多菌種耦合發酵保鮮陽荷研究

丁城,劉璐,李桀驁,胡勇

(湖北工業大學 生物工程與食品學院，武漢 430068)

多菌種耦合發酵保鮮陽荷研究

丁城,劉璐,李桀驁,胡勇*

(湖北工業大學 生物工程與食品學院，武漢 430068)

實驗目的是探究多菌種耦合發酵對陽荷的保鮮作用，實驗中探究了發酵時間、發酵溫度、接種量和菌種復配比例對陽荷的保鮮作用，通過正交實驗得到最佳條件。結果：植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1，發酵時間為48 h，接種量為0.6%和發酵溫度為30 ℃。

陽荷；嗜酸乳桿菌；植物乳桿菌；耦合發酵

陽荷(ZingiberstriolatumDiels)為姜科姜屬多年生草本植物，又名野姜、猴姜、瓣姜等，此外，陽荷還是一種營養價值很高的藥食同源的膳食纖維蔬菜[1]。陽荷富含蛋白質、氨基酸、維生素、糖類、有機酸、礦物元素以及藥用成分α-蒎烯、β-蒎烯等物質，具有活血調經、鎮咳去痰、消腫解毒以及抗疾病等功效[2,3]。陽荷是一種生長在山林間的野生蔬菜，植株強健，抗病蟲害強，1年種植，多年生長，多年收獲，對生長環境要求較低[4]。

陽荷果實含有大量的天然紅色素，因此，陽荷呈現鮮紅色[5]。目前，隨著各個行業的發展，對天然色素的需求與日俱增，天然食用色素的開發已成為熱門問題[6-8]。近年來，陽荷主要集中在紅色素提取以及理化性質的研究，但其開發利用不是很充分以及陽荷保鮮研究甚少。因此，文章以陽荷為原料，利用傳統的發酵工藝，繼承并改造，從而保鮮陽荷，延長貯藏期，提高陽荷的品質。

1 實驗方法

1.1 材料

1.1.1 實驗材料

陽荷：采購于神農架聚豐園農業開發有限公司。

1.1.2 實驗儀器

UV-1800紫外可見光分光光度計 日本島津公司；HH-6型數顯恒溫水浴鍋 國華電器有限公司；KQ-500DV超聲清洗儀 昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 菌種復配

將陽荷清理、篩選后，分別添加3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3的植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌，接種量0.6%，在溫度為30 ℃下發酵48 h。

1.3 不同接種量對陽荷品質的影響

將陽荷清理、篩選后，添加一定比例的植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌，其比例為1∶1，然后分別添加接種量為0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%的復合菌種，在溫度為30 ℃下發酵48 h。

1.4 發酵溫度對陽荷品質的影響

將陽荷清理、篩選后，添加一定比例的植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌，其比例為1∶1，接種量為0.6%，在溫度為20，24，28，30，32，36 ℃下分別發酵48 h。

1.5 發酵時間對陽荷品質的影響

參考企業實際生產經驗，取發酵時間分別為12，24，32，40，48，56，64，72，80 h。將陽荷清理、篩選后，添加一定比例的植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌，其比例為1∶1，接種量為0.6%，在溫度為30 ℃下發酵。

1.6 感官評定

各種食品都具有各自內在和外在的特征。食品的感官性狀包括食品的外觀、品質和風味，即食品的色、香、味、性、質，是食品質量的重要組成部分。感官檢查是指利用人體的感覺器官的感覺即視覺、聽覺、味覺、嗅覺和觸覺等對食品的色、香、味、形和質等進行綜合性評價的一種檢驗方法。如果感官評定不合格，則不必進行營養成分和有害成分的檢測，直接判定為不合格。由于感官檢查有一定的主觀性，容易受到檢查評定者個人好惡的影響，因此通常要采用群檢的方式。本實驗所進行的感官評定一般采取10人以上的群檢，然后取其平均值作為最終的感官評定結果,見表1。

