乳酸菌發(fā)酵地參工藝研究

陳玉蘭 汪念 朱苗

摘要 以地參為原料研究乳酸菌發(fā)酵制作泡菜工藝，以感官評分為評價指標，分析影響乳酸菌發(fā)酵地參的主要因素。通過試驗得出乳酸菌發(fā)酵泡菜的最佳工藝條件：食鹽添加量2%、乳酸菌添加量0.16%、白砂糖添加量2%、發(fā)酵溫度30 ℃。

關鍵詞 地參；乳酸菌；發(fā)酵；工藝優(yōu)化

中圖分類號 TS275.4? ?文獻標識碼 A

文章編號 1007-7731（2023）04-0118-05

Study on Lactic Acid Bacteria Fermentation Technology of Lycopus lucidus Turcz.

CHEN Yulan? ?WANG Nian? ?ZHU Miao*

（College of Material and Chemical Engineering， Tongren University， Tongren Guizhou 554300）

Abstract In this study， lactobacillus fermentation was used as raw material to make pickled vegetables.The main factors affecting lactobacillus fermentation were designed by using sensory score as evaluation index.The optimum technological conditions for lactic acid bacteria fermentation of kimchi were obtained through the experiment： salt content of 2%， lactic acid bacteria dosage of 0.16%， sugar dosage of 2%， fermentation temperature of 30 ℃. The sauerkraut made by this process has a crisp taste and pure flavor.

Keywords Lycopus lucidus Turcz.; lactic acid bacteria; fermentation; separation and purification

近年來人們對藥食兩用關注度不斷提高，地參作為其中之一，對其進行開發(fā)利用具有重要意義。地參又名蟲草地參，歸于唇形科水蘇屬多年生草本植物，富含人體多種必需氨基酸和多種營養(yǎng)成分，溫和、無毒、分布廣泛，具有滋陰降火、開胃化食、潤燥滑腸、排毒養(yǎng)顏等功效，享有“蔬菜珍品”的美稱，藥用價值與冬蟲夏草媲美[1]。為了方便食用，地參普遍被加工成泡菜形式，加工工藝也逐步優(yōu)化。目前，對地參的研究多聚焦于營養(yǎng)成分的提取和功效，如朱苗等[2]、吳紅燕等[3]研究發(fā)現(xiàn)地參多糖得率各不相同，地參來源產(chǎn)地不一樣可能是造成這一差異的原因；郭琦等[4]、李月等[5]用乙醇冷凝回流法提取地參總多酚，得到最佳工藝組合，并在此條件下得出地參總多酚的得率，研究還發(fā)現(xiàn)地參總多酚具有一定的抗氧化活性和消除亞硝酸鹽的功效。部分學者對泡菜的不同發(fā)酵加工工藝進行研究，發(fā)現(xiàn)乳酸菌發(fā)酵比其他發(fā)酵的品質(zhì)和安全性更高，乳酸發(fā)酵泡菜中的亞硝酸鹽含量下降、酸度也有明顯的降低，有利于抑制泡菜在發(fā)酵過程中有害菌的滋生，從而增長食品的食用安全時間，并且泡菜的色澤透亮、具有一定的風味物質(zhì)，還能縮短發(fā)酵天數(shù)[6-12]。

梳理國內(nèi)外相關研究可知，關于地參泡菜的研究較為全面，但地參使用加工方面較少有學者涉獵，且乳酸發(fā)酵泡菜工藝優(yōu)于其他發(fā)酵，值得進一步研究。因此，本文通過工藝優(yōu)化得到乳酸菌發(fā)酵地參最佳工藝參數(shù)，以期解決酸地參（酸地參指乳酸發(fā)酵的地參，下同）長期依靠經(jīng)驗生產(chǎn)且產(chǎn)品質(zhì)量不統(tǒng)一的問題。

1 材料與方法

1.1 材料

地參、菌種（混合型乳酸菌），均為淘寶購買；食鹽、蔗糖、其他輔料（小米辣、蒜和姜），均為超市或菜場購買。

1.2 儀器與設備

DNP-9082-1A型電熱恒溫培養(yǎng)箱（常州普天儀器制造有限公司）；LC-E113S型電陶爐（廣東順德忠臣電器有限公司）；LQ-A6002型電子天平（上?，幮码娮涌萍加邢薰荆?。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程。本研究采用的乳酸菌發(fā)酵地參工藝流程如圖1所示。

