⊙ 文 張問平 貴州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院
酸湯是貴州省黔東南州苗族、侗族家家戶戶必備的傳統(tǒng)美食之一,至今已有上千年的歷史。貴州酸湯起源于貴州省黔東南州,主要分為白酸湯和紅酸湯,白酸湯又叫米酸湯,是用米湯自然發(fā)酵而成,顏色為乳白色,清香可口、口感濃郁,是夏天清熱解暑的佳品;紅酸湯的主要原料為小西紅柿、辣椒、米酒、鹽、米湯和其他調(diào)料,裝入壇中通過微生物自然發(fā)酵而成,色澤鮮紅、鮮香酸爽、回味酸甜。
貴州酸湯主要通過農(nóng)戶自制或小作坊式自然發(fā)酵而成,品質(zhì)和風(fēng)味會(huì)根據(jù)地域、氣候環(huán)境等因素的變化而變化,微生物菌群的組成也不相同,但主要優(yōu)勢菌株為乳酸菌。乳酸菌在食品工業(yè)被廣泛應(yīng)用,也是貴州酸湯中的優(yōu)勢微生物,對酸湯中乳酸菌進(jìn)行研究,有利于縮短酸湯的發(fā)酵周期、提高產(chǎn)品的品質(zhì)和安全性。本文就貴州酸湯中乳酸菌的主要種類及功能、研究手段、對酸湯品質(zhì)的影響進(jìn)行了綜述,并展望了其發(fā)展趨勢,為利用乳酸菌生產(chǎn)貴州酸湯提供參考。
需要指出的是,微生物形態(tài)學(xué)特征和生理生化實(shí)驗(yàn)鑒定不能精確地測定貴州酸湯中微生物的種類,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,分子生物學(xué)方法已成為研究貴州酸湯中微生物的主流方法。肖婷婷等人采用Illumina MiSeq高通量測序技術(shù)對貴州黔東南州白酸湯中微生物的群落組成及多樣性進(jìn)行分析,再結(jié)合傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)對白酸湯中優(yōu)勢菌株進(jìn)行篩選,結(jié)果發(fā)現(xiàn)貴州白酸湯樣品中的優(yōu)勢菌株為乳酸桿菌屬()的干酪乳桿菌()和副干酪乳桿菌(),且其中干酪乳桿菌產(chǎn)酸量最高。萬寧威等人通過宏基因組技術(shù)研究了貴州白酸湯發(fā)酵過程中微生物菌群的組成和動(dòng)態(tài)變化,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,貴州白酸湯發(fā)酵過程中主要微生物菌群有維氏乳桿菌()、布氏乳桿菌()、發(fā)酵乳桿菌()、副干酪乳桿菌、解淀粉乳桿菌()等乳桿菌,且維氏乳桿菌在發(fā)酵的前中后期均為優(yōu)勢菌。
在貴州不同地區(qū)、不同地理環(huán)境中采集的酸湯樣品中,均鑒定出乳酸菌為優(yōu)勢菌株,說明貴州酸湯中的功能微生物為乳酸菌。但不同樣品中鑒定出的乳酸菌種類有所不同,這說明隨著環(huán)境、氣候的變化,不同地區(qū)酸湯中的乳酸菌種類也在發(fā)生變化。
乳酸菌的種類繁多,在食品工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛,是很多發(fā)酵食品中的發(fā)酵劑。目前,在其他發(fā)酵食品中,對乳酸菌的應(yīng)用和研究比較成熟。從前人對貴州酸湯的研究報(bào)道中可以看出,貴州酸湯中乳酸菌的種類有很多,且有很多功能,在提高貴州酸湯營養(yǎng)價(jià)值的同時(shí),也提高了酸湯的風(fēng)味品質(zhì)。
比如,乳酸菌有產(chǎn)酸、抗氧化、降解亞硝酸鹽、產(chǎn)γ-氨基丁酸、產(chǎn)細(xì)菌素、產(chǎn)胞外多糖、產(chǎn)共軛亞油酸等功能。乳酸菌產(chǎn)生的有機(jī)酸有乳酸、乙酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸等,有機(jī)酸能抑制酸湯中雜菌的生長,延長酸湯的保質(zhì)期,提升產(chǎn)品品質(zhì)。乳酸菌還具有良好的抗氧化性,能夠較好地清除羥自由基(·OH)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)和超氧陰離子自由基(O·)。研究表明,乳酸菌還能有效降解發(fā)酵食品中的亞硝酸鹽。吳姝等人通過在貴州酸湯中添加乳酸加強(qiáng)發(fā)酵,和自然發(fā)酵進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)乳酸菌加強(qiáng)發(fā)酵的酸湯中亞硝酸鹽的含量明顯減少。此外,乳酸菌產(chǎn)生的功能性物質(zhì)γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)是一種天然活性成分,有降低血壓、降低血氨、提高腦活力等作用。乳酸菌細(xì)菌素(Bacteriocins of LAB)是指乳酸菌在代謝過程中由核糖體合成的一類具有抑菌活性的多肽或前體多肽,它在抑制貴州酸湯腐敗菌與病原微生物等方面起著重要作用。
