陜西教育學(xué)院普高生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）兩株乳酸菌混合發(fā)酵劑發(fā)酵泡菜的研究生物科學(xué)與技術(shù)系指導(dǎo)老師：濮智穎學(xué)生：食品質(zhì)檢班·周良明兩株乳酸菌混合發(fā)酵劑發(fā)酵泡菜的研究摘 要： 研究了嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌純種混合組成的發(fā)酵劑接種發(fā)酵泡菜，兩株菌的接種比例、接種量、加鹽量、加糖量4 個(gè)因素的不同水平對(duì)泡菜感官品質(zhì)、產(chǎn)酸速率、乳酸菌含量具有明顯影響結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種菌1:1 的混合比例 ，5%的接種量，4%的食鹽添加量，2%的葡萄糖糖添加量 ，在37℃條件下， 發(fā)酵48h，此時(shí)泡菜品質(zhì)最優(yōu)關(guān)鍵詞：發(fā)酵劑、乳酸菌、發(fā)酵條件、配比泡菜作為世界性的大眾文化發(fā)酵食品有著2000多年的悠久歷史，是一種乳酸菌發(fā)酵蔬菜制品，其發(fā)酵原理是乳酸菌利用蔬菜中的糖類(lèi)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)酸，并形成泡菜的特殊風(fēng)味 其加工工藝簡(jiǎn)單、原料成本低廉,同時(shí)泡菜制品的鮮味及香味獨(dú)特，產(chǎn)品具有開(kāi)胃理氣、降低膽固醇等功效，深受消費(fèi)者喜愛(ài)泡菜的優(yōu)點(diǎn)：適宜長(zhǎng)期保存、制作簡(jiǎn)單、取食方便、成本低廉，泡菜中含有豐富的乳酸菌，如果能在體內(nèi)正常發(fā)揮代謝活性，就能直接為宿主提供可利用的必需氨基酸（如賴(lài)氨酸和蛋氨酸）和各種維生素，還可以提高礦物元素的生物活性，進(jìn)而達(dá)到為宿主提供必需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，增強(qiáng)動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)代謝，直接促進(jìn)生長(zhǎng)的作用。

此外泡菜的保健作用還包括乳酸菌產(chǎn)生的酸性代謝產(chǎn)物使腸道環(huán)境偏酸性，而一般消化酶的最適ＰＨ值為酸性，這樣就有利于營(yíng)養(yǎng)素的消化吸收，有機(jī)酸的產(chǎn)生還可以加強(qiáng)腸道的蠕動(dòng)和分泌，也可促進(jìn)消化吸收養(yǎng)分[1]泡菜中的乳酸多為異型發(fā)酵，產(chǎn)生乳酸的同時(shí)還伴隨產(chǎn)生醋酸、丙酸等有機(jī)酸，這些有機(jī)酸是構(gòu)成泡菜風(fēng)味的重要酸類(lèi)同時(shí)乳酸菌發(fā)酵中產(chǎn)生的２—庚酮、２—壬酮可以賦予產(chǎn)品爽口、清香的口感、產(chǎn)生的雙乙酰使泡菜有奶油香味，低級(jí)脂肪酸有水果香味這些物質(zhì)都是泡菜具有了獨(dú)特的風(fēng)味[2]乳酸菌是一類(lèi)能利用可發(fā)酵糖類(lèi)產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌的統(tǒng)稱(chēng)主要包括的菌種有：嗜熱鏈球菌、明串珠菌屬、植物乳桿菌和保加利亞乳桿菌，如黃瓜發(fā)酵乳酸菌、胚芽乳桿菌和短乳桿菌乳酸菌在自然界中分布非常廣泛，和人類(lèi)關(guān)系非常密切，在食品、飼料、藥品等領(lǐng)域都有很高的利用價(jià)值[3]很多國(guó)家的學(xué)者對(duì)泡菜中的乳酸菌進(jìn)行了深入的研究，尤其是韓國(guó)和日本，已從泡菜中分離到多種優(yōu)勢(shì)乳酸菌并運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益 [4] 國(guó)際上泡菜市場(chǎng)的爭(zhēng)奪也是非常激烈的日本、韓國(guó)、新加坡等國(guó)家對(duì)泡菜加工的研究起步較早，并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，例如韓國(guó)泡菜在20世紀(jì)70年代開(kāi)始已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，現(xiàn)在韓國(guó)每年出口泡菜創(chuàng)外匯有7000萬(wàn)美元[5]。

日韓兩國(guó)正在不斷擴(kuò)大它們的泡菜市場(chǎng)韓國(guó)農(nóng)林水產(chǎn)部已提出了改變泡菜主要向日本出口的局面, 擬將泡菜打進(jìn)以米飯為主食的中國(guó)和東南亞市場(chǎng)的戰(zhàn)略決策[6] 這必將對(duì)我國(guó)的泡菜行業(yè)產(chǎn)生巨大的沖擊, 因此結(jié)合我國(guó)的國(guó)情和人們的飲食習(xí)慣, 保護(hù)我國(guó)傳統(tǒng)的發(fā)酵蔬菜制品, 使其在激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占有一席之地, 生產(chǎn)出具有競(jìng)爭(zhēng)力的泡菜制品勢(shì)在必行[7]以往家庭制作泡菜都是采用自然發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)則采用傳統(tǒng)乳酸菌發(fā)酵劑發(fā)酵因傳統(tǒng)乳酸菌發(fā)酵劑的生產(chǎn)利用標(biāo)準(zhǔn)菌種進(jìn)行活化復(fù)壯，再經(jīng)逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)而成，制備過(guò)程比較繁瑣復(fù)雜，操作不規(guī)范還造成污染，菌種質(zhì)量不易控制，特別是中小型發(fā)酵食品廠，因生產(chǎn)條件簡(jiǎn)陋，技術(shù)人員不足，生產(chǎn)批量小等原因，采用傳統(tǒng)的菌種生產(chǎn)工藝，菌種質(zhì)量得不到保證，而且生產(chǎn)成本高直投式泡菜專(zhuān)用菌粉發(fā)酵生產(chǎn)泡菜工藝技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，可以減少生產(chǎn)加工工序、節(jié)省泡菜生產(chǎn)企業(yè)人、財(cái)、物的投入、便于規(guī)范化生產(chǎn)等[8]國(guó)內(nèi)為數(shù)不多的乳酸菌純種發(fā)酵泡菜的報(bào)道均為實(shí)驗(yàn)室探索, 規(guī)模多為小試及中試, 不具備產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的成熟條件且采用的乳酸菌多為用于酸奶、乳酸等產(chǎn)品的專(zhuān)用菌種, 因其在泡菜制作基質(zhì)特定環(huán)境中適應(yīng)性差, 生長(zhǎng)繁殖困難, 配制出的菜品無(wú)發(fā)酵泡菜獨(dú)有的品位而受到制約 。

