接種發酵和自然發酵酸菜的氨基酸含量對比分析

【摘 要】目的：對比乳酸菌接種發酵法和自然發酵法生產酸菜中的氨基酸變化情況，考察不同發酵方式對酸菜中氨基酸含量的影響。方法：采用氨基酸自動分析儀測定酸菜中的氨基酸含量，對發酵過程中不同時間采集的樣品進行分析，動態監測兩種發酵方式中氨基酸的產生和變化情況。結果：自然發酵法和接種發酵法的氨基酸總量呈現先增加、后持平的情況，在15天之后，已不再增加。發酵終點的酸菜中總氨基酸含量自然發酵法的為28.66mg/kg，乳酸菌發酵法的為34.21mg/kg，接種發酵法的優于自然發酵法的。結論：運用乳酸菌接種發酵可獲得氨基酸含量更為豐富、質量更優的產品，而且生產周期短，具有較好的應用價值。

【關鍵詞】 氨基酸 全自動氨基酸分析儀 乳酸菌 酸菜

東北酸菜又稱酸菜，是一種具有悠久歷史的發酵食品，它是利用乳酸菌在厭氧條件下將白菜中的糖類等物質發酵產酸，形成的具有特殊風味的腌制白菜。由于東北地區氣候適宜，腌制出的酸菜爽口有嚼勁，味道獨特口感好，酸白菜的稱謂已逐漸被東北酸菜代替。據文獻報道[1-2]，酸菜具有開胃提神、去油解膩、降低膽固醇、抗動脈硬化和增強免疫力等功效。藥理研究成果表明，酸菜由于富含氨基酸，酸菜可降低血中膽固醇含量，預防動脈硬化等心腦血管疾病，還可以起到降低肝脂肪濃度的作用。目前，越來越多的人們認識到氨基酸的重要性[3-4]。現今，酸菜行業已采用乳酸菌接種法和自然發酵法兩種發酵方式來生產酸菜。本文對這兩種發酵工藝進行對比考察，全面監測發酵過程中氨基酸含量的動態變化情況，探討氨基酸的變化規律，為獲得優質酸菜提供基礎和依據。

1 材料與方法

1.1材料與試劑

有機白菜（購自沈陽市皇姑區樂購超市）；嗜酸乳桿菌（lactobacillus acidophilus，中國普通微生物菌種保藏管理中心，編號1.2467）；18種氨基酸混和標準品（含量≥99.8%，日立公司）；氯化鈉（分析純，天津市科密歐化學試劑有限公司）；超純水（電阻率為18.2MΩ[?]cm）；其他試劑均為分析純。

1.2儀器與設備

L-8900型氨基酸自動分析儀（日立公司）；KQ-250超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司）；電子分析天平（瑞士 METTLER-TOLEDO公司）；Milli-Q超純水機（Integral 15型，美國millipore公司）；發酵箱（tupperware 25L，特百惠中國有限公司）。

1.3實驗方法

（1）自然發酵法發酵酸菜的制備

將白菜除雜清洗瀝干，按頭尾相對的方式層層擺入發酵箱中，加入1.5%的氯化鈉溶液沒過白菜，壓實，充氮除氧，控溫20℃密封發酵。

（2）乳酸菌接種發酵酸菜的制備

接種乳酸菌發酵的酸菜前處理與（1）項相同，在注入1.5%的氯化鈉溶液的同時，將乳酸菌接種入酸菜發酵箱中混合均勻，接種量為不低于108CFU/ml，壓實，充氮除氧，控溫20℃密封發酵。

（3）酸菜中氨基酸動態變化監測的試驗設計

為觀察酸菜發酵過程中的氨基酸變化情況，分別在0、3、5、7、9、11、15、17、25、35、45天取樣分析，觀察其中氨基酸的變化趨勢，比較兩種發酵方式生產酸菜中氨基酸的變化情況。

1.4酸菜中氨基酸的測定方法[5]

（1）色譜條件

Agilent ZORBAX Eclips AAA（5μm，150×4.6mm）色譜柱；流動相為A相乙腈：水（50：50）；B相NaAl溶液（10.25mg/ml，pH值6.4），梯度洗脫條件見表1；流速1.0mL/min；柱溫33℃；進樣量20μL；檢測波長：360nm。

