常用食品乳酸菌发酵蔬菜的研究

杨丽娜，迟雪梅，迟乃玉，石群，任楠楠，乔慧，张庆芳*

1(大连大学 生命科学与技术学院，辽宁 大连，116622) 2(辽宁省海洋微生物工程技术研究中心，辽宁 大连，116622)

常用食品乳酸菌发酵蔬菜的研究

杨丽娜1,2，迟雪梅1,2，迟乃玉1,2，石群1,2，任楠楠1,2，乔慧1,2，张庆芳1,2*

1(大连大学 生命科学与技术学院，辽宁 大连，116622) 2(辽宁省海洋微生物工程技术研究中心，辽宁 大连，116622)

对Streptococcuslastic，Lactobacillusbrevis，Lactobacilluscasei等9种食品常用乳酸菌种进行发酵蔬菜研究，通过对发酵菜及汤汁中VC、氨基酸、总酸、总糖、挥发酸、硝酸盐、亚硝酸盐等指标的测定，结合产品的感官评价，筛选出适合作为蔬菜发酵剂用的菌种Streptococcuslastic。从研究结果看，接种Streptococcuslastic菌种的发酵蔬菜既可以很好地降解发酵菜中亚硝酸盐的含量，又可与其他菌种制成复合发酵菌剂，用于发酵制品生产，且产品营养较丰富。

常用乳酸菌种；理化指标；感官评价

传统的蔬菜腌渍发酵工艺是利用天然附着于菜体表面的各种微生物来发酵，发酵周期长，易腐烂变质，并会有大量亚硝酸盐生成[1]。近年来为了缩短发酵周期，改善发酵蔬菜的品质，研究人员对人工接种技术进行了研究和应用。人们在接种乳酸菌腌渍发酵菜试验中发现，接种发酵能显著地降低亚硝酸盐生成。目前，对食品常用乳酸菌发酵蔬菜进行多菌种比较系统的研究还未见报道。

本课题同时采用Streptococcuslastic，Lactobacillusleichmannii，Lactobacilluscasei，Streptococcusthermophilus，StreptococcuscremorisLactobacillusplantarun、Lactobacillusbrevis、Lactobacilluscaseisubsprhamnosus，Lactobacillusbrevis，Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosusmutation等9种食品常用乳酸菌种进行发酵蔬菜研究，通过对发酵菜及汤汁中VC、氨基酸、总酸、总糖、挥发酸、硝酸盐、亚硝酸盐等指标的测定，及产品的感官评价，筛选出适合作为蔬菜发酵及发酵制品少或无亚硝酸盐残留的菌种。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 菌种

购于中国普通微生物菌种保藏中心。Streptococcuslastic(Sl);Lactobacillusleichmanni(Ll);Lactobacillusbrevis(Lb);Lactobacillusplantarun(Lp);Streptococcuscremoris(Sc);Lactobacilluscasei(Lc);Streptococcusthermophilus(St);Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosus(Lk);Lactobacilluscaseisubsp.rhamnosusmutation(Ln)。

1.1.2 培养基

(1)MRS固体培养基。

(2)液体培养基：不加琼脂，其他成分同MRS固体培养基。

(3)含亚硝酸盐的液体培养基：液体培养基中加入一定量的亚硝酸盐。

1.1.3 蔬菜原料

购于农贸市场。

1.2 仪器与设备

GB 5009.33—2010镉柱，北京华奥科安科技有限公司；UV-120-02紫外可见分光光度计，日本SHIMADZU公司；pHB-4p 酸度计，上海雷磁仪器厂；P1000移液器，Gillson SAS。