國(guó)內(nèi)對(duì)泡菜的研究也多集中在泡菜中乳酸菌區(qū)系的研究和泡菜中乳酸菌的分離及菌種特性的研究, 而利用純種發(fā)酵泡菜的工藝研究及發(fā)酵過(guò)程中參數(shù)變化和影響因子的系統(tǒng)研究報(bào)道較少[9]結(jié)合國(guó)外的研究情況和國(guó)內(nèi)存在的問(wèn)題,能在發(fā)酵泡菜的菌種上得到突破,是提高我國(guó)泡菜品質(zhì)的途徑之一我國(guó)泡菜所用的菌株多為嗜熱鏈球菌、明串珠菌屬和植物乳桿菌，如黃瓜發(fā)酵乳酸菌、胚芽乳桿菌和短乳桿菌泡菜的酸味是由乳酸菌產(chǎn)生的，在腌制泡菜的過(guò)程中，若人工接入適量的優(yōu)良的乳酸菌菌株，可提高其泡菜的風(fēng)味，并能提高發(fā)酵速度根據(jù)有關(guān)報(bào)道，我國(guó)泡菜中的明串珠菌屬和植物乳桿菌耐胃酸和膽酸的性能不強(qiáng)，不能在腸道內(nèi)定殖，致使泡菜中的營(yíng)養(yǎng)成分流失，所以用可以在腸道內(nèi)定殖的嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌發(fā)酵制作泡菜成為我國(guó)泡菜的發(fā)展的趨勢(shì)[10]要提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量, 使其在國(guó)際市場(chǎng)上占有一席之地, 我們就必須深入研究泡菜的生產(chǎn)工藝, 而接種和發(fā)酵是泡菜加工工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié), 通過(guò)對(duì)這個(gè)環(huán)節(jié)的深入研究, 探究菌種的選擇、配比,發(fā)酵的條件等,從而推進(jìn)其規(guī)?；a(chǎn),生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的食品,同時(shí)創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益[11]鑒于上述情況，本實(shí)驗(yàn)將對(duì)嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌純種混合組成的發(fā)酵劑接種發(fā)酵泡菜進(jìn)行研究。

1.材料與方法1.1 材料1.1.1 菌株兩種供試嗜熱鏈球菌和保加利亞乳桿菌由陜西教育學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室提供1.1.2 培養(yǎng)基MRS 培養(yǎng)基：蛋白胨10g、牛肉膏10g、酵母膏5g、葡萄糖5g、吐溫80 1g、K2HPO4 2g、醋酸鈉5g、MgSO4·7H2O 0.2g、CaCO3 20g、MnSO4·H2O 0.05g、瓊脂粉20g、水1000ml、ＰＨ６.５～６.８、滅菌制斜面牛奶培養(yǎng)基：純鮮牛奶、離心脫脂（３５００轉(zhuǎn)／ｍｉｎ）、分裝、滅菌1.1.3蔬菜：包菜800g，白蘿卜400g1.2 儀器血球計(jì)數(shù)板，顯微鏡，酸度計(jì)，離心機(jī)，恒溫培養(yǎng)箱，高壓蒸汽滅菌鍋，電熱干燥箱1.3 方法1.3.1 乳酸菌活化、培養(yǎng)將嗜熱鏈球菌接種于已制好的MRS 培養(yǎng)基；保加利亞乳桿菌接種于已制好的牛奶培養(yǎng)基，37℃充分培養(yǎng)1.3.2 發(fā)酵劑配制取已充分培養(yǎng)的兩種菌各一支，加無(wú)菌水稀釋?zhuān)醚蛴?jì)數(shù)板測(cè)菌液濃度，將兩種菌液濃度調(diào)至相當(dāng)；分別按保加利亞乳桿菌比嗜熱鏈球菌的比例3:7；1:1；7：3配制發(fā)酵劑備用1.3.3泡菜制作工藝流程白蘿卜和包菜→清洗→殺菌(75%酒精擦拭)→無(wú)菌水清洗2～3次→晾干→切分→稱(chēng)質(zhì)量→加入鹽水、葡萄糖→接種乳酸菌純培養(yǎng)液→37℃下密封發(fā)酵→成品(根據(jù)不同的口感需要，可在發(fā)酵結(jié)束后進(jìn)行調(diào)配)→冷藏保存(4℃)1.3.4分析測(cè)定在發(fā)酵終點(diǎn)分別測(cè)定其ＰＨ值、乳酸菌活菌數(shù)／ｘ１０ＣＵＦ／ｍｌ，并對(duì)發(fā)酵好的泡菜進(jìn)行感官品評(píng)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1.4 