乳酸菌發酵藍莓果醋工藝

祖祥凱，黃蓓蓓

1. 川北幼兒師范高等專科學校（廣元 628017）；2. 河南科技大學應用工程學院食品工程系（三門峽 472000）

藍莓俗名叫越橘，分類學上屬于杜鵑花科越橘屬，是多年生灌木植物。藍莓源于歐洲，全球物種超過400個，主要分為矮叢、半高叢、高叢和兔眼四大類。中國藍莓的栽培最早開始于東北地區，后來逐漸發展到云南、浙江、山東和遼寧等地，形成一定栽培規模，從2010年的1000余 hm2擴張到2020年的25000余 hm2，藍莓鮮果的產量位于世界前列。

藍莓果實相對其他水果而言，果實小，單個果實質量約3 g，顏色為藍色，具有獨特的酸甜風味。藍莓果實含豐富的生物活性成分，包括有維生素、花色苷、熊果苷和黃酮等。其中花色苷作為藍莓果實富含生物活性物質，被食用后，極易被人體吸收，能夠清除人體內存在的大量自由基，是效果較好的抗氧化劑之一；除此之外藍莓中的花色苷也能夠預防老年癡呆等多種疾病。

藍莓果實柔軟多汁、酸甜適中，食用率100%，但是在常溫條件下不易被長期儲存，藍莓水果放置在常溫條件3～5 d就會出現腐爛。藍莓果實經過采摘之后大部分都會被加工成為與藍莓相關的其他產品，其中很少的一部分藍莓果實被作為新鮮水果直接食用。通過深加工的方式能夠提高藍莓的附加值，同時也能解決新鮮水果儲藏時間短的問題。基于此，試驗對藍莓乳酸菌發酵果醋制作工藝進行研究和優化。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

新鮮藍莓果實（購于當地農貿市場）；牛肉膏蛋白胨（四川寶順生物）；酵母浸出膏（四川寶順生物）；葡萄糖粉（比克曼生物）；硫酸銨（致遠生物）；磷酸氫二鉀（致遠生物）；硫酸錳（致遠生物）；鹽酸（致遠生物）；牛膽鹽（海博生物）；鹽酸（海博生物）；蔗糖（藍圣生物）；乳糖（藍圣生物）；果糖（藍圣生物）；大豆分離蛋白（四川寶順生物）；酶解大豆分離蛋白（四川寶順生物）；脫脂奶粉（四川寶順生物）；酶解大豆分離蛋白（四川寶順生物）。

1.2 試驗儀器與設備

電熱恒溫干燥箱（上海尚儀）；生化培養箱（萬瑞固德）；滅菌器（萬瑞）；天平（樂祺）；超凈工作臺（如益科技）；pH計（研華）；冰箱（冰箱）；顯微鏡（紙豹）；榨汁機（奧克斯）；分光光度計（上海精科）。

1.3 試驗方法

1.3.1 相關培養基的配制

MRS液體培養基：牛肉膏蛋白胨10 g、酵母膏4 g、牛肉膏5 g、葡萄糖20 g、無水乙酸鈉5 g、磷酸二氫鉀2%、檸檬酸氫二胺2 g、硫酸鎂2 g、磷酸錳0.5 g，調整pH 7.0～7.5，1000 mL蒸餾水，在121 ℃條件下滅菌15 min。

MRS固體培養基：在上述的MRS液體培養基中加入約15 g的瓊脂粉，調整pH 6.0～6.5，在121 ℃滅菌15 min。

1.3.2 發酵菌株的馴化試驗方法

在MRS液體培養基中加入5 g牛膽鹽，分別接種干酪乳桿菌和植物乳桿菌，在30 ℃條件下培養24 h，采用10倍的梯度遞減進行一定稀釋，將稀釋的菌液涂布于平板上，在30 ℃環境下培養40 h，同時選擇生長相對較快且比較大的菌株，將其進行分離即為耐膽鹽的菌株。

