乳酸菌發(fā)酵蘆筍汁

張江寧，丁衛(wèi)英，張玲，韓基明，楊春*

山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/特色農(nóng)產(chǎn)品加工山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（太原 030031）

蘆筍（Asparagus officinalisL.）為天門冬科天門冬屬植物[1]，已成為中國(guó)出口創(chuàng)匯的主要蔬菜品種之一[2]。蘆筍原產(chǎn)于地中海及小亞細(xì)亞一帶，具有廣泛的生理活性功能，有2 000余年歷史。現(xiàn)代研究表明，蘆筍營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)種類及含量豐富，含有18種氨基酸及多種微量元素，特別是硒含量高于一般蔬菜[3]，還含有蘆丁、香櫞素、槲皮素、山奈素等黃酮類化合物以及多種皂苷類化合物[4]，蘆筍作為一種防癌“明星”蔬菜，在中國(guó)、日本等國(guó)家很受推崇。蘆筍加工業(yè)產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，主要經(jīng)過切片、烘干、粉碎等初級(jí)加工工藝，品種單一，在一定程度上限制蘆筍的生產(chǎn)應(yīng)用。乳酸菌發(fā)酵蘆筍汁生產(chǎn)工藝研究報(bào)道較少[5-7]。試驗(yàn)以蘆筍為發(fā)酵主原料，在發(fā)酵液中適當(dāng)添加碳源，選用經(jīng)馴化的乳酸菌作為發(fā)酵菌種，對(duì)乳酸菌蘆筍汁的發(fā)酵工藝進(jìn)行優(yōu)化，旨在為開發(fā)利用蘆筍資源、提高蘆筍經(jīng)濟(jì)效益。

1 材料與方法

1.1 材料

蘆筍（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所東陽(yáng)基地）；干酪乳桿菌（Lactobacillus casei，實(shí)驗(yàn)室提供）。

1.2 儀器與設(shè)備

pH計(jì)（pHS-25型）；電子天平；膠體磨；立式壓力蒸汽滅菌器筒；單人凈化工作臺(tái)；恒溫培養(yǎng)箱；電熱鼓風(fēng)恒溫干燥器。

1.3 方法

1.3.1 發(fā)酵蘆筍的制備

1.3.2 部分操作要點(diǎn)

破碎磨漿：將蘆筍去葉，清洗后切成小塊，按照蘆筍與水質(zhì)量比2∶1使用膠體磨進(jìn)行破碎，得到蘆筍漿。

滅菌：將蘆筍汁煮沸并保持30 min。

接種及發(fā)酵：待滅菌的蘆筍汁冷卻至40℃后，將干酪乳桿菌的初始活菌接種于蘆筍汁。

1.3.3 測(cè)定指標(biāo)與測(cè)定方法

pH采用pH計(jì)測(cè)定。

1.3.4 不同碳源對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

碳源是乳酸菌生長(zhǎng)代謝重要的物質(zhì)之一，添加10%葡萄糖、蔗糖、麥芽糖、可溶性淀粉、甘油、玉米粉作為附加碳源，發(fā)酵溫度35℃，發(fā)酵時(shí)間19 h，研究其對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響，確定最適碳源。

1.3.5 不同碳源濃度對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響。

分別選取最適碳源添加量5%，10%，15%和20%的4個(gè)水平，發(fā)酵溫度35℃，發(fā)酵時(shí)間19 h，研究其對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響，確定最適碳源濃度。

1.3.6 不同接種量對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響。

發(fā)酵過程中，接種量與菌體的生長(zhǎng)繁殖速度、次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成密切相關(guān)。分別接入5%，10%，15%和20%的4個(gè)水平乳酸菌，研究其對(duì)蘆筍汁pH的影響，

1.3.7 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

分別選用發(fā)酵溫度25，30，35和40℃，發(fā)酵時(shí)間19 h，研究其對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響。

1.3.8 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

分別研究發(fā)酵時(shí)間為10，15，20和25 h的4個(gè)水平，發(fā)酵溫度35℃，發(fā)酵時(shí)間19 h，研究其對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