1.3.2 操作過程。選用不損害本體、沒有被蟲蛀鼠咬導致營養(yǎng)流失的地參25 g，清洗干凈之后切段、瀝干水分。將稱量好的地參與輔料漂燙5～8 s，放入殺菌過的玻璃罐中，倒入冷沸水100 mL，加入乳酸菌和配料，及時密封。放在30 ℃的恒溫培養(yǎng)箱里發(fā)酵7 d，得到成品。

1.3.3 單因素試驗設計。選取食鹽添加量、乳酸菌添加量、白砂糖添加量、發(fā)酵溫度和發(fā)酵天數(shù)進行單因素試驗，以感官評分作為評價指標確定最佳水平。將食鹽添加量分別設定為0、1、2、3、4%，乳酸菌添加量分別設定為0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%，白砂糖添加量分別設定為0、1%、2%、3%、4%；發(fā)酵天數(shù)分別設定為4、5、6、7、8 d，發(fā)酵溫度分別設定為28、29、30、31、32 ℃。

1.3.4 正文試驗設計。在發(fā)酵單因素試驗的基礎上，選擇較顯著的食鹽添加量（A）、乳酸菌添加量（B）、白砂糖添加量（C）、發(fā)酵溫度（D）進行4因素3水平正交試驗（表1）。

1.3.5 酸地參感官評分標準。以泡菜產(chǎn)品感官對發(fā)酵好的地參進行評分，即請5個同學對地參泡菜的色澤、質(zhì)地、滋味、香氣進行感官評價[13]，具體評分標準見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗

2.1.1 食鹽添加量對酸地參品質(zhì)的影響。食鹽的濃度對乳酸菌生長必定有影響，增加鹽濃度帶來的滲透壓的增大會影響乳酸菌及其他對滲透壓敏感的細菌的繁殖，并且不同濃度下亞硝酸鹽含量也不同[14-15]。因此，食鹽能夠促進乳酸菌發(fā)酵，與谷氨酸形成鈉鹽，使泡菜變美味。由圖1可知，在食鹽添加量0～2%時，隨著食鹽添加量的增加，酸地參的感官評價得分不斷提高，即口感愈佳、香氣愈濃郁；當食鹽添加量達到2%時，酸地參的感官評價得分最高，為77.7分，此時其品質(zhì)最佳，具有濃郁的香氣，酸甜咸味適宜，口感好；當食鹽添加量繼續(xù)增加時，酸地參的感官評分降低，泡菜的品質(zhì)在下降，產(chǎn)生過咸味。因此，最佳的食鹽添加量為2%。

2.1.2 乳酸菌添加量對酸地參品質(zhì)的影響。乳酸菌在發(fā)酵泡菜的過程中，不破壞原料的結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)成分，且能抑制有害菌的生長、降低亞硝酸鹽含量、縮短發(fā)酵時間、提高泡菜的品質(zhì)和口感。由圖2可知，在乳酸菌添加量0.04%～0.12%時，隨著乳酸菌添加量的增加，酸地參品質(zhì)變好，乳酸菌添加量為0.16%時，感官評價得分最高，達81.2分，此時其香氣濃郁，酸甜咸味適宜，口感佳。以后隨著用量的繼續(xù)升高，品質(zhì)變差。這是因為適量乳酸菌發(fā)酵劑可以改進泡菜的質(zhì)量，但當乳酸菌量過高時，會增加乳酸的積累量，阻礙發(fā)酵。因此，最佳的乳酸菌添加量為0.16%。[84

2.1.3 白砂糖添加量對酸地參品質(zhì)的影響。增加一定量的糖，有利于乳酸菌生長，縮短發(fā)酵時間，并且糖能夠降低雜菌的滋生，減小酸敗的發(fā)生，使其味道更好。由圖3可知，在糖添加量0～3%時，隨著糖添加量的增加，酸地參的感官評價得分不斷提高，口感隨之愈佳，香氣亦隨之愈加濃郁；當糖添加量達到3%時，酸地參的感官評價得分最高，為81.8分，此時其品質(zhì)最佳，具有濃郁的香氣，酸甜咸味適宜，口感好；隨著白砂糖添加量繼續(xù)增加時，酸地參的感官評價得分降低，品質(zhì)下降，口感過甜。由此可得出，最佳的白砂糖添加量為3%。