1.3.3 兩種乳桿菌發酵比例對藍莓果醋影響的試驗方法

按照干酪乳桿菌和植物乳桿菌質量比1∶0，1∶1，1∶2，0∶1和2∶1進行混合，混合后將混合液體5%的接種量放于藍莓果汁中，在30 ℃環境中發酵40 h，每間隔4 h測定pH、活菌數和酸度，根據藍莓果汁發酵期間相關指標的變化，確定乳酸菌發酵藍莓果汁的最適接種質量比。

1.3.4 C源和N源對藍莓果醋影響的試驗方法

選擇蔗糖、果糖、葡萄糖和乳糖4種碳源，分別加入20 g到藍莓果汁中，殺菌后冷卻至30 ℃，接種0.5 g干酪乳桿菌和植物乳桿菌的混合物，在30 ℃環境中發酵2 d，間隔6 h測定相關的參數，篩選最有利于乳酸菌生長發酵藍莓果醋的碳源。

選擇大豆分離蛋白、酶解大豆分離蛋白和脫脂乳粉3種氮源，分別加入20 g的比例進入到藍莓果醋中，滅菌結束后將其冷卻至40 ℃，后接種0.5 g的干酪乳桿菌和植物乳桿菌的混合物，在30 ℃環境中發酵2 d，間隔6 h測定相關的參數，篩選最有利于乳酸菌生長的氮源。

2 發酵工藝研究

2.1 不同乳酸菌發酵比例對藍莓果醋的影響

2.1.1 不同乳酸菌發酵比例對藍莓果醋pH的影響

不同的乳酸菌比例對藍莓果醋pH影響見圖1。隨著時間增長，發酵藍莓的乳酸不斷積累，pH不斷下降，但是不同乳酸菌比例，pH下降速度并不相同。在16 h之前，藍莓果醋中酸度適合乳酸菌生長，產酸量快速增加，藍莓果醋中乳酸得到快速積累。32 h之后，隨著藍莓果醋中pH不斷下降，不適合乳酸菌的生長，乳酸質量分數基本保持不變。在整個試驗過程中當干酪乳桿菌與植物乳桿菌比例1∶2和2∶1時，產酸量最多。單獨加入干酪乳桿菌或者植物乳桿菌，產酸量都低于同時加入2種菌。

2.1.2 不同乳酸菌發酵比例對藍莓中乳酸質量分數的影響

由圖2看出，在48 h內，藍莓果醋中的乳酸量不斷升高，但是不同的乳酸菌比例，乳酸增長速率并不相同。乳酸的質量分數可以衡量一個乳酸菌的產酸能力，研究結果與圖1中的結果一致。復合發酵結果優于單獨使用干酪乳桿菌或植物乳桿菌。單獨發酵時，植物乳桿菌產乳酸量高于干酪乳桿菌的產酸量。復合發酵時干酪乳桿菌∶植物乳桿菌產酸量由高到低的排列順序分別為2∶1＞1∶2＞1∶1，但干酪乳桿菌發酵產酸口感較為刺激，植物乳桿菌產酸較為柔和，所以使用干酪乳桿菌與植物乳桿菌比例1∶2為最佳。

圖1 兩種乳桿菌比例對藍莓果醋pH的影響

圖2 兩種乳桿菌發酵比例對乳酸質量分數的影響

2.2 不同C源和N源對藍莓果醋的影響

2.2.1 不同碳源對藍莓乳酸發酵果醋乳酸質量分數的影響

碳源作為生物界中的六大元素之一，乳酸菌通過利用糖類發酵而產酸，但是不同的是微生物利用糖類的能力各不相同。由圖3可知，不使用碳源的乳酸菌產酸量低于使用碳源的乳酸菌藍莓果醋的產酸量。12 h以前，藍莓果醋中有足夠的碳源，供應于乳酸菌分解利用，隨著時間推移，藍莓果醋中碳源減少，不足于供給乳酸菌的分解利用。在24 h內果糖與葡萄的產酸量最高，乳酸質量分數分別是7.0和6.5 g/kg。其次是蔗糖和乳糖，乳酸質量分數分別是6.3和6.2 g/kg。

