常用食品乳酸菌發酵蔬菜的研究

楊麗娜，遲雪梅，遲乃玉，石群，任楠楠，喬慧，張慶芳*

1(大連大學 生命科學與技術學院，遼寧 大連，116622) 2(遼寧省海洋微生物工程技術研究中心，遼寧 大連，116622)

常用食品乳酸菌發酵蔬菜的研究

楊麗娜1,2，遲雪梅1,2，遲乃玉1,2，石群1,2，任楠楠1,2，喬慧1,2，張慶芳1,2*

1(大連大學 生命科學與技術學院，遼寧 大連，116622) 2(遼寧省海洋微生物工程技術研究中心，遼寧 大連，116622)

對Streptococcuslastic，Lactobacillusbrevis，Lactobacilluscasei等9種食品常用乳酸菌種進行發酵蔬菜研究，通過對發酵菜及湯汁中VC、氨基酸、總酸、總糖、揮發酸、硝酸鹽、亞硝酸鹽等指標的測定，結合產品的感官評價，篩選出適合作為蔬菜發酵劑用的菌種Streptococcuslastic。從研究結果看，接種Streptococcuslastic菌種的發酵蔬菜既可以很好地降解發酵菜中亞硝酸鹽的含量，又可與其他菌種制成復合發酵菌劑，用于發酵制品生產，且產品營養較豐富。

常用乳酸菌種；理化指標；感官評價

傳統的蔬菜腌漬發酵工藝是利用天然附著于菜體表面的各種微生物來發酵，發酵周期長，易腐爛變質，并會有大量亞硝酸鹽生成[1]。近年來為了縮短發酵周期，改善發酵蔬菜的品質，研究人員對人工接種技術進行了研究和應用。人們在接種乳酸菌腌漬發酵菜試驗中發現，接種發酵能顯著地降低亞硝酸鹽生成。目前，對食品常用乳酸菌發酵蔬菜進行多菌種比較系統的研究還未見報道。

本課題同時采用Streptococcuslastic，Lactobacillusleichmannii，Lactobacilluscasei，Streptococcusthermophilus，StreptococcuscremorisLactobacillusplantarun、Lactobacillusbrevis、Lactobacilluscaseisubsprhamnosus，Lactobacillusbrevis，Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosusmutation等9種食品常用乳酸菌種進行發酵蔬菜研究，通過對發酵菜及湯汁中VC、氨基酸、總酸、總糖、揮發酸、硝酸鹽、亞硝酸鹽等指標的測定，及產品的感官評價，篩選出適合作為蔬菜發酵及發酵制品少或無亞硝酸鹽殘留的菌種。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 菌種

購于中國普通微生物菌種保藏中心。Streptococcuslastic(Sl);Lactobacillusleichmanni(Ll);Lactobacillusbrevis(Lb);Lactobacillusplantarun(Lp);Streptococcuscremoris(Sc);Lactobacilluscasei(Lc);Streptococcusthermophilus(St);Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosus(Lk);Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosusmutation(Ln)。

1.1.2 培養基

(1)MRS固體培養基。

(2)液體培養基：不加瓊脂，其他成分同MRS固體培養基。

(3)含亞硝酸鹽的液體培養基：液體培養基中加入一定量的亞硝酸鹽。

1.1.3 蔬菜原料

購于農貿市場。

1.2 儀器與設備

GB 5009.33—2010鎘柱，北京華奧科安科技有限公司；UV-120-02紫外可見分光光度計，日本SHIMADZU公司；pHB-4p 酸度計，上海雷磁儀器廠；P1000移液器，Gillson SAS。

1.3 實驗方法

1.3.1 蔬菜腌漬發酵工藝流程

甘蘭→掰開葉片→清洗→燙漂→瀝水→切段→裝瓶→壓石→注鹽水→接種→密封→發酵

1.3.2 腌漬發酵技術要點

把清洗過的甘蘭葉片放在恒溫水浴鍋中，水溫85～90 ℃，燙0.5～1 min，取出后迅速投入冷水中漂洗；把漂洗后的甘蘭放在篩筐中瀝去表面水分；甘蘭葉片切成3～4 cm的段；切段后的甘蘭裝入滅菌后的500 mL玻璃瓶中，每瓶裝量250 g，并按實；在裝緊甘蘭的瓶中放一塊滅菌的石塊，重約80～100 g。配成2%的鹽水溶液，燒開過濾，晾涼，每瓶注入325 mL；把培養36 h，OD值一致的9種乳酸菌液，各取10 mL，分別加入9個玻璃瓶中，把菌液搖勻；用滅菌的瓶蓋密封；于25～30 ℃保溫發酵。

