乳酸菌发酵地参工艺研究

陈玉兰 汪念 朱苗

摘要 以地参为原料研究乳酸菌发酵制作泡菜工艺，以感官评分为评价指标，分析影响乳酸菌发酵地参的主要因素。通过试验得出乳酸菌发酵泡菜的最佳工艺条件：食盐添加量2%、乳酸菌添加量0.16%、白砂糖添加量2%、发酵温度30 ℃。

关键词 地参；乳酸菌；发酵；工艺优化

中图分类号 TS275.4   文献标识码 A

文章编号 1007-7731（2023）04-0118-05

Study on Lactic Acid Bacteria Fermentation Technology of Lycopus lucidus Turcz.

CHEN Yulan   WANG Nian   ZHU Miao*

（College of Material and Chemical Engineering， Tongren University， Tongren Guizhou 554300）

Abstract In this study， lactobacillus fermentation was used as raw material to make pickled vegetables.The main factors affecting lactobacillus fermentation were designed by using sensory score as evaluation index.The optimum technological conditions for lactic acid bacteria fermentation of kimchi were obtained through the experiment： salt content of 2%， lactic acid bacteria dosage of 0.16%， sugar dosage of 2%， fermentation temperature of 30 ℃. The sauerkraut made by this process has a crisp taste and pure flavor.

Keywords Lycopus lucidus Turcz.; lactic acid bacteria; fermentation; separation and purification

近年来人们对药食两用关注度不断提高，地参作为其中之一，对其进行开发利用具有重要意义。地参又名虫草地参，归于唇形科水苏属多年生草本植物，富含人体多种必需氨基酸和多种营养成分，温和、无毒、分布广泛，具有滋阴降火、开胃化食、润燥滑肠、排毒养颜等功效，享有“蔬菜珍品”的美称，药用价值与冬虫夏草媲美[1]。为了方便食用，地参普遍被加工成泡菜形式，加工工艺也逐步优化。目前，对地参的研究多聚焦于营养成分的提取和功效，如朱苗等[2]、吴红燕等[3]研究发现地参多糖得率各不相同，地参来源产地不一样可能是造成这一差异的原因；郭琦等[4]、李月等[5]用乙醇冷凝回流法提取地参总多酚，得到最佳工艺组合，并在此条件下得出地参总多酚的得率，研究还发现地参总多酚具有一定的抗氧化活性和消除亚硝酸盐的功效。部分学者对泡菜的不同发酵加工工艺进行研究，发现乳酸菌发酵比其他发酵的品质和安全性更高，乳酸发酵泡菜中的亚硝酸盐含量下降、酸度也有明显的降低，有利于抑制泡菜在发酵过程中有害菌的滋生，从而增长食品的食用安全时间，并且泡菜的色泽透亮、具有一定的风味物质，还能缩短发酵天数[6-12]。

梳理国内外相关研究可知，关于地参泡菜的研究较为全面，但地参使用加工方面较少有学者涉猎，且乳酸发酵泡菜工艺优于其他发酵，值得进一步研究。因此，本文通过工艺优化得到乳酸菌发酵地参最佳工艺参数，以期解决酸地参（酸地参指乳酸发酵的地参，下同）长期依靠经验生产且产品质量不统一的问题。

1 材料与方法

1.1 材料

地参、菌种（混合型乳酸菌），均为淘宝购买；食盐、蔗糖、其他辅料（小米辣、蒜和姜），均为超市或菜场购买。

1.2 仪器与设备

DNP-9082-1A型电热恒温培养箱（常州普天仪器制造有限公司）；LC-E113S型电陶炉（广东顺德忠臣电器有限公司）；LQ-A6002型电子天平（上海瑶新电子科技有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程。本研究采用的乳酸菌发酵地参工艺流程如图1所示。

1.3.2 操作过程。选用不损害本体、没有被虫蛀鼠咬导致营养流失的地参25 g，清洗干净之后切段、沥干水分。将称量好的地参与辅料漂烫5～8 s，放入杀菌过的玻璃罐中，倒入冷沸水100 mL，加入乳酸菌和配料，及时密封。放在30 ℃的恒温培养箱里发酵7 d，得到成品。

1.3.3 单因素试验设计。选取食盐添加量、乳酸菌添加量、白砂糖添加量、发酵温度和发酵天数进行单因素试验，以感官评分作为评价指标确定最佳水平。将食盐添加量分别设定为0、1、2、3、4%，乳酸菌添加量分别设定为0.04%、0.08%、0.12%、0.16%、0.20%，白砂糖添加量分别设定为0、1%、2%、3%、4%；发酵天数分别设定为4、5、6、7、8 d，发酵温度分别设定为28、29、30、31、32 ℃。

1.3.4 正文试验设计。在发酵单因素试验的基础上，選择较显著的食盐添加量（A）、乳酸菌添加量（B）、白砂糖添加量（C）、发酵温度（D）进行4因素3水平正交试验（表1）。

1.3.5 酸地参感官评分标准。以泡菜产品感官对发酵好的地参进行评分，即请5个同学对地参泡菜的色泽、质地、滋味、香气进行感官评价[13]，具体评分标准见表2。

2 结果与分析

2.1 单因素试验

2.1.1 食盐添加量对酸地参品质的影响。食盐的浓度对乳酸菌生长必定有影响，增加盐浓度带来的渗透压的增大会影响乳酸菌及其他对渗透压敏感的细菌的繁殖，并且不同浓度下亚硝酸盐含量也不同[14-15]。因此，食盐能够促进乳酸菌发酵，与谷氨酸形成钠盐，使泡菜变美味。由图1可知，在食盐添加量0～2%时，随着食盐添加量的增加，酸地参的感官评价得分不断提高，即口感愈佳、香气愈浓郁；当食盐添加量达到2%时，酸地参的感官评价得分最高，为77.7分，此时其品质最佳，具有浓郁的香气，酸甜咸味适宜，口感好；当食盐添加量继续增加时，酸地参的感官评分降低，泡菜的品质在下降，产生过咸味。因此，最佳的食盐添加量为2%。

