乳清液對發(fā)酵沙芥理化指標及微生物變化的影響

楊帆 劉學勤

摘要?[目的]研究乳清液對沙芥腌制過程中主要理化指標及微生物的影響。[方法]比較乳清液發(fā)酵和自然發(fā)酵2種發(fā)酵方式下產(chǎn)品pH、總酸含量、亞硝酸鹽含量、乳酸菌數(shù)和菌落總數(shù)變化趨勢。[結(jié)果]添加乳清液發(fā)酵較自然發(fā)酵有明顯優(yōu)勢。在相同的發(fā)酵時間，乳清發(fā)酵組的pH低于自然發(fā)酵組，總酸含量高于自然發(fā)酵組，乳清添加組發(fā)酵沙芥成熟周期少于自然發(fā)酵組3～4 d;2種發(fā)酵方式微生物變化、亞硝酸鹽變化趨勢一致，但乳清添加組亞硝酸鹽含量的峰值早且低于自然發(fā)酵組，更具食用安全性;添加乳清發(fā)酵液可使乳酸菌快速成為優(yōu)勢菌群，抑制其他雜菌生長，有助于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。[結(jié)論]該研究為乳清液應用到發(fā)酵蔬菜中提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞?乳清液;沙芥;發(fā)酵;理化指標;微生物特性

中圖分類號?TS201.3文獻標識碼?A文章編號?0517-6611（2018）35-0159-03

沙芥，又名沙蓋，是我國荒漠化地帶特有的野生蔬菜之一，有特殊的清新味道和芥子味，含有多種維生素、微量元素，以及含量較高的粗纖維。我國沙芥主要生長在渾善達克、科爾沁、鄂爾多斯的庫布齊沙丘上，生長季節(jié)性較強，多集中在夏秋季[1-2]。沙芥的食用方法多為腌制和燉制，且以自然發(fā)酵腌制菜肴為主，目前未能達到規(guī)模化生產(chǎn)。而腌制過程中發(fā)酵沙芥品質(zhì)變化的研究鮮有報道。筆者以沙芥為原料，添加乳制品制作的副產(chǎn)品乳清腌制沙芥，研究自然發(fā)酵組與添加乳清發(fā)酵組在腌制過程中主要理化指標和微生物指標的變化，旨在為鄂爾多斯地區(qū)特色農(nóng)產(chǎn)品沙芥的腌制工藝研究與產(chǎn)業(yè)化應用提供理論基礎和實踐指導。

1?材料與方法

1.1?材料與試劑

材料：野生沙芥，在鄂爾多斯庫布齊沙漠采摘;乳清液，由鄂爾多斯鄂托克前旗蒙德民族食品加工廠提供;腌制食鹽，中鹽集團生產(chǎn)。

主要試劑：葡萄糖酸鋅、硫酸銅、氫氧化鈉、硼砂、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、對氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、乳酸細菌（MRS）培養(yǎng)基、營養(yǎng)瓊脂（PCA）培養(yǎng)基、硝酸銀、鉻酸鉀、冰乙酸、濃鹽酸等，以上試劑均為分析純。

1.2?主要儀器

PHS-3C數(shù)字式酸度計（上海精密科學儀器有限公司）;UV-2800型紫外可見分光光度計（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）;XSW-100L生物培養(yǎng)箱（金壇經(jīng)濟開發(fā)區(qū)祥博儀器廠）;HH-W6數(shù)顯恒溫水浴鍋（金壇經(jīng)濟開發(fā)區(qū)祥博儀器廠）;SW-CJ-2D型雙人單面凈化工作臺（蘇州凈化設備有限公司）;FB124自動內(nèi)校電子分析天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司）;JA11002電子天平（上海菁海儀器有限公司）;TUS1-30UV2/UF-C超純水機（濟南太平瑪環(huán)保設備有限公司）;Icount30D/F全自動菌落計數(shù)儀（杭州訊數(shù)科技有限公司）;YXQ-LS-75S全自動數(shù)顯立式高壓蒸汽滅菌器（上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療生物儀器有限公司）。

1.3?方法

1.3.1?沙芥的腌制。選取新鮮沙芥，除去爛葉、老葉、內(nèi)芯及不良部分;摘菜時，分離葉與莖，盡量保持葉的完整性;用清水漂洗干凈，去凈泥沙、雜質(zhì)。將清洗好的沙芥放入加有護綠劑（硫酸銅700 mg/kg、葡萄糖酸鋅500 mg/kg，以水重計）的熱水（75～80 ℃）中漂燙2 mim，將漂燙后的沙芥迅速放入自來水中沖洗降溫至20 ℃左右后裝壇，添加35%乳清與65%自來水，調(diào)整腌制液食鹽濃度7%，采用水封法在（22±2）℃溫度下進行腌制，并作對照。每隔3 d取樣測定腌制沙芥的各項指標。

