接种法制作芡实茎泡菜工艺研究

张然，郑丽雪，刘晶晶

(常熟理工学院 生物与食品工程学院，江苏 常熟 215500)

接种法制作芡实茎泡菜工艺研究

张然，郑丽雪，刘晶晶

(常熟理工学院 生物与食品工程学院，江苏 常熟 215500)

以芡实茎为原料，探讨接种法制作芡实茎泡菜的工艺。以产酸率、感官评价的综合评分为评价指标，通过正交实验优化得出芡实茎泡菜最佳工艺：乳酸菌接种量5%，食盐添加量6%，白砂糖添加量4%，在此条件下所得的泡菜综合评分为190.1，明显高于自然发酵所得芡实茎泡菜的综合评分(144.6)。在发酵期间，接种法制作的芡实茎泡菜中亚硝酸盐含量始终低于自然发酵制作的芡实茎泡菜，亚硝酸盐峰值为2.099 mg/kg，低于国家标准，优于自然发酵。

芡实茎；乳酸菌；接种法；正交实验

芡实(Euryaleferox)为睡莲科水生草本植物芡实属的唯一种,在我国中南、西南、华东、东北等地均有出产[1]，芡实种仁含有丰富的碳水化合物、蛋白质等营养成分，现代医学研究还发现芡实种仁含有抗氧化物质[2]，在芡实种仁剥取后留下大量的加工副产品，包括芡实茎、叶、果皮，含有丰富的黄酮类物质[3]。其中芡实茎又名“鸡头菜”，《本草纲目》记载:芡实茎具止烦渴，除虚热功效，主要产于春季，不易贮藏，销售半径小。传统泡菜加工发酵速度慢，品质不稳定[4-6]，用科学方法探索优良的制作工艺不仅能够降低亚硝酸盐的含量，还使泡菜的风味、口感更能满足人们的需要。本文主要以芡实茎为原材料，利用正交实验获得接种发酵制作芡实茎泡菜的最佳工艺，并与自然发酵工艺进行对比研究，为芡实副产品产业化加工提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

芡实茎：购自苏州同里芡实生产基地；食盐、白砂糖、白酒：均为市售；蛋白胨、大豆蛋白胨、胰蛋白胨、牛肉膏、酵母膏：均为BR级，购于北京奥博星生物技术有限责任公司；硼酸、亚铁氰化钾、乙酸锌、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、氢氧化钠：均为AR级。

1.2 仪器与设备

pH计 梅特勒-托利多仪器有限公司；立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；电热恒温鼓风干燥箱 上海新苗医疗器械制造有限公司；电热恒温培养箱 上海索谱仪器有限公司；SW-CJ-2F型双人双面净化工作台 上海金鹏分析仪器有限公司；FA604A电子天平 上海精天电子仪器有限公司；数码显微镜 麦克奥迪实业集团公司。

1.3 方法

1.3.1 芡实茎泡菜制作流程

选无伤痕、去须去根的芡实茎(直径在0.8～1.4 cm间)→预处理(清洁后切制成0.4 cm厚，沥干，称量100 g)→装坛(有水封装置的2000 mL泡菜坛)→冷开水中加入一定量的食盐并接种乳酸菌，使液面高于芡实茎2.0 cm→密封→发酵→成品。

1.3.2 自然发酵芡实茎泡菜中植物乳酸菌的分离纯化操作流程

泡菜汁→平板划线→几代纯化→纯菌株编号后于4 ℃保藏。

1.3.3 自然发酵芡实茎泡菜中乳酸菌的鉴定[7]

1.3.3.1 形态学鉴定

观察、分析培养基平板上的菌落特征：进行革兰氏染色、芽孢染色于100倍油镜下观察，记录菌体形态。

1.3.3.2 生化特性鉴定

采用明胶液化、吲哚实验、糖发酵实验、硫化氢实验、接触酶反应实验方法进行鉴定。

1.3.4 芡实茎泡菜的评价方法

1.3.4.1 产酸率测定

产酸率测定采用0.1 mol/L的NaOH碱液滴定，以酚酞为指示剂，分析结果以泡菜汁中乳酸百分含量表示，公式为：

产酸率(%)=NNaOH×VNaOH×0.09/V样品。

1.3.4.2 感官评分测定

对芡实茎泡菜的色泽、香味、滋味及脆度等感官质量进行评定，由10位有食品感官学基础的同学组成评定小组按照表1进行评分，以100分制评定。

表1 芡实茎泡菜感官评定标准

1.3.4.3 芡实茎泡菜的综合评价

对芡实茎泡菜采用综合评价方式：

综合评分=产酸率(%)×20+感官评分。

1.3.4.4 亚硝酸盐含量测定[8,9]

