多菌种耦合发酵保鲜阳荷研究

丁城,刘璐,李桀骜,胡勇

(湖北工业大学 生物工程与食品学院，武汉 430068)

多菌种耦合发酵保鲜阳荷研究

丁城,刘璐,李桀骜,胡勇*

(湖北工业大学 生物工程与食品学院，武汉 430068)

实验目的是探究多菌种耦合发酵对阳荷的保鲜作用，实验中探究了发酵时间、发酵温度、接种量和菌种复配比例对阳荷的保鲜作用，通过正交实验得到最佳条件。结果：植物乳杆菌L.P2∶嗜酸乳杆菌为1∶1，发酵时间为48 h，接种量为0.6%和发酵温度为30 ℃。

阳荷；嗜酸乳杆菌；植物乳杆菌；耦合发酵

阳荷(ZingiberstriolatumDiels)为姜科姜属多年生草本植物，又名野姜、猴姜、瓣姜等，此外，阳荷还是一种营养价值很高的药食同源的膳食纤维蔬菜[1]。阳荷富含蛋白质、氨基酸、维生素、糖类、有机酸、矿物元素以及药用成分α-蒎烯、β-蒎烯等物质，具有活血调经、镇咳去痰、消肿解毒以及抗疾病等功效[2,3]。阳荷是一种生长在山林间的野生蔬菜，植株强健，抗病虫害强，1年种植，多年生长，多年收获，对生长环境要求较低[4]。

阳荷果实含有大量的天然红色素，因此，阳荷呈现鲜红色[5]。目前，随着各个行业的发展，对天然色素的需求与日俱增，天然食用色素的开发已成为热门问题[6-8]。近年来，阳荷主要集中在红色素提取以及理化性质的研究，但其开发利用不是很充分以及阳荷保鲜研究甚少。因此，文章以阳荷为原料，利用传统的发酵工艺，继承并改造，从而保鲜阳荷，延长贮藏期，提高阳荷的品质。

1 实验方法

1.1 材料

1.1.1 实验材料

阳荷：采购于神农架聚丰园农业开发有限公司。

1.1.2 实验仪器

UV-1800紫外可见光分光光度计 日本岛津公司；HH-6型数显恒温水浴锅 国华电器有限公司；KQ-500DV超声清洗仪 昆山市超声仪器有限公司。

1.2 菌种复配

将阳荷清理、筛选后，分别添加3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3的植物乳杆菌L.P2和嗜酸乳杆菌，接种量0.6%，在温度为30 ℃下发酵48 h。

1.3 不同接种量对阳荷品质的影响

将阳荷清理、筛选后，添加一定比例的植物乳杆菌L.P2和嗜酸乳杆菌，其比例为1∶1，然后分别添加接种量为0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%的复合菌种，在温度为30 ℃下发酵48 h。

1.4 发酵温度对阳荷品质的影响

将阳荷清理、筛选后，添加一定比例的植物乳杆菌L.P2和嗜酸乳杆菌，其比例为1∶1，接种量为0.6%，在温度为20，24，28，30，32，36 ℃下分别发酵48 h。

1.5 发酵时间对阳荷品质的影响

参考企业实际生产经验，取发酵时间分别为12，24，32，40，48，56，64，72，80 h。将阳荷清理、筛选后，添加一定比例的植物乳杆菌L.P2和嗜酸乳杆菌，其比例为1∶1，接种量为0.6%，在温度为30 ℃下发酵。

1.6 感官评定

各种食品都具有各自内在和外在的特征。食品的感官性状包括食品的外观、品质和风味，即食品的色、香、味、性、质，是食品质量的重要组成部分。感官检查是指利用人体的感觉器官的感觉即视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉等对食品的色、香、味、形和质等进行综合性评价的一种检验方法。如果感官评定不合格，则不必进行营养成分和有害成分的检测，直接判定为不合格。由于感官检查有一定的主观性，容易受到检查评定者个人好恶的影响，因此通常要采用群检的方式。本实验所进行的感官评定一般采取10人以上的群检，然后取其平均值作为最终的感官评定结果,见表1。

