張然，鄭麗雪，劉晶晶

(常熟理工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500)

接種法制作芡實(shí)莖泡菜工藝研究

張然，鄭麗雪，劉晶晶

(常熟理工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500)

以芡實(shí)莖為原料，探討接種法制作芡實(shí)莖泡菜的工藝。以產(chǎn)酸率、感官評(píng)價(jià)的綜合評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化得出芡實(shí)莖泡菜最佳工藝：乳酸菌接種量5%，食鹽添加量6%，白砂糖添加量4%，在此條件下所得的泡菜綜合評(píng)分為190.1，明顯高于自然發(fā)酵所得芡實(shí)莖泡菜的綜合評(píng)分(144.6)。在發(fā)酵期間，接種法制作的芡實(shí)莖泡菜中亞硝酸鹽含量始終低于自然發(fā)酵制作的芡實(shí)莖泡菜，亞硝酸鹽峰值為2.099 mg/kg，低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)于自然發(fā)酵。

芡實(shí)莖；乳酸菌；接種法；正交實(shí)驗(yàn)

芡實(shí)(Euryaleferox)為睡蓮科水生草本植物芡實(shí)屬的唯一種,在我國(guó)中南、西南、華東、東北等地均有出產(chǎn)[1]，芡實(shí)種仁含有豐富的碳水化合物、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)芡實(shí)種仁含有抗氧化物質(zhì)[2]，在芡實(shí)種仁剝?nèi)『罅粝麓罅康募庸じ碑a(chǎn)品，包括芡實(shí)莖、葉、果皮，含有豐富的黃酮類物質(zhì)[3]。其中芡實(shí)莖又名“雞頭菜”，《本草綱目》記載:芡實(shí)莖具止煩渴，除虛熱功效，主要產(chǎn)于春季，不易貯藏，銷售半徑小。傳統(tǒng)泡菜加工發(fā)酵速度慢，品質(zhì)不穩(wěn)定[4-6]，用科學(xué)方法探索優(yōu)良的制作工藝不僅能夠降低亞硝酸鹽的含量，還使泡菜的風(fēng)味、口感更能滿足人們的需要。本文主要以芡實(shí)莖為原材料，利用正交實(shí)驗(yàn)獲得接種發(fā)酵制作芡實(shí)莖泡菜的最佳工藝，并與自然發(fā)酵工藝進(jìn)行對(duì)比研究，為芡實(shí)副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化加工提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

芡實(shí)莖：購(gòu)自蘇州同里芡實(shí)生產(chǎn)基地；食鹽、白砂糖、白酒：均為市售；蛋白胨、大豆蛋白胨、胰蛋白胨、牛肉膏、酵母膏：均為BR級(jí)，購(gòu)于北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；硼酸、亞鐵氰化鉀、乙酸鋅、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、氫氧化鈉：均為AR級(jí)。

1.2 儀器與設(shè)備

pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司；電熱恒溫培養(yǎng)箱 上海索譜儀器有限公司；SW-CJ-2F型雙人雙面凈化工作臺(tái) 上海金鵬分析儀器有限公司；FA604A電子天平 上海精天電子儀器有限公司；數(shù)碼顯微鏡 麥克奧迪實(shí)業(yè)集團(tuán)公司。

1.3 方法

1.3.1 芡實(shí)莖泡菜制作流程

選無傷痕、去須去根的芡實(shí)莖(直徑在0.8～1.4 cm間)→預(yù)處理(清潔后切制成0.4 cm厚，瀝干，稱量100 g)→裝壇(有水封裝置的2000 mL泡菜壇)→冷開水中加入一定量的食鹽并接種乳酸菌，使液面高于芡實(shí)莖2.0 cm→密封→發(fā)酵→成品。

1.3.2 自然發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜中植物乳酸菌的分離純化操作流程

泡菜汁→平板劃線→幾代純化→純菌株編號(hào)后于4 ℃保藏。

1.3.3 自然發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜中乳酸菌的鑒定[7]