2 結(jié)果與分析

2.1 不同碳源對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

不同碳源對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響如圖1所示。添加不同碳源都能不同程度的影響其酸度，其中蔗糖作為附加碳源時(shí)對(duì)其酸度影響最大，發(fā)酵19 h后酸度達(dá)到3，與其余幾種碳源有顯著差異，說明乳酸菌對(duì)蔗糖的利用較好，有利于乳酸積累。葡萄糖、麥芽糖、甘油、可溶性淀粉、玉米粉作為添加碳源時(shí)，對(duì)蘆筍汁pH的影響逐漸減小，因此蔗糖可作為最適碳源。

圖1 碳源種類對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

2.2 蔗糖濃度對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

蔗糖添加量為5%時(shí)，蘆筍汁酸度雖然有所降低，但變化不大，這是因?yàn)樘菨舛容^低時(shí)，乳酸菌可利用碳源較少，生長(zhǎng)受到限制，產(chǎn)酸能力有限；蔗糖添加量為10%時(shí)，pH最低，隨著蔗糖添加量增加，pH變化不大。蔗糖含量為10%時(shí)，完全可以滿足乳酸菌發(fā)酵所需碳源，過多不僅造成浪費(fèi)，而且影響產(chǎn)品口感，因此綜合考慮蔗糖添加量確定為10%。

2.3 接種量對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

結(jié)果如圖3所示，接種量為5%時(shí)，pH變化不明顯，說明接種量較低時(shí)，易形成不良生長(zhǎng)環(huán)境，菌體在發(fā)酵過程中生長(zhǎng)較慢，因此代謝物質(zhì)較少，發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)，成本高；隨著接種量增加，蘆筍汁pH降低，接種量為10%時(shí)，趨于穩(wěn)定，之后雖然pH有所降低但變化不大，但接種量過大時(shí)又會(huì)使菌體生長(zhǎng)過快，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)迅速消耗主要用于菌體生長(zhǎng)，不利于后期次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成，因此pH變化也不明顯，因此確定接種量為10%。

圖2 蔗糖濃度對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

圖3 接種量對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

2.4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

由圖4，發(fā)酵溫度25℃時(shí)，pH變化不明顯，說明該溫度不利于乳酸菌生長(zhǎng)；發(fā)酵溫度為35℃時(shí)，蘆筍汁pH降低最快，說明在最適溫度下，直接影響乳酸菌生長(zhǎng)，促進(jìn)乳酸產(chǎn)生。發(fā)酵溫度為40℃時(shí)，蘆筍汁pH有所降低，但并不徹底，因此確定發(fā)酵溫度為35℃。

圖4 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

2.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

從圖5中可以看出，在發(fā)酵前10 h，pH變化不明顯，這是因?yàn)榻臃N初期，糖濃度產(chǎn)生滲透壓影響乳酸菌生存環(huán)境，發(fā)酵產(chǎn)生一定延滯期，而這種滲透脅迫只是暫時(shí)的，糖被吸收后，內(nèi)部和外部的糖濃度很快達(dá)到平衡，才能進(jìn)入生長(zhǎng)速度相對(duì)恒定的對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。因此，培養(yǎng)20 h時(shí)，pH降至最低，之后趨于穩(wěn)定。因此綜合考慮，選擇培養(yǎng)時(shí)間為20 h。

圖5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)對(duì)發(fā)酵蘆筍汁pH的影響

3 結(jié)論

結(jié)果表明，乳酸菌發(fā)酵蘆筍汁的最佳工藝組合為：蘆筍汁中加入10%蔗糖，接種量10%，發(fā)酵溫度35℃，發(fā)酵時(shí)間20 h。不同碳源能不同程地影響其酸度，但蔗糖對(duì)其pH影響最顯著；乳酸菌接種量是影響pH的重要參數(shù)之一，接種量較低時(shí)，菌體在發(fā)酵過程中生長(zhǎng)較慢，但接種量過大時(shí)也不利于后期次級(jí)代謝產(chǎn)物合成；發(fā)酵溫度是影響發(fā)酵成敗的關(guān)鍵因素，溫度過低或過高乳酸菌生長(zhǎng)受到限制。