2.1.2 乳酸菌添加量对酸地参品质的影响。乳酸菌在发酵泡菜的过程中，不破坏原料的结构和营养成分，且能抑制有害菌的生长、降低亚硝酸盐含量、缩短发酵时间、提高泡菜的品质和口感。由图2可知，在乳酸菌添加量0.04%～0.12%时，随着乳酸菌添加量的增加，酸地参品质变好，乳酸菌添加量为0.16%时，感官评价得分最高，达81.2分，此时其香气浓郁，酸甜咸味适宜，口感佳。以后随着用量的继续升高，品质变差。这是因为适量乳酸菌发酵剂可以改进泡菜的质量，但当乳酸菌量过高时，会增加乳酸的积累量，阻碍发酵。因此，最佳的乳酸菌添加量为0.16%。[84

2.1.3 白砂糖添加量对酸地参品质的影响。增加一定量的糖，有利于乳酸菌生长，缩短发酵时间，并且糖能够降低杂菌的滋生，减小酸败的发生，使其味道更好。由图3可知，在糖添加量0～3%時，随着糖添加量的增加，酸地参的感官评价得分不断提高，口感随之愈佳，香气亦随之愈加浓郁；当糖添加量达到3%时，酸地参的感官评价得分最高，为81.8分，此时其品质最佳，具有浓郁的香气，酸甜咸味适宜，口感好；随着白砂糖添加量继续增加时，酸地参的感官评价得分降低，品质下降，口感过甜。由此可得出，最佳的白砂糖添加量为3%。

2.1.4 发酵天数对酸地参品质的影响。发酵时间过长过短都会影响泡菜的品质和滋味。由图4可知，在4～7 d时，感官评价得分随着时间的增长而增长，在发酵7 d时，感官评价得分最高，为70.1分，品质也最好，其口感绝佳，具有泡菜浓郁的香气，色泽正常。这是因为在泡菜发酵的开始阶段，装坛时会带入残余空气，反应产生乳酸和二氧化碳，逐步形成嫌气环境，导致杂菌不断地生长繁殖，时间4～6 d；发酵中期，坛中氧气消耗殆尽，乳酸菌发酵产生乳酸，乳酸的大量积累抑制了除乳酸菌之外的几乎所有微生物的生长，只有乳酸菌的发酵作用，时间约7 d；在最后阶段，乳酸达到了一定的水平，阻碍了发酵。此时，乳酸以及前期产生的少量醇类物质和微量有机酸产生酯化反应，给予了泡菜特别的香气。到8 d感官评价得分降低，口感变差。因此，应选择发酵时间为7 d。

2.1.5 发酵温度对酸地参品质的影响。温度过高过低对乳酸菌的生长有一定影响，还影响泡菜口感和质量[16]。由图5可看出，酸地参泡菜在28～30 ℃时，随着温度的升高，品质越来越好，在30 ℃时，感官评价得分最高，为82.6分，泡菜品质在此温度下最好，其质地脆嫩，色泽正常，无不良香气，酸甜度适宜，具有良好的口感。酸地参在32 ℃发酵7 d时，泡菜出现了异味，严重影响泡菜的品质。因为32 ℃适宜其他微生物如腐败菌的繁殖，使其产生了不好的口感。因此，应选择发酵温度为30 ℃。

2.2 正交试验

在单因素试验基础上优化发酵工艺条件，进行正交试验，利用正交设计助手Ⅱ专业版v3.1进行试验数据分析，正交试验结果如表3所示。

由表3可知，各因素对乳酸菌制剂发酵泡菜品质影响程度从大到小依次为C>B>A>D，即白砂糖添加量>乳酸菌添加量>食盐添加量>发酵温度。正交试验9个试验组中，由综合评分可知6号试验组A2B3C1D2工艺最优，即食盐添加量2%、乳酸菌添加量0.16 %，白砂糖添加量2 %、发酵温度30 ℃。

由方差分析结果（表4）可知，食盐添加量、乳酸菌添加量、白砂糖添加量以及发酵温度对乳酸菌发酵酸地参感官品质综合评分的影响各异，其中白砂糖添加量>乳酸菌添加量>食盐添加量>发酵温度。

此外，由直观分析均值（表3）可得A2B2C1D2为最佳工艺条件，但是正交设计试验组中最佳组是A2B3C1D2，此理论分析优化组A2B2C1D2未在9组实际操作组中。造成这一差别的原因是素乳酸菌添加量的不同，由方差分析该因素又是极显著的，根据感官评价综合评分，最终选择A2B3C1D2为乳酸菌制剂发酵泡菜最佳工艺条件，即食盐添加量2 %、乳酸菌添加量0.16 %，白砂糖添加量2 %、发酵温度30 ℃。

3 结论

综上所述，确定了乳酸菌发酵地参的最佳工艺，即食盐添加量2 %、乳酸菌添加量0.16 %，白砂糖添加量2 %、发酵温度30 ℃，在此工艺条件下泡菜口感酸爽，风味纯正，品质处于良好状态。

4 参考文献

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（责编：张 蓓）