乳酸菌接種發酵辣椒醬工藝研究

張郁松

(西安武警工程大學 裝備學院,西安 710086)

傳統發酵辣椒醬主要采用自然發酵，是利用辣椒本身附著的微生物進行發酵產酸，再輔以低鹽來增進其風味和保存其產品，雖然加工工藝簡單，但菌群不明，發酵周期長，發酵結果不可控，產品穩定性差。純種發酵是以乳酸發酵為主，加以輕度酒精發酵和醋酸發酵，能大大縮短發酵周期，有效抑制有害微生物生長，減少亞硝酸鹽含量，并產生特有的香味和酸味。加之發酵過程中蛋白質的分解作用、食鹽的滲透壓作用及其他生化反應作用，也增加了產品的風味。

本文利用純菌種接種發酵技術，人工添加經過篩選獲得的純菌種來發酵生產辣椒醬，以期能縮短發酵周期，有效抑制雜菌生長，降低亞硝酸鹽含量，得到色澤鮮艷、風味獨特、穩定性好、安全性高的發酵辣椒醬，為工業化生產提供一些理論依據，也為研發其他發酵產品提供一些思路及方法。

1 試驗材料、儀器與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 原料

鮮辣椒；發酵菌種：植物乳酸桿菌(L.plantarum)和腸膜明串珠菌(Leu.mesenteroides)，微生物實驗室提供。

1.1.2 試劑

葡萄糖、瓊脂、酵母膏、蛋白胨、牛肉膏、溴甲基酚紫、吐溫-80、乙酸鈉、檸檬酸銨、硫酸鎂、食鹽、食糖、氯化鈉、氯化鈣、無水乙醇。

1.2 儀器和設備

電子恒溫培養箱、精密pH計、阿貝折射儀、高壓滅菌鍋、電子分析天平、移液槍、微波爐、攪拌機、破碎機。

1.3 試驗方法

1.3.1 感官品質評定[1]

請5位接受過感官評價的專業人士組成評定小組，根據產品感官質量評分標準中的色澤、形態、風味、口感4項給予總評分，取其平均值。

表1 產品的感官評定標準Table 1 Standard for sensory evaluation of products

1.3.2 培養基[2]

培養基1：2%葡萄糖的MRS固體培養基，用于菌種活化及菌落計數。培養基2：1.0%牛肉膏、1.0%蛋白胨、0.5%酵母膏、5.0%葡萄糖、0.04%溴甲基酚紫、0.2% K2HPO4、0.02%硫酸鎂、0.5%乙酸鈉、0.2%檸檬酸銨、0.1%吐溫-80、1.5%瓊脂、pH值6，121 ℃滅菌30 min，用作乳酸菌菌種擴大培養;培養基3：200 mL蔬菜汁、350 g辣椒、0.1%氯化鈣、4.0%葡萄糖、2.0%氯化鈉，加蒸餾水至1000 mL，pH值6，121 ℃滅菌30 min，用于生產發酵劑。

1.3.3 乳酸菌菌液制備[3]

乳酸菌試管菌種的轉管活化(培養基1：35 ℃、48 h)→菌種擴大培養(培養基2：35 ℃、48 h)→培養(培養基3：接種量5%)→培養(35 ℃)→發酵菌種(乳酸菌數達到108CFU/mL以上)→發酵液。

1.3.4 辣椒預處理

新鮮辣椒經過挑選、清洗、瀝干、去蒂、去梗后，用破碎機破碎得到辣椒醬。

1.3.5 工藝流程[4]

選料、挑選、清洗→破碎→辣椒醬(接種發酵液)→發酵→灌裝→殺菌、冷卻→成品。

2 結果與討論[5,6]

2.1 單因素試驗

2.1.1 菌種選擇與配比

發酵蔬菜所用的菌株主要是乳酸菌，從自然發酵的辣椒醬中分離、純化得到植物乳酸桿菌(L.plantarum)和腸膜明串珠菌(Leu.mesenteroides)兩株乳酸菌種，考慮到一般情況下單菌株發酵產品的風味不及混合菌株發酵產品，再次對兩株菌進行混合菌種發酵，考察不同混合菌株配比對產品風味的影響，見表2。

表2 不同混合菌株配比對產品風味的影響Table 2 The effect of different mixed strains on the flavor of product

試驗表明，兩菌株的發酵性能穩定，繁殖能力強，產酸速率快，不存在拮抗作用，可用作辣椒發酵的優良乳酸菌株。考慮到一般情況下單菌株發酵產品的風味不及混合菌株發酵產品，再次對兩株菌進行混合菌種發酵，最終確定植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1為最佳混合菌株配比，并組合菌種用于生產發酵。

2.1.2 發酵液接種量對產品風味的影響

接種量是影響發酵的重要因素，對產酸速率、亞硝酸鹽含量及乳酸菌活菌數的影響較大。本試驗研究了發酵液接種量對發酵辣椒醬品質的影響。

試驗條件：以植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1組合菌種，以2%、4%、6%的比例接種于培養基中，35 ℃條件下發酵48 h，研究發酵液接種量對產品風味的影響，見表3。

表3 發酵液接種量對產品風味的影響Table 3 The effect of inoculation amount of fermentation liquid on the flavor of product