表1 阳荷感官评定表Table 1 Sensory evaluation standards of Zingiber striolatum

续 表

2 结果与分析

2.1 菌种复配对阳荷品质的影响

图1 不同比例菌种对红色素的影响Fig.1 Effect of different ratios of strains on red pigment

图2 不同比例菌种对总酸的影响Fig.2 Effect of different ratios of strains on total acid

由图1和图2可知，植物乳杆菌L.P2比例较大时，对阳荷红色素和总酸影响较大。随着植物乳杆菌L.P2的比例减少和嗜酸乳杆菌的比例增加，红色素和总酸大幅上升。当植物乳杆菌L.P2∶嗜酸乳杆菌为1∶1时，红色素和总酸的含量达到最大值。这可能是阳荷中的红色素含有一种黄酮类化合物，促进两种酸性菌种在酸性条件下生长，利用菌间互利共生关系，在一定的条件下，产生了明显增效协同作用，促进了阳荷红色素更加稳定。

图3 不同比例菌种对阳荷感官评分的影响Fig.3 Effect of different ratios of strains on sensory score of Zingiber striolatum

由图3可知，植物乳杆菌L.P2和嗜酸乳杆菌不同比例对阳荷感官评分也有较大的影响，在植物乳杆菌L.P2∶嗜酸乳杆菌为1∶1时，阳荷呈红色，口感脆嫩，清香，滋味较好，感官评分最高。

2.2 不同接种量对阳荷品质的影响

图4 接种量对红色素的影响Fig.4 Effect of different inoculation amount on red pigment

图5 接种量对总酸的影响Fig.5 Effect of different inoculation amount on total acid

由图4和图5可知，接种量对红色素和总酸的影响较小，随着接种量的增加，红色素呈现逐渐上升至下降的状态，这可能是植物乳杆菌和嗜酸乳杆菌的添加促进红色素稳定，但过量的添加反而使红色素下降，降低了原料品质。因此，植物乳杆菌L.P2和嗜酸乳杆菌最佳接种量为0.6%。红色素的稳定性，但接种量>0.6%时红色素稳定性下降。

图6 接种量对阳荷感官评分的影响Fig.6 Effect of different inoculation amount on sensory score of Zingiber striolatum

由图6可知，随着接种量的增加，阳荷呈现逐渐上升至下降的状态，在接种量为0.6%时，感官评分最高，说明接种量为0.6%时为最佳。

2.3 发酵温度对阳荷品质的影响

图7 发酵温度对红色素的影响Fig.7 Effect of fermentation temperature on red pigment

图8 发酵温度对总酸的影响Fig.8 Effect of fermentation temperature on total acid

由图7和图8可知，随着温度的增加，红色素的含量呈现先上升后下降的稳定趋势，这是因为发酵过程中菌剂的添加促进了乳酸菌的生长，但过高的温度则会抑制微生物生长，从而导致红色素不够稳定。

图9 发酵温度对阳荷感官评分的影响Fig.9 Effect of fermentation temperature on sensory score of Zingiber striolatum

由图9可知，发酵温度为30 ℃时，评分最高。

2.4 发酵时间对阳荷品质的影响

图10 发酵时间对红色素的影响Fig.10 Effect of fermentation time on red pigment

图11 发酵时间对产品感官评分的影响Fig.11 Effect of fermentation time on sensory score of Zingiber striolatum

图12 发酵时间对总酸的影响Fig.12 Effect of fermentation time on total acid

由图10可知，在发酵时间小于48 h时，阳荷红色素逐渐增加，这是因为添加乳酸菌种导致红色素在酸性环境下迅速稳定，但超过48 h后，由于自然光的光照时间对红色素稳定性影响较大，所以其稳定性快速下降。红色素是鉴定阳荷品质好坏的因素之一，由图11可知，中发酵时间对阳荷感官评分的影响较大，在发酵时间为48 h时感官评分最高。由图12可知,随着发酵时间的增加，阳荷中总酸含量逐渐增加，结合图10和图11可知，发酵时间为48 h时为最佳。