1.3 实验方法

1.3.1 蔬菜腌渍发酵工艺流程

甘兰→掰开叶片→清洗→烫漂→沥水→切段→装瓶→压石→注盐水→接种→密封→发酵

1.3.2 腌渍发酵技术要点

把清洗过的甘兰叶片放在恒温水浴锅中，水温85～90 ℃，烫0.5～1 min，取出后迅速投入冷水中漂洗；把漂洗后的甘兰放在筛筐中沥去表面水分；甘兰叶片切成3～4 cm的段；切段后的甘兰装入灭菌后的500 mL玻璃瓶中，每瓶装量250 g，并按实；在装紧甘兰的瓶中放一块灭菌的石块，重约80～100 g。配成2%的盐水溶液，烧开过滤，晾凉，每瓶注入325 mL；把培养36 h，OD值一致的9种乳酸菌液，各取10 mL，分别加入9个玻璃瓶中，把菌液摇匀；用灭菌的瓶盖密封；于25～30 ℃保温发酵。

1.3.3 测定指标

汤汁pH值：酸度计法；汤汁中亚硝酸盐：盐酸萘乙二胺法[2-3]；汤汁中挥发酸：水蒸气蒸馏法；菜中硝酸盐：镉柱还原法;菜中、汤汁中总酸:酸碱滴定法;菜中VC:荧光法[4];菜中氨基酸:茚三酮比色法;菜中总糖:铁氰化钾滴定法[5-6]。

2 结果与分析

2.1 乳酸菌发酵特性的研究

2.1.1 菌株在培养液中的总酸的变化

将S.lastic，L.leichmannii，L.casei，S.thermophilus，S.cremoris，L.plantarun、L.brevis、L.caseisubsp.rhamnosus，L.brevis，L.caseisubsp.rhamnosusmutation九种乳酸菌活化后，各转入5支液体管中，30 ℃恒温培养48 h，测各管的OD620值。各菌株取OD值一致的液体管，按3%接种量接入pH7.2的液体MRS种子培养基。在30 ℃恒温培养，定时测定培养液的pH值和总酸，结果见图1和图2。

图1 培养液总酸含量的变化Fig.1 Change of total acid of culture solution

图2 培养液pH值的变化Fig.2 Change of pH value of culture solution

如图1和图2可知，S.lastic、S.cremoris、S.thermophilus等9种乳酸菌都具有发酵产酸能力。发酵24 h以后pH都下降到pH4.5以下，120 h以后pH下降至pH4.0～3.0。

2.2 乳酸菌发酵蔬菜汤汁的研究

2.2.1 汤汁中pH值的测定

由图3看出，接入的不同菌种，汤汁pH值变化幅度不同，说明发酵速度不同。发酵速度最慢的是接种L.brevis菌株，在第3天pH值为pH5.76；其次S.thermophilus，在第3天pH值为pH4.68；S.lastic等菌种在第3天pH值在pH3.7左右。

图3 发酵蔬菜汤汁pH值的变化Fig.3 Change of pH value of vegetable fermented solution

2.2.2 汤汁中总酸、挥发酸的测定

由图4和图5看出，蔬菜发酵接入的菌种不同，汤汁中总酸含量不同，说明不同的乳酸菌产酸能力不同。发酵汤汁中产酸能力最强的是L.caseisubsp.rhamnosus菌株，含量为0.260%，其次，L.casei、S.lastic的产酸能力也较强，分别为0.214%和0.210%。L.brevis产酸能力最弱；发酵液中挥发酸最强的菌株是S.lastic，其次是L.brevis、L.casei，接种L.caseisubsp.rhamnosus菌株释放的挥发酸含量最少；尽管接种S.lastic菌种发酵蔬菜使汤汁挥发酸较高，但所得的总酸与挥发酸比值却不是最低的[7-8]。

图4 蔬菜发酵液总酸和挥发酸含量Fig.4 Change of total acid and volatile acid value of vegetable fermented solution

图5 蔬菜发酵液总酸/挥发酸Fig.5 Change of total acid/volatile acid value of vegetable fermented solution

2.2.3 汤汁中亚硝酸盐的测定

由图6可知，接入乳酸菌株不同，汤汁中亚硝酸盐变化曲线不同；亚硝峰出现时间基本相同，但峰值不同。其中接种L.brevis、L.thermophilus乳酸菌株的汤汁，检测不出亚硝酸盐；而S.lastic、L.leichmannii菌株在发酵汤汁中的亚硝峰与L.caseisubsp.rhamnosus、L.caseisubsp.rhamnosusmutation、L.casei、L.plantarun相比较小。