表1 陽荷感官評定表Table 1 Sensory evaluation standards of Zingiber striolatum

續 表

2 結果與分析

2.1 菌種復配對陽荷品質的影響

圖1 不同比例菌種對紅色素的影響Fig.1 Effect of different ratios of strains on red pigment

圖2 不同比例菌種對總酸的影響Fig.2 Effect of different ratios of strains on total acid

由圖1和圖2可知，植物乳桿菌L.P2比例較大時，對陽荷紅色素和總酸影響較大。隨著植物乳桿菌L.P2的比例減少和嗜酸乳桿菌的比例增加，紅色素和總酸大幅上升。當植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1時，紅色素和總酸的含量達到最大值。這可能是陽荷中的紅色素含有一種黃酮類化合物，促進兩種酸性菌種在酸性條件下生長，利用菌間互利共生關系，在一定的條件下，產生了明顯增效協同作用，促進了陽荷紅色素更加穩定。

圖3 不同比例菌種對陽荷感官評分的影響Fig.3 Effect of different ratios of strains on sensory score of Zingiber striolatum

由圖3可知，植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌不同比例對陽荷感官評分也有較大的影響，在植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1時，陽荷呈紅色，口感脆嫩，清香，滋味較好，感官評分最高。

2.2 不同接種量對陽荷品質的影響

圖4 接種量對紅色素的影響Fig.4 Effect of different inoculation amount on red pigment

圖5 接種量對總酸的影響Fig.5 Effect of different inoculation amount on total acid

由圖4和圖5可知，接種量對紅色素和總酸的影響較小，隨著接種量的增加，紅色素呈現逐漸上升至下降的狀態，這可能是植物乳桿菌和嗜酸乳桿菌的添加促進紅色素穩定，但過量的添加反而使紅色素下降，降低了原料品質。因此，植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌最佳接種量為0.6%。紅色素的穩定性，但接種量>0.6%時紅色素穩定性下降。

圖6 接種量對陽荷感官評分的影響Fig.6 Effect of different inoculation amount on sensory score of Zingiber striolatum

由圖6可知，隨著接種量的增加，陽荷呈現逐漸上升至下降的狀態，在接種量為0.6%時，感官評分最高，說明接種量為0.6%時為最佳。

2.3 發酵溫度對陽荷品質的影響

圖7 發酵溫度對紅色素的影響Fig.7 Effect of fermentation temperature on red pigment

圖8 發酵溫度對總酸的影響Fig.8 Effect of fermentation temperature on total acid

由圖7和圖8可知，隨著溫度的增加，紅色素的含量呈現先上升后下降的穩定趨勢，這是因為發酵過程中菌劑的添加促進了乳酸菌的生長，但過高的溫度則會抑制微生物生長，從而導致紅色素不夠穩定。

圖9 發酵溫度對陽荷感官評分的影響Fig.9 Effect of fermentation temperature on sensory score of Zingiber striolatum

由圖9可知，發酵溫度為30 ℃時，評分最高。

2.4 發酵時間對陽荷品質的影響

圖10 發酵時間對紅色素的影響Fig.10 Effect of fermentation time on red pigment

圖11 發酵時間對產品感官評分的影響Fig.11 Effect of fermentation time on sensory score of Zingiber striolatum

圖12 發酵時間對總酸的影響Fig.12 Effect of fermentation time on total acid

由圖10可知，在發酵時間小于48 h時，陽荷紅色素逐漸增加，這是因為添加乳酸菌種導致紅色素在酸性環境下迅速穩定，但超過48 h后，由于自然光的光照時間對紅色素穩定性影響較大，所以其穩定性快速下降。紅色素是鑒定陽荷品質好壞的因素之一，由圖11可知，中發酵時間對陽荷感官評分的影響較大，在發酵時間為48 h時感官評分最高。由圖12可知,隨著發酵時間的增加，陽荷中總酸含量逐漸增加，結合圖10和圖11可知，發酵時間為48 h時為最佳。

