接種法制作芡實莖泡菜工藝研究

張然，鄭麗雪，劉晶晶

(常熟理工學院 生物與食品工程學院，江蘇 常熟 215500)

接種法制作芡實莖泡菜工藝研究

張然，鄭麗雪，劉晶晶

(常熟理工學院 生物與食品工程學院，江蘇 常熟 215500)

以芡實莖為原料，探討接種法制作芡實莖泡菜的工藝。以產(chǎn)酸率、感官評價的綜合評分為評價指標，通過正交實驗優(yōu)化得出芡實莖泡菜最佳工藝：乳酸菌接種量5%，食鹽添加量6%，白砂糖添加量4%，在此條件下所得的泡菜綜合評分為190.1，明顯高于自然發(fā)酵所得芡實莖泡菜的綜合評分(144.6)。在發(fā)酵期間，接種法制作的芡實莖泡菜中亞硝酸鹽含量始終低于自然發(fā)酵制作的芡實莖泡菜，亞硝酸鹽峰值為2.099 mg/kg，低于國家標準，優(yōu)于自然發(fā)酵。

芡實莖；乳酸菌；接種法；正交實驗

芡實(Euryaleferox)為睡蓮科水生草本植物芡實屬的唯一種,在我國中南、西南、華東、東北等地均有出產(chǎn)[1]，芡實種仁含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分，現(xiàn)代醫(yī)學研究還發(fā)現(xiàn)芡實種仁含有抗氧化物質(zhì)[2]，在芡實種仁剝?nèi)『罅粝麓罅康募庸じ碑a(chǎn)品，包括芡實莖、葉、果皮，含有豐富的黃酮類物質(zhì)[3]。其中芡實莖又名“雞頭菜”，《本草綱目》記載:芡實莖具止煩渴，除虛熱功效，主要產(chǎn)于春季，不易貯藏，銷售半徑小。傳統(tǒng)泡菜加工發(fā)酵速度慢，品質(zhì)不穩(wěn)定[4-6]，用科學方法探索優(yōu)良的制作工藝不僅能夠降低亞硝酸鹽的含量，還使泡菜的風味、口感更能滿足人們的需要。本文主要以芡實莖為原材料，利用正交實驗獲得接種發(fā)酵制作芡實莖泡菜的最佳工藝，并與自然發(fā)酵工藝進行對比研究，為芡實副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化加工提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芡實莖：購自蘇州同里芡實生產(chǎn)基地；食鹽、白砂糖、白酒：均為市售；蛋白胨、大豆蛋白胨、胰蛋白胨、牛肉膏、酵母膏：均為BR級，購于北京奧博星生物技術有限責任公司；硼酸、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、氫氧化鈉：均為AR級。

1.2 儀器與設備

pH計 梅特勒-托利多儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；電熱恒溫鼓風干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海索譜儀器有限公司；SW-CJ-2F型雙人雙面凈化工作臺 上海金鵬分析儀器有限公司；FA604A電子天平 上海精天電子儀器有限公司；數(shù)碼顯微鏡 麥克奧迪實業(yè)集團公司。

1.3 方法

1.3.1 芡實莖泡菜制作流程

選無傷痕、去須去根的芡實莖(直徑在0.8～1.4 cm間)→預處理(清潔后切制成0.4 cm厚，瀝干，稱量100 g)→裝壇(有水封裝置的2000 mL泡菜壇)→冷開水中加入一定量的食鹽并接種乳酸菌，使液面高于芡實莖2.0 cm→密封→發(fā)酵→成品。

1.3.2 自然發(fā)酵芡實莖泡菜中植物乳酸菌的分離純化操作流程

泡菜汁→平板劃線→幾代純化→純菌株編號后于4 ℃保藏。

1.3.3 自然發(fā)酵芡實莖泡菜中乳酸菌的鑒定[7]