2.3 发酵菜中各项指标测定

2.3.1 发酵菜中VC、氨基酸的测定

接入的菌种不同，发酵菜中各项指标测定结果不

图6 蔬菜发酵液中NO2-含量的变化Fig.6 Change of in NO2-vegetable fermented solution

同。由表1可知，接入L.caseisubsp.rhamnosus菌种，菜中Vc最高，其含量为9.504 mg/100g，其次是S.lastic、L.casei，其发酵菜Vc含量分别为7.392、8.396 mg/100g，接入L.brevis菌种，发酵菜中Vc含量最低；接入L.plantarun、S.lastic菌种，发酵菜中的氨基酸含量较高，含量分别为2 359、2 250 μg/100g；而接入L.caseisubsp.rhamnosus、L.caseisubsp.rhamnosusmutation、L.leichmannii菌种的发酵菜中，氨基酸剩余量很少。

表1 发酵菜各项指标测定

注：“-”表示未检测出。

2.3.2 发酵菜中总糖、总酸及糖酸比的测定

接入不同菌种,酸度较高的分别是接种S.lastic、L.leichmannii、L.caseisubsp.rhamnosus菌种的发酵菜，而接种其他菌种发酵菜酸度低；而在发酵菜中，总糖含量相对较高的是L.caseisubsp.rhamnosus、L.plantarun、L.leichmannii和S.lastic；通过对比得出，糖酸比相对较高的是L.plantarun、L.caseisubsp.rhamnosus、L.leichmannii和S.lastic菌种。

2.3.3 发酵菜中NO3-、NO2-含量的测定

分别接入9种不同菌，菜中硝酸盐含量显著少于发酵前原料含量(经烫漂后菜中硝酸盐含量为895.23 μg/mL)，说明：单菌株接种发酵，仍然会使菜中硝酸盐大量分解；发酵菜中，S.lastic、L.brevis和S.thermophilus接种发酵时，无亚硝酸盐残留，而接种L.casei菌种时，亚硝酸盐残留量最高，高达11.28 μg/mL。

2.4 发酵菜感官评定

由表2可知，接种S.lastic、L.leichmannii菌株发酵的菜，感官质量明显的高于其他菌株；其中S.lastic乳酸球菌发酵的菜有醇香，L.leichmannii乳酸杆菌发酵的菜有酸香。而接种L.brevis、S.thermophilus菌株的发酵菜有异味。

表2 发酵菜感官评价表[20-21]

3 讨论

从发酵菜的口感分析，打分最高的为S.lastic、L.leichmannii，从发酵菜的营养指标来看，VC含量比较高的菌种为L.caseisubsp.rhamnosus、S.lastic；氨基酸含量比较高的菌种为L.plantarun、S.lastic；总酸含量比较高的菌种为S.lastic、L.leichmannii；发酵菜无亚硝酸盐残留的菌种为S.lastic、L.brevis、S.thermophilus。汤汁中检测不出亚硝酸盐的菌种为L.brevis、S.thermophilus。从而选出S.lastic接种发酵菜，口感好营养高；L.brevis、S.thermophilus接种的发酵菜中汤汁及菜中均无亚硝酸盐残留。

将S.lastic接种发酵菜，菜味酸香，有醇香，汤汁乳白色，Vc含量7.392 mg/100g，氨基酸含量2250 μg/100g，糖酸比0.94，总酸与挥发酸比5.17，亚硝酸盐未检出。

L.brevis、S.thermophilus接种发酵菜及汤汁检测不出亚硝酸盐，但汤汁有异味，且口感不佳。同时，L.brevis、S.thermophilus菌种在发酵菜及汤汁中Vc含量、氨基酸含量、总酸、挥发酸以及糖酸比都相对较低。