1.3.2?分析方法。

1.3.2.1?pH的測定。使用pH計直接測定。

1.3.2.2?總酸含量的測定。酚酞指示劑法，GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》[3]。

1.3.2.3?亞硝酸鹽含量的測定。分光光度法，GB 5009.33—2016《食品安全國家標準 食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》[4]。

1.3.2.4?菌落總數(shù)的測定。GB 4789.35—2016《食品微生物檢驗 菌落總數(shù)檢驗》[5]。

1.3.2.5?乳酸菌數(shù)的測定。GB 4789.35—2016《食品微生物檢驗 乳酸菌檢驗》[6]。

2?結(jié)果與分析

2.1?不同發(fā)酵方式對腌制過程中pH的影響

腌制液的pH會影響到發(fā)酵蔬菜的品質(zhì)、風味與口感[7]，當腌制液pH為3.5～3.8，即認為腌制蔬菜成熟[8]。隨著發(fā)酵時間的延長，2組腌制液的pH均呈現(xiàn)下降趨勢，相同發(fā)酵時間，乳清添加組的pH均低于自然發(fā)酵組。由于乳清液是益生菌發(fā)酵乳制品時產(chǎn)生的一種天然副產(chǎn)品，呈酸性，故乳清添加組初始pH偏低，為4.81，低于自然發(fā)酵組;發(fā)酵初期，乳清組中雖乳酸菌數(shù)目較多，但大部分處于生長繁殖階段，相應菌種的產(chǎn)酸能力較弱，pH下降幅度不大;從發(fā)酵第6天開始，由于乳酸菌產(chǎn)酸力提高，乳酸快速積累[9]，出現(xiàn)pH急速下降;發(fā)酵第9天，pH已降低至3.83，已達到成熟泡菜pH 3～4[10]的要求;而自然發(fā)酵組初期菌落數(shù)較少，產(chǎn)酸較慢，在發(fā)酵第3天后pH開始迅速下降;發(fā)酵第12天，pH降低至3.86，基本達到成熟。結(jié)合腌制沙芥的感官品質(zhì)和亞硝酸鹽含量的變化，發(fā)酵10 d左右的產(chǎn)品，蔬菜口感較硬，芥子味較重，且亞硝酸鹽處于峰值左右，故實際生產(chǎn)中，應適當延長腌制時間，發(fā)酵第15天后，乳清添加組pH基本趨于穩(wěn)定，在3.20左右變化，而自然發(fā)酵組的pH基本在3.40左右變化，此時的產(chǎn)品口感較軟且有嚼勁，芥子味明顯減少，感官可接受程度大大提升，發(fā)酵第23天后，有部分沙芥出現(xiàn)爛葉現(xiàn)象，不宜食用。

2.2?不同發(fā)酵方式對腌制過程中總酸含量的影響

沙芥的總酸含量是重要的質(zhì)量指標參數(shù)，且酸含量的變化規(guī)律與pH的變化相一致。在發(fā)酵前期與中期，2組發(fā)酵總酸含量隨著發(fā)酵時間的延長逐漸增多，且發(fā)酵前期產(chǎn)酸速率大于后期;發(fā)酵后期（18 d后），菌相生長趨于穩(wěn)定，發(fā)酵產(chǎn)酸變化趨于穩(wěn)定;相同發(fā)酵時間下，乳清發(fā)酵組的總酸含量高于自然發(fā)酵組;發(fā)酵結(jié)束時，乳清組與自然發(fā)酵組最終的總酸含量分別為18.90、16.14 g/kg。

2.3?不同發(fā)酵方式對腌制過程中亞硝酸鹽含量的影響

蔬菜進行腌制時受到具有還原硝酸作用的微生物污染，會產(chǎn)生亞硝酸鹽[11]。亞硝酸鹽在人體中與次級胺反應生成具有致癌作用的亞硝胺，帶來食品安全問題，嚴重影響人體健康[12-13]。因此，亞硝酸鹽含量測定是腌制食品安全檢測的一個必須指標。試驗采用國標中分光光度計法檢測腌制沙芥的亞硝酸鹽含量，以亞硝酸鈉為標準品繪制標準曲線，所得線性回歸方程為y=0.765 9x+0.001 6（R2=0.990 2），根據(jù)標準曲線可計算樣品中亞硝酸鹽含量。腌制過程中亞硝酸鹽含量的變化。在整個腌制過程中，亞硝酸鹽含量變化呈先增加后降低的趨勢。沙芥初始亞硝酸鹽含量為0.41 mg/kg，自然發(fā)酵組隨著發(fā)酵初期雜菌硝酸鹽還原酶作用，蔬菜中大量硝酸鹽被轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，使亞硝酸鹽含量急劇增加[14]，第12天達到峰值2.18 mg/kg;而乳清組在整個發(fā)酵過程中，由于其含有數(shù)目較穩(wěn)定的乳酸菌，有效抑制了硝酸還原菌的生長[15]，使得亞硝酸鹽含量變化較緩，在第9天達到最大值0.94 mg/kg。綜上所述，乳清組亞硝酸鹽含量的峰值早且低于自然發(fā)酵組。發(fā)酵24 d，乳清組與自然發(fā)酵組最后的亞硝酸鹽含量為0.32、0.39 mg/kg，均低于我國對醬腌菜亞硝酸鹽含量的限量20 mg/kg，表明腌制生產(chǎn)的沙芥均相對安全。由于乳清組的亞硝酸鹽含量更低，且發(fā)酵初期乳酸菌的快速繁殖可有效抑制原料菜自身攜帶的部分有害菌的代謝，因此添加乳清發(fā)酵的沙芥具有更高的安全性。