1.3.3.1 形態(tài)學(xué)鑒定

觀察、分析培養(yǎng)基平板上的菌落特征：進(jìn)行革蘭氏染色、芽孢染色于100倍油鏡下觀察，記錄菌體形態(tài)。

1.3.3.2 生化特性鑒定

采用明膠液化、吲哚實(shí)驗(yàn)、糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)、硫化氫實(shí)驗(yàn)、接觸酶反應(yīng)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行鑒定。

1.3.4 芡實(shí)莖泡菜的評(píng)價(jià)方法

1.3.4.1 產(chǎn)酸率測(cè)定

產(chǎn)酸率測(cè)定采用0.1 mol/L的NaOH堿液滴定，以酚酞為指示劑，分析結(jié)果以泡菜汁中乳酸百分含量表示，公式為：

產(chǎn)酸率(%)=NNaOH×VNaOH×0.09/V樣品。

1.3.4.2 感官評(píng)分測(cè)定

對(duì)芡實(shí)莖泡菜的色澤、香味、滋味及脆度等感官質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定，由10位有食品感官學(xué)基礎(chǔ)的同學(xué)組成評(píng)定小組按照表1進(jìn)行評(píng)分，以100分制評(píng)定。

表1 芡實(shí)莖泡菜感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.4.3 芡實(shí)莖泡菜的綜合評(píng)價(jià)

對(duì)芡實(shí)莖泡菜采用綜合評(píng)價(jià)方式：

綜合評(píng)分=產(chǎn)酸率(%)×20+感官評(píng)分。

1.3.4.4 亞硝酸鹽含量測(cè)定[8,9]

根據(jù)GB 5009.33-2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定》中鹽酸萘乙二胺法對(duì)亞硝酸鹽進(jìn)行測(cè)定。

1.3.5 影響接種法制作芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分的單因素實(shí)驗(yàn)

1.3.5.1 不同乳酸菌菌株對(duì)接種法制作芡實(shí)莖泡菜產(chǎn)酸率及感官評(píng)分的影響

食鹽添加量4%，白砂糖添加量2%，分別將1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)乳酸菌按2%的接種比例接種于芡實(shí)莖泡菜中，常溫發(fā)酵，隔24 h測(cè)1次產(chǎn)酸率，考察不同乳酸菌接種量對(duì)發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜的影響。發(fā)酵結(jié)束時(shí)(第7天)進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.5.2 乳酸菌接種量對(duì)接種法制作芡實(shí)莖泡菜的影響

選擇1.3.5.1結(jié)果最優(yōu)的菌株進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，食鹽添加量4%，白砂糖添加量2%，以2%，4%，6%，8%，10%乳酸菌接種于泡菜中，考察不同乳酸菌接種量對(duì)發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜的影響。發(fā)酵結(jié)束時(shí)(第7天)測(cè)產(chǎn)酸率并進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.5.3 食鹽添加量對(duì)接種法制作芡實(shí)莖泡菜的影響

選擇1.3.5.1綜合評(píng)定結(jié)果最優(yōu)的菌株和1.3.5.2結(jié)果最優(yōu)的接種量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，白砂糖添加量2%，分別添加2%，4%，6%，8%，10%的食鹽于泡菜中，考察不同食鹽添加量對(duì)發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜的影響。發(fā)酵結(jié)束時(shí)(第7天)測(cè)產(chǎn)酸率并進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.5.4 白砂糖添加量對(duì)接種法制作芡實(shí)莖泡菜的影響

選擇1.3.5.1結(jié)果最優(yōu)的菌株，1.3.5.2結(jié)果最優(yōu)的接種量和1.3.5.3結(jié)果最優(yōu)的食鹽添加量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別添加2%，4%，6%，8%，10%的白砂糖于泡菜中，考察不同白砂糖添加量對(duì)發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜的影響。發(fā)酵結(jié)束時(shí)(第7天)測(cè)產(chǎn)酸率并進(jìn)行感官評(píng)定。

