接种乳酸菌发酵泡辣椒工艺研究

张郁松

(西安武警工程大学 装备学院，西安 710086)

泡菜是以新鲜蔬菜为原料，添加或不添加辅料，用食盐或食盐水泡渍发酵，经调味或不调味加工而成的发酵型蔬菜制品[1]。泡菜以其独特的风味、脆嫩的口感以及解腻开胃、促消化的功效而深受广大消费者的欢迎。传统泡菜自然发酵工艺虽然比较简单, 但发酵时间长，生产效率低，受外界因素影响大，产品质量不稳定，发酵条件不易控制，食用安全难以得到保障，很难进行大规模的生产[2]。

人工接种乳酸菌发酵生产泡菜，发酵速度快，总酸含量高，可以大大缩短发酵周期，显著降低亚硝酸盐含量，有效保证产品质量稳定，从而解决传统发酵生产泡菜存在的诸多问题[3]。正是基于人工接种发酵泡菜的诸多优点，本文研究了接种量、食盐添加量、白糖添加量、辅料添加量及发酵时间对泡椒品质的影响，并优化了接种发酵泡椒的最佳工艺条件，以期为泡菜新工艺的研究提供一些理论依据和技术参考。

1 试验材料、方法

1.1 材料

辣椒、食盐、蔗糖等：均购于当地市场。

菌种：植物乳酸杆菌、肠膜明串珠菌及短乳杆菌，微生物实验室提供。

1.2 仪器与试剂

电子恒温培养箱、电子天平、超净工作台、台秤、泡菜坛、温度计、精密pH计。

MRS培养基：牛肉膏10.0 g，蛋白胨10.0 g，酵母膏5.0 g，葡萄糖20.0 g，柠檬酸二铵2.0 g，NaAc 5.0 g，MnSO40.05 g，K2HPO42.0 g，MgSO40.2 g，吐温-80 1.0 g，蒸馏水定容至1000 mL，pH 6.2～6.4，121 ℃高压灭菌20 min。

1.3 试验方法

1.3.1 泡辣椒的制作工艺

1.3.2 感官品质评定[4]

请10位接受过感官评价的专业人士组成评定小组，根据发酵泡菜感官质量评分标准中的色泽、气味、滋味、质地4项指标进行评价，满分100分，取其平均值。

表1 泡菜感官评定标准Table 1 The sensory evaluation criteria for pickles

2 结果与讨论

2.1 单因素试验

泡菜的工业化生产使用的菌剂一般多以常温发酵为主。采用高温发酵速度快，但泡菜易过酸、变味而风味不佳；而中低温发酵虽然周期长，但泡菜不易过酸，风味浓厚、饱满、柔和。因此，本试验选择20 ℃的中低温发酵温度。

2.1.1 菌种选择与配比

泡菜发酵初期因环境比较温和，发酵以肠膜明串珠菌(L.mesenteroides)等异型乳酸菌为主，产生乳酸、乙酸、乙醇、二氧化碳等，有效抑制了其他有害微生物的生长。随着泡菜酸度的不断增加，肠膜明串珠菌也因耐酸性差而受到抑制。随后，以产酸能力和耐盐性强的乳杆菌(Lactobacillus)和植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)为代表的同型乳酸菌发酵为主，产生大量乳酸，最终完成发酵的全过程。王秋霞等[5]在实验中也发现肠膜明串珠菌(Leuconostocmesenteroides)、冷明串珠菌(Leuconostocgelidum)等乳酸菌是泡菜初期发酵的主要菌种，而植物乳杆菌(Lactobacillusplantarum)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillusacidophilus)、短乳杆菌(L.brevis)和干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)等则是泡菜中后期发酵的主要菌种。

黄业传等[6]筛选出适合榨菜叶发酵酸菜的发酵剂，得出最优混合发酵剂：肠膜明串珠菌、短乳杆菌、植物乳杆菌者之间的比例为 3∶1∶1 ，可生产出口感、风味、质地俱佳的酸菜。故选定肠膜明串珠菌、植物乳杆菌和短乳杆菌作为发酵泡辣椒的混合发酵剂，三者之间的比例为 3∶1∶1。