2.4?不同發(fā)酵方式對腌制過程中菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)可直觀地反映泡菜的雜菌數(shù)量，是判斷其食用安全性的重要指標。同一發(fā)酵時期，自然發(fā)酵組的菌落總數(shù)低于乳清發(fā)酵組。2組啟動發(fā)酵時由于乳清發(fā)酵組大量引入乳酸菌，使得細菌總數(shù)遠遠高于自然發(fā)酵組，而自然發(fā)酵組在發(fā)酵前6 d，天然附著在沙芥表面的細菌大量地進行生長繁殖，細菌總數(shù)由原始的3.55 lgCFU/mL上升至7.34 lgCFU/mL，菌落總數(shù)開始下降;而乳清發(fā)酵組在發(fā)酵前期，細菌總數(shù)變化幅度不大，可能由于乳清發(fā)酵組前期發(fā)酵液中較低的pH抑制了許多微生物的生長繁殖，發(fā)酵第9天開始，菌落總數(shù)開始減少，直至乳清組發(fā)酵第15天，自然發(fā)酵組在發(fā)酵第21天后，菌落總數(shù)減少的幅度大大減小，基本處于平衡。

2.5?不同發(fā)酵方式對腌制過程中乳酸菌數(shù)的影響

腌制液中微生物的種類和數(shù)量將直接影響發(fā)酵的進程和腌制成品的口感，其中主要的有益微生物是乳酸菌和酵母菌。添加乳清可大大增加乳酸菌含量，啟動發(fā)酵時，乳清添加組乳酸菌數(shù)在7.50 lgCFU/mL左右，乳酸菌為發(fā)酵體系中的優(yōu)勢菌種，可有效抑制其他雜菌。發(fā)酵前3 d，乳酸菌數(shù)有所上升，有可能是腌制液中植物乳桿菌和短乳桿菌上升所致[16]，從發(fā)酵第3天后，乳酸菌數(shù)目不斷下降，且下降速度先慢后快，可能是由于隨著發(fā)酵的進行，泡菜液的pH逐漸下降，而戊糖片球菌不耐酸，從而導致菌體死亡，在較低的pH下，植物乳桿菌和短乳桿菌雖然能夠生長，但由于營養(yǎng)物質(zhì)的消耗及代謝產(chǎn)物的積累，其數(shù)量也在緩慢減少，發(fā)酵結(jié)束時，腌制液乳酸菌的數(shù)目為5.43 lgCFU/mL。自然發(fā)酵組，隨著發(fā)酵天數(shù)的增加，腌制液中的乳酸菌數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，發(fā)酵第12天乳酸菌數(shù)由啟動發(fā)酵時的3.20 lgCFU/mL上升至6.11 lgCFU/mL，之后乳酸菌的活動受到抑制，數(shù)目開始呈下降趨勢，發(fā)酵結(jié)束時，腌制液乳酸菌的數(shù)目為4.51 lgCFU/mL。

3?結(jié)論

通過考察不同發(fā)酵方式對腌制沙芥在發(fā)酵過程中主要理化指標與微生物變化的影響，發(fā)現(xiàn)添加乳清液發(fā)酵方式工業(yè)化生產(chǎn)具有更大的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在發(fā)酵周期縮短，亞硝酸鹽含量更低，食用安全性更高。研究發(fā)現(xiàn)，乳清添加組發(fā)酵沙芥成熟周期少于自然發(fā)酵組3～4 d，生產(chǎn)周期縮短，可大幅提高工業(yè)化生產(chǎn)效率;同時，加入的乳清液中含有可競爭性抑制蔬菜表面微生物分泌硝酸還原酶的有益微生物，可有效降解亞硝酸鹽，提升產(chǎn)品食用安全性。自然發(fā)酵方式腌制沙芥，由于原料表面天然附著的微生物數(shù)量及種類不穩(wěn)定，若發(fā)酵條件控制不佳，大腸桿菌、沙門氏菌等病原菌會給食品帶來較大的安全風險，而添加乳清發(fā)酵液可使乳酸菌快速成為優(yōu)勢菌群，抑制其他雜菌生長，有助于穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。

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