泡菜生产的微生物区系分析

张宗舟，王玉洁*，石宝珍

（1.天水师范学院生命科学与化学学院，甘肃天水741001；2.甘肃天水岐黄药业有限责任公司，甘肃天水741018；3.甘肃瑞霖医药生物有限责任公司，甘肃天水741020）

泡菜生产的微生物区系分析

张宗舟1，王玉洁2*，石宝珍3

（1.天水师范学院生命科学与化学学院，甘肃天水741001；2.甘肃天水岐黄药业有限责任公司，甘肃天水741018；3.甘肃瑞霖医药生物有限责任公司，甘肃天水741020）

通过对泡菜水的微生物区系分析，证明了泡菜发酵是一种特殊的混菌共酵。发酵初期，各类微生物相互竞争，大量繁殖，数量增加较快，渐而乳酸菌、醋酸菌成为优势菌群，泡菜液的pH值开始明显下降，其他微生物受到抑制。在发酵2～3d，微生物数量达到高峰，之后所有微生物数量开始下降，并逐渐平稳。整个泡菜发酵周期确定为7d，在泡菜发酵第7天，乳酸菌群数量245.0×105～404.6× 105CFU/mL；醋酸菌群数量13.1×104～14.0×104CFU/mL；丁酸菌群数量2.5×103～3.2×103CFU/mL；酵母菌群数量4.0×102～5.1×102CFU/mL。微生物的数量变化说明了泡菜的发酵过程，在生产中注意把握微生物的变化动态，有利于控制产品质量。

泡菜；微生物；区系；发酵；乳酸菌群

泡菜，古称葅，1400年以前已有记载。泡菜是以甘蓝、胡萝卜等为原料，经洗涤、切分处理后放入泡菜坛内，加入一定浓度的食盐溶液，再经乳酸发酵等制成的一种腌制蔬菜制品[1]。泡菜味道宜人，组织脆嫩，盛产于四川，流行于全国。凡含纤维丰富的蔬菜、水果，都可以用来腌制泡菜。泡菜含有丰富的维生素和钙、磷等无机物，既能为人体提供充足的营养，又能预防动脉硬化等疾病[2]。有人认为泡菜是乳酸发酵，乳酸菌越纯，泡菜质量越好，越具有吸引力。实际上泡菜发酵和乳酸发酵从发酵机理到发酵工艺都有很大的差异[3-4]。从生物化学角度来讲，泡菜是酿造而不是发酵，只是人们习惯称泡菜发酵。泡菜在发酵过程中参与的微生物比较复杂，其是多种微生物共同发酵的结果[5-6]。发酵初期，多种微生物对环境因素以及营养物质进行竞争，形成一种动态平衡。发酵稳定后，泡菜成熟，营养物质比较恒定，泡菜内部条件基本不变，蔬菜得以较长时间保存[7-10]。微生物决定着泡菜的风味、质量，直接影响着泡菜的发酵进程和泡菜的保存期。发酵过程中微生物的种类与数量的变化可以解释泡菜的发酵原理，泡菜的发酵工艺[11-12]。本研究采用4种常用泡菜原料—苹果、白萝卜、黄萝卜、大白菜，分别在同一种工艺、同一种泡菜母液、同样的发酵条件、同样的发酵时间下，定期测定主要微生物数量[13-14]。因乳酸菌群、醋酸菌群、丁酸菌群和酵母菌群是主体菌群，所以只测这4类菌群，测定结果供有关科技工作人员参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 原料

苹果、白萝卜、黄萝卜和大白菜均为天水当地生产。食盐：天水市盐业公司，满足国标GB5461—2000《食用盐》中二级标准。花椒、白酒由陇南市生产。

1.1.2 培养基[15-16]

醋酸菌培养基：葡萄糖10g、酵母膏10g、CaCO310g、琼脂20g、蒸馏水1 000mL，pH 6.8；

乳酸菌培养基：牛肉膏10g、蛋白胨10g、酵母膏10g、葡萄糖10g、吐温80 0.1mL、K2HPO42g、MgSO4·7H2O 0.6g、MnSO4·4H2O 0.3g、琼脂20g、蒸馏水1 000mL；

丁酸细菌用牛肉膏蛋白胨培养基：牛肉膏10g、蛋白胨10g、酵母膏10g、葡萄糖10g、吐温80 0.1mL、K2HPO42g、MgSO4·7H2O 0.6g、MnSO4·4H2O 0.3g、琼脂20g、蒸馏水1 000mL；

