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乳酸菌对泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量变化及泡菜品质的影响研究

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西290 南农业学报 2006年19卷2期 Vo1.19 No.2 Southwest China Journal of Agricultural Sciences 文章编号:1001—4829(2006)02—0290—04 乳酸菌对泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量变化 及泡菜品质的影响研究 周光燕 ,张小平¨,钟 凯2孙桂丹 ,Kristina Lindstrom3 (1.四川农业大学资环学院,四川雅安学与微生物系,赫尔辛基00014) 625014;2.四川农业大学生命理学院,四川雅安625014;3.芬兰赫尔辛基大学应用化 摘要:将棒状乳杆菌棒状亚种(L.coryTziformis)、短乳杆菌(L.brevis)、布氏乳杆菌(L.buchneri)、干酪乳杆茵干酪亚种(L.cam subsp.Case/)、植物乳杆菌(L.planta?'101)五种乳酸菌分别接种于泡菜中作为优势菌和传统的自然发酵泡菜方式进行比较,分别对 泡菜的亚硝酸盐的产生及变化、pH值的变化、感官品质进行比较分析。结果表明:植物乳杆菌可以明显缩短泡菜的发酵时间,泡 菜的色、香、味明显较好,并且显着降低亚硝酸盐的含量。 关键词:泡菜;乳酸菌;亚硝酸盐;感官品质;pH值 中图分类号:¥188 文献标识码:A Effect 0f different lactic acid bacteria inoculation on the nitrite concentration and the quality of pickle ZHOU Guang-yan .ZHANG Xiao-ping ,ZHONG Kai2,SUN Gui.dan ,Kristina Lindstrom3 (1.Department of Application Microbiology,Sichuan Agriculture University,Sichuan Ya’an 625014,China;2.Department of Life Sci— ence。Sichuan Agriculture Universiy,Sitchuan Ya’an 625014,China;3.Department of Applied Chenaistry and Microbiology,University of Helsinki,Helsinki 00014,Finlnd)a Abstract:Five different specis ofleactic acid bacteria,including L.cor3miformis,L.brevis,L.buchneri,L. subsp.L.Casei and L.plantarun were inoculated into the pickle.The pH.nitrite concentration change and the organ sense were determined and compared. The results indicatd thate L.plantarum讹s the best strain in the pickle fermentation.The fermentation time was shortened.and the taste was impmved by the inoculation of this acteriba.More importantly,the nitrite oncentcration WaS significantly lower than tat hof rkat ralu fermentation. Key words:pickled vegetable;lactic acid bacteria;nitrite;sense qualiy;pH t泡菜是一种传统的乳酸发酵蔬菜制品,富含乳 酸菌活菌和乳酸,对人们的健康有益,不仅能有效抑 制肠道中腐败菌的生长和减弱腐败菌在肠道的产毒 种富集硝酸盐的植物性食品【3 J,当人们食用含有硝 酸盐的蔬菜后,硝酸盐经口腔细菌的作用,还原为亚 硝酸盐【4 J(亚硝酸盐是强致癌物亚硝胺的前体,是 作用,同时有降低胆固醇等保健和医疗作用…。