一种蔬菜乳酸菌发酵工艺的研究.docx

? ? 一种蔬菜乳酸菌发酵工艺的研究 ? ? 蔬菜经发酵后含有大量人体必需氨基酸、多种维生素、矿物质和丰富的膳食纤维。目前国内制作泡菜多采用自然发酵工艺，其原理是在高浓度食盐溶液中，利用食盐的高渗透压抑制有害微生物的生长，而附着在蔬菜表面的乳酸菌不断增长成为主导菌，发酵产酸获得泡菜[1]。该方法存在发酵周期长、产品质量不稳定、亚硝酸盐和食盐含量高等弊端。为解决上述问题，人工引入纯益生菌参与蔬菜发酵，是蔬菜发酵产业的一大必然趋势[2]。本研究利用筛选出的优良乳酸菌，直接采用发酵罐模式，利用复合纯菌种冻干菌粉直投式对蔬菜进行发酵，开发出一套工业化新型发酵模式，可全程监控蔬菜发酵，有效保证了产品质量，缩短了发酵时间，有利于降低成本，过程中所有发酵指标及泡菜成品指标均能有效控制，保证工业化过程的专业性和成品质量的一致性。 1 材料与方法 1.1 材料与设备 发酵剂：实验室自主研发，由植物乳杆菌A、乳酸乳球菌B以及辅料组成（活菌均≥109CFU·g-1）；蔬菜：包菜、萝卜、姜、蒜、小米椒和花椒（菜场购得）。 发酵罐：314不锈钢20 L发酵罐（有单向排气阀以及物料放料口）。 1.2 实验方法 1.2.1 发酵培养基优化筛选 1#——食盐2.5%、发酵促进剂20%、食用葡萄糖2%；2#——食盐2.5%、蔬菜汁20%、食用葡萄糖2%；3#——食盐2.5%、辅料浸出液20%、食用葡萄糖2%；4#——食盐2.5%、10BX°麦芽汁20%[3]、食用葡萄糖2%；5#——食盐2.5%、食用葡萄糖2%；接种0.5 g·L-1发酵剂以及蔬菜后置于37 ℃恒温发酵36 h，检测发酵液的活菌、pH以及蔬菜总酸含量，结合口感情况进行筛选。 发酵培养基成分尽量选择食品类原材料制备。①发酵促进剂：蒜10%、姜25%、红小米椒10%，将材料洗净，用50 ℃温开水1∶1混合后浸泡30 min，榨汁机打碎，4层纱布过滤，备用。②蔬菜汁：将需要进行发酵的蔬菜与水1∶1混合进行榨汁破碎，4层纱布过滤，备用。③辅料浸出液：蒜10%、姜25%、红小米椒10%用80～100 ℃热水浸泡30 min，取浸出液备用。发酵蔬菜要求完全浸没于液体中。 1.2.2 发酵剂投菌量筛选 菌剂投加量控制，使其加入后初始乳酸菌活菌数分别为 105CFU·mL-1、106CFU·mL-1、107CFU·mL-1以及108CFU·mL-1。每6 h取一次样分别检测泡菜水的pH值和菜的总酸含量，比较发酵产酸情况，确定发酵剂的最适添加量。 1.2.3 食用葡萄糖浓度的筛选 加入一定量的葡萄糖主要是为乳酸菌前期生长提供一定的碳源，加快发酵速度，也能对蔬菜口感产生一定影响，控制其添加浓度分别为0%、1%、2%、3%和4%，36 h发酵结束后测定发酵液pH、活菌以及菜的总酸。 1.2.4 食盐浓度筛选 食盐的作用主要是维持乳酸菌生长的渗透压，促进菌体生长同时为泡菜的口感丰富一些咸香口味。控制其添加浓度分别为0%、1%、2%、3%和4%，36 h发酵结束后测定发酵液pH、活菌以及菜的总酸和亚硝酸盐含量。 1.2.5 不同蔬菜连续发酵 采用筛选出的最佳发酵培养基发酵蔬菜，在第一次发酵蔬菜白萝卜完成后，取出白萝卜真空封口包装后进行高温瞬时灭菌处理终止发酵，在原发酵液中加入新的发酵蔬菜包菜进行二次发酵，结束后再进行新鲜蔬菜三次发酵、每批次蔬菜发酵时间控制为36 h，测定菜的总酸、亚硝酸盐含量，评定蔬菜口感。 1.2.6 分析方法 （1）活菌计数：10倍梯度稀释倾注法。 （2）总酸以及亚硝酸盐测定：滴定法[4-5]。 2 结果与分析 2.1 发酵培养基筛选 根据上述1.2.1中5组培养基进行蔬菜发酵，蔬菜采用白萝卜进行试验，发酵完成检测发酵液活菌情况以及其他相应指标参数如表1所示。 表1 不同培养基发酵蔬菜参数指标表 由表1可知，1#培养基发酵情况最好，发酵液活菌高达1.5×109CFU·mL-1，产酸也高达0.65 g/100 g，说明该培养基非常适宜实验中乳酸菌生长产酸，利用其进行蔬菜发酵，发酵出的泡菜口感能媲美传统发酵的口感，为最适宜的发酵蔬菜培养基。 2.2 发酵剂投菌量试验 根据2.1筛选出的最佳培养基进行发酵蔬菜，控制乳酸菌发酵剂投菌量进行蔬菜发酵试验，发酵情况如图1所示。当发酵达36 h时，发酵剂添加量为 106CFU·mL-1、107CFU·mL-1、108CFU·mL-1时发酵产酸情况相差不大，考虑成本情况，可以选择106CFU·mL-1作为发酵剂投菌量，发酵剂活菌为2×109～ 4×109CFU·g-1，则发酵剂添加量为 0.5 g·L-1。 图1 发酵剂添加量对蔬菜发酵产酸影响图 2.3 不同葡萄糖浓度对蔬菜发酵的影响 不同葡萄糖浓度对发酵会产生一定的影响，如图2、图3、图4所示，糖添加量