接種乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)辣椒醬的工藝

張郁松

西安武警工程大學(xué)裝備學(xué)院（西安 710086）

辣椒醬是一種以新鮮辣椒或干辣椒為原料，經(jīng)發(fā)酵或非發(fā)酵等工藝加工而成的一種醬狀調(diào)味品。傳統(tǒng)的自然發(fā)酵存在發(fā)酵周期長、發(fā)酵質(zhì)量不穩(wěn)定、產(chǎn)品易酸化變質(zhì)及亞硝酸含量不符合國家標(biāo)準(zhǔn)等問題。而采用純種乳酸菌接種發(fā)酵辣椒醬，因強(qiáng)化優(yōu)勢乳酸菌生長，可快速發(fā)酵產(chǎn)生乳酸，縮短發(fā)酵時間，抑制有害微生物生長，增加產(chǎn)品風(fēng)味，還可產(chǎn)生亞硝酸鹽還原酶，降低亞硝酸鹽含量，提高產(chǎn)品的安全性和穩(wěn)定性[1]。

主要采用植物乳酸桿菌接種發(fā)酵辣椒醬，通過單因素試驗(yàn)、正交試驗(yàn)和感官評定確定出食鹽、白砂糖、氯化鈣的最適添加量和最佳發(fā)酵時間，以期為乳酸菌在發(fā)酵辣椒醬中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料

鮮辣椒（當(dāng)?shù)厥袌鏊郏?；植物乳酸桿菌（Lactobacitlus plantarum）和腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroidessubsp.Mesenteroides），由微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.1.2 試劑

瓊脂、酵母膏、蛋白胨、牛肉膏、吐溫-80（北京化學(xué)試劑廠，均為生化試劑）；溴甲基酚紫、葡萄糖、乙酸鈉、檸檬酸二銨、硫酸鎂、醋酸鈉、碳酸氫鈉、食鹽、食糖、氯化鈉、氯化鈣、無水乙醇（成都市科隆化學(xué)品有限公司，均為分析純）。

1.2 儀器和設(shè)備

YQX型厭氧培養(yǎng)箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠）；JA2003N電子天平（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；ST3100X型pH計（奧豪斯儀器有限公司）；SW-CJ-2FD型超凈工作臺（蘇州尚田潔凈技術(shù)有限公司）；722S型分光光度計（上海精密科學(xué)儀器有限公司）；AB21型離心機(jī)（上海醫(yī)用儀器廠）；5 L陶質(zhì)泡菜壇（購于當(dāng)?shù)剞r(nóng)貿(mào)市場）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 培養(yǎng)基[2]

MRS培養(yǎng)基：酵母膏5 g，牛肉膏10 g，蛋白胨10 g，葡萄糖20 g，檸檬酸二銨2 g，NaAc 5 g，MnSO40.25 g，Ca(HCO3)20.30 g，MgSO40.58 g，吐溫-80 1 g，用蒸餾水定容至1 000 mL，pH 6.2～6.4，于121 ℃高壓滅菌15 min。

1.3.2 菌種的活化[3]

菌株接種于MRS液體培養(yǎng)基（30 ℃、24 h）→菌株懸浮液（離心4 000 r/min、10 min）→清洗（0.85%生理鹽水、2次）→配制種子液（0.85%生理鹽水50 mL）→按3%接種量（體積比）接種到50 mL MRS液體培養(yǎng)基中→培養(yǎng)（30 ℃、16 h）→清洗（0.85%生理鹽水、2次）→配制種子液（0.85%生理鹽水50 mL），每次的接種量5%

1.3.3 辣椒醬的制作工藝

新鮮紅辣椒→滅菌處理→預(yù)處理→發(fā)酵液的配制→裝壇→接種→密封→發(fā)酵→成品

1.4 感官品質(zhì)評定[4]

請5名接受過感官評價的專業(yè)人士組成評定小組，根據(jù)發(fā)酵辣椒醬感官質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)中的色澤、氣味、滋味、質(zhì)地4項指標(biāo)進(jìn)行評價，滿分100分，取其平均值。

表1 接種發(fā)酵辣椒醬感官評定標(biāo)準(zhǔn)

1.5 理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)的測定

根據(jù)GB/T 5009.33—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中分光光度法測定成品中亞硝酸含量；根據(jù)GB 4789.2—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測定》中菌落總數(shù)的測定方法測定成品中的菌落總數(shù)；根據(jù)GB 4789.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 大腸菌群計數(shù)》中大腸菌群數(shù)測定方法，即乳糖膽鹽發(fā)酵法測定成品中大腸菌群。

