劑接種量下樣品的pH值和感官評分都呈先增加后降低的趨勢。發(fā)酵劑接種量在1%～4%時(shí)，pH值呈上升趨勢，在pH值最高時(shí)感官評價(jià)并不太好，因?yàn)閜H值太高酸味不夠。在發(fā)酵劑接種量為2%時(shí)感官評分最高，為86分，此時(shí)pH值為3.87較合適，雖然在接種量為3%時(shí)pH值也較合適，但此時(shí)感官評價(jià)不高，且造成浪費(fèi)。因此，發(fā)酵劑接種量為2%最合適。

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對發(fā)酵蔬菜品質(zhì)的影響

在發(fā)酵劑接種量3%、鹽添加量為3%、糖添加量為7%條件下分別發(fā)酵1、2、3、6、8 d后進(jìn)行pH值測定和感官評價(jià)，結(jié)果如圖4（見下頁）所示。

由圖4（見下頁）可知，隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，感官評分呈先增加后降低的趨勢，在2 d時(shí)評分最高為92分；pH值為3.85時(shí)酸甜適中，因此選擇發(fā)酵時(shí)間為2 d最佳。

2.2 發(fā)酵蔬菜最優(yōu)工藝的正交優(yōu)化

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將糖添加量、鹽添加量、發(fā)酵劑接種量和發(fā)酵時(shí)間作為正交試驗(yàn)因素，設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)因素水平表，以感官得分為評定指標(biāo)，確定最佳的工藝條件，試驗(yàn)設(shè)計(jì)見表2，結(jié)果見表3。

圖4 不同發(fā)酵時(shí)間下pH值和感官評價(jià)的變化趨勢Fig.4 Change trend of pH and sensory evaluation under different fermentation time

表2 發(fā)酵蔬菜工藝的正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Factor and level table for of orthogonal test fermented vegetable technology

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果及分析Table 3 Orthogonal test results and analysis

各因素對發(fā)酵蔬菜感官評分的影響從大到小依次為B＞A＞D＞C，即加鹽量＞加糖量＞發(fā)酵時(shí)間＞接種量，較優(yōu)組合為A3B2C2D1，即糖添加量8%、鹽添加量3%、接種量2%、發(fā)酵時(shí)間1 d。經(jīng)驗(yàn)證試驗(yàn)，此條件下得到的發(fā)酵蔬菜感官評分為85分，高于其它試驗(yàn)組，產(chǎn)品色澤鮮亮，酸味甜味適中，適口性最佳。

3 結(jié)論

試驗(yàn)提出，復(fù)合蔬菜乳酸菌發(fā)酵的最佳工藝為：糖添加量8%、鹽添加量3%、發(fā)酵劑接種量2%、發(fā)酵時(shí)間1 d。在此條件下可以得到色澤鮮亮、質(zhì)地脆嫩、酸甜適中，具有獨(dú)特風(fēng)味的發(fā)酵蔬菜。胡蘿卜等復(fù)合蔬菜添加了乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵，進(jìn)一步提升了蔬菜的營養(yǎng)價(jià)值，增加了營養(yǎng)保健功能，豐富了發(fā)酵蔬菜的種類，為發(fā)酵菌菜制品批量生產(chǎn)提供了理論依據(jù)。