根据GB 5009.33-2010《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中盐酸萘乙二胺法对亚硝酸盐进行测定。

1.3.5 影响接种法制作芡实茎泡菜综合评分的单因素实验

1.3.5.1 不同乳酸菌菌株对接种法制作芡实茎泡菜产酸率及感官评分的影响

食盐添加量4%，白砂糖添加量2%，分别将1号、2号、3号乳酸菌按2%的接种比例接种于芡实茎泡菜中，常温发酵，隔24 h测1次产酸率，考察不同乳酸菌接种量对发酵芡实茎泡菜的影响。发酵结束时(第7天)进行感官评定。

1.3.5.2 乳酸菌接种量对接种法制作芡实茎泡菜的影响

选择1.3.5.1结果最优的菌株进行实验，食盐添加量4%，白砂糖添加量2%，以2%，4%，6%，8%，10%乳酸菌接种于泡菜中，考察不同乳酸菌接种量对发酵芡实茎泡菜的影响。发酵结束时(第7天)测产酸率并进行感官评定。

1.3.5.3 食盐添加量对接种法制作芡实茎泡菜的影响

选择1.3.5.1综合评定结果最优的菌株和1.3.5.2结果最优的接种量进行实验，白砂糖添加量2%，分别添加2%，4%，6%，8%，10%的食盐于泡菜中，考察不同食盐添加量对发酵芡实茎泡菜的影响。发酵结束时(第7天)测产酸率并进行感官评定。

1.3.5.4 白砂糖添加量对接种法制作芡实茎泡菜的影响

选择1.3.5.1结果最优的菌株，1.3.5.2结果最优的接种量和1.3.5.3结果最优的食盐添加量进行实验，分别添加2%，4%，6%，8%，10%的白砂糖于泡菜中，考察不同白砂糖添加量对发酵芡实茎泡菜的影响。发酵结束时(第7天)测产酸率并进行感官评定。

1.3.6 正交实验

以芡实茎泡菜的综合评分为评价指标，设计正交实验，实验因素水平表见表2。

表2 接种法制作芡实茎泡菜实验因素水平表 %

2 结果与分析

2.1 乳酸菌筛选及形态学特征

芡实茎泡菜汁分离纯化后筛选出3株革兰氏染色阳性、芽孢染色阴性、糖发酵试验阳性、明胶液化实验、H2S实验、吲哚实验及接触酶反应均为阴性的菌株，菌株编号分别为1号、2号、3号，其菌落形态特征及菌体形态特征见表3，均为杆状菌，前人在研究中对泡菜中的植物乳酸菌进行筛选和鉴定时也发现植物乳杆菌是泡菜中后期发酵的主要种类[7]。

表3 乳酸菌菌株菌落及菌体形态特征

2.2 单因素实验

2.2.1 不同乳酸菌菌株对接种法制作芡实茎泡菜产酸率及感官评分的影响

图1 不同乳酸菌菌株对乳酸菌发酵芡实茎泡菜对产酸率的影响

由图1可知，在发酵前6天，各组芡实茎泡菜产酸率都在增长，均在第6天达到峰值，接种2号菌株发酵的芡实茎泡菜的产酸率最高，为0.38%。到第7天发酵结束时，2号菌株的产酸率仍高于1号和3号。植物乳酸菌在发酵期间对乳酸的积累起到了重要作用，在前6天中产酸能力迅速得到了提高，与前人的研究结果一致。发酵结束时(第7天)进行感官品评，结果见表4。

表4 不同乳酸菌菌株对乳酸菌发酵芡实茎泡菜对感官评分的影响

由表4可知，2号菌株接种发酵的芡实茎泡菜感官评分略高于另两种菌株，这和良好的产酸率使泡菜的酸度适中有助于提高感官评分有关。综合感官评分及产酸率两方面结果，选择2号菌株进行进一步实验。