并 且对开发蔬菜加工品种、蔬菜原料的综合利用有着 积极意义。是一种传统性大众食品【2J,深受人们的 喜爱。长期以来,传统的泡菜制作方式都是采用自 影响泡菜品质的重要原因之一)。蔬菜经过腌制发 酵过程中,有害微生物将蔬菜中的硝酸盐还原为亚 硝酸盐及某些杂菌可将硝酸盐转化为亚硝酸盐。当 人体摄入亚硝酸盐后,亚硝酸盐能和胃中的含氮化 然发酵法,其缺点是泡菜汁中发酵的底物浓度较低, 乳酸发酵缓慢,发酵周期较长,酸味较弱,并且受环 境因子影响也很大,使产品质量不稳定。蔬菜是一 合物结合成具有致癌性的亚硝胺,对人体健康产生 危害【5 ̄6J。因此,泡菜中亚硝酸盐的含量逐渐引起 人们的重视。近年来,众多学者[7-8J采用人工接种 收稿日期:20o5—09一l2 乳酸菌技术缩短蔬菜制品的发酵周期,改善发酵蔬 菜的品质,显著降低亚硝酸盐生成【9l。 泡菜中的乳酸和乳酸菌对人体的健康有益,乳 酸菌在乳酸发酵的冷加工方式对蔬菜营养成分,色 基金项目:四川农业大学与芬兰赫尔辛基大学合作项目 作者简介:周光燕(1978一),女,在读硕士研究生。主要从事泡菜 中乳酸菌方面,*为通讯作者,E.mail:anmdwsb@sicau.edu.cn. 维普资讯 http://www.cqvip.com

2期 周光燕等:乳酸菌对泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量变化及泡菜品质的影响研究 291 香味体的保持极为有利,产品既有良好的感官品质, 又节约能源。同时在发酵过程中,乳酸菌产生大量 mL菌悬液接种于泡菜坛中。然后均在室温条件下 进行发酵,培养1 d后,定时取培养液,测定亚硝酸 盐的含量及pH值,每天1次,连续测定6 d。同时, 通过观察和品尝来判断其品质变化。 1.2.4 pH及亚硝酸盐含量测定法。 的乳酸,使环境pH降低,在H一的作用下,有利于 NO,还原成NO,从而降低亚硝酸盐的残留量-9 J。 本试验通过在泡菜中人工接种不同乳酸菌菌株进行 发酵与传统的自然发酵泡菜进行比较,分析人工接 亚硝酸盐的测定 为盐酸萘乙二胺法[ 。。。pH值的测定采用玻璃电极 种对泡菜中的亚硝酸盐含量、pH值和感官品质的影 响。旨在为泡菜大规模工业化生产选用人工接种乳 酸菌菌株提供理论依据。 1材料与方法 1.1材料 1.1.1菌种棒状乳杆菌棒状亚种(L.鲫 ); 短乳杆菌(L.brevis);布氏乳杆菌(L.buchneri)干酪乳 杆菌干酪亚种(L.case/Subsp.Case/);植物乳杆菌 (L.砌 ),以上菌株由四川农业大学微生物实 验室提供。 1.1.2培养基及培养液配方 ①MRS液体培养 基:蛋白胨1%,牛肉膏1%,酵母提取物0.5%, K2HP(34 0.2%,蒸馏水1 000 mL,pH7.0,121℃ 灭菌;②乳酸菌计数培养基:葡萄糖2%,其他成分 是在MRS液体培养基中加入2%琼脂,配制为固 体培养基。 1.1.3蔬菜种类主料:市售萝卜;辅料:大蒜,姜, 花椒,辣椒,食盐。 1.1.4实验仪器与试剂实验仪器为UV一2802紫 外可见分光光度计,pH-3A型酸度计;试剂为盐酸萘 乙二胺;对氨基苯磺酸;亚硝酸钠。 1.2试验方法 1.2.1样品处理将萝卜洗净,切成小块(带皮), 每个小泡菜坛中分别随机称取200 g萝卜,定量加 入2 g大蒜、2 g姜、0.5 g花椒、0.5 g辣椒,230 mL 凉开水、8%食盐,装于小泡菜坛中,共18个小泡菜 坛。 1.2.2菌种培养①菌数测定:菌数测定采用平板 计数法(10 ~10 0个/mL)。②菌悬液制备:将棒状 乳杆菌棒状亚种(L.coryniformis),短乳杆菌 (L.brevis),布氏乳杆菌(L.buchneri),干酪乳杆 菌干酪亚种(L.casei subsp.Casei),植物乳杆菌 (L.plantarun)5株乳酸菌菌种在MRS液体培养 基中活化,然后转入5支液体管中进行扩大培养(37 ℃,48 h),测各管的oD620值。以上菌种培养,均在 无菌条件下操作。 