蔬菜中有大量的硝酸盐(本实验原料硝酸盐含量890.63 μg/mL),摄入后，能在体内代谢不平衡时发生还原生成亚硝酸盐[11]。本实验研究证明蔬菜发酵过程中都有大量硝酸盐分解，从而有大量亚硝酸盐生成，因为蔬菜发酵过程中环境复杂，前期有杂菌生长(大肠杆菌等中含有硝酸盐还原酶)。因此，设计出蔬菜发酵过程中既进行了大量硝酸盐分解又无亚硝酸盐残留，将是理想的发酵工艺。从本研究看出，接种L.lastic菌种发酵蔬菜既可以很好地降解发酵菜中亚硝酸盐的含量，又不影响口感，且营养丰富；是人工接种乳酸菌发酵蔬菜理想菌种的选择。L.brevis菌种虽然产酸量低，影响口感，但有强降解亚硝酸盐能力。因此，S.lastic菌种可与L.brevis菌种复合发酵，制成复合发酵菌剂[12]，既可使发酵产品营养丰富，口感好，且在发酵菜及汤汁中检测不出亚硝酸盐。

[1] 燕平梅,薛文通,张惠,等. 蔬菜腌渍发酵中亚硝酸盐问题的研究[J].中国调味品,2005(8):42-45.

[2] 刘荣森,张泽根. 蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐测定方法[J].河南农业,2011(24):49-51.

[3] 郑健. 亚硝酸盐危害与一种新的亚硝酸盐含量测定方法的探讨[J].企业科技与发展,2010(4):47-49.

[4] 刘文丹,何萍,陈云香,等.维生素C对市售酸腌菜中亚硝酸盐的影响研究[J].大理学院学报,2015,14(10):68-70.

[5] 周春丽,钟贤武,范鸿冰,等.果蔬及其制品中可溶性总糖和还原糖的测定方法评价[J].食品工业,2012,33(5):89-92.

[6] 孙淑玲,刘坤,杨新涛.关于食品中总糖测定中几个问题的探讨[J].中国卫生检验杂志,2013,23(13):2 852-2 853.

[7] FERRUCCI L M,SINHA R,WARD M H,et al.Meat and components of meat and the risk of bladder cancer in the NIH-AARP Diet and Health Study [J].Cancer,2010,116(18):4 345-4 353.

[8] CROSS A J,FERRUCCI L M,RISCH A,et al.A large prospective study of meat consumption and colorectal cancer risk:an investigation of potential mechanisms underlying this as sociation[J].Cancer Res,2010,70(6):2 406-2 414.

[9] 牛凯莉.四川泡萝卜的主要理化指标与感官品质的关系研究及模型建立[D].雅安:四川农业大学,2015.

[10] 李敏.不同发酵条件和发酵方式对泡菜感官品质的影响[J].北方园艺,2012(6):150-153.

[12] 张庆芳,迟乃玉,孟宪军.蔬菜腌渍发酵乳酸菌剂的研究[J].食品与发酵工业,2004,30(1):13-16.

Study on lactic acid bacteria fermented vegetable

YANG Li-na1,2,CHI Xue-mei1,2,CHI Nai-yu1,2,SHI Qun1,2,REN Nan-nan1,2, QIAO Hui1,2,ZHANG Qing-fang1,2*

1(College of Life Science and Technology,Dalian University,Dalian 116622,China) 2(Liaoning Marine Microbial Engineering and Technology Center,Dalian 116622,China)

The fermentation of vegetables using 9 kinds of lactic acid bacteria such asStreptococcuslastic,Lactobacillusbrevis,Lactobacilluscaseietc. was studied. Based on the determination of several index including Vitamin C, amino acid, total sugar, total acid, volatile acid, nitrate, nitrite and sensory evaluation of products,Streptococcuslasticstrains suitable for use as a vegetable starter was screened out. Results showed that fermentation of vegetable withStreptococcuslasticstrain could efficiently degrade the nitrite in fermented vegetables.Streptococcuslasticcan be made into composite fermentation bacteria with other bacteria for the production of fermented products with rich nutrition.

lactic acid bacteria, physical and chemical indicators,Sensory evaluation

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201703023

硕士研究生(张庆芳教授为通讯作者,E-mail:zqf7566@126.com)。

国家“863”极端环境微生物的资源开发利用(2007AA021306)；辽宁省自然科学基金(No.2050775)

2016-08-26，改回日期：2016-10-27