乳酸菌接種發(fā)酵辣椒醬工藝研究

張郁松

(西安武警工程大學(xué) 裝備學(xué)院,西安 710086)

傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒醬主要采用自然發(fā)酵，是利用辣椒本身附著的微生物進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸，再輔以低鹽來(lái)增進(jìn)其風(fēng)味和保存其產(chǎn)品，雖然加工工藝簡(jiǎn)單，但菌群不明，發(fā)酵周期長(zhǎng)，發(fā)酵結(jié)果不可控，產(chǎn)品穩(wěn)定性差。純種發(fā)酵是以乳酸發(fā)酵為主，加以輕度酒精發(fā)酵和醋酸發(fā)酵，能大大縮短發(fā)酵周期，有效抑制有害微生物生長(zhǎng)，減少亞硝酸鹽含量，并產(chǎn)生特有的香味和酸味。加之發(fā)酵過(guò)程中蛋白質(zhì)的分解作用、食鹽的滲透壓作用及其他生化反應(yīng)作用，也增加了產(chǎn)品的風(fēng)味。

本文利用純菌種接種發(fā)酵技術(shù)，人工添加經(jīng)過(guò)篩選獲得的純菌種來(lái)發(fā)酵生產(chǎn)辣椒醬，以期能縮短發(fā)酵周期，有效抑制雜菌生長(zhǎng)，降低亞硝酸鹽含量，得到色澤鮮艷、風(fēng)味獨(dú)特、穩(wěn)定性好、安全性高的發(fā)酵辣椒醬，為工業(yè)化生產(chǎn)提供一些理論依據(jù)，也為研發(fā)其他發(fā)酵產(chǎn)品提供一些思路及方法。

1 試驗(yàn)材料、儀器與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 原料

鮮辣椒；發(fā)酵菌種：植物乳酸桿菌(L.plantarum)和腸膜明串珠菌(Leu.mesenteroides)，微生物實(shí)驗(yàn)室提供。

1.1.2 試劑

葡萄糖、瓊脂、酵母膏、蛋白胨、牛肉膏、溴甲基酚紫、吐溫-80、乙酸鈉、檸檬酸銨、硫酸鎂、食鹽、食糖、氯化鈉、氯化鈣、無(wú)水乙醇。

1.2 儀器和設(shè)備

電子恒溫培養(yǎng)箱、精密pH計(jì)、阿貝折射儀、高壓滅菌鍋、電子分析天平、移液槍、微波爐、攪拌機(jī)、破碎機(jī)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 感官品質(zhì)評(píng)定[1]

請(qǐng)5位接受過(guò)感官評(píng)價(jià)的專業(yè)人士組成評(píng)定小組，根據(jù)產(chǎn)品感官質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)中的色澤、形態(tài)、風(fēng)味、口感4項(xiàng)給予總評(píng)分，取其平均值。

表1 產(chǎn)品的感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard for sensory evaluation of products

1.3.2 培養(yǎng)基[2]

培養(yǎng)基1：2%葡萄糖的MRS固體培養(yǎng)基，用于菌種活化及菌落計(jì)數(shù)。培養(yǎng)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%硫酸鎂、0.5%乙酸鈉、0.2%檸檬酸銨、0.1%吐溫-80、1.5%瓊脂、pH值6，121 ℃滅菌30 min，用作乳酸菌菌種擴(kuò)大培養(yǎng);培養(yǎng)基3：200 mL蔬菜汁、350 g辣椒、0.1%氯化鈣、4.0%葡萄糖、2.0%氯化鈉，加蒸餾水至1000 mL，pH值6，121 ℃滅菌30 min，用于生產(chǎn)發(fā)酵劑。

1.3.3 乳酸菌菌液制備[3]

乳酸菌試管菌種的轉(zhuǎn)管活化(培養(yǎng)基1：35 ℃、48 h)→菌種擴(kuò)大培養(yǎng)(培養(yǎng)基2：35 ℃、48 h)→培養(yǎng)(培養(yǎng)基3：接種量5%)→培養(yǎng)(35 ℃)→發(fā)酵菌種(乳酸菌數(shù)達(dá)到108CFU/mL以上)→發(fā)酵液。

1.3.4 辣椒預(yù)處理

新鮮辣椒經(jīng)過(guò)挑選、清洗、瀝干、去蒂、去梗后，用破碎機(jī)破碎得到辣椒醬。

1.3.5 工藝流程[4]

選料、挑選、清洗→破碎→辣椒醬(接種發(fā)酵液)→發(fā)酵→灌裝→殺菌、冷卻→成品。

2 結(jié)果與討論[5,6]