2.1.2 接种量对泡辣椒品质的影响

乳酸菌发酵在赋予产品酸味的同时，又能形成多种呈味物质，还可抑制杂菌生长，因此接种量是泡辣椒发酵的关键因素。接种量过小，则发酵速度缓慢，生产周期延长且易受杂菌污染。而接种量过大，乳酸菌生长速度过快，产品酸感过强，同时也不利于风味物质的形成[7-8]。

试验条件：以肠膜明串珠菌、植物乳杆菌和短乳杆菌为3∶1∶1组合菌种，白酒添加量2%，食盐添加量6%，白糖添加量5%，在室温20 ℃条件下发酵5 d，研究接种量对泡辣椒品质的影响。

表2 接种量对泡辣椒品质的影响Table 2 Effect of inoculation amount on the quality of pickled pepper

菌种的剂量与发酵程度呈正相关，接种量小，发酵速度缓慢，生产周期长；接种量过大，发酵周期短，风味物质形成少，泡菜风味差[9-10]。由表2可知，当接种量为 2%时，发酵所得的泡菜品质最好。

2.1.3 食盐添加量对泡辣椒品质的影响

食盐作为高渗物质和风味物质，是泡菜加工中必不可少的材料，其主要作用是调整风味和抑制杂菌。但添加量过多，则会造成泡辣味道过咸，风味不良，同时也会抑制乳酸菌的生长，影响发酵速度。

试验条件：以肠膜明串珠菌、植物乳杆菌和短乳杆菌为3∶1∶1组合菌种，接种量2%，白酒添加量2%，白糖添加量5%，在室温20 ℃条件下发酵5 d，研究食盐添加量对泡辣椒品质的影响。

表3 食盐添加量对泡辣椒品质的影响Table 3 Effect of salt additive amount on the quality of pickled pepper

泡菜腌制过程中，食盐添加量对泡菜的品质影响较大。浓度过低，盐味较淡，酸味较浓，产品的香气、滋味较差，且容易滋生杂菌，不利于泡菜的贮藏；浓度过高，则会抑制乳酸菌的生长，不利于发酵，使得泡菜的酸味不足，咸味过重。由表3可知，当食盐添加量为 8%时，泡菜滋味清脆，香气浓郁，质地不绵软，感官评价最佳。

2.1.4 白砂糖添加量对泡辣椒品质的影响

白砂糖的主要作用是改善泡辣椒的风味，同时在发酵初期还可为乳酸菌的生长提供重要碳源，提高发酵速度和产酸力。

试验条件：以肠膜明串珠菌、植物乳杆菌和短乳杆菌为3∶1∶1组合菌种，接种量2%，白酒添加量2%，食盐添加量6%，在室温20 ℃条件下发酵5 d，研究白砂糖添加量对泡辣椒品质的影响。

表4 白砂糖添加量对泡辣椒品质的影响Table 4 Effect of sugar additive amount on the quality of pickled pepper

白糖的添加为乳酸菌生长提供了充足的碳源，适量添加可促进乳酸菌快速繁殖，抑制杂菌生长，还可减轻强烈酸味的刺激性，增加泡菜的风味。但添加量过多，则会造成泡菜过甜而掩盖酸味等其他风味物质，降低泡菜的酸爽感，而且也会因溶液渗透压过大而抑制乳酸菌的生长，还增加了生产成本。由表4可知，当白糖的添加量为 5%时，泡菜色泽明亮，香气浓郁，口感最佳。

2.1.5 发酵时间对泡辣椒品质的影响

风味物质的形成，需要充足的发酵时间。发酵时间不足，产品必定酸爽味不够，风味欠佳；发酵时间过长，产品酸感过强，口感变差。

试验条件：以肠膜明串珠菌、植物乳杆菌和短乳杆菌为3∶1∶1组合菌种，接种量2%，白酒添加量2%，白糖添加量5%，食盐添加量6%，在室温20 ℃条件下发酵，研究发酵时间对泡辣椒品质的影响。

表5 发酵时间对泡辣椒品质的影响Table 5 Effect of fermentation time on the quality of pickled pepper