試驗中發現，發酵液接種量小，則發揮不出純菌種的菌群優勢，產品發酵周期長，發酵產酸少，雜菌污染危險性大。反之，接種量過大，則發酵產酸速度快，產品酸味過重，其他菌的發酵作用過弱，產品風味過于單調而影響產品的整體風味。由表3可知，4%菌種接種量最為合適。

2.1.3 食鹽添加量對產品風味的影響

食鹽的作用主要是調整產品風味，同時也起到一定的抑制雜菌作用，但過多添加，則會抑制乳酸菌的生長，影響發酵速度，還會使產品過咸，風味不協調。本試驗考察了食鹽添加量對發酵辣椒醬品質的影響。

試驗條件：以植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1組合菌種，以4%的接種量接種于培養基中，35 °C下發酵48 h，考察食鹽添加量對產品風味的影響，見表4。

表4 食鹽添加量對產品風味的影響Table 4 The effect of additive amount of salt on the flavor of product

食鹽的作用主要是調整風味，還具有一定的抑制雜菌作用。食鹽濃度過低，則產品口感寡淡，隨著食鹽濃度的逐漸增加，乳酸發酵速度加快，總酸增加迅速，發酵香味凸顯，產品生產周期縮短。但如果鹽濃度過高，則會致使產品咸味過重，風味不佳，還會使乳酸菌的生長受到抑制，影響發酵速度。由表 4可知，當食鹽添加量為5%時，產品的咸味適中，風味最協調。

2.1.4 發酵溫度對產品風味的影響

溫度也是影響發酵的主要因素，隨著發酵溫度升高，利于乳酸菌的生長繁殖，產酸速度快，發酵時間短，但風味物質相對較少；但如果發酵溫度過低，產酸速度也低，會延長產品的生產周期，同時也容易感染雜菌。

試驗條件：以植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1組合菌種，以4%的接種量接種于培養基中，分別置于25，35，45 ℃的培養箱中，發酵48 h，考察發酵溫度對產品風味的影響，見表5。

表5 發酵溫度對產品風味的影響Table 5 The effect of fermentation temperature on the flavor of product

一定溫度范圍內，溫度越高，乳酸菌增殖越快，產酸速度就會加快，發酵周期越短，產生的風味物質相對越少。但如果發酵溫度過低，則產酸速率過低，產品的口感、風味也會不協調，還會延長生產周期，增加生產成本。由表5可知，發酵溫度35 ℃時，產品酸味適中，風味協調，口感最均勻。

2.1.5 發酵時間對產品風味的影響

發酵時間對產品風味物質的最終形成至關重要。本試驗研究了發酵時間對發酵辣椒醬品質的影響。

試驗條件：以植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1組合菌種，以4%的接種量接種于培養基中，35 ℃下發酵24，72，120 h，考察發酵時間對產品風味的影響，見表6。

表6 發酵時間對產品風味的影響Table 6 The effect of fermentation time on the flavor of product

發酵時間過長，不僅產品酸感過強，失去食用價值，而且也增加了生產成本。但發酵時間不足，許多風味物質還未形成，產品的味道會不夠厚重，“生辣”味嚴重。由表6可知，發酵3 d時產品的感官評價最高。因此本試驗選擇發酵3 d為發酵時間。

2.2 接種辣椒醬最佳配方的優化試驗

在單因素試驗的基礎上，選定影響產品品質的發酵液接種量、食鹽添加量、發酵溫度及發酵時間作為研究對象，以感官評分為指標，進行L9(34)正交試驗，正交試驗因素水平表見表7，試驗結果見表8。

表8 正交試驗結果分析Table 8 Analysis of the results of orthogonal experiments

通過表8正交試驗的極差分析，可知4個因素中對產品風味影響最大的是發酵溫度，其次是發酵時間，再次是食鹽添加量，最后是乳酸菌接種量。在以上的組合中，以A2B2C3D1的產品風味最佳，即發酵溫度35 ℃，發酵時間3 d，食鹽添加量3%，發酵液接種量6%，植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1。

2.3 產品標準

表9 接種發酵辣椒醬產品質量指標Table 9 Quality indicators of inoculation fermented chili sauce product

續 表

由表9可知，乳酸菌接種發酵辣椒醬的顏色自然鮮紅，有辣椒的天然紅色光澤，粘稠適中，組織均勻不分層，無異味，發酵香味濃郁，酸咸味適度，辣味突出。產品的各項指標均達到國家農業部頒布的《辣椒醬》衛生標準要求和國家《醬腌菜衛生標準》要求。

3 結論

從自然發酵辣椒中分離、純化得到植物乳酸桿菌和腸膜明串珠菌，以最佳配比2∶1組合菌種，通過人工接種發酵技術生產辣椒醬，確定了最佳工藝條件：發酵液接種量6%，食鹽添加量3%，發酵溫度35 ℃，發酵時間3 d。利用此工藝生產的產品顏色鮮紅明亮，發酵香味濃郁，粘稠適中，組織均勻不分層，酸咸味適度，辣味突出。產品的各項指標均達到國家農業部《辣椒醬》標準和國家《醬腌菜衛生標準》的要求。與自然發酵相比，接種發酵發酵速度快，總酸含量高，亞硝酸鹽含量低，雜菌污染小，產品風味和口感好，與傳統高鹽腌制產品相比，更符合當代食品低鹽健康的消費要求，更容易被人們接受。