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 菌種選擇與配比

發(fā)酵蔬菜所用的菌株主要是乳酸菌，從自然發(fā)酵的辣椒醬中分離、純化得到植物乳酸桿菌(L.plantarum)和腸膜明串珠菌(Leu.mesenteroides)兩株乳酸菌種，考慮到一般情況下單菌株發(fā)酵產(chǎn)品的風(fēng)味不及混合菌株發(fā)酵產(chǎn)品，再次對(duì)兩株菌進(jìn)行混合菌種發(fā)酵，考察不同混合菌株配比對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響，見(jiàn)表2。

表2 不同混合菌株配比對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響Table 2 The effect of different mixed strains on the flavor of product

試驗(yàn)表明，兩菌株的發(fā)酵性能穩(wěn)定，繁殖能力強(qiáng)，產(chǎn)酸速率快，不存在拮抗作用，可用作辣椒發(fā)酵的優(yōu)良乳酸菌株?？紤]到一般情況下單菌株發(fā)酵產(chǎn)品的風(fēng)味不及混合菌株發(fā)酵產(chǎn)品，再次對(duì)兩株菌進(jìn)行混合菌種發(fā)酵，最終確定植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1為最佳混合菌株配比，并組合菌種用于生產(chǎn)發(fā)酵。

2.1.2 發(fā)酵液接種量對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響

接種量是影響發(fā)酵的重要因素，對(duì)產(chǎn)酸速率、亞硝酸鹽含量及乳酸菌活菌數(shù)的影響較大。本試驗(yàn)研究了發(fā)酵液接種量對(duì)發(fā)酵辣椒醬品質(zhì)的影響。

試驗(yàn)條件：以植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1組合菌種，以2%、4%、6%的比例接種于培養(yǎng)基中，35 ℃條件下發(fā)酵48 h，研究發(fā)酵液接種量對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響，見(jiàn)表3。

表3 發(fā)酵液接種量對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響Table 3 The effect of inoculation amount of fermentation liquid on the flavor of product

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵液接種量小，則發(fā)揮不出純菌種的菌群優(yōu)勢(shì)，產(chǎn)品發(fā)酵周期長(zhǎng)，發(fā)酵產(chǎn)酸少，雜菌污染危險(xiǎn)性大。反之，接種量過(guò)大，則發(fā)酵產(chǎn)酸速度快，產(chǎn)品酸味過(guò)重，其他菌的發(fā)酵作用過(guò)弱，產(chǎn)品風(fēng)味過(guò)于單調(diào)而影響產(chǎn)品的整體風(fēng)味。由表3可知，4%菌種接種量最為合適。

2.1.3 食鹽添加量對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響

食鹽的作用主要是調(diào)整產(chǎn)品風(fēng)味，同時(shí)也起到一定的抑制雜菌作用，但過(guò)多添加，則會(huì)抑制乳酸菌的生長(zhǎng)，影響發(fā)酵速度，還會(huì)使產(chǎn)品過(guò)咸，風(fēng)味不協(xié)調(diào)。本試驗(yàn)考察了食鹽添加量對(duì)發(fā)酵辣椒醬品質(zhì)的影響。

試驗(yàn)條件：以植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1組合菌種，以4%的接種量接種于培養(yǎng)基中，35 °C下發(fā)酵48 h，考察食鹽添加量對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響，見(jiàn)表4。

表4 食鹽添加量對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響Table 4 The effect of additive amount of salt on the flavor of product

食鹽的作用主要是調(diào)整風(fēng)味，還具有一定的抑制雜菌作用。食鹽濃度過(guò)低，則產(chǎn)品口感寡淡，隨著食鹽濃度的逐漸增加，乳酸發(fā)酵速度加快，總酸增加迅速，發(fā)酵香味凸顯，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短。但如果鹽濃度過(guò)高，則會(huì)致使產(chǎn)品咸味過(guò)重，風(fēng)味不佳，還會(huì)使乳酸菌的生長(zhǎng)受到抑制，影響發(fā)酵速度。由表 4可知，當(dāng)食鹽添加量為5%時(shí)，產(chǎn)品的咸味適中，風(fēng)味最協(xié)調(diào)。

2.1.4 發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響

溫度也是影響發(fā)酵的主要因素，隨著發(fā)酵溫度升高，利于乳酸菌的生長(zhǎng)繁殖，產(chǎn)酸速度快，發(fā)酵時(shí)間短，但風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)較少；但如果發(fā)酵溫度過(guò)低，產(chǎn)酸速度也低，會(huì)延長(zhǎng)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，同時(shí)也容易感染雜菌。