圖3 不同碳源對藍莓果醋發酵乳酸質量分數的影響

2.2.2 不同碳源對藍莓發酵果醋pH的影響

乳酸菌通過發酵糖類從而產生乳酸，導致果醋的pH不斷地下降。從圖4可以看出，在藍莓果醋中添加4種糖類物質之后，溶液的pH起始值有上升趨勢，說明添加果糖、葡萄糖、乳糖和蔗糖，具有一定緩沖效果。乳糖和葡萄糖的產酸效果明顯強于果糖和蔗糖，由于一些個體會出現乳糖不耐受的現象，試驗選用葡萄糖作為藍莓果醋發酵的最佳碳源。

圖4 不同碳源對藍莓發酵果醋pH的影響

2.2.3 氮源對藍莓發酵果醋乳酸質量分數的影響

乳酸菌不能通過自己合成蛋白質，只能通過分解水中的蛋白質，供自己利用。所以在藍莓果醋中添加蛋白質有利于乳酸菌的快速生長，同時能夠增加藍莓果醋中的香味，從而得到品質較好的藍莓發酵果醋。由圖5可知，乳酸菌對酶解大豆分離蛋白的利用效果最好，乳酸菌能夠將酶解大豆分離蛋白分解為一些小的分子結構，供乳酸菌利用，從而有利于乳酸菌的生長代謝。脫脂乳粉的產乳酸量高于大豆分離蛋白的產乳酸量。添加大豆分離蛋白的藍莓果醋發酵與空白組相比效果完全一致。所以，試驗選擇酶解大豆分離蛋白作為藍莓果醋發酵的最佳氮源。

圖5 不同氮源對藍莓果醋發酵乳酸質量分數的影響

2.2.4 氮源對藍莓發酵果醋pH的影響

由圖6可知，添加不同氮源之后，藍莓果醋的pH初始值均變大，而且隨著時間延長，pH下降趨勢均變緩慢。加入的酶解大豆蛋白和脫脂乳粉pH下降幅度相近，大豆分離蛋白下降的pH幅度最大，加之大豆分離蛋白加入藍莓果醋后，有特殊香味，所以選擇大豆分離蛋白作為氮源。

圖6 不同氮源對藍莓發酵果醋pH的影響

3 結論與展望

通過對乳酸菌藍莓果醋工藝研究與優化，結果表明，單獨加入干酪乳桿菌或者植物乳桿菌，產酸量都低于同時加入2種菌；干酪乳桿菌發酵產酸口感較為刺激，植物乳桿菌產酸較為柔和，所以使用干酪乳桿菌與植物乳桿菌質量比1∶2；乳糖與葡萄糖作為碳源能夠產生較多的乳酸，但考慮到一些消費者對乳糖的不耐受情況，試驗使用葡萄糖作為碳源；通過對比3種氮源后發現大豆分離蛋白能被干酪乳桿菌和植物乳桿菌的混合物很好利用。

隨著生活水平的提高，人們對綠色和保健食品有了進一步認識，以前人們追求的是口感與外觀，現在更多的是關注健康與營養。新鮮的蔬菜與水果中含有各種維生素、甾醇和植物性纖維。生活中很多水果都具有預防慢性疾病功效，如高血壓、心血管疾病等。果蔬乳酸發酵果醋飲料有止咳功效，還具有調節人體生理功能的功效。乳酸菌藍莓果醋飲料作為新型的功能性飲料，擁有抗衰老、改善機體免疫功能和增強機體免疫功能等多種生物活性功能。乳酸菌發酵藍莓果醋的開發空間巨大，市場前景廣闊。