乳酸菌發(fā)酵對(duì)富源酸菜品質(zhì)及安全性的影響

黃慧福 - 肖玉雪 -

(曲靖師范學(xué)院生物資源與食品工程學(xué)院，云南 曲靖 655011)

傳統(tǒng)酸菜是經(jīng)自然發(fā)酵而成的風(fēng)味獨(dú)特的腌制品，含較多活性乳酸菌與膳食纖維，但是經(jīng)傳統(tǒng)發(fā)酵的酸菜易積累亞硝酸鹽，帶來(lái)了較大的安全性問(wèn)題[1]；同時(shí)傳統(tǒng)方法腌制的酸菜，發(fā)酵慢、時(shí)間長(zhǎng)、酸味弱，環(huán)境情況影響較大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重制約了酸菜發(fā)酵工業(yè)的發(fā)展[2]。加入乳酸菌可以改善酸菜部分品質(zhì)，因?yàn)槿樗峋诖x過(guò)程中由核糖體合成的一類(lèi)有抑菌活性效果的多肽或前體多肽，能高效抑制雜菌繁殖、減少亞硝酸鹽積累、減短發(fā)酵周期等，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量[2]；加入茶多酚還會(huì)影響發(fā)酵初期雜菌的生長(zhǎng)繁殖，有效抑制還原型微生物將硝酸鹽還原為亞硝酸鹽[3-4]；VC也能在一定程度上降低亞硝酸鹽形成量[5-6]。

富源酸菜就是采用傳統(tǒng)自然發(fā)酵法，以新鮮青菜、蘿卜為主要原料腌制(發(fā)酵)的。云南省富源縣境內(nèi)特有的一種酸菜，因?yàn)槠涮赜械娘L(fēng)味一直受本地人們的青睞，但是傳統(tǒng)生產(chǎn)的富源酸菜也存在上述的共性問(wèn)題。目前未見(jiàn)關(guān)于富源酸菜的研究報(bào)道。本研究采用乳酸菌液體發(fā)酵法與自然發(fā)酵法制作富源酸菜，加入了茶多酚、VC，通過(guò)比較二者在發(fā)酵貯藏過(guò)程中感官、部分理化、微生物指標(biāo)變化情況，以期得到改善富源酸菜品質(zhì)和安全性的加工方法，為提升富源酸菜質(zhì)量和改進(jìn)加工工藝提供理論依據(jù)，推動(dòng)富源酸菜產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

有機(jī)白蘿卜、食用鹽、冰糖、蒜末、姜絲、純凈水、玉米面：市售；

乳酸菌：泡菜酸菜乳酸菌發(fā)酵粉，北京川秀科技有限公司；

VC：安徽中南生物科技有限公司；

茶多酚：好時(shí)光配料有限公司；

對(duì)氨基苯磺酸：分析純，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；

亞硝酸鈉、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、硼砂：分析純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；

鹽酸奈乙二胺：分析純，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。

1.2 主要設(shè)備及儀器

紫外可見(jiàn)分光光度儀：TU1900型，北京普析通用儀器有限公司；

pH計(jì)：PHS-3C型，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；

粉碎機(jī)：SJ204-230型，浙江蘇泊爾股份有限公司；

電子分析天平：ME103型，特勒托—利多儀器有限公司；

循環(huán)水式真空泵：SHZ-(III)型，上海標(biāo)和儀器有限公司；

超純水機(jī)：UPT-I-20T型，上海優(yōu)普實(shí)業(yè)有限公司；

鼓風(fēng)干燥箱：DHG-9245A型，上海恒科學(xué)儀器有限公司；

隔水式恒溫培養(yǎng)箱：GHP-9080型，上海恒科學(xué)儀器有限公司；

滅菌器：LDZX-30KBS型，上海申安醫(yī)療器械廠；

雙人超凈工作臺(tái)：HS-1300U型，蘇州凈化設(shè)備有限公司；

微生物培養(yǎng)箱：IMC8型，上海高致精密儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

以白蘿卜為主要材料,采取乳酸菌發(fā)酵和自然發(fā)酵兩種發(fā)酵方法腌制水酸菜,經(jīng)過(guò)對(duì)比研究?jī)煞N發(fā)酵方法下有關(guān)水酸菜品質(zhì)及安全性指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化情況。

