牛蒡低聚糖对乳酸菌的影响及牛蒡泡菜工艺优化

贺菊萍，刘 辉，邵 颖，刘恩岐，李丹丹

(徐州工程学院食品(生物)工程学院，江苏 徐州 221008)

牛蒡低聚糖对乳酸菌的影响及牛蒡泡菜工艺优化

贺菊萍，刘 辉，邵 颖，刘恩岐，李丹丹

(徐州工程学院食品(生物)工程学院，江苏 徐州 221008)

研究牛蒡低聚糖在MRS培养基上对乳酸菌的生长促进作用，比较在相同制作条件下牛蒡泡菜和白菜泡菜中乳酸菌含量，同时通过正交试验确定牛蒡泡菜的最佳发酵工艺。结果表明：牛蒡低聚糖在MRS培养基中对乳酸菌有一定生长促进作用，低聚糖含量为1g/100mL时对乳酸菌的生长促进作用最为明显，相同制作条件下牛蒡泡菜中乳酸菌含量高于白菜泡菜；牛蒡泡菜的最佳制作工艺为糖添加量3g/100g、发酵时间8d、食盐添加量6g/100g。

牛蒡低聚糖；乳酸菌；泡菜；最佳工艺

牛蒡(Arctium lappa L.)是菊科牛蒡属直根系二年生大型草本植物，原产于中国，传到日本后被改良为食用蔬菜。牛蒡具有丰富的营养和医疗价值，国内外研究均发现其具有较好的抗氧化、抗肿瘤、保肝、抑菌等活性[1-4]。牛蒡的肉质根富含蛋白质、氨基酸、多种维生素、矿物质以及低聚寡糖[5-6]。低聚糖具有预防肿瘤、冠心病、糖尿病、结肠癌、便秘等作用[7-10]，非消化性低聚寡糖具有双向调节微生态平衡的“整肠”生理功能，它可以被肠道内益生菌利用，促进益生菌的生长繁殖，同时抑制肠道有害菌的生长，促进人体润肠通便，安全排毒，增强机体免疫力，降低血脂和胆固醇，促进矿物质吸收[11]。本实验对牛蒡中低聚糖促进益生菌生长作用进行研究，同时研究牛蒡泡菜的最佳制作工艺，以期为进一步提高牛蒡的经济价值提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料、试剂与仪器牛蒡、白菜及各种香辛料购于徐州市翟山农贸市场。双歧杆菌、植物乳杆菌由徐州工程学院微生物实验室保藏；所用试剂均为分析纯。

旋转蒸发仪 上海申生科技有限公司；723C可见分光光度计 上海欣茂仪器有限公司；LG·J·15型冷冻干燥机 北京四环科学仪器厂；SPX-250G 光照培养箱 上海跃进医疗器械厂；SW-CJ-IC标准型双人净化工作台 苏州净化设备厂；PHs-25型酸度计 上海世义精密仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 牛蒡低聚糖的制备

以水为溶剂，料液比1:10(m/V)、70℃提取90min，分两次浸提牛蒡根干粉，分次过滤，合并提取液。将

提取液减压浓缩至小体积，用酶-Sevag法脱蛋白，用3倍体积的无水乙醇沉析，过滤，收集滤粉。用乙醇反复洗涤，然后打散滤饼，复溶于水，冷冻干燥得牛蒡低聚寡糖样品[12]。

1.2.2 牛蒡低聚糖含量的测定

采用苯酚-硫酸法[13]，测定样品中总糖的含量。采用3,5-二硝基水杨酸法[14]测定样品中还原糖的含量，根据下式计算样品中低聚糖含量。

式中：C1为总糖含量/(g/100g)；C2为还原糖含量/(g/100g)。

1.2.3 牛蒡低聚糖在MRS培养基上对乳酸菌生长促进作用

将牛蒡低聚糖添加于MRS培养基中使其质量浓度分别为0.5、1.0、1.5、2.0g/100mL，分别接种双歧杆菌及植物乳杆菌于培养基中，37℃厌氧培养24h。利用酸度计测定培养液pH值，利用马向前等[15]研究的一种乳酸菌简便快速计数法进行菌落计数。

1.2.4 牛蒡与白菜泡菜中益生菌生长情况

白菜、牛蒡分别各取约6 0 0 g，用盐、辣椒粉、姜、蒜适量配制成6g/100mL盐水(水为凉开水)，白菜、牛蒡装坛后注入盐水，最后以清水封坛。每天取白菜、牛蒡泡菜汁5mL，同1.2.3节方法测定pH值和菌落总数，连续测定8d。

1.2.5 牛蒡泡菜最佳制作工艺

1.2.5.1 正交试验

表1 牛蒡泡菜正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of burdock pickle fermentation

研究食盐添加量、发酵时间和蔗糖添加量对牛蒡泡菜品质的影响。分别以食盐添加量1、2、3、4、5、6 g/1 0 0 g；发酵时间2、4、6、8、1 0、1 2 d；蔗糖添加量1、3、5、7、9、1 1 g/100g进行牛蒡泡菜制作的单因素试验。当食盐添加量4g/100g、发酵时间8d、蔗糖添加量5g/100g时泡菜的口感最好(数据未给出)，所以分别取食盐添加量2、4、6 g/1 0 0 g，发酵时间4、8、1 0 d，蔗糖添加量3、5、7g/100g进行正交试验，确定牛蒡泡菜的最佳制作工艺。

1.2.5.2 感官质量评价[16]