早期對貴州酸湯中乳酸菌進(jìn)行研究時(shí)主要采用傳統(tǒng)生物學(xué)手段,通過對樣品分離培養(yǎng)后觀察微生物形態(tài)學(xué)特征,同時(shí)結(jié)合生理生化實(shí)驗(yàn)進(jìn)行鑒定。傳統(tǒng)的分離培養(yǎng)、鑒定手段耗時(shí)、耗力,在鑒定結(jié)果上也存在一定誤差,不能精確反映酸湯中乳酸菌的組成結(jié)構(gòu)。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,目前對貴州酸湯乳酸菌的研究采用了很多現(xiàn)代分子生物學(xué)的手段,通過現(xiàn)代分子生物學(xué)手段,能精確反映貴州酸湯中乳酸菌的組成與種類。
常用的現(xiàn)代分子生物學(xué)手段有16S rRNA基因測序方法,王若曦在對貴州傳統(tǒng)發(fā)酵酸湯中的微生物群落結(jié)構(gòu)特征及功能微生物的發(fā)掘研究中,從貴州凱里酸湯樣品中培養(yǎng)分離出116株菌,通過16S rRNA的基因測序方法進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)52.8%為乳桿菌屬。
此外,宏基因組方法也能準(zhǔn)確鑒定貴州酸湯中乳酸菌的組成結(jié)構(gòu),同時(shí)也能反映其他微生物的組成及動(dòng)態(tài)變化,此方法省時(shí)省力,且精確度很高,目前被廣泛應(yīng)用于食品分析當(dāng)中,被越來越多的學(xué)者所關(guān)注。
近年來,隨著非培養(yǎng)法高通量測序技術(shù)發(fā)展日漸成熟,現(xiàn)在很多學(xué)者在對貴州酸湯中微生物的研究中也應(yīng)用到了該技術(shù)。高通量測序技術(shù)能同時(shí)對幾十萬個(gè)至幾百萬個(gè)DNA分子進(jìn)行測序,能真實(shí)、全面、準(zhǔn)確地反映貴州酸湯中微生物的結(jié)構(gòu)群落信息。
從其他學(xué)者的研究報(bào)道中不難看出,乳酸菌是貴州酸湯中的優(yōu)勢微生物,對酸湯的品質(zhì)有著很大的影響。鄭莎莎等人利用從自然發(fā)酵的酸湯中分離的2株干酪乳桿菌、鼠李糖乳桿菌制成菌劑,復(fù)合接種于番茄汁中進(jìn)行發(fā)酵,通過與自然發(fā)酵酸湯的理化品質(zhì)進(jìn)行對比,研究表明接種乳酸菌發(fā)酵的酸湯中有機(jī)酸積累較快,發(fā)酵至第5d時(shí)pH可達(dá)到3.18±00,氨基酸態(tài)氮顯著高于自然發(fā)酵,亞硝酸鹽含量顯著低于自然發(fā)酵,發(fā)酵周期從15d縮短至5d。酸湯中接種乳酸菌強(qiáng)化發(fā)酵,既可以增加酸湯的風(fēng)味品質(zhì),又可以縮短發(fā)酵周期和提高產(chǎn)品安全性。
吳姝等人對自然與乳酸菌強(qiáng)化發(fā)酵過程中紅酸湯的品質(zhì)變化進(jìn)行了研究,以總酸、亞硝酸鹽、pH、還原糖、可溶性固形物、水分、抗壞血酸等理化性質(zhì)為檢測指標(biāo)。研究表明,添加乳酸菌強(qiáng)化發(fā)酵的酸湯中總酸含量保持在較高水平,對應(yīng)的pH保持在較低水平,亞硝酸鹽含量始終保持在較低水平。在酸湯整個(gè)發(fā)酵期間,自然與乳酸菌強(qiáng)化發(fā)酵紅酸湯的還原糖、可溶性固形物、抗壞血酸均呈下降趨勢,且乳酸菌強(qiáng)化發(fā)酵縮短了發(fā)酵周期,并降低了亞硝酸鹽的含量。
有學(xué)者將嗜酸乳桿菌∶植物乳桿菌∶鼠李糖乳桿菌為1∶1∶1作為菌種發(fā)酵劑添加到酸湯中進(jìn)行強(qiáng)化發(fā)酵,對比研究自然發(fā)酵紅酸湯與強(qiáng)化發(fā)酵紅酸湯中pH、還原糖含量、總酸含量、亞硝酸鹽含量及羥自由基、DPPH自由基、超氧陰離子自由基清除率的變化規(guī)律。研究表明,強(qiáng)化發(fā)酵方式可加快發(fā)酵過程中有機(jī)酸的產(chǎn)生速度,強(qiáng)化發(fā)酵的紅酸湯達(dá)到食用標(biāo)準(zhǔn)僅需要5d左右,而傳統(tǒng)自然發(fā)酵的至少需要10d。與傳統(tǒng)自然發(fā)酵的紅酸湯相比,強(qiáng)化發(fā)酵紅酸湯的亞硝酸鹽含量也較低,DPPH自由基、羥基自由基、超氧陰離子自由基的清除率均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長而增加,呈現(xiàn)出更強(qiáng)的抗氧化活性。
總的來看,乳酸菌的強(qiáng)化發(fā)酵能增加酸湯中有機(jī)酸的含量、降低亞硝酸鹽的含量、縮短發(fā)酵周期、提升酸湯的品質(zhì)、提高產(chǎn)品安全性。
綜上,目前食品行業(yè)對乳酸菌的研究和應(yīng)用均很廣泛,但其在貴州酸湯中的研究還相對單一。將從酸湯中分離的乳酸菌作為發(fā)酵劑添加到酸湯中強(qiáng)化發(fā)酵,能提升酸湯的品質(zhì)和安全性,但單獨(dú)作為發(fā)酵劑發(fā)酵的酸湯風(fēng)味還是不能與自然發(fā)酵的酸湯風(fēng)味相媲美,所以研制優(yōu)良的酸湯乳酸發(fā)酵劑是目前研究的一大趨勢。