按照工藝制作兩種發(fā)酵方式的水酸菜，在室溫貯藏1，3，5，7，14，21，28 d，觀察感官品質(zhì)、測(cè)定亞硝酸鹽、總酸、pH值及微生物(乳酸菌、菌落總數(shù)、酵母菌、霉菌、大腸桿菌)的動(dòng)態(tài)變化，用以比較兩種方式對(duì)富源酸菜品質(zhì)和安全性的影響。

1.3.1 發(fā)酵液及兩種方式發(fā)酵樣品的制作

(1) 發(fā)酵液制備：稱(chēng)取蘿卜質(zhì)量2倍的生活飲用水，加入2%的食鹽和1%的冰糖，溶解，再加入辣椒面、姜、蒜、玉米面，使之煮沸殺菌，冷卻后加入0.5% Vc、0.1%的茶多酚，攪拌均勻后即為發(fā)酵液。

(2) 自然發(fā)酵富源酸菜制作：蘿卜挑揀，進(jìn)行清洗、切絲、計(jì)重，放入清洗消毒的發(fā)酵罐中，加入制備好的發(fā)酵液，使其混合均勻并進(jìn)行密封，在42 ℃的隔水式恒溫培養(yǎng)箱發(fā)酵5 h即為成品，再取出在室溫貯藏。

(3) 乳酸菌液態(tài)發(fā)酵富源酸菜制作：在發(fā)酵液中加入乳酸菌發(fā)酵粉并攪拌溶解備用；蘿卜挑揀，進(jìn)行清洗、切絲，計(jì)重，放入清洗消毒的發(fā)酵罐中，加入制備好的發(fā)酵液，使其混合均勻并進(jìn)行密封，在42 ℃的隔水式恒溫培養(yǎng)箱發(fā)酵5 h后即為成品，再取出在室溫下貯藏。

1.3.2 指標(biāo)測(cè)定 在室溫下貯藏1，3，5，7，14，21，28 d時(shí)取樣并進(jìn)行下面指標(biāo)檢測(cè)。

(1)感官指標(biāo)：10位專(zhuān)業(yè)人參照如表1所示的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分。

表1 酸菜的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

(2) 理化指標(biāo)：亞硝酸鹽測(cè)定按GB/T 5009.33—2010的鹽酸萘乙二胺法執(zhí)行；pH值用精密的pH計(jì)測(cè)定；總酸測(cè)定按GB/T 12456—2008執(zhí)行。

(3) 微生物指標(biāo)：乳酸菌培養(yǎng)及計(jì)數(shù)按GB 4789.35—2016執(zhí)行；菌落總數(shù)按GB 4789.2—2016執(zhí)行；霉菌和酵母菌計(jì)數(shù)按GB 4789.15—2016執(zhí)行；大腸菌群計(jì)數(shù)按GB 4789.3—2016執(zhí)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏過(guò)程中感官評(píng)定分析

由圖1可以看出，乳酸菌發(fā)酵法在整個(gè)過(guò)程的評(píng)分均高于自然發(fā)酵法；乳酸菌發(fā)酵法的最高分出現(xiàn)在第7天，評(píng)分為83分；自然發(fā)酵法的最高分出現(xiàn)在第14天，評(píng)分為76分。說(shuō)明采用乳酸菌發(fā)酵法的富源酸菜感官品質(zhì)好于自然發(fā)酵法，而且發(fā)酵速度也比自然發(fā)酵法快。因?yàn)槿樗峋l(fā)酵富源酸菜后期環(huán)境pH更低、總酸含量更高，致使果膠含量高，酸菜的脆性更好，質(zhì)構(gòu)優(yōu)；并且由于總酸含量較高，有機(jī)酸種類(lèi)多，使得酸菜的口感更加柔和，酸味更加醇香。所以相對(duì)于自然發(fā)酵法，乳酸菌發(fā)酵法的富源酸菜感官品質(zhì)更好。由于乳酸菌是酸菜發(fā)酵中的優(yōu)勢(shì)菌種，所以乳酸菌發(fā)酵乳酸菌數(shù)量較多，可以縮短發(fā)酵時(shí)間。