年龄为18～30岁之间的学生和教师共30人对泡菜品质进行评定，品质评定者均非过敏体质，取平均分为评分结果。评分标准见表2。

2 结果与分析

2.1 牛蒡中低聚糖含量

测得牛蒡中总可溶性糖含量为12.98g/100g，还原糖含量为0.4 5 g/1 0 0 g，牛蒡中低聚糖含量为12.53g/100g。

2.2 牛蒡低聚糖在MRS培养基上对乳酸菌生长促进作用

2.2.1 添加牛蒡低聚糖后益生菌菌落总数的变化

图1 牛蒡低聚糖对益生菌生长的影响Fig.1 Effect of burdock oligosaccharide concentration on the growth of bifidobacteria andLactobacillus plantarum

表2 牛蒡泡菜感官评价指标Table 2 Sensory evaluation of the burdock pickle processed

由图1可知，不同添加量的牛蒡低聚糖对双歧杆菌和植物乳杆菌均有一定的生长促进作用，以牛蒡低聚糖的添加量为1g/100mL时对这两株乳酸菌的生长促进作用最为明显。

2.2.2 添加牛蒡低聚糖后培养基pH值的变化

由图2可知，与未添加牛蒡低聚糖的培养基相比较，牛蒡低聚糖添加量为1g/100mL时两株乳酸菌发酵液的pH值下降最为明显，说明在此添加量时乳酸菌繁殖

数量最高，此实验结果与菌落总数计数结果一致。因此，牛蒡低聚糖有促进乳酸菌生长的作用。

图2 牛蒡菊糖对培养基pH值的影响Fig.2 Effect of burdock oligosaccharide on pH change during fermentation by bifidobacteria andLactobacillus plantarum

2.3 牛蒡与白菜泡菜中益生菌生长情况比较

图3 牛蒡泡菜与白菜泡菜发酵过程中益生菌数量比较Fig.3 Lactic acid bacteria population in burdock and cabbage pickle

由图3可知，在相同工艺条件下，牛蒡泡菜与白菜泡菜中乳酸菌数量在第1、2天内基本无差别，牛蒡泡菜中乳酸菌数量于第3天开始多于白菜泡菜，并随着发酵时间的延长，差异逐渐加大。

2.4 泡菜腌制过程中pH值变化

由于泡菜腌制过程中产生了大量乳酸菌，使泡菜汁的pH值会下降，牛蒡泡菜与白菜泡菜的pH值变化见图4。

图4 牛蒡泡菜与白菜泡菜发酵过程中pH值比较Fig.4 Change of pH values in burdock and cabbage pickle

由图4可知，两种泡菜汁的pH值均随着发酵时间的延长逐渐下降。牛蒡泡菜汁与白菜泡菜汁的pH值在发酵前2d基本相同，从第3天开始牛蒡泡菜汁的pH值开始低于白菜泡菜汁，并且随着发酵时间的延长两种泡菜汁的pH值差异越来越明显，这是随着发酵时间的延长牛蒡泡菜中乳酸菌数量多于白菜泡菜的结果，与菌落总数计数结果一致。

2.5 牛蒡泡菜的最佳制作工艺

通过感官鉴定评分法确定，牛蒡泡菜最佳工艺参数的L9(34)正交试验结果见表3。

表3 牛蒡泡菜制作工艺优化正交试验L9(34)结果Table 3 Orthogonal test results of burdock pickle fermentation

由表3可知，各因素对泡菜品质影响的顺序依次为C＞B＞A，即主要影响因素为蔗糖添加量。发酵时间次之，食盐添加量对泡菜品质影响最小。牛蒡泡菜的最佳制作工艺方案为C1B2A3，即蔗糖添加量为3g/100g，发酵时间为8d，食盐添加量为6g/100g。

3 结 论

牛蒡低聚糖有促进乳酸菌生长的作用，在MRS培养基上，其添加量为1g/100mL时对双歧杆菌及植物乳杆菌的生长促进作用最为明显。相同制作条件下，牛蒡泡菜中乳酸菌含量高于白菜泡菜。牛蒡泡菜的最佳制作工艺为蔗糖添加量3g/100g，发酵时间8d，食盐添加量6g/100g。

牛蒡低聚糖可作为益生元开发为保健食品配料或天然药物；牛蒡泡菜口感良好，发酵过程中益生菌繁殖数量多，其中低聚糖具有优良的促进益生菌生长的作用，这是牛蒡较其他蔬菜作为泡菜原料的优势所在，目前国内外尚未见对牛蒡泡菜的研究报道，可对其做进一步开发利用研究。

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Effect of Oligosaccharide Extracted from Edible Burdock and the Process Optimization of Burdock Pickle

HE Ju-ping，LIU Hui，SHAO Ying，LIU En-qi，LI Dan-dan
(Department of Food (Biology) Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China)

The prebiotic effect of oligosaccharides extracted from burdock (B-OLI) in Man-Rogosa-Sharp (MRS) medium on the growth of lactic acid bacteria and the optimization of burdock pickle processing was studied in this paper. B-OLI stimulated the growth of lactic acid bacteria in MRS, with 1 g/100mL B-OLI promoted the growth rate the strongest. Under the same processing, amount of lactic acid bacteria in burdock pickle was higher than that in cabbage pickle. The best processing parameters of burdock pickle includes salt 6 g/100mL, sugar 3 g/100mL, and fermentation at room temperature for 8 days.

burdock oligosaccharide；lactic acid bacteria；pickle；optimal processing

TS201.23

A

1002-6630(2010)23-0194-03

2010-07-22

贺菊萍(1979—)，女，讲师，博士研究生，研究方向为食品生物技术。E-mail：jupinghe@yahoo.com.cn