1.3.6 正交實(shí)驗(yàn)

以芡實(shí)莖泡菜的綜合評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)因素水平表見表2。

表2 接種法制作芡實(shí)莖泡菜實(shí)驗(yàn)因素水平表 %

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌篩選及形態(tài)學(xué)特征

芡實(shí)莖泡菜汁分離純化后篩選出3株革蘭氏染色陽(yáng)性、芽孢染色陰性、糖發(fā)酵試驗(yàn)陽(yáng)性、明膠液化實(shí)驗(yàn)、H2S實(shí)驗(yàn)、吲哚實(shí)驗(yàn)及接觸酶反應(yīng)均為陰性的菌株，菌株編號(hào)分別為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)，其菌落形態(tài)特征及菌體形態(tài)特征見表3，均為桿狀菌，前人在研究中對(duì)泡菜中的植物乳酸菌進(jìn)行篩選和鑒定時(shí)也發(fā)現(xiàn)植物乳桿菌是泡菜中后期發(fā)酵的主要種類[7]。

表3 乳酸菌菌株菌落及菌體形態(tài)特征

2.2 單因素實(shí)驗(yàn)

2.2.1 不同乳酸菌菌株對(duì)接種法制作芡實(shí)莖泡菜產(chǎn)酸率及感官評(píng)分的影響

圖1 不同乳酸菌菌株對(duì)乳酸菌發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜對(duì)產(chǎn)酸率的影響

由圖1可知，在發(fā)酵前6天，各組芡實(shí)莖泡菜產(chǎn)酸率都在增長(zhǎng)，均在第6天達(dá)到峰值，接種2號(hào)菌株發(fā)酵的芡實(shí)莖泡菜的產(chǎn)酸率最高，為0.38%。到第7天發(fā)酵結(jié)束時(shí)，2號(hào)菌株的產(chǎn)酸率仍高于1號(hào)和3號(hào)。植物乳酸菌在發(fā)酵期間對(duì)乳酸的積累起到了重要作用，在前6天中產(chǎn)酸能力迅速得到了提高，與前人的研究結(jié)果一致。發(fā)酵結(jié)束時(shí)(第7天)進(jìn)行感官品評(píng)，結(jié)果見表4。

表4 不同乳酸菌菌株對(duì)乳酸菌發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜對(duì)感官評(píng)分的影響

由表4可知，2號(hào)菌株接種發(fā)酵的芡實(shí)莖泡菜感官評(píng)分略高于另兩種菌株，這和良好的產(chǎn)酸率使泡菜的酸度適中有助于提高感官評(píng)分有關(guān)。綜合感官評(píng)分及產(chǎn)酸率兩方面結(jié)果，選擇2號(hào)菌株進(jìn)行進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)。

2.2.2 乳酸菌接種量對(duì)接種法制作芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分的影響

表5 乳酸菌接種量對(duì)芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分的影響

由表5可知，乳酸菌接種量為6%的芡實(shí)莖泡菜的產(chǎn)酸率最高，乳酸菌接種量為4%的芡實(shí)莖泡菜感官評(píng)價(jià)及綜合評(píng)分均最高，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)該組泡菜色澤均勻，有泡菜發(fā)酵香氣，脆度及咀嚼感一般，綜合感官評(píng)分及產(chǎn)酸率兩方面結(jié)果，認(rèn)為乳酸菌接種量4%最理想，故選擇乳酸菌接種量3%，4%，5%進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

2.2.3 食鹽添加量對(duì)接種法制作芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分的影響

表6 食鹽添加量對(duì)乳酸菌發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分的影響

由表6可知，食鹽添加量為6%時(shí)，產(chǎn)酸率及感官評(píng)最高，食鹽添加量增加到10%時(shí)，產(chǎn)酸率最低，可能是由于較高的食鹽濃度對(duì)植物乳桿菌的抑制作用強(qiáng)，不利于乳酸發(fā)酵[10]。綜上考慮，選擇食鹽添加量5%，6%，7%進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