1.3.3.1 形態(tài)學鑒定

觀察、分析培養(yǎng)基平板上的菌落特征：進行革蘭氏染色、芽孢染色于100倍油鏡下觀察，記錄菌體形態(tài)。

1.3.3.2 生化特性鑒定

采用明膠液化、吲哚實驗、糖發(fā)酵實驗、硫化氫實驗、接觸酶反應實驗方法進行鑒定。

1.3.4 芡實莖泡菜的評價方法

1.3.4.1 產(chǎn)酸率測定

產(chǎn)酸率測定采用0.1 mol/L的NaOH堿液滴定，以酚酞為指示劑，分析結果以泡菜汁中乳酸百分含量表示，公式為：

產(chǎn)酸率(%)=NNaOH×VNaOH×0.09/V樣品。

1.3.4.2 感官評分測定

對芡實莖泡菜的色澤、香味、滋味及脆度等感官質(zhì)量進行評定，由10位有食品感官學基礎的同學組成評定小組按照表1進行評分，以100分制評定。

表1 芡實莖泡菜感官評定標準

1.3.4.3 芡實莖泡菜的綜合評價

對芡實莖泡菜采用綜合評價方式：

綜合評分=產(chǎn)酸率(%)×20+感官評分。

1.3.4.4 亞硝酸鹽含量測定[8,9]

根據(jù)GB 5009.33-2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中鹽酸萘乙二胺法對亞硝酸鹽進行測定。

1.3.5 影響接種法制作芡實莖泡菜綜合評分的單因素實驗

1.3.5.1 不同乳酸菌菌株對接種法制作芡實莖泡菜產(chǎn)酸率及感官評分的影響

食鹽添加量4%，白砂糖添加量2%，分別將1號、2號、3號乳酸菌按2%的接種比例接種于芡實莖泡菜中，常溫發(fā)酵，隔24 h測1次產(chǎn)酸率，考察不同乳酸菌接種量對發(fā)酵芡實莖泡菜的影響。發(fā)酵結束時(第7天)進行感官評定。

1.3.5.2 乳酸菌接種量對接種法制作芡實莖泡菜的影響

選擇1.3.5.1結果最優(yōu)的菌株進行實驗，食鹽添加量4%，白砂糖添加量2%，以2%，4%，6%，8%，10%乳酸菌接種于泡菜中，考察不同乳酸菌接種量對發(fā)酵芡實莖泡菜的影響。發(fā)酵結束時(第7天)測產(chǎn)酸率并進行感官評定。

1.3.5.3 食鹽添加量對接種法制作芡實莖泡菜的影響

選擇1.3.5.1綜合評定結果最優(yōu)的菌株和1.3.5.2結果最優(yōu)的接種量進行實驗，白砂糖添加量2%，分別添加2%，4%，6%，8%，10%的食鹽于泡菜中，考察不同食鹽添加量對發(fā)酵芡實莖泡菜的影響。發(fā)酵結束時(第7天)測產(chǎn)酸率并進行感官評定。

1.3.5.4 白砂糖添加量對接種法制作芡實莖泡菜的影響

選擇1.3.5.1結果最優(yōu)的菌株，1.3.5.2結果最優(yōu)的接種量和1.3.5.3結果最優(yōu)的食鹽添加量進行實驗，分別添加2%，4%，6%，8%，10%的白砂糖于泡菜中，考察不同白砂糖添加量對發(fā)酵芡實莖泡菜的影響。發(fā)酵結束時(第7天)測產(chǎn)酸率并進行感官評定。

1.3.6 正交實驗

以芡實莖泡菜的綜合評分為評價指標，設計正交實驗，實驗因素水平表見表2。

表2 接種法制作芡實莖泡菜實驗因素水平表 %

2 結果與分析

2.1 乳酸菌篩選及形態(tài)學特征

芡實莖泡菜汁分離純化后篩選出3株革蘭氏染色陽性、芽孢染色陰性、糖發(fā)酵試驗陽性、明膠液化實驗、H2S實驗、吲哚實驗及接觸酶反應均為陰性的菌株，菌株編號分別為1號、2號、3號，其菌落形態(tài)特征及菌體形態(tài)特征見表3，均為桿狀菌，前人在研究中對泡菜中的植物乳酸菌進行篩選和鑒定時也發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌是泡菜中后期發(fā)酵的主要種類[7]。