不同發(fā)酵條件對(duì)人工接種泡菜品質(zhì)的影響1.4.1 發(fā)酵條件因素水平通過(guò)試驗(yàn)考察人工接種泡菜生產(chǎn)過(guò)程中起重要作用的 4 個(gè)因素(菌液比例、接種量、加糖量、加鹽量)對(duì)泡菜感官品質(zhì)、發(fā)酵周期、乳酸菌活菌數(shù)的影響，具體發(fā)酵因素和水平見(jiàn)下表在實(shí)際生產(chǎn)中，不同種類(lèi)的泡菜加鹽量差異很大(從4%～20%不等)，一般用于直接食用的泡菜含鹽量較低(大約3%～6%)，而用作配料的泡菜一般含鹽量較高(6%～20%)雖然食鹽含量越高，防腐能力越強(qiáng)，但泡菜含鹽量過(guò)高會(huì)對(duì)食用人群的身體健康造成影響，而且限制了消費(fèi)者數(shù)量，所以為了研究低食鹽含量的開(kāi)胃泡菜，本實(shí)驗(yàn)泡菜的加鹽量控制在3%～5% 的范圍發(fā)酵因素水平表因素水平菌液比例接種量/%加糖量/%加鹽量/%13:73１321:14２437:35３5 注：溫度３７℃1.4.2 成熟終點(diǎn)的判定由于泡菜成熟的判定沒(méi)有相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)可執(zhí)行[12]，而且不同的蔬菜類(lèi)型成熟時(shí)的條件也有差異，因此本實(shí)驗(yàn)采用酸度與口感相結(jié)合的方法進(jìn)行判定當(dāng)打開(kāi)泡菜壇后能聞到典型的發(fā)酵酸香味；口感品嘗蘿卜辣味消失、酸度適中、口感脆嫩，表示泡菜已基本成熟[13]，即可用于泡菜各指標(biāo)的測(cè)定，并對(duì)產(chǎn)品作感官評(píng)價(jià)。

1.4.3 泡菜感官評(píng)價(jià)及分析本實(shí)驗(yàn)對(duì)不同發(fā)酵條件下的泡菜樣品通過(guò)感官分析來(lái)進(jìn)行評(píng)分泡菜發(fā)酵結(jié)束后，由自己和同學(xué)對(duì)樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià)感官評(píng)價(jià)具有較強(qiáng)的客觀性按色澤,風(fēng)味,口感進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)樣品的評(píng)價(jià)分為7個(gè)等級(jí)：7 ：好；6 ：良好；5 ：中等；4 ：一般；3 ：稍有缺陷；2 ：明顯缺陷；1 ：極顯著缺陷1.4.4 酸度ＰＨ測(cè)定當(dāng)泡菜成熟后，取發(fā)酵液測(cè)定泡菜的ＰＨ，ＰＨ是間接體現(xiàn)接種發(fā)酵泡菜生產(chǎn)效率的重要指標(biāo)1.4.5 乳酸菌活菌數(shù)測(cè)定乳酸菌活菌數(shù)是體現(xiàn)泡菜保健功能的重要指標(biāo)，活菌數(shù)越高，對(duì)人體的保健作用越大泡菜中乳酸菌活菌數(shù)按GB/T 4789.35—2008《食品衛(wèi)生微物學(xué)檢驗(yàn) 食品中乳酸菌檢驗(yàn)》中乳酸菌總數(shù)計(jì)數(shù)法測(cè)定[14]2 結(jié)果與分析2.1 不同發(fā)酵條件對(duì)泡菜品質(zhì)的影響泡菜發(fā)酵成熟后，對(duì)其進(jìn)行感官品評(píng)，同時(shí)測(cè)定不同樣品的ＰＨ值、乳酸菌活菌數(shù)，結(jié)果見(jiàn)表 