乳酸菌发酵剂在传统泡菜制作中的应用研究

郑巧双　邓小华　郭荣　余薇　潘笃杰　任涛

摘 要：本文研究了乳酸菌发酵剂在传统泡菜制作中的应用。通过单因素试验确定发酵剂的最佳添加比例0.1%、食盐最佳浓度3%、发酵的最佳温度30 ℃。与自然发酵相比，将乳酸菌发酵剂应用于传统泡菜制作，能明显缩短发酵周期，降低食盐食用量，且使用纯净水或矿泉水都能实现正常发酵，使泡菜制作更加简便快捷，泡菜更加绿色健康。

关键词：发酵剂;泡菜;自然发酵

Abstract：This paper mainly studied the application of lactic acid bacteria starter in traditional pickle making. Through single factor experiment， the best proportion of starter 0.1%， salt concentration 3%， fermentation temperature

30 ℃. Compared with natural fermentation， the application of lactic acid bacteria starter in traditional pickle production can significantly shorten the fermentation period， reduce the consumption of salt， and the use of pure water or mineral water can achieve normal fermentation， making pickles easier and faster， and pickles are more green and healthy.

Key words：Starter; Pickle; Natural fermentation

中圖分类号：TS255.54

泡菜是以蔬菜为原料，利用食盐水腌渍经乳酸菌发酵作用而成，具有脆嫩、美味、开胃等特点。目前国内制作泡菜多采用自然发酵工艺，其原理是在高浓度食盐溶液中，利用食盐的高渗透压抑制有害微生物的生长，而附着在蔬菜表面的乳酸菌不断增长成为主导菌发酵产酸获得泡菜[1]。该工艺存在发酵周期长、质量不稳定不可控、亚硝酸盐和食盐含量高、易污染等多种弊端。采用人工接种发酵蔬菜能有效解决上述问题，且效率高，是发酵蔬菜产业的一种必然趋势[2-3]。目前人工接种发酵工艺主要有两种：一种是纯菌种发酵模式，即接种前对蔬菜原料进行杀菌处理然后无菌接种;另一种是半人工半自然的模式，即接种前不经过杀菌处理，发酵原料中的自然微生物也参与发酵，而添加的菌种只是在发酵过程中起优势主导作用[4]。

蔬菜的乳酸菌发酵剂发展大致经历了传统天然发酵剂、液体发酵剂和直投式发酵剂3个阶段[5]。传统天然发酵剂一般使用老泡菜水直接作为发酵剂使用，液体发酵剂是使用一种或几种纯菌种在液体培养基中扩大培养后接种发酵蔬菜;直投式发酵剂是指乳酸菌菌种经高密度培养后收集菌体并冷冻干燥成高活性冻干粉。本文旨在以本实验室自主研制的直投式乳酸菌发酵剂为发酵菌种，采用半人工半自然的发酵模式，研究其发酵工艺条件，探索其发酵优势，为乳酸菌发酵剂在泡菜产业中的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料与仪器

乳酸菌发酵剂：实验室自主研制，主要成分为植物乳杆菌、乳酸乳球菌和赋形剂组成，活菌数含量≥2×109 CFU·g-1;包菜：菜市场购买;泡菜坛：10 L玻璃坛。

1.2 泡菜制备流程

1.2.1 自然发酵（不添加乳酸菌发酵剂）

包菜洗净晾干，切大块;10 L泡菜坛洗净晾干，每个坛子加入2 L凉开水，然后加入8%食盐、2%蔗糖，搅拌溶解，蒜、姜、花椒、小红椒适量，放入处理好的包菜（菜和水的质量比为1∶2），水一定要没过菜。加盖水封，放置在25 ℃进行发酵。操作要点：操作时不要带入生水、手及用到的器具都不要沾油。

1.2.2 添加乳酸菌发酵剂发酵

步骤同1.2.1，仅在加入食盐之前按一定比例加入乳酸菌发酵剂。

1.3 乳酸菌发酵剂添加量研究

按照1.2的泡菜制作流程，以不添加乳酸菌发酵剂为对照，分别加入不同量的发酵剂，使其加入后初始乳酸菌活菌数分别为105、106、107 CFU·mL-1和

108 CFU·mL-1。每12 h取一次样分别检测泡菜水的pH值和菜的总酸含量，比较发酵产酸情况，确定发酵剂的最适添加量。

1.4 食盐浓度研究

自然发酵时需要食盐含量较高，一般在5%～10%，否则有害微生物增长会导致发酵失败。但食盐含量高在发酵过程中会产生亚硝酸盐，严重影响人类健康。为确定添加乳酸菌发酵剂发酵泡菜时食盐的最适使用量，考察了0%、1%、2%、3%和4%不同食盐浓度下发酵3 d后泡菜水的pH值、泡菜的总酸含量以及泡菜口感。

1.5 发酵温度研究

发酵温度对传统发酵泡菜的影响很大，自然发酵时温度高于25 ℃就很容易引起污染表面长“白花”。为了确定添加乳酸菌发酵剂发酵泡菜时的发酵温度，考察了添加乳酸菌发酵剂时分别在20、25、30 ℃和35 ℃下的发酵情况。每12 h取一次样分别检测泡菜水的pH值和泡菜的总酸含量。

