复合蔬菜发酵的工艺研究

罗红霞 ，张杏媛 ，王建 ，林少华 ，贾红亮

（1.北京农业职业学院，北京102442；2.北京农学院食品科学与工程学院，北京102206）

我国是蔬菜种植和消费大国，种植面积约1400万hm2，年产量占全球蔬菜产量的60%以上[1]。由于我国蔬菜深加工产业起步较晚，加工量较低，每年蔬菜的损耗高达30%左右，因此，提高蔬菜的利用率意义重大。常用的蔬菜加工方式主要包括保鲜、腌制、脱水、速冻、发酵等，发酵蔬菜是蔬菜加工中产量最大的一类。参与蔬菜发酵的微生物种类较多，其中乳酸菌最为重要。乳酸菌能够利用葡萄糖发酵产生乳酸、醋酸、丙酸等有机酸，赋予蔬菜一种特殊香味[2]。

胡萝卜含有丰富的营养元素，而且可防癌抗癌、抗氧化、延缓衰老、提高机体免疫力[3]。辣椒营养价值高，有温中散寒、开胃除湿、疏通血脉、抗病提神、抗炎及抗氧化等功效[4]，是中国各地普遍喜食的蔬菜。苦瓜是中国传统的药食两用植物，含有苦瓜多糖、苦瓜素、类黄酮化合物等功能性成分，具有降血糖、降血脂、抗氧化、增强免疫力及预防肥胖等保健功能[5]。黑木耳是我国传统的食药两用真菌，营养丰富，具有益气强身、补气血、润肺、止血、止痛、通便等功效[6]。为了提高这四种蔬菜的利用率，丰富发酵蔬菜产品的种类，本研究将它们进行复配并接种乳酸菌进行发酵，使其具有独特的风味，并增加了营养保健价值，为发酵型蔬菜制品的研究提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

胡萝卜、苦瓜、辣椒和木耳购于北京利民恒华农业科技有限公司；MRS培养基，购于北京奥博星生物技术有限责任公司；氯化钠、氢氧化钠、邻苯二甲酸氢钾、酚酞等均为分析纯试剂；乳酸菌GF375，由教育部功能乳品重点实验室提供。

1.2 仪器与设备

TG16-WS型台式高速离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；PHS-3E型pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司；THZ-82型恒温振荡器，江苏太仓市实验设备厂；SPX-150B-Z型生化培养箱和立式灭菌锅，上海博迅实业有限公司医疗设备厂。

1.3 试验方法

1.3.1 发酵蔬菜制作工艺流程

原料筛选→预处理（清洗、去皮、切分）→制备发酵液→装坛、接种、加发酵液→发酵→成品

1.3.2 操作要点

（1）原料的选择

选择外形完整，无破损，无虫害，成熟度适中，色泽鲜亮的胡萝卜。选择肉肥厚，颜色黑亮，耳型完整的木耳。苦瓜挑选翠绿色外皮的幼瓜。辣椒选择表皮有光泽且颜色较浅的。

（2）原料的处理

将干木耳在温水中浸泡4 h，每100 g干木耳可得到1000 g湿木耳；胡萝卜清洗去皮切成1 cm3的丁状；苦瓜清洗后去瓤切成1 cm3的丁状；辣椒的处理同苦瓜。

（3）发酵液的制备

八角 5 g/L、花椒 1 g/L、干红辣椒 3 g/L、姜 10 g/L、蒜10 g/L、桂皮3 g/L、香叶1 g/L，将上述原料按比例加入到水中，煮沸20 min后晾至40℃，按照一定比例接入发酵剂。

（4）发酵剂的制备

将乳酸菌GF375接入MRS液体培养基，37℃振荡培养6 h，4000 r/min离心7 min，弃去上清液，沉淀菌体用无菌生理盐水重悬即为发酵剂，备用。

（5）发酵

按照一定比例装罐并加入发酵液，加盖密封，于室温下静置发酵。

1.3.3 感官评定

发酵蔬菜的感官指标主要有质地、色泽、香气、酸度、甜度，每项20分，总分100分。邀请15名感官评定员，对发酵蔬菜各项指标进行评分，评分标准见表1[7]。

表1 发酵蔬菜感官评分标准Table 1 Fermented vegetable sensory scoring standard

1.3.4 pH值的测定

根据GB5009.237-2016的方法进行测定[8]。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果与分析

2.1.1 糖添加量对发酵蔬菜品质的影响

按质量分别添加5%、6%、7%、8%和9%的白砂糖，在发酵剂接种量为3%、盐添加量为3%、发酵时间为2 d条件下进行发酵，发酵完成后进行pH值测定和感官评价，结果见图1所示。