1.3.3 測定指標

湯汁pH值：酸度計法；湯汁中亞硝酸鹽：鹽酸萘乙二胺法[2-3]；湯汁中揮發酸：水蒸氣蒸餾法；菜中硝酸鹽：鎘柱還原法;菜中、湯汁中總酸:酸堿滴定法;菜中VC:熒光法[4];菜中氨基酸:茚三酮比色法;菜中總糖:鐵氰化鉀滴定法[5-6]。

2 結果與分析

2.1 乳酸菌發酵特性的研究

2.1.1 菌株在培養液中的總酸的變化

將S.lastic，L.leichmannii，L.casei，S.thermophilus，S.cremoris，L.plantarun、L.brevis、L.caseisubsp.rhamnosus，L.brevis，L.caseisubsp.rhamnosusmutation九種乳酸菌活化后，各轉入5支液體管中，30 ℃恒溫培養48 h，測各管的OD620值。各菌株取OD值一致的液體管，按3%接種量接入pH7.2的液體MRS種子培養基。在30 ℃恒溫培養，定時測定培養液的pH值和總酸，結果見圖1和圖2。

圖1 培養液總酸含量的變化Fig.1 Change of total acid of culture solution

圖2 培養液pH值的變化Fig.2 Change of pH value of culture solution

如圖1和圖2可知，S.lastic、S.cremoris、S.thermophilus等9種乳酸菌都具有發酵產酸能力。發酵24 h以后pH都下降到pH4.5以下，120 h以后pH下降至pH4.0～3.0。

2.2 乳酸菌發酵蔬菜湯汁的研究

2.2.1 湯汁中pH值的測定

由圖3看出，接入的不同菌種，湯汁pH值變化幅度不同，說明發酵速度不同。發酵速度最慢的是接種L.brevis菌株，在第3天pH值為pH5.76；其次S.thermophilus，在第3天pH值為pH4.68；S.lastic等菌種在第3天pH值在pH3.7左右。

圖3 發酵蔬菜湯汁pH值的變化Fig.3 Change of pH value of vegetable fermented solution

2.2.2 湯汁中總酸、揮發酸的測定

由圖4和圖5看出，蔬菜發酵接入的菌種不同，湯汁中總酸含量不同，說明不同的乳酸菌產酸能力不同。發酵湯汁中產酸能力最強的是L.caseisubsp.rhamnosus菌株，含量為0.260%，其次，L.casei、S.lastic的產酸能力也較強，分別為0.214%和0.210%。L.brevis產酸能力最弱；發酵液中揮發酸最強的菌株是S.lastic，其次是L.brevis、L.casei，接種L.caseisubsp.rhamnosus菌株釋放的揮發酸含量最少；盡管接種S.lastic菌種發酵蔬菜使湯汁揮發酸較高，但所得的總酸與揮發酸比值卻不是最低的[7-8]。

圖4 蔬菜發酵液總酸和揮發酸含量Fig.4 Change of total acid and volatile acid value of vegetable fermented solution

圖5 蔬菜發酵液總酸/揮發酸Fig.5 Change of total acid/volatile acid value of vegetable fermented solution

2.2.3 湯汁中亞硝酸鹽的測定

由圖6可知，接入乳酸菌株不同，湯汁中亞硝酸鹽變化曲線不同；亞硝峰出現時間基本相同，但峰值不同。其中接種L.brevis、L.thermophilus乳酸菌株的湯汁，檢測不出亞硝酸鹽；而S.lastic、L.leichmannii菌株在發酵湯汁中的亞硝峰與L.caseisubsp.rhamnosus、L.caseisubsp.rhamnosusmutation、L.casei、L.plantarun相比較小。