2.2.4 白砂糖添加量對(duì)接種法制作芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分的影響

表7 白砂糖添加量對(duì)乳酸菌發(fā)酵芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分的影響

由表7可知，白砂糖添加量為8%時(shí)感官評(píng)分最高，白砂糖添加量為4%時(shí)，產(chǎn)酸率及綜合評(píng)分均最高，選擇白砂糖添加量3%，4%，5%進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。

2.3 正交實(shí)驗(yàn)

以感官評(píng)分和產(chǎn)酸率的綜合評(píng)分為評(píng)價(jià)指標(biāo)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)，以獲得最佳工藝條件，結(jié)果見表8。

表8 接種法制作芡實(shí)莖泡菜L9(34)正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由表8可知，影響乳酸菌發(fā)酵泡菜綜合評(píng)分的因素主次順序?yàn)镃(白砂糖添加量)>B(食鹽添加量)>A(乳酸菌接種量)。

最佳工藝組合為A3B2C2，即接種乳酸菌發(fā)酵泡菜的最佳工藝條件為乳酸菌接種量5%，食鹽添加量6%，白砂糖添加量4%。

2.4驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)及不同制作方法對(duì)芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分對(duì)比研究

表9 不同制作方法對(duì)芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分的影響

在接種法制作芡實(shí)莖泡菜最佳工藝條件，即：乳酸菌接種量5%,食鹽添加量6%，白砂糖添加量4%的條件下，所得的泡菜綜合評(píng)分為190.1，產(chǎn)酸率為0.47%，感官評(píng)分為96.1，泡菜色澤鮮綠均勻，有濃郁的乳酸發(fā)酵的香味，口感脆嫩，酸咸味適中，發(fā)酵速度較快。

自然發(fā)酵7天所得的芡實(shí)莖泡菜綜合評(píng)分為144.6，產(chǎn)酸率為0.31%，感官評(píng)分為82.6，泡菜色澤一般，邊緣較暗，有乳酸發(fā)酵的香味，脆度一般，酸度較弱，發(fā)酵速度一般。

2.5接種法發(fā)酵泡菜和自然發(fā)酵泡菜1周內(nèi)亞硝酸鹽含量的對(duì)比

圖2 芡實(shí)莖泡菜發(fā)酵1周內(nèi)亞硝酸鹽含量的變化

由圖2可知，在發(fā)酵期間接種法制作的泡菜中亞硝酸鹽含量始終低于自然發(fā)酵制作的泡菜。在發(fā)酵前3天，自然發(fā)酵泡菜中亞硝酸鹽的含量增長(zhǎng)明顯，這是由于蔬菜芡實(shí)莖本身含有一定量的硝酸鹽，在發(fā)酵初期細(xì)菌中存在著大量的具有硝酸鹽還原能力的大腸桿菌等雜菌，使得硝酸鹽被還原成亞硝酸鹽。隨著發(fā)酵的進(jìn)行，pH值開始下降，酸降解逐漸增加，亞硝酸鹽含量逐漸下降[11]。接種法制作的芡實(shí)莖泡菜在第4天出現(xiàn)一個(gè)很小的亞硝峰，峰值為2.099 mg/kg，自然發(fā)酵的芡實(shí)莖泡菜亞硝峰出現(xiàn)在第3天，為4.545 mg/kg，明顯高于接種法制作的芡實(shí)莖泡菜[12]。表明接種法制作芡實(shí)莖泡菜有利于抑制亞硝酸鹽的產(chǎn)生，減少亞硝酸鹽含量的積累，提高了芡實(shí)莖泡菜食用的安全性。