2.5 正交实验

在单因素实验基础上，设计菌种复配比例、发酵时间和发酵温度三因素三水平L9(34)的正交实验，各个单因素水平见表2，正交实验结果见表3。

表2 正交实验因素水平Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment

表3 正交实验结果Table 3 The result of orthogonal experiment

续 表

由表3可知，影响阳荷品质的因素的大小顺序为发酵时间>菌种复配比例>发酵温度。同时由正交实验结果可以得出：多菌种耦合发酵保鲜阳荷最佳条件为A2B2C2，即植物乳杆菌L.P2∶嗜酸乳杆菌为1∶1，发酵时间为48 h和发酵温度为30 ℃。

3 结论

实验结果表明多菌种耦合发酵对阳荷保鲜有明显的效果。利用复配菌种之间的互利、竞争、偏利、偏害等共生关系，发酵的过程中逐步形成优势菌种，同时有效抑制有害菌及杂菌的生长。多菌种耦合发酵使阳荷中的红色素更加稳定，同时代谢产物抑制阳荷的褐变。本实验中，探讨了发酵时间、菌种复配比例、发酵温度和菌种添加量对阳荷品质的影响。正交实验结果表明：多菌种耦合发酵保鲜阳荷最佳条件为植物乳杆菌L.P2∶嗜酸乳杆菌为1∶1，发酵时间为48 h和发酵温度为30 ℃。

[1]汪仁银,王宜发.特色蔬菜——阳荷[J].吉林农业,2002(10):18.

[2]《云南植物志》编辑委员会.云南植物志[M].昆明:科技出版社,1997:540.

[3]郝南明,赵保发,胡国海,等.阳荷的化学成分的研究[J].文山师范高等专科学校学报,2004,17(4):379.

[4]解成骏,刘邻渭,李洪潮,等.阳荷红色素的提取工艺及稳定性研究[J].食品研究与开发,2010,31(12):284-288.

[5]陈仕学,郁建平.梵净山野生阳荷红色素的提取及理化性质研究[J].山地农业生物学报,2010,29(5):432-439.

[6]高荣海,张辉,李冬生,等.天然食用色素的研究进展[J].农产品加工,2009(6):64-66.

[7]曾桥,董文宾.功能性食用天然色素研究进展[J].中国调味品,2009,34(5):22-24.

[8]赵海军,汪朝阳,侯晓娜,等.天然红色素的提取研究进展[J].广州化学,2008(3):32-39.

Study on Effect of Coupling Multi-strains Fermentation on FreshPreservation ofZingiberstriolatum

DING Cheng, LIU Lu, LI Jie-ao, HU Yong*

(School of Food and Biological Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)

Investigate the effects of coupling multiple strains fermentation on fresh preservation ofZingiberstriolatum, the effects of different ratios of strains, different inoculation amount, fermentation temperature and fermentation time are investigated. Through the orthogonal design experiments, the optimized conditions are found. Results: the proper ratio ofLactobacillusplantarumL.P2 andLactobacillusacidophilusis 1∶1, the fermentation time is 48 h,the inoculation amount is 0.6%, and the fermentation temperature is 30 ℃.

Zingiberstriolatum;Lactobacillusacidophilus;Lactobacillusplantarum;coupling multi-strains

2017-02-15 *通讯作者

丁城(1991-)，男，湖北武汉人，硕士，研究方向：食品发酵与分子生物学； 刘璐(1992-)，女，湖北宜昌人，硕士，研究方向：食品发酵； 李桀骜(1991-)，男，湖北荆州人，硕士，研究方向：食品发酵； 胡勇(1980-)，男，湖北荆门人，讲师，博士，研究方向：醋酸菌等工业微生物遗传学、基因组学和代谢组学的特征。

TS205.5

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.08.002

1000-9973(2017)08-0006-04