1.6 发酵用水研究

传统制作泡菜时操作要点是使用凉开水，因此在制作时需要把水烧开然后晾凉，这个过程比较费时。为了研究其操作简便性，以使用凉开水发酵为对照，考察了分别使用纯净水、矿泉水进行发酵的发酵情况。

1.7 分析方法

pH值测定：取泡菜汁，置于小烧杯中，用pH计测定。

泡菜总酸的测定：采用滴定法[6]。

2 结果与分析

2.1 自然发酵情况

按照1.2泡菜制作流程进行自然发酵，发酵情况见表1。从表1可以看出，自然发酵制作泡菜时，产酸速度非常慢，发酵前4 d，产酸量很少，发酵第8 d，泡菜的总酸含量才达到0.5%以上。由此可见，自然发酵的周期很长，不利于工业化生产。

2.2 乳酸菌发酵剂添加量的研究

以不添加乳酸菌发酵剂为对照，分别加入不同量的发酵剂，使其添加后的初始乳酸菌活菌数分别为105、106、107 CFU·mL-1和108 CFU·mL-1，发酵情况如图1所示。

与自然发酵（表1）相比，添加了乳酸菌发酵剂后发酵速度明显快于自然发酵，仅需2～3 d泡菜的总酸含量就达到了0.5%以上，而自然发酵达到同等水平则需要8 d，说明本发酵剂具有很强的发酵产酸能力。此外，发酵剂的添加量越高，产酸速度越快。但当添加后乳酸菌的初始浓度在106、107、108 CFU·mL-1时，发酵产酸情况相差并不大。从发酵剂的使用成本考虑，选择106 CFU·mL-1为最适的乳酸菌初始浓度。本发酵剂成品的活菌数大约2×109 CFU·g-1，根据计算，其最佳的添加比例为0.1%，即每10 L的泡菜坛，装2 L发酵液，添加1 g的发酵剂（2×109 CFU·g-1）

2.3 食盐浓度的确定

根据2.2的实验结果，按照0.1%的比例添加乳酸菌发酵剂，在食盐浓度分别为0%、1%、2%、3%和4%下的发酵情况如表2所示。可以看出，即使不加食盐（0%）也能实现正常发酵，且发酵3 d后总酸含量都能达到0.5%左右。说明食盐浓度并不影响发酵周期和发酵状态，只是影响泡菜的咸淡，为了达到人们饮食最适的不咸不淡的口感，选择3%为食盐的最佳使用量。众所周知，自然发酵时食盐浓度一般较高，否则杂菌增殖就会引起发酵失败。由此说明将乳酸菌发酵剂应用于传统泡菜制作，能弥补其含盐量高易致癌的缺点，使得泡菜更加绿色健康。

2.4 发酵温度研究

按照0.1%的比例添加乳酸菌发酵剂，3%食盐浓度制作泡菜，分别在20、25、30 ℃和35 ℃不同温度下的发酵情况如图2所示。可以看出温度越高，发酵产酸速度越快，发酵周期就越短，但当温度达到35 ℃时，产酸速度并不高，说明最佳的发酵温度是30 ℃。

图2 不同培养温度下的发酵情况图

2.5 發酵用水研究

添加0.1%乳酸菌发酵剂，以冷开水发酵为对照，分别采用农夫山泉矿泉水和怡宝纯净水进行发酵。结果发现纯净水、矿泉水发酵的蔬菜口感与冷开水发酵的包菜口感差不多，且发酵后液体表面不长白花。说明将乳酸菌发酵剂应用于传统泡菜制作时，可以用纯净水和矿泉水来代替冷开水，使得泡菜制作更加简便快捷。

3 结论

本实验室自主研制的乳酸菌发酵剂应用于传统方法制作泡菜时，发酵剂的最佳添加比例是为0.1%，即添加后的初始活菌数浓度为106 CFU·mL-1;最佳的食盐浓度是3%;最佳的发酵温度是30 ℃。与自然发酵相比，添加乳酸菌发酵剂后能明显缩短发酵周期，降低食盐食用量，且使用纯净水或矿泉水都能实现正常发酵，使得泡菜制作更加简便快捷，泡菜更加绿色健康。

参考文献：

[1]熊 涛，彭 飞，李 啸，等.传统发酵泡菜优势微生物及其代谢特性[J].食品科学，2015，36（3）：158-161.

[2]周 佳，龙思伊，仝静雯，等.乳酸菌接种发酵泡菜工艺研究[J].中国果菜，2018，38（12）：1-6.

[3]刘继业.直投式乳酸菌发酵剂制备技术的研究及其应用[D].泰安：山东农业大学，2017.

[4]张会生.直投式乳酸菌发酵泡菜技术研究[D].南昌：南昌大学，2019.

[5]刘小翠，石金波，赵思明.食品用微生物发酵剂研究进展[J].山西农业科学，2011，39（12）：1332-1333，1336.

[6]张水华.食品分析实验[M].北京：化学工业出版社，2006.

作者简介：郑巧双（1985—），女，硕士，工程师;研究方向为微生物、食品发酵。

通信作者：邓小华（1986—），男，硕士，工程师;研究方向为微生物与发酵工程。