圖1 2種發(fā)酵方法在貯藏過(guò)程中的感官 指標(biāo)綜合評(píng)分

2.2 貯藏過(guò)程中亞硝酸鹽的變化

由圖2可看出，在整個(gè)過(guò)程中，乳酸菌發(fā)酵法中亞硝酸鹽含量都低于自然發(fā)酵法中亞硝酸鹽含量，乳酸菌發(fā)酵法的亞硝峰值出現(xiàn)在第5天(13.56 mg/kg)，之后都呈現(xiàn)明顯下降，7 d后在較低亞硝值的范圍內(nèi)略微下降；自然發(fā)酵法的亞硝峰值出現(xiàn)在第7天(為16.82 mg/kg)，之后都呈現(xiàn)明顯下降，14 d后在低亞硝值的范圍內(nèi)略微下降。從兩種發(fā)酵方式對(duì)亞硝酸鹽的含量影響看來(lái)，乳酸菌發(fā)酵能更好地控制亞硝酸鹽含量，能更好地提高酸菜安全性，而且乳酸菌發(fā)酵能加快發(fā)酵速度。其中兩個(gè)亞硝峰值都低于GB 2762—2017中腌澤蔬菜的規(guī)定(20 mg/kg)。

乳酸菌發(fā)酵法較為明顯地降低亞硝酸鹽含量，由于乳酸菌數(shù)量較多，產(chǎn)酸較多，致使較低pH能在一定程度上抑制有害菌及一些還原性細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖，從而減少亞硝酸鹽的含量；乳酸菌在代謝過(guò)程中由核糖體合成的一類(lèi)有抑菌活性效果的多肽或前體多肽，能高效抑制雜菌繁殖、減少亞硝酸鹽含量。

圖2 亞硝酸鹽在貯藏過(guò)程中的變化

本研究發(fā)現(xiàn)無(wú)論是自然發(fā)酵還是人工加入乳酸菌發(fā)酵，亞硝酸值在貯藏食用期都遠(yuǎn)低于酸菜的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及富源酸菜的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，而且都在比較安全范圍內(nèi)變化，可能原因之一是本試驗(yàn)使用的是有機(jī)蘿卜，原因之二是輔料中加入茶多酚和VC，試驗(yàn)再次證明減少氮肥使用、加入茶多酚和VC都能一定程度地抑制或減少亞硝酸鹽形成。

2.3 貯藏過(guò)程中pH值的變化

由圖3可看出，在貯藏過(guò)程中兩種方式發(fā)酵的富源酸菜的pH值總體都有下降趨勢(shì)，但由于乳酸菌發(fā)酵法中乳酸菌較多，所以環(huán)境pH的下降速度更快且較自然發(fā)酵法的pH值低。乳酸菌發(fā)酵法pH值在第7天下降到最低為2.58，后期pH值保持穩(wěn)定趨勢(shì)；自然發(fā)酵法pH在第14天降到最低值為3.23，后期pH值也保持相對(duì)穩(wěn)定趨勢(shì)。說(shuō)明乳酸菌發(fā)酵微生物代謝更快，發(fā)酵速度比自然發(fā)酵快。

圖3 pH值在貯藏過(guò)程中的變化

2.4 總酸在貯藏過(guò)程中的變化

泡菜在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生乳酸、乙酸、丙酸、丁酸、琥珀酸等多種酸，賦予泡菜柔和的酸味；酸度越高，酸菜在保存期顏色變化越小，高酸度有效抑制酶促褐變的產(chǎn)生；酸度越高，酸菜脆度變化越小，因?yàn)樵谒嵝原h(huán)境阻止果膠酶的作用，不利于果膠的分解；同時(shí)酸性環(huán)境可防止VC的降解[7-9]。由圖4可以看出，在貯藏過(guò)程中兩種發(fā)酵方法的總酸都呈現(xiàn)先上升趨勢(shì)，后又呈現(xiàn)微上升的趨勢(shì)。但在整個(gè)貯藏過(guò)程中乳酸菌發(fā)酵的富源酸菜總酸含量大于自然發(fā)酵法。乳酸菌發(fā)酵的酸菜總酸含量較高，說(shuō)明產(chǎn)生的酸種類(lèi)與含量較多，酸味更柔和，顏色變化小，脆性保持更好，故使酸菜的感官品質(zhì)更優(yōu)，證明了圖1中乳酸菌發(fā)酵法的富源酸菜感官品質(zhì)好于自然發(fā)酵法。