表3 乳酸菌菌株菌落及菌體形態(tài)特征

2.2 單因素實驗

2.2.1 不同乳酸菌菌株對接種法制作芡實莖泡菜產(chǎn)酸率及感官評分的影響

圖1 不同乳酸菌菌株對乳酸菌發(fā)酵芡實莖泡菜對產(chǎn)酸率的影響

由圖1可知，在發(fā)酵前6天，各組芡實莖泡菜產(chǎn)酸率都在增長，均在第6天達到峰值，接種2號菌株發(fā)酵的芡實莖泡菜的產(chǎn)酸率最高，為0.38%。到第7天發(fā)酵結束時，2號菌株的產(chǎn)酸率仍高于1號和3號。植物乳酸菌在發(fā)酵期間對乳酸的積累起到了重要作用，在前6天中產(chǎn)酸能力迅速得到了提高，與前人的研究結果一致。發(fā)酵結束時(第7天)進行感官品評，結果見表4。

表4 不同乳酸菌菌株對乳酸菌發(fā)酵芡實莖泡菜對感官評分的影響

由表4可知，2號菌株接種發(fā)酵的芡實莖泡菜感官評分略高于另兩種菌株，這和良好的產(chǎn)酸率使泡菜的酸度適中有助于提高感官評分有關。綜合感官評分及產(chǎn)酸率兩方面結果，選擇2號菌株進行進一步實驗。

2.2.2 乳酸菌接種量對接種法制作芡實莖泡菜綜合評分的影響

表5 乳酸菌接種量對芡實莖泡菜綜合評分的影響

由表5可知，乳酸菌接種量為6%的芡實莖泡菜的產(chǎn)酸率最高，乳酸菌接種量為4%的芡實莖泡菜感官評價及綜合評分均最高，實驗中發(fā)現(xiàn)該組泡菜色澤均勻，有泡菜發(fā)酵香氣，脆度及咀嚼感一般，綜合感官評分及產(chǎn)酸率兩方面結果，認為乳酸菌接種量4%最理想，故選擇乳酸菌接種量3%，4%，5%進行正交實驗。

2.2.3 食鹽添加量對接種法制作芡實莖泡菜綜合評分的影響

表6 食鹽添加量對乳酸菌發(fā)酵芡實莖泡菜綜合評分的影響

由表6可知，食鹽添加量為6%時，產(chǎn)酸率及感官評最高，食鹽添加量增加到10%時，產(chǎn)酸率最低，可能是由于較高的食鹽濃度對植物乳桿菌的抑制作用強，不利于乳酸發(fā)酵[10]。綜上考慮，選擇食鹽添加量5%，6%，7%進行正交實驗。

2.2.4 白砂糖添加量對接種法制作芡實莖泡菜綜合評分的影響

表7 白砂糖添加量對乳酸菌發(fā)酵芡實莖泡菜綜合評分的影響

由表7可知，白砂糖添加量為8%時感官評分最高，白砂糖添加量為4%時，產(chǎn)酸率及綜合評分均最高，選擇白砂糖添加量3%，4%，5%進行正交實驗。

2.3 正交實驗

以感官評分和產(chǎn)酸率的綜合評分為評價指標設計正交實驗，以獲得最佳工藝條件，結果見表8。

表8 接種法制作芡實莖泡菜L9(34)正交實驗結果

由表8可知，影響乳酸菌發(fā)酵泡菜綜合評分的因素主次順序為C(白砂糖添加量)>B(食鹽添加量)>A(乳酸菌接種量)。

最佳工藝組合為A3B2C2，即接種乳酸菌發(fā)酵泡菜的最佳工藝條件為乳酸菌接種量5%，食鹽添加量6%，白砂糖添加量4%。

2.4驗證實驗及不同制作方法對芡實莖泡菜綜合評分對比研究

表9 不同制作方法對芡實莖泡菜綜合評分的影響

在接種法制作芡實莖泡菜最佳工藝條件，即：乳酸菌接種量5%,食鹽添加量6%，白砂糖添加量4%的條件下，所得的泡菜綜合評分為190.1，產(chǎn)酸率為0.47%，感官評分為96.1，泡菜色澤鮮綠均勻，有濃郁的乳酸發(fā)酵的香味，口感脆嫩，酸咸味適中，發(fā)酵速度較快。