2 結(jié)果與討論

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 菌株選擇

辣椒發(fā)酵的乳酸菌主要包括植物乳桿菌、腸膜明串珠菌、短乳桿菌、乳酸片球菌、發(fā)酵乳桿菌、德氏乳桿菌。接種辣椒醬理想的乳酸菌株應(yīng)具有特性：耐鹽、耐酸；15～40.0 ℃下生長，不產(chǎn)生異味；無致病性，不產(chǎn)生毒素；能抑制病原菌的生長。

經(jīng)初篩、復(fù)篩及遺傳穩(wěn)定性試驗(yàn)，獲得3株產(chǎn)酸較快、發(fā)酵風(fēng)味較好的乳酸菌，其中2株分別為腸膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroidessubsp.Mesenteroides）、1株為植物乳桿菌（Lactobacitlus plantarum）。2株腸膜明串珠菌在食鹽濃度大于8%和pH小于4.0的環(huán)境中，生長繁殖受到嚴(yán)重抑制，而1株植物乳桿菌（Lactobacitlus plantarum）卻能在pH 3.0和食鹽濃度12%的環(huán)境中生長。經(jīng)過生理生化試驗(yàn)和發(fā)酵時間、發(fā)酵效果的對比，最終選擇植物乳桿菌（Lactobacitlus plantarum）為發(fā)酵菌株。

2.1.2 食鹽添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響[5]

食鹽對產(chǎn)品的風(fēng)味影響很大，起提味、增鮮、殺菌、防腐等作用。但過之則咸，少之則清淡，還會影響其他風(fēng)味。食鹽添加量對辣椒醬的感官評價的影響見表2。

表2 食鹽添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

在5%接種量，30 ℃條件下發(fā)酵8 d，考察食鹽添加量對產(chǎn)品風(fēng)味的影響。

結(jié)果表明：食鹽濃度太低，產(chǎn)品味道寡淡，且影響辣椒的脆性；隨著食鹽濃度增加，乳酸發(fā)酵速度加快，總酸增加迅速，辣椒的脆性增強(qiáng)，發(fā)酵香味突顯，但如果添加量過大，則會致使產(chǎn)品咸味過重，也不利于后期的乳酸發(fā)酵，影響發(fā)酵速度。食鹽添加量7%時，產(chǎn)品口咸味適中，清香脆嫩，風(fēng)味最協(xié)調(diào)。

2.1.3 白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響[6]

白砂糖不僅可提供乳酸菌發(fā)酵所需的碳源，促進(jìn)乳酸菌快速繁殖產(chǎn)酸，還可增強(qiáng)調(diào)味醬的口感，緩和辣味，與咸味、鮮味等風(fēng)味物質(zhì)共存時，可掩蓋雜味，柔和其他風(fēng)味，使產(chǎn)品口感更加圓潤，增強(qiáng)產(chǎn)品的適口性和可接受性。白砂糖添加量對辣椒醬的感官評價的影響見表3。

表3 白砂糖添加量對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

在5%接種量，30 ℃條件下發(fā)酵8 d，考察白砂糖添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

結(jié)果表明，白砂糖添加量對產(chǎn)品的感官品質(zhì)具有顯著影響。白砂糖添加量較少時，甜味不足，甜辣度失調(diào)，造成產(chǎn)品過辣，口感略粗糙；隨著白砂糖的逐漸加入，發(fā)酵風(fēng)味增加，口感也更加飽滿，但糖含量過高會使辣椒醬過于甜膩。試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，白砂糖不僅能增加辣椒醬的鮮味，減弱辣椒醬的辣味，還能與CaCl2共同作用提高辣椒醬的脆度。由感官分析可知，白砂糖添加量6%時，產(chǎn)品發(fā)酵氣味濃厚，口感適宜，滋味良好。

2.1.4 發(fā)酵時間對產(chǎn)品風(fēng)味的影響

發(fā)酵時間對產(chǎn)品風(fēng)味形成至關(guān)重要。發(fā)酵辣椒醬的主要風(fēng)味是通過乳酸菌發(fā)酵形成的，發(fā)酵初期，還沒有形成其獨(dú)特的風(fēng)味，口感相對粗糙，但發(fā)酵時間過長，又會導(dǎo)致產(chǎn)品酸味過重使產(chǎn)品的口感變差。發(fā)酵時間對辣椒醬的感官評價的影響見表4。

表4 發(fā)酵時間對產(chǎn)品感官品質(zhì)的影響

在5%接種量，30 ℃條件下發(fā)酵，考察發(fā)酵時間對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。

