乳酸菌接种发酵辣椒酱工艺研究

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。