2.1.4 發(fā)酵天數(shù)對酸地參品質(zhì)的影響。發(fā)酵時間過長過短都會影響泡菜的品質(zhì)和滋味。由圖4可知，在4～7 d時，感官評價得分隨著時間的增長而增長，在發(fā)酵7 d時，感官評價得分最高，為70.1分，品質(zhì)也最好，其口感絕佳，具有泡菜濃郁的香氣，色澤正常。這是因為在泡菜發(fā)酵的開始階段，裝壇時會帶入殘余空氣，反應產(chǎn)生乳酸和二氧化碳，逐步形成嫌氣環(huán)境，導致雜菌不斷地生長繁殖，時間4～6 d；發(fā)酵中期，壇中氧氣消耗殆盡，乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，乳酸的大量積累抑制了除乳酸菌之外的幾乎所有微生物的生長，只有乳酸菌的發(fā)酵作用，時間約7 d；在最后階段，乳酸達到了一定的水平，阻礙了發(fā)酵。此時，乳酸以及前期產(chǎn)生的少量醇類物質(zhì)和微量有機酸產(chǎn)生酯化反應，給予了泡菜特別的香氣。到8 d感官評價得分降低，口感變差。因此，應選擇發(fā)酵時間為7 d。

2.1.5 發(fā)酵溫度對酸地參品質(zhì)的影響。溫度過高過低對乳酸菌的生長有一定影響，還影響泡菜口感和質(zhì)量[16]。由圖5可看出，酸地參泡菜在28～30 ℃時，隨著溫度的升高，品質(zhì)越來越好，在30 ℃時，感官評價得分最高，為82.6分，泡菜品質(zhì)在此溫度下最好，其質(zhì)地脆嫩，色澤正常，無不良香氣，酸甜度適宜，具有良好的口感。酸地參在32 ℃發(fā)酵7 d時，泡菜出現(xiàn)了異味，嚴重影響泡菜的品質(zhì)。因為32 ℃適宜其他微生物如腐敗菌的繁殖，使其產(chǎn)生了不好的口感。因此，應選擇發(fā)酵溫度為30 ℃。

2.2 正交試驗

在單因素試驗基礎上優(yōu)化發(fā)酵工藝條件，進行正交試驗，利用正交設計助手Ⅱ?qū)I(yè)版v3.1進行試驗數(shù)據(jù)分析，正交試驗結(jié)果如表3所示。

由表3可知，各因素對乳酸菌制劑發(fā)酵泡菜品質(zhì)影響程度從大到小依次為C>B>A>D，即白砂糖添加量>乳酸菌添加量>食鹽添加量>發(fā)酵溫度。正交試驗9個試驗組中，由綜合評分可知6號試驗組A2B3C1D2工藝最優(yōu)，即食鹽添加量2%、乳酸菌添加量0.16 %，白砂糖添加量2 %、發(fā)酵溫度30 ℃。

由方差分析結(jié)果（表4）可知，食鹽添加量、乳酸菌添加量、白砂糖添加量以及發(fā)酵溫度對乳酸菌發(fā)酵酸地參感官品質(zhì)綜合評分的影響各異，其中白砂糖添加量>乳酸菌添加量>食鹽添加量>發(fā)酵溫度。

此外，由直觀分析均值（表3）可得A2B2C1D2為最佳工藝條件，但是正交設計試驗組中最佳組是A2B3C1D2，此理論分析優(yōu)化組A2B2C1D2未在9組實際操作組中。造成這一差別的原因是素乳酸菌添加量的不同，由方差分析該因素又是極顯著的，根據(jù)感官評價綜合評分，最終選擇A2B3C1D2為乳酸菌制劑發(fā)酵泡菜最佳工藝條件，即食鹽添加量2 %、乳酸菌添加量0.16 %，白砂糖添加量2 %、發(fā)酵溫度30 ℃。

3 結(jié)論

綜上所述，確定了乳酸菌發(fā)酵地參的最佳工藝，即食鹽添加量2 %、乳酸菌添加量0.16 %，白砂糖添加量2 %、發(fā)酵溫度30 ℃，在此工藝條件下泡菜口感酸爽，風味純正，品質(zhì)處于良好狀態(tài)。

4 參考文獻

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（責編：張 蓓）