图1 不同糖添加量下pH值和感官的变化趋势Fig.1 Chang trend of pH and sensory evaluation under different sugar addition

由图1可知，随着白砂糖添加量的增多，感官评分先上升后下降，pH值先下降后上升再下降。这是因为随着糖添加量的增加，产品甜味过重，酸味不足[9]。在糖添加量为6%时，感官评分结果最高为72分，但此时产品pH值较低，酸味过重；糖添加量为7%时，产品感官评分并不低，且pH值不会过低。因此，糖添加量为7%时为最佳。

2.1.2 盐添加量对发酵蔬菜品质的影响

按质量分别添加2%、3%、4%、5%和6%的食盐，在发酵剂接种量为3%、加糖量为7%、发酵时间为2 d条件下进行发酵，发酵完成后进行pH值测定和感官评价，结果如图2所示。

图2 不同盐添加量下pH值和感官评价的变化趋势Fig.2 Change trend of pH and sensory evaluation under different salt content

由图2可知，随着食盐添加量的增多，pH值先降低后增加，感官评分先上升后下降。pH的变化是因为盐添加量的增加，抑制了乳酸菌的繁殖，无法产生更多的乙酸，因而pH值逐渐上升，酸度下降。感官评分先上升后下降是因为在加盐量少时产酸过多，酸味过重；在加盐量多时产酸变少，酸味太淡，口味不佳。盐添加量为3%时，感官评分为69分，pH为3.61，较合适。因此，盐添加量为3%时为最佳。

2.1.3 接种量对发酵蔬菜品质的影响

按照1%、2%、3%、4%和5%的发酵剂接种量制作发酵蔬菜，发酵完成后进行pH值测定和感官评价，结果见图3。

图3 不同发酵剂接种量下pH值和感官评价的变化趋势Fig.3 Trends of pH and sensory evaluation under different starter inoculation

发酵剂接种量是影响发酵蔬菜的重要因素，接种量过多造成浪费，过少造成发酵效果不好[10]。从图3可以看出，不同发酵剂接种量下样品的pH值和感官评分都呈先增加后降低的趋势。发酵剂接种量在1%～4%时，pH值呈上升趋势，在pH值最高时感官评价并不太好，因为pH值太高酸味不够。在发酵剂接种量为2%时感官评分最高，为86分，此时pH值为3.87较合适，虽然在接种量为3%时pH值也较合适，但此时感官评价不高，且造成浪费。因此，发酵剂接种量为2%最合适。

2.1.4 发酵时间对发酵蔬菜品质的影响

在发酵剂接种量3%、盐添加量为3%、糖添加量为7%条件下分别发酵1、2、3、6、8 d后进行pH值测定和感官评价，结果如图4（见下页）所示。

由图4（见下页）可知，随着发酵时间的增加，感官评分呈先增加后降低的趋势，在2 d时评分最高为92分；pH值为3.85时酸甜适中，因此选择发酵时间为2 d最佳。

2.2 发酵蔬菜最优工艺的正交优化

在单因素试验的基础上，将糖添加量、盐添加量、发酵剂接种量和发酵时间作为正交试验因素，设计L9(34)正交试验因素水平表，以感官得分为评定指标，确定最佳的工艺条件，试验设计见表2，结果见表3。

图4 不同发酵时间下pH值和感官评价的变化趋势Fig.4 Change trend of pH and sensory evaluation under different fermentation time

表2 发酵蔬菜工艺的正交试验因素水平表Table 2 Factor and level table for of orthogonal test fermented vegetable technology

表3 正交试验结果及分析Table 3 Orthogonal test results and analysis

各因素对发酵蔬菜感官评分的影响从大到小依次为B＞A＞D＞C，即加盐量＞加糖量＞发酵时间＞接种量，较优组合为A3B2C2D1，即糖添加量8%、盐添加量3%、接种量2%、发酵时间1 d。经验证试验，此条件下得到的发酵蔬菜感官评分为85分，高于其它试验组，产品色泽鲜亮，酸味甜味适中，适口性最佳。

3 结论

试验提出，复合蔬菜乳酸菌发酵的最佳工艺为：糖添加量8%、盐添加量3%、发酵剂接种量2%、发酵时间1 d。在此条件下可以得到色泽鲜亮、质地脆嫩、酸甜适中，具有独特风味的发酵蔬菜。胡萝卜等复合蔬菜添加了乳酸菌进行发酵，进一步提升了蔬菜的营养价值，增加了营养保健功能，丰富了发酵蔬菜的种类，为发酵菌菜制品批量生产提供了理论依据。