結(jié)果表明，發(fā)酵時間短，辣椒醬發(fā)酵不完全，口感粗糙，柔和性差，感官接受程度低。隨著時間的延長，乳酸菌不斷發(fā)酵產(chǎn)酸，其獨(dú)特的風(fēng)味越來越明顯，發(fā)酵時間9 d時感官評分達(dá)到最大值。發(fā)酵時間大于11 d時感官評分又呈下降趨勢，醬體色澤開始變差，產(chǎn)品逐漸變軟變黏。因此，試驗(yàn)選擇發(fā)酵9 d為發(fā)酵時間。

2.1.5 氯化鈣添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響[7]

脆度是評價醬腌菜品質(zhì)質(zhì)量的重要指標(biāo)。脆度主要受蔬菜中原果膠的含量的影響，但隨著發(fā)酵時間的延長，蔬菜中的果膠在自身果膠酶作用下，逐漸水解為可溶的果膠酸，使細(xì)胞壁中膠層溶解，細(xì)胞間黏合力下降，從而引起果實(shí)軟化。添加保脆劑能有效地保持醬腌菜的口感，提高醬腌菜的質(zhì)量和風(fēng)味，常用的保脆劑為CaCl2。其作用機(jī)理是：可溶性果膠酸與加入的氯化鈣中的鈣離子反應(yīng)生成果膠酸鈣，增強(qiáng)細(xì)胞間隙的黏連作用。因此為確保產(chǎn)品有較好的口感，通過感官評定確定氯化鈣的添加量。氯化鈣添加量對辣椒醬的感官評價的影響見表5。

表5 氯化鈣添加量對產(chǎn)品品質(zhì)的影響

在5%接種量，30 ℃條件下發(fā)酵8 d，考察CaCl2添加量對產(chǎn)品口感的影響。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，不加保脆劑，產(chǎn)品軟而不脆，口感一般；保脆劑添加量過少依然解決不了產(chǎn)品口感過軟問題，而添加量過多，又會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)地變硬，口感變差。由表5可以看出，氯化鈣添加量0.12%時產(chǎn)品硬度適中，脆嫩適宜。

2.2 接種辣椒醬最佳配方的優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，選定影響影響產(chǎn)品品質(zhì)的食鹽添加量、白砂糖添加量及發(fā)酵時間作為研究對象，以感官評分為指標(biāo)，進(jìn)行L9(33)正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平表見表6，試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表6 接種發(fā)酵辣椒醬試驗(yàn)因素水平表

表7 正交試驗(yàn)結(jié)果分析

表8 接種發(fā)酵辣椒醬產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

通過表7正交試驗(yàn)的極差分析可知，3個因素中對產(chǎn)品風(fēng)味影響最大的是白砂糖添加量，其次是食鹽添加量，最后是發(fā)酵時間。在此組合中，接種辣椒醬的最佳配方為A2B3C1，即食鹽添加量7%、白砂糖添加量8%、發(fā)酵時間7 d。產(chǎn)品色澤呈鮮紅色，油潤有光澤，發(fā)酵香氣濃郁，具有辣椒發(fā)酵后的香味、酸咸味適中，口感層次分明，咀嚼時脆嫩感明顯。

2.3 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[8]

通過質(zhì)量檢測，所得產(chǎn)品色澤鮮紅、香味濃郁、酸咸味適度、脆嫩感明顯，產(chǎn)品的理化指標(biāo)、微生物指標(biāo)也符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)論

用菌株植物乳桿菌為接種發(fā)酵菌株，通過人工接種發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)辣椒醬，確定最佳工藝條件：食鹽添加量7%、白砂糖添加量8%、發(fā)酵時間7 d。

用此工藝所得產(chǎn)品色澤呈鮮紅色，油潤有光澤，發(fā)酵香氣濃郁，具有辣椒發(fā)酵后的香味、酸咸味適中，口感層次分明，咀嚼時脆嫩感明顯。理化檢測重金屬未超標(biāo)，也未檢測出有害物質(zhì)。微生物指標(biāo)檢測菌落總數(shù)、大腸菌群都符合國家標(biāo)準(zhǔn)，致病菌未檢出。

采用純種乳酸菌發(fā)酵生產(chǎn)辣椒醬，使自然發(fā)酵的諸多不足受控于人工操作，可實(shí)現(xiàn)發(fā)酵蔬菜的批量化、規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，也在一定程度上提高國內(nèi)發(fā)酵制品的產(chǎn)品檔次和生產(chǎn)技術(shù)水平。