1.2.3接种发酵将上述18个小泡菜坛,分为6 个组,每组3个重复。其中,第一组自然发酵作为对 照。其余5组分别在OD值一致的液体管中取1 2结果与分析 2.1 乳酸菌对泡菜亚硝酸盐含量的影响 不同处理方式下,亚硝酸盐含量变化分析结果 见图1。由图1可知,在泡菜发酵过程中,亚硝酸盐 含量呈规律变化,到第2天亚硝酸盐均出现一个明 显的NO2-高峰。自然发酵出现的亚硝峰明显高于 人工接种乳酸菌的亚硝峰,峰值为110.0 g/mL。 随着环境pH的降低和总酸度的增加,亚硝酸盐迅 速降低,在第七天为8.56 g/mL。人工接种乳酸 菌的亚硝峰明显低于自然发酵的,表明人工接种发 酵有利于抑制亚硝酸盐的生成,减少亚硝酸盐含量 积累。这是由于人工接种的泡菜坛中的乳酸菌一开 始就远远高于自然发酵中的乳酸菌,能立即进行乳 酸发酵,产生大量乳酸,从而有效地抑制泡菜坛中不 赖酸的其它杂菌的活动[11]。同时,乳酸菌能够使 N0 的还原过程相对加快,故使亚硝峰值降低-1 。 在同一时间,人工接种的乳酸菌不同,泡菜中亚硝酸 盐残留量也不同。其中,人工接种短乳杆菌 (L.brevis)、干酪乳杆菌干酪亚种(L.casei subsp.Casei)、棒状乳杆菌棒状亚种(L.coryni— formis)和布氏乳杆菌(L.buchneri)的泡菜中亚硝 峰值相对较高;而人工接种植物乳杆菌 (L.plantarun)纯菌种的泡菜中亚硝酸盐含量最 小,峰值约为28.0 g・g。。,并且在整个测定期间都 2 3 4 5 6 7 8 时 (tI) 图1接种不同乳酸茵泡菜中亚硝酸盐含量的变化趋 势 Fig.1 The variation of nitrite concentration in pickle inoculated with different lactic acid bacteria ∞ 维普资讯 http://www.cqvip.com

292 西南农业学报 19卷 表1处理间差异显着性比较 Table 1 The comparison of significant differences among the treatments 平均值 Mearls 差异显着性Significance f一10.22xi一23.71Xl一27・24.ri一28・6 ( f) L 时同(d)Days 一◆一不接种No inoculation ●一L.coryniformis ▲一L.brevis 一×--L.buchneri 一÷一L.casei subsp.Casei 一●--L.plantarun 一注:**表示差异极显着,*表不差异显着。 一保持较低含量。为了进一步分析其原因,对人工接 种乳酸菌的亚硝酸盐降解量进行差异显着性分析, 结果见表1。 图2接种不同乳酸茵泡菜中pH值变化趋势图 Fig.2 pH variation in pickle inoculated with different lactic add bacteria 以上分析表明(表1),乳酸菌对亚硝酸盐有降 解能力。菌株间对亚硝酸盐的降解能力有极显着的 差异。 2.3感官品质分析 根据泡菜的脆度、酸度、色泽、产气情况、发酵周 期和风味进行感官评定,结果列表2。 由表2可知,从总体上来看人工接种乳酸菌的 泡菜品质都较自然发酵的泡菜好。其中接种植物乳 杆菌(L.plantarun)的泡菜发酵周期缩短为2 d,并 且酸度适中,乳香味很浓,脆度也很好;短乳杆菌 (L.brevis)次之;而接种干酪乳杆菌干酪亚种 2.2 pH值的分析 为了分析整个过程中,乳酸菌对亚硝酸盐的降 解能力与发酵过程中的pH值的关系。在测定亚硝 酸盐含量的同时,对泡菜汁中的pH值进行测定,结 果见图2。 从图2中可以看出人工接种植物乳杆菌(L. plantarun)的pH变化趋势最明显,降低的最快,pH (L.casei subsp. )的泡菜虽然有一定的乳香 味,但酸味较弱,脆度不好从而影响了泡菜的品质。 值最低,最终 H可达到3.40,这与植物乳杆菌产生 大量的乳酸使环境中酸度升高,pH急速降低有密切 关系;而其它人工接种乳酸菌的泡菜的pH变化相 对较缓慢,pH值相对较大。就对照而言,整个发酵 3 结 论 人工接种乳酸菌在泡菜中,可降低泡菜中亚硝 酸盐残留量,提前亚硝峰值出现的时间,其中以接种 植物乳杆菌效果最佳,整个发酵过程中亚硝酸盐都 维持在极低的水平。随着泡菜腌制时间的延长,泡 过程中pH变化趋势最为缓慢,pH值降低趋势的也 最为平缓。 表2泡菜感官品质分析 Table 2 The analysis of seI1se and quality of the pickle 注:发酵周期指:泡菜成熟,可食用。 维普资讯 http://www.cqvip.com