自然發(fā)酵7天所得的芡實莖泡菜綜合評分為144.6，產(chǎn)酸率為0.31%，感官評分為82.6，泡菜色澤一般，邊緣較暗，有乳酸發(fā)酵的香味，脆度一般，酸度較弱，發(fā)酵速度一般。

2.5接種法發(fā)酵泡菜和自然發(fā)酵泡菜1周內(nèi)亞硝酸鹽含量的對比

圖2 芡實莖泡菜發(fā)酵1周內(nèi)亞硝酸鹽含量的變化

由圖2可知，在發(fā)酵期間接種法制作的泡菜中亞硝酸鹽含量始終低于自然發(fā)酵制作的泡菜。在發(fā)酵前3天，自然發(fā)酵泡菜中亞硝酸鹽的含量增長明顯，這是由于蔬菜芡實莖本身含有一定量的硝酸鹽，在發(fā)酵初期細菌中存在著大量的具有硝酸鹽還原能力的大腸桿菌等雜菌，使得硝酸鹽被還原成亞硝酸鹽。隨著發(fā)酵的進行，pH值開始下降，酸降解逐漸增加，亞硝酸鹽含量逐漸下降[11]。接種法制作的芡實莖泡菜在第4天出現(xiàn)一個很小的亞硝峰，峰值為2.099 mg/kg，自然發(fā)酵的芡實莖泡菜亞硝峰出現(xiàn)在第3天，為4.545 mg/kg，明顯高于接種法制作的芡實莖泡菜[12]。表明接種法制作芡實莖泡菜有利于抑制亞硝酸鹽的產(chǎn)生，減少亞硝酸鹽含量的積累，提高了芡實莖泡菜食用的安全性。

3 結論

接種法制作芡實莖泡菜影響綜合評分的因素主次順序為C(白砂糖添加量)>B(食鹽添加量)>A(乳酸菌接種量)。最佳工藝條件為乳酸菌接種量5%，食鹽添加量6%，白砂糖添加量4%，此工藝下制作的芡實莖泡菜的綜合評分為190.1，高于自然發(fā)酵泡菜的綜合評分(144.6)。在發(fā)酵期間接種法制作的芡實莖泡菜中亞硝酸鹽含量始終低于自然發(fā)酵制作的芡實莖泡菜。

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StudyonInoculatedFermentationTechnologyofPickledEuryaleferoxStem

ZHANG Ran, ZHENG Li-xue, LIU Jing-jing

(College of Biology and Food Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China)

Euryaleferoxstem is used as raw material,acid-producing rate and sensory evaluation score are as assessment indexes,the process technology of lactic acid bacteria inoculated and fermented pickledEuryaleferoxstem is optimized by orthogonal experiments,the results show that the optimal formula are 5% lactic acid bacteria inoculation amount, 6% salt additive amount and 4% sugar additive amount,and the composite grade point reaches 190.1,which is significantly higher than that of natural fermented pickledEuryaleferoxstem(144.6).Nitrite content in inoculated and fermented pickle is always lower than that in natural fermented pickledEuryaleferoxstem, the nitrite peak in inoculated and fermented pickle is 2.099 mg/kg, which is lower than that of national standard and better than that of natural fermentation.

Euryaleferoxstem;lactic acid bacteria;inoculation method;orthogonal test

TS255.54

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.11.019

1000-9973(2017)11-0088-04

2017-05-16

張然(1973-)，女，副教授，碩士，研究方向：食品科學與工程。