試驗(yàn)條件：以植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1組合菌種，以4%的接種量接種于培養(yǎng)基中，分別置于25，35，45 ℃的培養(yǎng)箱中，發(fā)酵48 h，考察發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響，見(jiàn)表5。

表5 發(fā)酵溫度對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響Table 5 The effect of fermentation temperature on the flavor of product

一定溫度范圍內(nèi)，溫度越高，乳酸菌增殖越快，產(chǎn)酸速度就會(huì)加快，發(fā)酵周期越短，產(chǎn)生的風(fēng)味物質(zhì)相對(duì)越少。但如果發(fā)酵溫度過(guò)低，則產(chǎn)酸速率過(guò)低，產(chǎn)品的口感、風(fēng)味也會(huì)不協(xié)調(diào)，還會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，增加生產(chǎn)成本。由表5可知，發(fā)酵溫度35 ℃時(shí)，產(chǎn)品酸味適中，風(fēng)味協(xié)調(diào)，口感最均勻。

2.1.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響

發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味物質(zhì)的最終形成至關(guān)重要。本試驗(yàn)研究了發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵辣椒醬品質(zhì)的影響。

試驗(yàn)條件：以植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1組合菌種，以4%的接種量接種于培養(yǎng)基中，35 ℃下發(fā)酵24，72，120 h，考察發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響，見(jiàn)表6。

表6 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味的影響Table 6 The effect of fermentation time on the flavor of product

發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅產(chǎn)品酸感過(guò)強(qiáng)，失去食用價(jià)值，而且也增加了生產(chǎn)成本。但發(fā)酵時(shí)間不足，許多風(fēng)味物質(zhì)還未形成，產(chǎn)品的味道會(huì)不夠厚重，“生辣”味嚴(yán)重。由表6可知，發(fā)酵3 d時(shí)產(chǎn)品的感官評(píng)價(jià)最高。因此本試驗(yàn)選擇發(fā)酵3 d為發(fā)酵時(shí)間。

2.2 接種辣椒醬最佳配方的優(yōu)化試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選定影響產(chǎn)品品質(zhì)的發(fā)酵液接種量、食鹽添加量、發(fā)酵溫度及發(fā)酵時(shí)間作為研究對(duì)象，以感官評(píng)分為指標(biāo)，進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表7，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表8。

表8 正交試驗(yàn)結(jié)果分析Table 8 Analysis of the results of orthogonal experiments

通過(guò)表8正交試驗(yàn)的極差分析，可知4個(gè)因素中對(duì)產(chǎn)品風(fēng)味影響最大的是發(fā)酵溫度，其次是發(fā)酵時(shí)間，再次是食鹽添加量，最后是乳酸菌接種量。在以上的組合中，以A2B2C3D1的產(chǎn)品風(fēng)味最佳，即發(fā)酵溫度35 ℃，發(fā)酵時(shí)間3 d，食鹽添加量3%，發(fā)酵液接種量6%，植物乳酸桿菌∶腸膜明串珠菌為2∶1。

2.3 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)

表9 接種發(fā)酵辣椒醬產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)Table 9 Quality indicators of inoculation fermented chili sauce product

續(xù) 表

由表9可知，乳酸菌接種發(fā)酵辣椒醬的顏色自然鮮紅，有辣椒的天然紅色光澤，粘稠適中，組織均勻不分層，無(wú)異味，發(fā)酵香味濃郁，酸咸味適度，辣味突出。產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家農(nóng)業(yè)部頒布的《辣椒醬》衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求和國(guó)家《醬腌菜衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》要求。

3 結(jié)論

從自然發(fā)酵辣椒中分離、純化得到植物乳酸桿菌和腸膜明串珠菌，以最佳配比2∶1組合菌種，通過(guò)人工接種發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)辣椒醬，確定了最佳工藝條件：發(fā)酵液接種量6%，食鹽添加量3%，發(fā)酵溫度35 ℃，發(fā)酵時(shí)間3 d。利用此工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品顏色鮮紅明亮，發(fā)酵香味濃郁，粘稠適中，組織均勻不分層，酸咸味適度，辣味突出。產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國(guó)家農(nóng)業(yè)部《辣椒醬》標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家《醬腌菜衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》的要求。與自然發(fā)酵相比，接種發(fā)酵發(fā)酵速度快，總酸含量高，亞硝酸鹽含量低，雜菌污染小，產(chǎn)品風(fēng)味和口感好，與傳統(tǒng)高鹽腌制產(chǎn)品相比，更符合當(dāng)代食品低鹽健康的消費(fèi)要求，更容易被人們接受。