2.3 發酵菜中各項指標測定

2.3.1 發酵菜中VC、氨基酸的測定

接入的菌種不同，發酵菜中各項指標測定結果不

圖6 蔬菜發酵液中NO2-含量的變化Fig.6 Change of in NO2-vegetable fermented solution

同。由表1可知，接入L.caseisubsp.rhamnosus菌種，菜中Vc最高，其含量為9.504 mg/100g，其次是S.lastic、L.casei，其發酵菜Vc含量分別為7.392、8.396 mg/100g，接入L.brevis菌種，發酵菜中Vc含量最低；接入L.plantarun、S.lastic菌種，發酵菜中的氨基酸含量較高，含量分別為2 359、2 250 μg/100g；而接入L.caseisubsp.rhamnosus、L.caseisubsp.rhamnosusmutation、L.leichmannii菌種的發酵菜中，氨基酸剩余量很少。

表1 發酵菜各項指標測定

注：“-”表示未檢測出。

2.3.2 發酵菜中總糖、總酸及糖酸比的測定

接入不同菌種,酸度較高的分別是接種S.lastic、L.leichmannii、L.caseisubsp.rhamnosus菌種的發酵菜，而接種其他菌種發酵菜酸度低；而在發酵菜中，總糖含量相對較高的是L.caseisubsp.rhamnosus、L.plantarun、L.leichmannii和S.lastic；通過對比得出，糖酸比相對較高的是L.plantarun、L.caseisubsp.rhamnosus、L.leichmannii和S.lastic菌種。

2.3.3 發酵菜中NO3-、NO2-含量的測定

分別接入9種不同菌，菜中硝酸鹽含量顯著少于發酵前原料含量(經燙漂后菜中硝酸鹽含量為895.23 μg/mL)，說明：單菌株接種發酵，仍然會使菜中硝酸鹽大量分解；發酵菜中，S.lastic、L.brevis和S.thermophilus接種發酵時，無亞硝酸鹽殘留，而接種L.casei菌種時，亞硝酸鹽殘留量最高，高達11.28 μg/mL。

2.4 發酵菜感官評定

由表2可知，接種S.lastic、L.leichmannii菌株發酵的菜，感官質量明顯的高于其他菌株；其中S.lastic乳酸球菌發酵的菜有醇香，L.leichmannii乳酸桿菌發酵的菜有酸香。而接種L.brevis、S.thermophilus菌株的發酵菜有異味。

表2 發酵菜感官評價表[20-21]

3 討論

從發酵菜的口感分析，打分最高的為S.lastic、L.leichmannii，從發酵菜的營養指標來看，VC含量比較高的菌種為L.caseisubsp.rhamnosus、S.lastic；氨基酸含量比較高的菌種為L.plantarun、S.lastic；總酸含量比較高的菌種為S.lastic、L.leichmannii；發酵菜無亞硝酸鹽殘留的菌種為S.lastic、L.brevis、S.thermophilus。湯汁中檢測不出亞硝酸鹽的菌種為L.brevis、S.thermophilus。從而選出S.lastic接種發酵菜，口感好營養高；L.brevis、S.thermophilus接種的發酵菜中湯汁及菜中均無亞硝酸鹽殘留。

將S.lastic接種發酵菜，菜味酸香，有醇香，湯汁乳白色，Vc含量7.392 mg/100g，氨基酸含量2250 μg/100g，糖酸比0.94，總酸與揮發酸比5.17，亞硝酸鹽未檢出。

L.brevis、S.thermophilus接種發酵菜及湯汁檢測不出亞硝酸鹽，但湯汁有異味，且口感不佳。同時，L.brevis、S.thermophilus菌種在發酵菜及湯汁中Vc含量、氨基酸含量、總酸、揮發酸以及糖酸比都相對較低。

