菊花溶液对发酵甘蓝微生物区系的影响

张向美玲,邢勇,燕平梅,王文慧,刘慧敏,寇晓月

(太原师范学院，太原 030031)

泡菜是一种历史悠久的经乳酸发酵制成的蔬菜腌渍品, 它以独特的风味和丰富的营养备受消费者青睐。发酵蔬菜是利用食盐的高渗透压作用从而形成有利于乳酸菌生长代谢的环境，进行以乳酸发酵为主、蛋白质分解为辅的微生物发酵的冷加工方法，对泡菜的色泽、香味以及营养的保持极为有利[1]。

参与泡菜发酵的微生物种类很多，其中乳酸菌对泡菜品质起着关键的作用[2]，而一些杂菌(肠杆菌、霉菌等)会使泡菜的品质下降，这些腐败菌产生的毒素和亚硝酸盐等对人体的健康极为不利[3]，因此，微生物区系变化是影响发酵蔬菜品质和风味的重要因素。常吃泡菜可以使肠胃中的有益菌增加，继而使肠道中的致病菌生长受阻，有利于预防胃肠道疾病，增强身体抵抗力[4-6]。

当今泡菜制作正朝着多样化、低盐化、疗效化、营养化、天然化、绿色化方向发展[7]。历史上，菊花很早就参与了发酵，目前也不断有人研究菊花对各种菌的抑制作用，从泡菜的安全性和优良性出发，本实验将菊花加入泡菜发酵中，探索其对发酵过程中微生物区系的影响规律，以不同浓度的菊花溶液对甘蓝发酵过程中微生物区系的影响规律，确保泡菜的稳定品质。了解发酵蔬菜最适的菊花溶液浓度，对人们日常家庭泡菜制作有重要的指导意义，同时对泡菜食品工业将来的发展也有重要作用。

1 材料与方法

1.1 材料

甘蓝(尽量选取颜色较浅的)。

1.2 仪器

高压蒸汽灭菌锅、恒温培养箱(37，30，28 ℃)、电子秤、超净工作台。

1.3 实验方法

1.3.1 发酵蔬菜的制备

发酵仪器为250 mL的锥形瓶加棉塞，将带棉塞的锥形瓶放入高压蒸汽灭菌锅中灭菌(121 ℃、20 min)，制作含有5% NaCl的盐水，并称取不同质量的菊花(2，8，14，20 g)若干份，待锥形瓶冷却后在超净工作台上在每个锥形瓶中加入80 g白菜和200 mL不同浓度的菊花溶液盐水，室温发酵。

1.3.2 取样

每隔4天选取不同浓度(0，1%，2%，3%，4%)蔗糖的泡菜各1瓶，在超净工作台上取发酵蔬菜卤，稀释不同倍数进行涂布。

1.3.3 发酵蔬菜卤中细菌的分离和计数

培养基制备：蛋白胨10 g，牛肉膏3 g，氯化钠5 g，琼脂16 g，加水溶解后定容至1000 mL，调pH在7.4～7.6之间，在高压蒸汽灭菌锅中121 ℃灭菌20 min。

将成套培养皿灭菌，在超净工作台上将已灭菌的培养基倒入培养皿中，凝固后用移液枪取稀释好的发酵蔬菜卤(4次都为10-13)100 μL于平板上，涂布并放在37 ℃的恒温培养箱中培养1天后采用平板计数方法进行计数。

1.3.4 发酵蔬菜卤中乳酸菌的分离和计数

将稀释好的发酵蔬菜卤(4次都为10-12)100 μL涂布于MRS固体培养基上，在30 ℃的恒温培养箱中培养2天后采用平板计数方法进行计数。

1.3.5 发酵蔬菜卤中酵母菌的分离和计数

将稀释好的发酵蔬菜卤(4次都为10-3)100 μL涂布于孟加拉红固体培养基上，在28 ℃的恒温培养箱中培养3～6天后采用平板计数方法进行计数。

1.3.6 发酵蔬菜卤中霉菌的分离和计数

将稀释好的发酵蔬菜卤(4次都为10-3)100 μL涂布于查氏固体培养基上，在28 ℃的恒温培养箱中培养3～6天后采用平板计数方法进行计数。

2 结果与分析

2.1 不同菊花溶液浓度下甘蓝发酵过程中细菌数量的变化

表1 甘蓝发酵液中细菌数量(log cfu/mL)的变化

由表1可知，细菌数量在15天之前呈下降趋势，这是因为泡菜中的乳酸菌数量随着发酵时间的增加而增多，抑制其他细菌生长，而后由于乳酸菌数量稳定上升，到第15天时细菌数量又开始回升，这时细菌数量中乳酸菌所占比重明显上升。对比所有浓度处理下泡菜中细菌数量的变化情况，可看出1%浓度下泡菜中的细菌数量变化情况最好。