2.2.2 乳酸菌接种量对接种法制作芡实茎泡菜综合评分的影响

表5 乳酸菌接种量对芡实茎泡菜综合评分的影响

由表5可知，乳酸菌接种量为6%的芡实茎泡菜的产酸率最高，乳酸菌接种量为4%的芡实茎泡菜感官评价及综合评分均最高，实验中发现该组泡菜色泽均匀，有泡菜发酵香气，脆度及咀嚼感一般，综合感官评分及产酸率两方面结果，认为乳酸菌接种量4%最理想，故选择乳酸菌接种量3%，4%，5%进行正交实验。

2.2.3 食盐添加量对接种法制作芡实茎泡菜综合评分的影响

表6 食盐添加量对乳酸菌发酵芡实茎泡菜综合评分的影响

由表6可知，食盐添加量为6%时，产酸率及感官评最高，食盐添加量增加到10%时，产酸率最低，可能是由于较高的食盐浓度对植物乳杆菌的抑制作用强，不利于乳酸发酵[10]。综上考虑，选择食盐添加量5%，6%，7%进行正交实验。

2.2.4 白砂糖添加量对接种法制作芡实茎泡菜综合评分的影响

表7 白砂糖添加量对乳酸菌发酵芡实茎泡菜综合评分的影响

由表7可知，白砂糖添加量为8%时感官评分最高，白砂糖添加量为4%时，产酸率及综合评分均最高，选择白砂糖添加量3%，4%，5%进行正交实验。

2.3 正交实验

以感官评分和产酸率的综合评分为评价指标设计正交实验，以获得最佳工艺条件，结果见表8。

表8 接种法制作芡实茎泡菜L9(34)正交实验结果

由表8可知，影响乳酸菌发酵泡菜综合评分的因素主次顺序为C(白砂糖添加量)>B(食盐添加量)>A(乳酸菌接种量)。

最佳工艺组合为A3B2C2，即接种乳酸菌发酵泡菜的最佳工艺条件为乳酸菌接种量5%，食盐添加量6%，白砂糖添加量4%。

2.4验证实验及不同制作方法对芡实茎泡菜综合评分对比研究

表9 不同制作方法对芡实茎泡菜综合评分的影响

在接种法制作芡实茎泡菜最佳工艺条件，即：乳酸菌接种量5%,食盐添加量6%，白砂糖添加量4%的条件下，所得的泡菜综合评分为190.1，产酸率为0.47%，感官评分为96.1，泡菜色泽鲜绿均匀，有浓郁的乳酸发酵的香味，口感脆嫩，酸咸味适中，发酵速度较快。

自然发酵7天所得的芡实茎泡菜综合评分为144.6，产酸率为0.31%，感官评分为82.6，泡菜色泽一般，边缘较暗，有乳酸发酵的香味，脆度一般，酸度较弱，发酵速度一般。

2.5接种法发酵泡菜和自然发酵泡菜1周内亚硝酸盐含量的对比

图2 芡实茎泡菜发酵1周内亚硝酸盐含量的变化

由图2可知，在发酵期间接种法制作的泡菜中亚硝酸盐含量始终低于自然发酵制作的泡菜。在发酵前3天，自然发酵泡菜中亚硝酸盐的含量增长明显，这是由于蔬菜芡实茎本身含有一定量的硝酸盐，在发酵初期细菌中存在着大量的具有硝酸盐还原能力的大肠杆菌等杂菌，使得硝酸盐被还原成亚硝酸盐。随着发酵的进行，pH值开始下降，酸降解逐渐增加，亚硝酸盐含量逐渐下降[11]。接种法制作的芡实茎泡菜在第4天出现一个很小的亚硝峰，峰值为2.099 mg/kg，自然发酵的芡实茎泡菜亚硝峰出现在第3天，为4.545 mg/kg，明显高于接种法制作的芡实茎泡菜[12]。表明接种法制作芡实茎泡菜有利于抑制亚硝酸盐的产生，减少亚硝酸盐含量的积累，提高了芡实茎泡菜食用的安全性。

3 结论

接种法制作芡实茎泡菜影响综合评分的因素主次顺序为C(白砂糖添加量)>B(食盐添加量)>A(乳酸菌接种量)。最佳工艺条件为乳酸菌接种量5%，食盐添加量6%，白砂糖添加量4%，此工艺下制作的芡实茎泡菜的综合评分为190.1，高于自然发酵泡菜的综合评分(144.6)。在发酵期间接种法制作的芡实茎泡菜中亚硝酸盐含量始终低于自然发酵制作的芡实茎泡菜。

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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

张然(1973-)，女，副教授，硕士，研究方向：食品科学与工程。