2、３、４、５不同因素對(duì)指標(biāo)的影響程度不同，而且不同指標(biāo)對(duì)應(yīng)的最佳發(fā)酵條件也有所不同下面分別對(duì)兩株菌的接種比例、接種量、加糖量、加鹽量4 個(gè)因素對(duì)泡菜品質(zhì)的影響作詳細(xì)分析2.1.1 菌液比例對(duì)泡菜品質(zhì)的影響不同乳酸菌對(duì)泡菜品質(zhì)的影響有所不同從下表可知，在發(fā)酵過(guò)程中嗜熱鏈球菌與保加利亞乳桿菌的菌液比例為1: 1時(shí)，產(chǎn)品的口感最好，乳酸菌活菌數(shù)最高。

說(shuō)明選用的這兩種乳酸菌在風(fēng)味的產(chǎn)生以及口感的影響方面起主要作用，而且對(duì)于保持較高的活菌數(shù)有顯著效果菌液比例對(duì)泡菜品質(zhì)的影響表菌液比例感官評(píng)價(jià)ＰＨ值乳酸菌活菌數(shù)／ｘ１０ＣＵＦ／ｍｌ３:７良好３.３６. ７２１:１好２.９７.９７７:３中等３.２６.０３ 注：比例為保加利亞乳桿菌比嗜熱鏈球菌2.1.2 接種量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響雖然接種量對(duì)產(chǎn)品的口感影響較小，但對(duì)產(chǎn)酸速率、乳酸菌活菌數(shù)影響較大，本實(shí)驗(yàn)中接種量5% 時(shí)，發(fā)酵成品的產(chǎn)酸率、乳酸菌活菌數(shù)最高，接種量 4% 時(shí)產(chǎn)品的口感最好一般來(lái)說(shuō)，接種量小于 5% 時(shí)，接種量越大，初始乳酸菌含量越大，相應(yīng)的產(chǎn)酸速率越大，乳酸菌活菌數(shù)越高；隨著接種量繼續(xù)增大，產(chǎn)酸速率增加不明顯[15]鑒于接種量對(duì)口感的影響較小，可以考慮接種量選擇 5%接種量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響表接種量感官評(píng)價(jià)ＰＨ值乳酸菌活菌數(shù)／ｘ１０ＣＵＦ／ｍｌ３％良好３.２６.９６４％良好２.９７. ２９５％良好２.８７.８８2.1.3 加葡萄糖對(duì)泡菜品質(zhì)的影響加入葡萄糖主要是為兩種菌在發(fā)酵初期提供充足的碳源和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，使其迅速生長(zhǎng)，快速發(fā)酵，使泡菜周期縮短，有利于提高發(fā)酵產(chǎn)酸速率，其最適宜添加量為２.０％。

加葡萄糖對(duì)泡菜品質(zhì)的影響表加糖量感官評(píng)價(jià)ＰＨ值乳酸菌活菌數(shù)／ｘ１０ＣＵＦ／ｍｌ１．０％良好３．２５.４５２．０％好３．２７.１３３．０％好３．３６.２４2.1.4 加鹽量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響加鹽量對(duì)泡菜品質(zhì)的影響主要體現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)品口感的影響方面，僅次于溫度對(duì)口感品質(zhì)的影響，本實(shí)驗(yàn)中4g/100mL 的加鹽量口感最好一般來(lái)說(shuō)，為了達(dá)到抑菌、延長(zhǎng)貨架期的目的，大多數(shù)腌制類(lèi)蔬菜制品含鹽量都偏高，含鹽量大約在 6%～8% 左右，用于作調(diào)料的泡菜甚至高達(dá)15%～20%含鹽量過(guò)高同型發(fā)酵會(huì)占優(yōu)勢(shì)，從而使異型發(fā)酵過(guò)程縮短、乳酸含量增大，產(chǎn)品的顏色、風(fēng)味和口感都遭到不同程度的破壞同時(shí)含鹽量過(guò)高，影響消費(fèi)者的健康，泡菜的銷(xiāo)售量也會(huì)。