2.5 發(fā)酵和貯藏過(guò)程中微生物的變化

2.5.1 乳酸菌變化 由圖5可以看出，在整個(gè)貯藏期間2種發(fā)酵方式下乳酸菌數(shù)量都呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且乳酸菌發(fā)酵法乳酸菌數(shù)量多于自然發(fā)酵。乳酸菌發(fā)酵中乳酸菌數(shù)量對(duì)數(shù)值在第7天數(shù)量最多為11.9 lg(CFU/g)，之后乳酸菌的數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；自然發(fā)酵法乳酸菌數(shù)量對(duì)數(shù)值在第14天數(shù)量最多為8.3 lg(CFU/g)，之后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。由于乳酸菌是酸菜發(fā)酵中的優(yōu)勢(shì)菌種，所以乳酸菌發(fā)酵乳酸菌數(shù)量較多，可以縮短發(fā)酵時(shí)間。

圖4 在貯藏過(guò)程中總酸的變化

圖5 在貯藏過(guò)程中乳酸菌數(shù)量的變化

2.5.2 細(xì)菌菌落總數(shù)變化 圖6為在貯藏過(guò)程中兩種發(fā)酵方式下細(xì)菌菌落總數(shù)的變化情況。由圖6可以看出，二者在貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)呈下降趨勢(shì)；但是乳酸菌發(fā)酵法由于乳酸菌數(shù)量較多，產(chǎn)生的乳酸較多，形成較強(qiáng)的酸性環(huán)境，更好地抑制了雜菌的生長(zhǎng)繁殖；菌落總數(shù)在整個(gè)過(guò)程中都比自然發(fā)酵少。所以，相比之下乳酸菌發(fā)酵抑菌效果更好，提高了富源酸菜的食用安全性。

圖6 在貯藏過(guò)程中菌落總數(shù)的變化

2.5.3 霉菌數(shù)量變化 由圖7可以看出，在貯藏過(guò)程中自然發(fā)酵法中霉菌數(shù)量較多，隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，乳酸菌繁殖形成酸性環(huán)境，抑制了部分霉菌的生長(zhǎng)，但整個(gè)貯藏過(guò)程中都能檢測(cè)到霉菌存在；乳酸菌發(fā)酵法的霉菌數(shù)量初始值較低，且在貯藏5 d后均未檢測(cè)出霉菌。說(shuō)明乳酸菌發(fā)酵能更好地抑制霉菌生長(zhǎng)繁殖，能提高富源酸菜的食用安全性，因?yàn)槿樗峋l(fā)酵中乳酸菌數(shù)量多，產(chǎn)生大量乳酸，抑制了霉菌繁殖。

圖7 在貯藏過(guò)程中霉菌數(shù)量的變化

2.5.4 酵母菌數(shù)量變化 由圖8可以看出，在貯藏過(guò)程中自然發(fā)酵法酵母菌數(shù)量均高于乳酸菌發(fā)酵法中酵母菌數(shù)量。在乳酸菌發(fā)酵法中由于酸性環(huán)境較強(qiáng)，后期不適合酵母菌繁殖，酵母菌數(shù)量大量減少。說(shuō)明乳酸菌發(fā)酵法能更好地抑制酵母菌生長(zhǎng)繁殖。

2.5.5 大腸菌群變化 在整個(gè)貯藏過(guò)程中，兩種發(fā)酵方式的富源酸菜中均未檢出大腸菌群。

3 結(jié)論

(1) 與傳統(tǒng)自然發(fā)酵法相比，乳酸菌發(fā)酵法制作的富源酸菜能提高富源酸菜的安全性和品質(zhì)；能縮短發(fā)酵周期，延長(zhǎng)保質(zhì)期，有利于實(shí)現(xiàn)富源酸菜的規(guī)模化生產(chǎn)。

(2) 綜合考慮富源酸菜的品質(zhì)和安全性，建議乳酸菌發(fā)酵的富源酸菜在室溫貯藏第7天后食用，自然發(fā)酵法的富源酸菜在室溫貯藏第14天后食用。

(3) 本試驗(yàn)采用的乳酸菌為丹麥進(jìn)口菌種，未對(duì)富源酸菜中的本土菌種進(jìn)行研究。在接下來(lái)的研究將從富源酸菜的分離本土乳酸菌，采用篩選出的具有良好發(fā)酵能力和產(chǎn)香潛力的菌株，進(jìn)行發(fā)酵中試，研究出特色鮮明的富源酸菜，并在合作企業(yè)中進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。