表1 氨基酸分析系統梯度洗脫程序

（2）樣品前處理方法

精確稱取樣品1.0g，加入超純水2mL和5%磺基水楊酸溶液2mL，超聲提取10min。8000rpm離心5min，取上清液調節pH值至2.0，超純水定容至10mL，0.45μm濾膜過濾即得。

氨基酸的柱前衍生化：取適量處理后的樣品于50mL棕色容量瓶中，加入衍生緩沖溶液5.0mL，搖勻后再加入衍生試劑5.0mL，將容量瓶置于60℃水浴中避光恒溫震蕩30min，取出放冷定容至50mL，待色譜分析。

（3）分析步驟

采用外標法定量，準確移取1.0g樣品液經前處理后進樣分析測定峰面積，以標準曲線方程計算樣品中亞硝酸鹽的含量。

2 結果與討論

對自然發酵法和接種法中的18種氨基酸進行檢測，觀察生產過程中的含量變化。結果表明，自然發酵法和接種發酵法的氨基酸總量呈現先增加、后持平的情況，在15天之后，已不再增加。發酵終點的酸菜中總氨基酸含量自然發酵法的為28.66mg/kg，乳酸菌發酵法的為34.21mg/kg。接種發酵法優于自然發酵法。氨基酸分析圖譜見圖1。發酵過程中的氨基酸含量變化見圖2和表2。

其中（1）為混合標準品色譜圖，（2）為自然發酵法的氨基酸色譜圖，（3）為乳酸菌接種發酵法的氨基酸色譜圖，（4）為空白色譜圖。（圖中ASP為門冬氨酸，THR為蘇氨酸，SER為絲氨酸，GLU為谷氨酸，GLY為甘氨酸，ALA為丙胺酸，CYS為胱氨酸，VAL為纈氨酸，MET為蛋氨酸，ILE為異亮氨酸，LEU為亮氨酸，TYR為酪氨酸，PHE為苯基丙氨酸，LYS為賴氨酸，HIS為組氨酸，ARG為精氨酸，PRO為脯氨酸，TRP為色氨酸。）

圖1 酸菜的氨基酸檢測色譜圖

圖2 自然發酵法盒乳酸菌接種發酵法生產酸菜中的氨基酸含量變化圖

表2 自然發酵法和乳酸菌接種發酵法生產酸菜中的氨基酸含量

3 結論

自然發酵法和接種發酵法的氨基酸總量呈現先增加，后持平的情況，在15天之后，已不再增加，這與文獻報道的結果是一致的[5-7]。發酵終點的酸菜中總氨基酸含量自然發酵法的為28.66mg/kg，乳酸菌發酵法的為34.21mg/kg，接種發酵法的優于自然發酵法的。運用乳酸菌接種發酵可獲得氨基酸含量更為豐富，質量更優的產品，而且生產周期短，具有較好的應用價值。

參考文獻：

[1]Marie Pierre Stonge， Edward R Farnworth， Peter JH Jones. Consumption of fermented and nonfermented dairy products： effects on cholesterol concentrations and metabolism[J]. Am J Clin Nutr， 2000， 71， 674-81.

[2]Karin Ried. Gastrointestinal health The role of pro- and pre-biotics in standard foods[J]. Australian Family Physician，2004，33（4），253-255.

[3]王娟娟，王順喜，馬微.直投式發酵劑生產酸菜及其風味物質的研究[J].食品科學，2008，29（4）：82-86.

[4]周相玲，胡安勝，王彬等.人工接種泡菜魚自然發酵泡菜風味物質的對比分析[J].中國釀造，2011，1：159-160.

[5]杜書，岳喜慶，武俊瑞，孫欣.自然發酵酸菜游離氨基酸的分析[J].食品與發酵工業，2013，2：178-180.

[6]楊瑞，張偉，徐小會.泡菜發酵過程中主要化學變化規律的研究[J].食品工業科技，2005，02：95-98.

[7]杜書.酸菜自然發酵過程中風味及質地變化規律研究[D].沈陽農業大學，2013年.