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乳酸菌接种发酵辣椒酱工艺研究

2019-12-19张郁松

中国调味品 2019年12期
关键词:产酸辣椒酱发酵液

张郁松

(西安武警工程大学 装备学院,西安 710086)

传统发酵辣椒酱主要采用自然发酵,是利用辣椒本身附着的微生物进行发酵产酸,再辅以低盐来增进其风味和保存其产品,虽然加工工艺简单,但菌群不明,发酵周期长,发酵结果不可控,产品稳定性差。纯种发酵是以乳酸发酵为主,加以轻度酒精发酵和醋酸发酵,能大大缩短发酵周期,有效抑制有害微生物生长,减少亚硝酸盐含量,并产生特有的香味和酸味。加之发酵过程中蛋白质的分解作用、食盐的渗透压作用及其他生化反应作用,也增加了产品的风味。

本文利用纯菌种接种发酵技术,人工添加经过筛选获得的纯菌种来发酵生产辣椒酱,以期能缩短发酵周期,有效抑制杂菌生长,降低亚硝酸盐含量,得到色泽鲜艳、风味独特、稳定性好、安全性高的发酵辣椒酱,为工业化生产提供一些理论依据,也为研发其他发酵产品提供一些思路及方法。

1 试验材料、仪器与方法

1.1 试验材料

1.1.1 原料

鲜辣椒;发酵菌种:植物乳酸杆菌(L.plantarum)和肠膜明串珠菌(Leu.mesenteroides),微生物实验室提供。

1.1.2 试剂

葡萄糖、琼脂、酵母膏、蛋白胨、牛肉膏、溴甲基酚紫、吐温-80、乙酸钠、柠檬酸铵、硫酸镁、食盐、食糖、氯化钠、氯化钙、无水乙醇。

1.2 仪器和设备

电子恒温培养箱、精密pH计、阿贝折射仪、高压灭菌锅、电子分析天平、移液枪、微波炉、搅拌机、破碎机。

1.3 试验方法

1.3.1 感官品质评定[1]

请5位接受过感官评价的专业人士组成评定小组,根据产品感官质量评分标准中的色泽、形态、风味、口感4项给予总评分,取其平均值。

表1 产品的感官评定标准Table 1 Standard for sensory evaluation of products

1.3.2 培养基[2]

培养基1:2%葡萄糖的MRS固体培养基,用于菌种活化及菌落计数。培养基2:1.0%牛肉膏、1.0%蛋白胨、0.5%酵母膏、5.0%葡萄糖、0.04%溴甲基酚紫、0.2% K2HPO4、0.02%硫酸镁、0.5%乙酸钠、0.2%柠檬酸铵、0.1%吐温-80、1.5%琼脂、pH值6,121 ℃灭菌30 min,用作乳酸菌菌种扩大培养;培养基3:200 mL蔬菜汁、350 g辣椒、0.1%氯化钙、4.0%葡萄糖、2.0%氯化钠,加蒸馏水至1000 mL,pH值6,121 ℃灭菌30 min,用于生产发酵剂。

1.3.3 乳酸菌菌液制备[3]

乳酸菌试管菌种的转管活化(培养基1:35 ℃、48 h)→菌种扩大培养(培养基2:35 ℃、48 h)→培养(培养基3:接种量5%)→培养(35 ℃)→发酵菌种(乳酸菌数达到108CFU/mL以上)→发酵液。

1.3.4 辣椒预处理

新鲜辣椒经过挑选、清洗、沥干、去蒂、去梗后,用破碎机破碎得到辣椒酱。

1.3.5 工艺流程[4]

选料、挑选、清洗→破碎→辣椒酱(接种发酵液)→发酵→灌装→杀菌、冷却→成品。

2 结果与讨论[5,6]

2.1 单因素试验

2.1.1 菌种选择与配比

发酵蔬菜所用的菌株主要是乳酸菌,从自然发酵的辣椒酱中分离、纯化得到植物乳酸杆菌(L.plantarum)和肠膜明串珠菌(Leu.mesenteroides)两株乳酸菌种,考虑到一般情况下单菌株发酵产品的风味不及混合菌株发酵产品,再次对两株菌进行混合菌种发酵,考察不同混合菌株配比对产品风味的影响,见表2。

表2 不同混合菌株配比对产品风味的影响Table 2 The effect of different mixed strains on the flavor of product

试验表明,两菌株的发酵性能稳定,繁殖能力强,产酸速率快,不存在拮抗作用,可用作辣椒发酵的优良乳酸菌株。考虑到一般情况下单菌株发酵产品的风味不及混合菌株发酵产品,再次对两株菌进行混合菌种发酵,最终确定植物乳酸杆菌∶肠膜明串珠菌为2∶1为最佳混合菌株配比,并组合菌种用于生产发酵。

2.1.2 发酵液接种量对产品风味的影响

接种量是影响发酵的重要因素,对产酸速率、亚硝酸盐含量及乳酸菌活菌数的影响较大。本试验研究了发酵液接种量对发酵辣椒酱品质的影响。

试验条件:以植物乳酸杆菌∶肠膜明串珠菌为2∶1组合菌种,以2%、4%、6%的比例接种于培养基中,35 ℃条件下发酵48 h,研究发酵液接种量对产品风味的影响,见表3。

表3 发酵液接种量对产品风味的影响Table 3 The effect of inoculation amount of fermentation liquid on the flavor of product