由表5可知，发酵时间在很大程度上影响泡菜的口味和形态。发酵时间过短，泡菜味淡，辛辣味浓，风味不突出；发酵时间过长，则乳酸量过多，酸化现象严重，泡菜口感松软。一般而言，总酸度在0.5%以上时才具备泡辣椒的典型风味，当总酸度大于0.7%后，则酸感过强，风味不佳。故泡辣椒的总酸度在0.5%～0.7%时，产品的风味最好，此阶段的发酵时间约为5～7 d。

2.1.6 辅料添加量对泡辣椒品质的影响

泡菜制作除了食盐含量、蔗糖含量、发酵温度、发酵时间等影响因素外，为了获得优质的风味、口感、脆度和保质期，还需要加入辅料。辅料一般可分为佐料和香料，其中，佐料包括白酒、料酒、醪糟汁等；香料则包括辣椒、姜、胡椒、花椒、月桂、八角、肉桂、丁香、香荚兰豆、肉豆蔻等。白酒具有增香、抑菌的作用，辛香料一般都有其特征风味成分，可赋予泡菜特殊的香味，同时也一定的抑菌防腐作用。

泡菜软化严重影响泡菜的品质，氯化钙作为腌制蔬菜常用的保脆剂，是因为Ca2+能与蔬菜组织细胞壁原果胶水解的果胶酸生成不溶于水的果胶酸钙，在细胞间隙起到粘连细胞的作用。添加定量的CaCl2可以一定程度地增加泡制辣椒的脆度，防止细胞解体，从而达到保脆的目的。

试验条件：以肠膜明串珠菌、植物乳杆菌和短乳杆菌为3∶1∶1组合菌种，接种量2%，白酒添加量2%，白糖添加量5%，食盐添加量6%，在室温20 ℃条件下发酵5 d，研究辅料添加量对泡辣椒品质的影响。

表6 辅料添加量对泡辣椒风味的影响Table 6 Effect of additive amount of auxiliary ingredients on the flavor of pickled pepper

各种香辛料的添加对泡菜感官品质均有不同程度的影响。由表6可知，添加香料的泡椒香气和滋味明显更好。另外，添加CaCl2可起到泡菜保脆作用，在没有加入CaCl2时，泡菜的形状萎蔫、质地柔软、口感不好，当加入0.10% CaCl2时，产品的硬度适宜，入口清脆，形状完好。

2.2 接种泡辣椒配方优化正交试验[11]

在单因素试验的基础上，选择影响较大的接种量、食盐添加量、糖添加量及发酵时间4个因素进行正交试验设计，正交试验因素水平表见表7，试验结果见表8。

表7 正交试验因素水平表Table 7 The factors and levels of orthogonal test

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

由表8可知，4个因素对泡椒感官评分影响的大小依次为：食盐添加量>接种量>发酵时间>白糖添加量。在以上的组合中，以A2B2C1D2生产出的产品风味最佳，即接种量2%，食盐添加量6%，白砂糖添加量5%，发酵时间6 d。所得产品色泽红艳，清香脆爽，咸酸适口，略有辣味。

3 结论

确定了乳酸菌接种发酵泡椒的最佳工艺：以鲜辣椒为原料，以肠膜明串珠菌、植物乳杆菌和短乳杆菌为3∶1∶1组合菌种，接种量2%，食盐6%，白砂糖 5%，花椒0.5%、生姜10%、香料0.1%，在20 ℃恒温发酵6 d。在此条件下发酵的泡辣椒酸鲜纯正，脆嫩芳香，清爽可口，且外形保持较好。

人工接种加快了发酵速度，缩短了发酵周期，因乳酸菌成为优势菌种，还抑制了杂菌生长，很大程度上减少了泡菜的变质率，亚硝酸盐的含量远低于国家标准，所得的产品一致性相似，适于工业化规模生产。

接种乳酸菌发酵泡椒，可以明显缩短发酵周期，提高产品质量，但因使用的发酵菌种相对单一，生产出的泡菜风味很难与自然发酵的泡菜风味相媲美。因此，人工纯种发酵需向多菌协同发酵转变，探索多菌协同发酵对泡菜业的进一步发展具有重要意义。