2期 周光燕等:乳酸菌对泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量变化及泡菜品质的影响研究 293 菜的pH值降低,促进了亚硝酸盐的降解,使泡菜中 亚硝酸盐的含量降低。由于人工接种乳酸菌的含量 远高于自然发酵泡菜中的乳酸菌含量,发酵乳酸生 成快,使环境中的pH值迅速降低,抑制或杀死其中 一些不赖酸的病原菌及有害菌生长【13--14]。同时, 硝酸还原酶的适宜pH值为7.0~7.5,随着环境酸 度增加,pH降低,还原酶活降低,甚至无活性,促使 亚硝酸盐降解,从而减少亚硝酸盐与二级胺反应生 成致癌物质——亚硝胺[15 J。因此,采用人工接种发 酵泡菜可抑制病原菌及杂菌的繁殖,从而抑制亚硝 酸盐形成,使其亚硝峰在泡菜可食用之前出现,大大 提高了泡菜的安全性和货架期【16 J。 在泡菜发酵过程中,影响泡菜品质的因素主要 是人工接种乳酸菌。人工接种发酵泡菜可以加快发 酵速度,缩短发酵时间,乳酸的大量产生抑制了杂菌 感染,使泡菜成品率提高。并且改善了泡菜的风味, 提高泡菜品质。尤其人工接种植物乳杆菌(L. plantarun),在泡菜初期快速产生大量乳酸,从而缩 短泡菜发酵时间,并且明显降低亚硝酸盐的残留量, 有效地抑制其它杂菌的活动。而且泡菜的风味纯 正,色泽好,口感舒适,利于工业化控制。说明,植物 乳酸菌(L.plantarun)是这5株乳酸菌菌株中最适 用于泡菜规模化生产的菌株。 参考文献: [1]段翰英,李远志.泡菜的亚硝酸盐积累问题研究[J].食品研究 与开发.2001.22(6):15—17. [2]吴锦涛,余晓林,李莜瑜.延长泡菜货架期的研究[J].食品与发 酵工业,1999,3:39—42. [3]Eichholzer M,Gutzuiler F.Dietary Nitrate and N—nitmso-eompounds nad Cancer Risk:A Renew of the Epidemiologieal Evidence[J].Nu— tfitionReview,1998,54(4):95—105. [4]White Jw[J].Agefic.Food(;hen,1975(23):886—891. [5]刘青梅,杨性民.腌制蔬菜亚硝酸盐含量及降低措施研究[J]. 食品科学,2001,22(9):45. [6]罗晓梅,朱波.蔬菜亚硝酸盐污染现状分析[J].西南农业学 报,2003,16(2):79—81. [7]郭晓红,杨沽彬,张建军.甘蓝乳酸发酵过程中亚硝酸盐消长机 制及抑制途径的研究[J].食品科学,1989(9):26. [8]杨性民,刘青梅,徐喜园.人工接种对泡菜品质及亚硝酸盐含量 的影I ̄J[J].浙江大学学报,2003,29(3):291. [9]蒋和体.四川泡菜袋装发酵研究[J].食品科学,1994,4:39— 4O. [10]张庆芳,迟乃玉,郑艳,等.乳酸菌降解亚硝酸盐机理的研究 [J].食品与发酵工业,2002,28(8):27—31. [11]李锡香.新鲜果蔬的品质及其分析法[M].北京:中国农业出 版社,1995. [12]赵书欣.接种乳酸菌腌制渍菜过程中亚硝酸盐变化规律的研究 [J].中国畜产与食品,1998,5(4):153—154. [13]陈有容,杨凤琼.降低腌制蔬菜亚硝酸盐含量方法的研究进展 [J].上海水产大学学报,2004,13(2):65—68. [14]张庆芳,迟乃玉.短乳杆菌(Lactobacillus brevis)去处亚硝酸盐 的研究[J].微生物学通报,2004,31(2):55—60. [15]唐爱明,夏廷斌.乳酸菌降解猪血培养基中亚硝酸盐的研究 [J].肉类工业,2004(9):34—36. [16]杨洁彬,郭兴华,凌代文,等.乳酸菌——生物学基础及应用 [M].北京:中国轻工业出版社,1996. (责任编辑雷波) 

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