试验中发现,发酵液接种量小,则发挥不出纯菌种的菌群优势,产品发酵周期长,发酵产酸少,杂菌污染危险性大。反之,接种量过大,则发酵产酸速度快,产品酸味过重,其他菌的发酵作用过弱,产品风味过于单调而影响产品的整体风味。由表3可知,4%菌种接种量最为合适。

2.1.3 食盐添加量对产品风味的影响

食盐的作用主要是调整产品风味,同时也起到一定的抑制杂菌作用,但过多添加,则会抑制乳酸菌的生长,影响发酵速度,还会使产品过咸,风味不协调。本试验考察了食盐添加量对发酵辣椒酱品质的影响。

试验条件:以植物乳酸杆菌∶肠膜明串珠菌为2∶1组合菌种,以4%的接种量接种于培养基中,35 °C下发酵48 h,考察食盐添加量对产品风味的影响,见表4。

表4 食盐添加量对产品风味的影响Table 4 The effect of additive amount of salt on the flavor of product

食盐的作用主要是调整风味,还具有一定的抑制杂菌作用。食盐浓度过低,则产品口感寡淡,随着食盐浓度的逐渐增加,乳酸发酵速度加快,总酸增加迅速,发酵香味凸显,产品生产周期缩短。但如果盐浓度过高,则会致使产品咸味过重,风味不佳,还会使乳酸菌的生长受到抑制,影响发酵速度。由表 4可知,当食盐添加量为5%时,产品的咸味适中,风味最协调。

2.1.4 发酵温度对产品风味的影响

温度也是影响发酵的主要因素,随着发酵温度升高,利于乳酸菌的生长繁殖,产酸速度快,发酵时间短,但风味物质相对较少;但如果发酵温度过低,产酸速度也低,会延长产品的生产周期,同时也容易感染杂菌。

试验条件:以植物乳酸杆菌∶肠膜明串珠菌为2∶1组合菌种,以4%的接种量接种于培养基中,分别置于25,35,45 ℃的培养箱中,发酵48 h,考察发酵温度对产品风味的影响,见表5。

表5 发酵温度对产品风味的影响Table 5 The effect of fermentation temperature on the flavor of product

一定温度范围内,温度越高,乳酸菌增殖越快,产酸速度就会加快,发酵周期越短,产生的风味物质相对越少。但如果发酵温度过低,则产酸速率过低,产品的口感、风味也会不协调,还会延长生产周期,增加生产成本。由表5可知,发酵温度35 ℃时,产品酸味适中,风味协调,口感最均匀。

2.1.5 发酵时间对产品风味的影响

发酵时间对产品风味物质的最终形成至关重要。本试验研究了发酵时间对发酵辣椒酱品质的影响。

试验条件:以植物乳酸杆菌∶肠膜明串珠菌为2∶1组合菌种,以4%的接种量接种于培养基中,35 ℃下发酵24,72,120 h,考察发酵时间对产品风味的影响,见表6。

表6 发酵时间对产品风味的影响Table 6 The effect of fermentation time on the flavor of product

发酵时间过长,不仅产品酸感过强,失去食用价值,而且也增加了生产成本。但发酵时间不足,许多风味物质还未形成,产品的味道会不够厚重,“生辣”味严重。由表6可知,发酵3 d时产品的感官评价最高。因此本试验选择发酵3 d为发酵时间。

2.2 接种辣椒酱最佳配方的优化试验

在单因素试验的基础上,选定影响产品品质的发酵液接种量、食盐添加量、发酵温度及发酵时间作为研究对象,以感官评分为指标,进行L9(34)正交试验,正交试验因素水平表见表7,试验结果见表8。

表8 正交试验结果分析Table 8 Analysis of the results of orthogonal experiments

通过表8正交试验的极差分析,可知4个因素中对产品风味影响最大的是发酵温度,其次是发酵时间,再次是食盐添加量,最后是乳酸菌接种量。在以上的组合中,以A2B2C3D1的产品风味最佳,即发酵温度35 ℃,发酵时间3 d,食盐添加量3%,发酵液接种量6%,植物乳酸杆菌∶肠膜明串珠菌为2∶1。

2.3 产品标准

表9 接种发酵辣椒酱产品质量指标Table 9 Quality indicators of inoculation fermented chili sauce product

续 表

由表9可知,乳酸菌接种发酵辣椒酱的颜色自然鲜红,有辣椒的天然红色光泽,粘稠适中,组织均匀不分层,无异味,发酵香味浓郁,酸咸味适度,辣味突出。产品的各项指标均达到国家农业部颁布的《辣椒酱》卫生标准要求和国家《酱腌菜卫生标准》要求。

3 结论

从自然发酵辣椒中分离、纯化得到植物乳酸杆菌和肠膜明串珠菌,以最佳配比2∶1组合菌种,通过人工接种发酵技术生产辣椒酱,确定了最佳工艺条件:发酵液接种量6%,食盐添加量3%,发酵温度35 ℃,发酵时间3 d。利用此工艺生产的产品颜色鲜红明亮,发酵香味浓郁,粘稠适中,组织均匀不分层,酸咸味适度,辣味突出。产品的各项指标均达到国家农业部《辣椒酱》标准和国家《酱腌菜卫生标准》的要求。与自然发酵相比,接种发酵发酵速度快,总酸含量高,亚硝酸盐含量低,杂菌污染小,产品风味和口感好,与传统高盐腌制产品相比,更符合当代食品低盐健康的消费要求,更容易被人们接受。

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