酵母菌用麦芽汁琼脂培养基：干麦芽与水比例为1∶4，在65℃水浴中糖化3～4h，糖化程度可用碘滴定至不变色，说明全部糖化。加水约20mL，过滤。将滤液稀释到糖度5～6°Bé，pH值约6.4，加入2%琼脂。

1.2 仪器与设备

DZKW-4型电子恒温水浴锅：黄骅市渤海电器厂；722型分光光度计：上海欣茂仪器有限公司；PHS-2C型精密酸度计：上海虹益仪器仪表有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 泡菜发酵工艺

操作说明：将4种原料苹果、白萝卜、黄萝卜、大白菜分别称2kg，洗净，切片。都用3 000mL 6%食盐水为发酵液，加入母液50mL、花椒20g和52度白酒30mL，入泡菜坛，用双层保鲜膜封口，置25℃发酵。

1.3.2 试验设计

发酵时间从封口开始设为1d、2d、3d、4d、5d、6d、7d。每隔1d取样，每次取样20mL。测pH值，并稀释、涂布，在25℃条件下培养3d。测定泡菜发酵液中微生物数量（CFU/mL）[17-19]。微生物数量用稀释平板法测定，接种时细菌用103、104、105稀释倍数计数；酵母菌用101、102、103稀释倍数计数。计数时取3个稀释度中菌落数较接近的平皿进行统计，重复测定3次取平均值。

2 结果与分析

2.1 泡菜发酵液中乳酸菌群数量变化[20-21]

如图1所示，乳酸菌群的数量大约在16.2×105～440.8×105CFU/mL。乳酸菌在前2d数量较低，第2～3天数量增长迅速，在第3天达到高峰，产生的乳酸相对较多，乳酸菌属于广谱抗菌物，在达到一定量时，其他微生物被乳酸菌产生的乳酸抑制，泡菜微生物形成一种平衡。3～4d乳酸菌数量缓慢下降，5d后趋于稳定。各种原料发酵液的乳酸菌数量差异不太大，达到一种平衡。

图1 发酵时间对发酵液中乳酸菌群数量的影响Fig.1 Effect of fermentation time on lactic acid bacteria amount in fermented liquid

2.2 泡菜发酵液中醋酸菌群数量变化

图2 发酵时间对发酵液中醋酸菌群数量的影响Fig.2 Effect of fermentation time on acetic acid bacteria amount in fermented liquid

如图2所示，醋酸菌群的数量9.0×104～15.8×104CFU/mL，各种原料的发酵液中，醋酸菌变化趋势相同，都是在第1天数量较低，在2～3d达到高峰，4d后基本稳定。醋酸菌群在4种发酵液中的数量差异很小，且全部低于乳酸菌。泡菜产品的特色就是乳酸中有醋酸，醋酸中有乳酸，使得成品口感清爽宜人。

2.3 泡菜发酵液中丁酸菌群数量变化

图3 发酵时间对发酵液中丁酸菌群数量的影响Fig.3 Effect of fermentation time on butyric acid bacteria amount in fermented liquid

如图3所示，丁酸细菌群的数量2.0×103～8.6×103CFU/mL，各种原料发酵液中的丁酸菌群数量变化趋势相同，都是在第2天达到高峰，以后逐渐下降，一直到第7天丁酸菌群数仍呈下降趋势，且数量均小于乳酸菌和醋酸菌群，说明丁酸菌的代谢可能受到乳酸菌和醋酸菌的抑制。丁酸菌群代谢产物是丁酸，丁酸的味道沉闷，如果丁酸多了，会给泡菜带来不愉悦的气味，如果泡菜中没有丁酸，会让人感到味淡薄，特色不明显。

2.4 泡菜发酵液中酵母菌群数量变化

图4 发酵时间对发酵液中酵母菌数量的影响Fig.4 Effect of fermentation time on yeast amount in fermented liquid

如图4所示，泡菜中酵母菌群数量为3.5×102～36.4×102CFU/mL。各种原料发酵液中酵母菌都在第2天达到高峰，以后逐渐下降，但下降速度有差异，5d后数量基本稳定。酵母菌的作用是将葡萄糖在缺氧的条件下转化为乙醇，乙醇的存在使泡菜更香，醇酸酯化，酯类物质含量会增加，但酵母菌增加（特别是野生耐盐酵母）会使发酵液中出现白花，影响泡菜的质量，缩短泡菜的保存期。

