乳酸菌在辣椒酱发酵中的应用

◎ 黄 宇，石 磊，曹琬宜，万守朋，王昌禄

（1.天津市利民调料有限公司，天津 300308；2.食品营养与安全教育部重点实验室，天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津 300457）

辣椒（Capsicum annuumL）在我国有400多年的种植历史[1]，是一种深受人们喜爱的蔬菜，具有镇痛、抗癌、抗菌、抗辐射、抗诱变、预防心血管疾病、改善消化功能、减肥和促进血液循环等功效[2]。辣椒也是一种味辛香、性温热、有刺激性的调味品，近年来已加工成各种产品，深受消费者喜爱。辣椒酱是辣椒经过腌渍[3]或发酵后制成的产品，其味辣咸微酸、可口、开胃，能最大限度地保持维生素C的含量，并有促进食欲、帮助消化等功能[4]。

乳酸菌是人体胃肠道内的益生菌群，可降低胆固醇[5]、缓解乳糖不耐症、增强机体的免疫力[6]、遏制肿瘤细胞的生成[7]。辣椒通过乳酸菌发酵，可以提高其营养价值，抑制腐败菌和亚硝酸盐的形成，延长保质期，还可产生特殊的风味，深受消费者喜爱。

1 发酵辣椒酱概述

我国辣椒酱生产历史悠久，按工艺的不同，可分为传统制品和工业化制品两种。传统发酵辣椒酱生产主要是利用辣椒酱中存在的天然乳酸菌进行自然发酵，产生乳酸，发酵时在辣椒酱中加入一定量的食盐，食盐的高渗透作用使得辣椒酱中大部分杂菌的生长受到抑制，发酵制成辣椒酱[8]。近年来，许多研究人员与企业都致力于辣椒酱的工业化研究及生产[9]。工业生产的发酵辣椒酱具有产量高、生产速度快、质量稳定且容易控制等特点。随着辣椒加工产业的发展，辣椒酱种类和质量控制方面研究的深入，已开发出种类繁多的辣椒酱制品，如豆豉辣椒酱、蒜蓉辣椒酱、牛肉辣椒酱、海鲜辣椒酱、豆瓣辣椒酱等。为获得与自然发酵相似的风味，工业生产的发酵辣椒酱在分离使用传统菌种及工艺控制方面的研究已越来越受到研究者的重视。

2 发酵辣椒酱中的乳酸菌

2.1 辣椒酱发酵原理

作为一种发酵蔬菜类制品，辣椒酱的发酵与其他发酵蔬菜制品在发酵过程及菌种方面有很多相似之处。其原理主要是通过人工接种耐盐性有益微生物（如乳酸菌等）进行缓慢的发酵产酸、降低辣椒制品的pH值，利用一定浓度食盐溶液产生的高渗透压来抑制不耐盐有害微生物的生长，达到保存蔬菜的目的[10]。在蔬菜腌渍过程中，通过这些对人体健康有益的乳酸菌发酵作用，可提高蔬菜的营养价值和参与调节人体肠道微生态平衡的主要菌系的数量[11]。

附着在辣椒和其他辅料表面的天然微生物包括乳酸菌、酵母菌、霉菌、醋酸菌等。发酵过程中，各种微生物的活动会引起一系列复杂的生化反应，其中起主导作用的是乳酸发酵，酒精发酵次之，醋酸发酵最少。这些发酵代谢产物赋予产品鲜甜、微酸、醇厚的独特风味。在辣椒酱的发酵过程中，主要是乳酸发酵，可分为3个阶段，即以异型乳酸发酵为主的初期阶段，以同型乳酸发酵为主并积累乳酸的中期阶段和乳酸发酵结束、产品风味形成的后期阶段。这个过程中，早期有许多微生物参与，主要是明串珠菌、片球菌、棒状杆菌酵母菌和少数肠道菌等，在开始发酵的短期参与作用。在中期，乳酸菌很快生长繁殖，并抑制了其他微生物，成为该特殊环境中的优势菌群。由于乳酸菌产生乳酸，不利于许多酶的活性，同时在厌氧条件下，氧化还原电势低，阻止了需氧微生物的活动。