2.2 不同菊花溶液浓度下甘蓝发酵过程中酵母菌数量的变化

表2 甘蓝发酵液中酵母菌数量(log cfu/mL)的变化

由表2可知，所有浓度下的酵母菌数量变化趋势都为先上升后下降，且上升缓慢，因为酵母菌在新鲜蔬菜中占优势，而随着发酵时间的增加，乳酸积累，pH值相应降低，酵母菌不能很好地生长，故15天后数量迅速下降，且1%菊花溶液酵母菌数量下降最快，说明其效果最好。

2.3 不同菊花溶液浓度下甘蓝发酵过程中乳酸菌数量的变化

表3 甘蓝发酵液中乳酸菌数量(log cfu/mL)的变化

由表3可知，乳酸菌数量逐步上升，在发酵初期，乳酸菌较少，之后随着发酵时间的延长，pH值下降，酸性环境有利于乳酸菌的生长代谢，故其数量不断升高。乳酸菌是泡菜泡制过程中起主要作用的菌群，pH值的降低和乳酸菌的增加有效抑制了发酵体系中其他微生物的生长[8]，例如上面提到酵母菌数量的减少。同时，在菊花溶液浓度为1%的发酵甘蓝卤中的乳酸菌最多并且趋势很好。

2.4 不同菊花溶液浓度下甘蓝发酵过程中霉菌数量的变化

表4 甘蓝发酵液中霉菌数量(log cfu/mL)的变化

由表4可知，所有浓度的霉菌数量一开始稳定增加，但随着时间的延长，霉菌数量不再增加，反而逐步降低，这是由于发酵初期会出现霉变现象，但随着发酵时间延长，乳酸菌数量增多，从而抑制了霉菌的生长，同时，1%浓度的菊花溶液处理下，霉菌数量最少，而10%浓度下霉菌较多，误差较大，应是操作不当使发酵液受到了污染。

3 讨论

在蔬菜发酵过程中，起初，盐分通过其高渗透性作用进入甘蓝内，使其中的可溶性物质进入发酵液中，从而为乳酸菌提供了适宜生长代谢的优良环境，但随着乳酸菌数量的增加，有限的生存空间和营养物质限制了其数量的进一步增加，因此乳酸菌生长曲线基本呈现“S”形。在密闭的空间里，各种细菌在生长一段时间后，数量达到一定程度时，营养物质不足以供应所有菌的生长，此时出现菌种间竞争和菌种内斗争，之后数量逐渐下降。它们的生长在一定阶段内只能出现1个最高值。发酵中期，乳酸发酵不断积累乳酸，pH下降，乳酸菌的生长抑制了霉菌和酵母菌以及其他微生物的生长而成为优势菌群，细菌包括乳酸菌，故而后期细菌和乳酸菌数量见长，而霉菌和酵母菌数量下降。

从本实验的数据可以看出，用含菊花溶液的盐水做泡菜对发酵卤中有害菌有明显的抑制作用，菊花中含有较高含量的黄酮类化合物、萜类化合物，少量蒽醌类、脂肪酸、脂肪醇类和微量元素等物质[9],有研究表明，黄酮类化合物有提高机体抗氧化及清除自由基的能力[10]，在发酵过程中，微生物会产生酶类，促使黄酮苷水解[11]，菊花溶液对发酵微生物黄酮苷的水解进行了及时的补充，使微生物的抗氧化能力不会减弱，反而还有可能提高，从而使发酵微生物活性增强，即乳酸菌活性增强，继而抑制有害菌的生长；萜类化合物是广泛存在于植物、微生物等生物体中的一类天然产物家族萜类[12]，在微生物的生命活动中起着重要作用，对物质代谢至关重要，激素、维生素、泛醌都属于萜类[13,14]，菊花溶液加入发酵保证了微生物有充足的萜类物质，以确保微生物代谢的正常进行[15]。总而言之，菊花溶液给微生物提供了良好的生活环境，但若菊花浓度太大，也会使霉菌等有害菌得以良好生存，反而不利于发酵，经研究发现，加入1%浓度的菊花溶液效果最佳，且泡菜的风味也因为菊花溶液而增添了一些菊花的清香。

4 结论

本实验旨在研究菊花溶液对发酵甘蓝中微生物区系的影响，在不同时间对乳酸菌、酵母菌、霉菌、细菌4种菌观察并计数，从而获得科学数据。通过对数据的分析和讨论，得出以下结论：在菊花溶液0，0.5%，1%，4%，7%，10%浓度下的发酵甘蓝卤中乳酸菌和细菌数量变化趋势相似，即先下降后上升，酵母菌数量则先增加后减少，霉菌的数量变化不同于以上3种菌，发酵蔬菜的霉变情况以及乳酸菌的生长情况的变化影响霉菌的数量，每种菌都会在一定阶段内出现一个最高值[16]。对比6种不同菊花溶液浓度下4种菌的变化情况，发现在1%菊花浓度下，乳酸菌的变化趋势最好，为泡菜发酵的最适菊花浓度，在一定范围内，乳酸菌含量越高说明泡菜越好，乳酸菌会抑制其他细菌的生存，使有害物质减少。所以，在泡菜家常生产中可以适宜加入菊花使泡菜品质得以提高。