2.5 正交實驗

在單因素實驗基礎上，設計菌種復配比例、發酵時間和發酵溫度三因素三水平L9(34)的正交實驗，各個單因素水平見表2，正交實驗結果見表3。

表2 正交實驗因素水平Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment

表3 正交實驗結果Table 3 The result of orthogonal experiment

續 表

由表3可知，影響陽荷品質的因素的大小順序為發酵時間>菌種復配比例>發酵溫度。同時由正交實驗結果可以得出：多菌種耦合發酵保鮮陽荷最佳條件為A2B2C2，即植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1，發酵時間為48 h和發酵溫度為30 ℃。

3 結論

實驗結果表明多菌種耦合發酵對陽荷保鮮有明顯的效果。利用復配菌種之間的互利、競爭、偏利、偏害等共生關系，發酵的過程中逐步形成優勢菌種，同時有效抑制有害菌及雜菌的生長。多菌種耦合發酵使陽荷中的紅色素更加穩定，同時代謝產物抑制陽荷的褐變。本實驗中，探討了發酵時間、菌種復配比例、發酵溫度和菌種添加量對陽荷品質的影響。正交實驗結果表明：多菌種耦合發酵保鮮陽荷最佳條件為植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1，發酵時間為48 h和發酵溫度為30 ℃。

[1]汪仁銀,王宜發.特色蔬菜——陽荷[J].吉林農業,2002(10):18.

[2]《云南植物志》編輯委員會.云南植物志[M].昆明:科技出版社,1997:540.

[3]郝南明,趙保發,胡國海,等.陽荷的化學成分的研究[J].文山師范高等專科學校學報,2004,17(4):379.

[4]解成駿,劉鄰渭,李洪潮,等.陽荷紅色素的提取工藝及穩定性研究[J].食品研究與開發,2010,31(12):284-288.

[5]陳仕學,郁建平.梵凈山野生陽荷紅色素的提取及理化性質研究[J].山地農業生物學報,2010,29(5):432-439.

[6]高榮海,張輝,李冬生,等.天然食用色素的研究進展[J].農產品加工,2009(6):64-66.

[7]曾橋,董文賓.功能性食用天然色素研究進展[J].中國調味品,2009,34(5):22-24.

[8]趙海軍,汪朝陽,侯曉娜,等.天然紅色素的提取研究進展[J].廣州化學,2008(3):32-39.

Study on Effect of Coupling Multi-strains Fermentation on FreshPreservation ofZingiberstriolatum

DING Cheng, LIU Lu, LI Jie-ao, HU Yong*

(School of Food and Biological Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)

Investigate the effects of coupling multiple strains fermentation on fresh preservation ofZingiberstriolatum, the effects of different ratios of strains, different inoculation amount, fermentation temperature and fermentation time are investigated. Through the orthogonal design experiments, the optimized conditions are found. Results: the proper ratio ofLactobacillusplantarumL.P2 andLactobacillusacidophilusis 1∶1, the fermentation time is 48 h,the inoculation amount is 0.6%, and the fermentation temperature is 30 ℃.

Zingiberstriolatum;Lactobacillusacidophilus;Lactobacillusplantarum;coupling multi-strains

2017-02-15 *通訊作者

丁城(1991-)，男，湖北武漢人，碩士，研究方向：食品發酵與分子生物學； 劉璐(1992-)，女，湖北宜昌人，碩士，研究方向：食品發酵； 李桀驁(1991-)，男，湖北荊州人，碩士，研究方向：食品發酵； 胡勇(1980-)，男，湖北荊門人，講師，博士，研究方向：醋酸菌等工業微生物遺傳學、基因組學和代謝組學的特征。

TS205.5

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.08.002

1000-9973(2017)08-0006-04