3 結(jié)論

接種法制作芡實(shí)莖泡菜影響綜合評(píng)分的因素主次順序?yàn)镃(白砂糖添加量)>B(食鹽添加量)>A(乳酸菌接種量)。最佳工藝條件為乳酸菌接種量5%，食鹽添加量6%，白砂糖添加量4%，此工藝下制作的芡實(shí)莖泡菜的綜合評(píng)分為190.1，高于自然發(fā)酵泡菜的綜合評(píng)分(144.6)。在發(fā)酵期間接種法制作的芡實(shí)莖泡菜中亞硝酸鹽含量始終低于自然發(fā)酵制作的芡實(shí)莖泡菜。

[1]Huang Yongjiang,Ji Xueping,Su Tao.Fossil seeds of Euryale (Nymphaeaceae) indicate a lake or swamp environment in the late miocene Zhaotong basin of southwestern China[J].Sci.Bull,2015,60(20):1768-1777.

[2]Lee S E,Ju E M,Kim J H.Antioxidant activity of extracts fromEuryaleferoxseed[J].Exp.Mol.Med.，2002,34:100-106.

[3]張然,徐燕杰,王晶,等.大孔吸附樹脂純化芡實(shí)葉中黃酮類物質(zhì)[J].食品研究與開發(fā),2013,34(10):32-35.

[4]孫志惠,石晶紅,雍雅萍.利用野生乳酸菌菌株優(yōu)化泡菜配方[J].中國(guó)調(diào)味品,2016,41(12):33-37.

[5]鄭炯,黃明發(fā).泡菜發(fā)酵生產(chǎn)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)調(diào)味品,2007(5):22-25.

[6]徐瑩,李景軍,何國(guó)慶.食用泡菜安全性分析[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2005(4):56-57.

[7]唐鵬程,焦士蓉,閔甜,等.泡菜中植物乳酸菌的篩選與鑒定[J].中國(guó)調(diào)味品,2011,36(3):52-55.

[8]楊瑞，張偉，徐小會(huì).泡菜發(fā)酵過程中主要化學(xué)成分變化規(guī)律的研究[J].食品工業(yè)科技,2005,26(2):95-98.

[9]GB 5009.33-2010,食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測(cè)定[S].

[10]成希祥.響應(yīng)面優(yōu)化烏塌菜泡菜生產(chǎn)工藝[J].食品工業(yè),2016,37(2):13-16.

[11]白天紅,龐偉華.人工接種乳桿菌發(fā)酵黃瓜泡菜的研究[J].中國(guó)乳業(yè),2009(2):62-63.

[12]李南薇,李寧,廖桂全.乳酸菌發(fā)酵泡菜的特性研究[J].陜西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2008,26(5):68-71.

StudyonInoculatedFermentationTechnologyofPickledEuryaleferoxStem

ZHANG Ran, ZHENG Li-xue, LIU Jing-jing

(College of Biology and Food Engineering,Changshu Institute of Technology,Changshu 215500,China)

Euryaleferoxstem is used as raw material,acid-producing rate and sensory evaluation score are as assessment indexes,the process technology of lactic acid bacteria inoculated and fermented pickledEuryaleferoxstem is optimized by orthogonal experiments,the results show that the optimal formula are 5% lactic acid bacteria inoculation amount, 6% salt additive amount and 4% sugar additive amount,and the composite grade point reaches 190.1,which is significantly higher than that of natural fermented pickledEuryaleferoxstem(144.6).Nitrite content in inoculated and fermented pickle is always lower than that in natural fermented pickledEuryaleferoxstem, the nitrite peak in inoculated and fermented pickle is 2.099 mg/kg, which is lower than that of national standard and better than that of natural fermentation.

Euryaleferoxstem;lactic acid bacteria;inoculation method;orthogonal test

TS255.54

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.11.019

1000-9973(2017)11-0088-04

2017-05-16

張然(1973-)，女，副教授，碩士，研究方向：食品科學(xué)與工程。