2.2 辣椒酱发酵中应用的主要乳酸菌

发酵辣椒类产品在我国各地均有分布，以传统自然发酵为主。近年来，国内外研究人员对自然发酵过程中的菌相变化及优势菌株的研究逐步深入，目前研究发现的表面附着的乳酸菌有植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）和肠膜明串珠菌（Leuconostoc mesenteroides）等，其中乳杆菌属发现和应用最为广泛，乳球菌次之。钟燕青等在云南自然发酵辣椒酱中分离得到1株主发酵菌株，经初步鉴定为植物乳杆菌[12]。刘丽娜对重庆与贵州地区的8种辣椒表面微生物进行了研究，发现其表面附着的细菌以乳酸菌为主，其中乳杆菌较多，对其自然发酵起重要作用[13]。胡博涵等采用稀释平板法对各种高盐发酵剁椒制品进行耐盐乳酸菌的筛选，得到2株耐盐菌种，分别为杆菌和球菌，其耐盐程度可达到22%[14]。崔小丽等在重庆的鲊辣椒中分离得到了适合纯种发酵的乳杆菌[15]。Lee等[16]从韩国辣酱中分离得到的乳酸菌，经鉴定分别为Leuconostocmes.、Lactobacillus curvatus、Lactobacillus sake、短乳杆菌和植物乳杆菌。王雪雅等人为了获得高产γ-氨基丁酸（GABA）且综合性能优良的乳酸菌，以10株乳酸菌作为出发菌株对发酵辣椒进行纯种接种发酵，采用TOPSIS法对10株菌种进行多因素综合评价，得到发酵乳杆菌与食果糖乳杆菌为综合品质特性较好的发酵优良菌株[17]。

2.3 乳酸菌在纯种发酵辣椒制品中的应用

在对辣椒原料表面进行乳酸菌分离、鉴定的基础上，研究人员根据辣椒酱生产的实际情况对其进行筛选，并将其应用到辣椒酱的纯种发酵中，以期最大程度上保持传统发酵产品的风味特点。纯种发酵是人为地将外来菌种或混合菌种接种于杀过菌的蔬菜上进行腌渍的过程。利用纯种乳酸发酵技术对蔬菜进行加工是对传统自然发酵模式的一种变革，也是发酵技术现代化的一种标志，对这一工艺的研究目前主要集中在不同菌种配比发酵及相关风味控制上。

多项研究表明，纯种发酵可有效提高产品质量，丰富产品品种。张海等利用混合乳酸菌接种于鲜辣椒，得到一种新型的辣椒调味品，产品酸、辣、甜味柔和，风味独特，发酵香味浓郁，营养价值高[18]。

除工艺优化外，利用乳酸菌接种发酵还可提高产品的安全性。蔬菜具有富集硝酸盐的特点，经过腌渍发酵后，部分微生物能将蔬菜中的硝酸盐还原为亚硝酸盐，当人体摄入亚硝酸盐后，亚硝酸盐能和胃中的含氮化合物结合成具有致癌性的亚硝胺，对人体健康产生危害[14]。近年来，众多学者采用人工接种乳酸菌进行发酵蔬菜的研究，发现其可显著降低亚硝酸盐生成，同时缩短蔬菜制品的发酵周期，改善发酵蔬菜的品质。在辣椒的发酵加工中，郭蓉等利用植物乳杆菌接种发酵生产的剁辣椒，其亚硝酸盐含量较低[19]。杨海燕等[20]采用从自然发酵的辣椒酱中分离出的植物乳杆菌和肠膜明串珠菌，进行了纯种发酵辣椒试验的工艺研究，研究表明，利用乳酸菌纯种发酵辣椒酱有利于抑制杂菌的生长，可明显降低发酵过程中亚硝酸盐的积累。邓放明等[21]从发酵的剁辣椒、泡菜和辣椒酱选育了2株乳酸菌（Lact.chili.6 和 Lact.chili.8），发酵试验证明，Lact.chili.6 和Lact.chili.8 产酸速度快，抑制杂菌能力强，产品中亚硝酸盐含量低。丘加德[22]利用纯种发酵技术生产的剁椒、辣椒，有效的抑制了剁辣椒中杂菌的生长，降低了亚硝酸盐的积累，使产品的品质得到控制。

3 结语

辣椒在近几十年成为全世界消费量最大的果蔬之一，其贸易量超过咖啡与茶叶，中国作为世界主要辣椒产地之一，其产量占世界辣椒产量的55%，并以每年7%的速度提高[23]。辣椒制品，尤其是辣椒酱产品作为一种嗜好型调味品，产品品种丰富，在国内外均受到消费者的青睐，具有广阔的市场空间。然而，目前国内辣椒酱生产大部分仍沿用传统的自然发酵方式进行生产，加工条件较差，存在产品品质不稳定、食品安全隐患多等问题，已越来越受到行业内研究人员的重视。研究表明，利用乳酸菌等菌种进行纯种发酵，不仅可以使产品质量、风味等方面得到改善，而且可加快生产速度，提高产品质量的稳定性及安全性，是未来辣椒酱工业化生产的主要趋势。通过对纯种发酵关键技术的深入研究，辣椒产业将会迈入一个新台阶。

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