蔬菜中有大量的硝酸鹽(本實驗原料硝酸鹽含量890.63 μg/mL),攝入后，能在體內代謝不平衡時發生還原生成亞硝酸鹽[11]。本實驗研究證明蔬菜發酵過程中都有大量硝酸鹽分解，從而有大量亞硝酸鹽生成，因為蔬菜發酵過程中環境復雜，前期有雜菌生長(大腸桿菌等中含有硝酸鹽還原酶)。因此，設計出蔬菜發酵過程中既進行了大量硝酸鹽分解又無亞硝酸鹽殘留，將是理想的發酵工藝。從本研究看出，接種L.lastic菌種發酵蔬菜既可以很好地降解發酵菜中亞硝酸鹽的含量，又不影響口感，且營養豐富；是人工接種乳酸菌發酵蔬菜理想菌種的選擇。L.brevis菌種雖然產酸量低，影響口感，但有強降解亞硝酸鹽能力。因此，S.lastic菌種可與L.brevis菌種復合發酵，制成復合發酵菌劑[12]，既可使發酵產品營養豐富，口感好，且在發酵菜及湯汁中檢測不出亞硝酸鹽。

[1] 燕平梅,薛文通,張惠,等. 蔬菜腌漬發酵中亞硝酸鹽問題的研究[J].中國調味品,2005(8):42-45.

[2] 劉榮森,張澤根. 蔬菜中硝酸鹽、亞硝酸鹽測定方法[J].河南農業,2011(24):49-51.

[3] 鄭健. 亞硝酸鹽危害與一種新的亞硝酸鹽含量測定方法的探討[J].企業科技與發展,2010(4):47-49.

[4] 劉文丹,何萍,陳云香,等.維生素C對市售酸腌菜中亞硝酸鹽的影響研究[J].大理學院學報,2015,14(10):68-70.

[5] 周春麗,鐘賢武,范鴻冰,等.果蔬及其制品中可溶性總糖和還原糖的測定方法評價[J].食品工業,2012,33(5):89-92.

[6] 孫淑玲,劉坤,楊新濤.關于食品中總糖測定中幾個問題的探討[J].中國衛生檢驗雜志,2013,23(13):2 852-2 853.

[7] FERRUCCI L M,SINHA R,WARD M H,et al.Meat and components of meat and the risk of bladder cancer in the NIH-AARP Diet and Health Study [J].Cancer,2010,116(18):4 345-4 353.

[8] CROSS A J,FERRUCCI L M,RISCH A,et al.A large prospective study of meat consumption and colorectal cancer risk:an investigation of potential mechanisms underlying this as sociation[J].Cancer Res,2010,70(6):2 406-2 414.

[9] 牛凱莉.四川泡蘿卜的主要理化指標與感官品質的關系研究及模型建立[D].雅安:四川農業大學,2015.

[10] 李敏.不同發酵條件和發酵方式對泡菜感官品質的影響[J].北方園藝,2012(6):150-153.

[12] 張慶芳,遲乃玉,孟憲軍.蔬菜腌漬發酵乳酸菌劑的研究[J].食品與發酵工業,2004,30(1):13-16.

Study on lactic acid bacteria fermented vegetable

YANG Li-na1,2,CHI Xue-mei1,2,CHI Nai-yu1,2,SHI Qun1,2,REN Nan-nan1,2, QIAO Hui1,2,ZHANG Qing-fang1,2*

1(College of Life Science and Technology,Dalian University,Dalian 116622,China) 2(Liaoning Marine Microbial Engineering and Technology Center,Dalian 116622,China)

The fermentation of vegetables using 9 kinds of lactic acid bacteria such asStreptococcuslastic,Lactobacillusbrevis,Lactobacilluscaseietc. was studied. Based on the determination of several index including Vitamin C, amino acid, total sugar, total acid, volatile acid, nitrate, nitrite and sensory evaluation of products,Streptococcuslasticstrains suitable for use as a vegetable starter was screened out. Results showed that fermentation of vegetable withStreptococcuslasticstrain could efficiently degrade the nitrite in fermented vegetables.Streptococcuslasticcan be made into composite fermentation bacteria with other bacteria for the production of fermented products with rich nutrition.

lactic acid bacteria, physical and chemical indicators,Sensory evaluation

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201703023

碩士研究生(張慶芳教授為通訊作者,E-mail:zqf7566@126.com)。

國家“863”極端環境微生物的資源開發利用(2007AA021306)；遼寧省自然科學基金(No.2050775)

2016-08-26，改回日期：2016-10-27