2.5 泡菜发酵过程中发酵液的pH值变化

图5 发酵时间对发酵液pH的影响Fig.5 pH changes of pickle in different raw material at different time

4种泡菜发酵过程中的发酵液pH值变化如图5所示，在发酵的前3d，pH值迅速下降，第3天后下降速度缓慢，4d之后pH值稳定，pH值约为3。由于在发酵48～72h，微生物数量达到高峰，乳酸菌、醋酸菌为优势菌群，其发酵产生的乳酸和醋酸使泡菜液的pH值开始明显下降，其他微生物受到抑制。之后随着代谢产物积累，所有微生物数量开始下降，并渐渐衡定，pH值也基本达到稳定，使泡菜能够较长期保存。

2.6 泡菜中微生物的平衡关系

从以上微生物数量分析中，还能看到泡菜的发酵是一种动态平衡。刚加入原料和发酵母液、盐水时，各种微生物得到营养，且条件适宜于各种微生物生长。母液中、环境带来的、原料表面的各种微生物大量繁殖，数量大增，24h数量是原来的5～20倍。工艺的特色带来产品风格的特色，不同原料，营养成分不同，营养物质的可给性不一样，各种微生物的数量高峰出现的时间和增加的倍数也不一样。在生长繁殖过程中，随着代谢产物的积累，有些微生物被抑制，有些微生物死亡，使得微生物数量降低；平衡期时，泡菜味道已初步形成，pH和菌种数量也基本达到稳定，渐而进入稳定状态。

3 结论

泡菜发酵是一种特殊的混菌共酵，其中乳酸菌、醋酸菌起主要作用，丁酸菌、酵母菌起辅助作用。发酵的第1天，各类微生物大量繁殖，数量增加很快，是一个竞争过程。渐而乳酸菌、醋酸菌成为优势菌群，发酵产生的乳酸和醋酸使泡菜液的pH值开始明显下降，其他微生物受到抑制，pH值在第4天基本稳定。在发酵2～3d，微生物数量达到高峰，之后所有微生物数量开始下降，并渐渐恒定。整个泡菜发酵周期确定为7d，在第7天，4种原料发酵液中乳酸菌群245.0×105～404.6×105CFU/mL；醋酸菌群13.1×104～14.0×104CFU/mL；丁酸菌群2.5×103～3.2×103CFU/mL；酵母菌群4.0×102～5.1×102CFU/mL。说明在泡菜发酵中乳酸菌、醋酸菌起主要作用，这2种菌也是泡菜口感丰厚，酸而不浮的原因。酵母菌群也会因为带来的酒精发酵而使泡菜的香味更浓。这种微生物的数量变化反映了泡菜的发酵过程，在生产中注意把握微生物的变化动态，有利于控制产品质量。

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Microbial flora analysis in pickle production

ZHANG Zongzhou1,WANG Yujie2*,SHI Baozhen3
(1.College of Life Science and Chemistry,Tianshui Normal University,Tianshui 741001,China;2.Gansu Tianshui Qihuang Pharmaceutical Co.,Ltd.,Tianshui 741018,China;3.Gansu Reiseng Pharmaceutical Biotechnology Co.,Ltd.,Tianshui 741020,China)

It was proved that pickle fermentation was a special process with mixed strains through the microbial flora analysis of pickle water.At the beginning of the fermentation,microorganism increased sharply and they competed with each other.Gradually the lactic acid bacteria and acetic acid bacteria became the advantage bacterium group,other microorganisms were suppressed and pH value of the pickle water decreased.The total number of microorganisms reached a peak at the 2～3 d of fermentation,and then all the number of microorganisms began to decline and gradually became stable.The period of pickle fermentation was 7 d,the lactic acid bacteria amount was 245.0×105～404.6×105CFU/ml,acetic acid bacteria amount was 13.1×104～14.0×104CFU/ml,butyric acid bacteria amount was 2.5×103～3.2×103CFU/ml,and the yeast amount was 4.0×102～5.1×102CFU/ml in the 7d. The change of microorganisms illustrated the process of fermentation,which showed that paying attention to the dynamic changes of microorganism was helpful to control the product quality.

pickle;microorganism;flora;fermentation;lactic acid bacteria

TS254.4

A

0254-5071（2014）03-0024-04

10.3969/j.issn.0254-5071.2014.03.007

2014-01-23

甘肃省自然基金（1010RJZE029）

张宗舟（1957-），男，教授，博士，研究方向为应用微生物学。

*通讯作者：王玉洁（1964-），女，工程师，本科，研究方向为药物制剂学。