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泡菜是我国的一种传统发酵食品。传统的自然发酵泡菜工艺生产周期长、亚硝酸盐和生物胺等含量相对较高,存在着潜在的食品安全隐患。而直投式乳酸菌发酵泡菜可以极大地缩短发酵周期,产品质量稳定,安全性高,适于泡菜的工业化生产。
论文以两株泡菜发酵专用乳酸菌:植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum,L.p)和肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides,L.m)为试验菌株,对直投式乳酸菌发酵泡菜的安全性、乳酸菌的高密度培养条件、直投式发酵剂和泡菜的制备工艺、冻干菌粉的贮藏发酵性能、泡菜的挥发性风味物质等方面进行了研究。研究结果为泡菜用直投式乳酸菌发酵剂的工业化生产提供了参考依据,为传统的自然发酵工艺向可控的工业化生产转变奠定了基础。论文主要研究结果如下:
1.以泡菜中生物胺和亚硝酸盐的产生量作为安全性评价指标,对直投式乳酸菌发酵泡菜的安全性进行研究。采用改进的生物胺检测培养基对两株乳酸菌的生物胺产生情况进行检测,结果表明,植物乳杆菌(L.p)和肠膜明串珠菌(L.m)均不产生酪胺、精胺、组胺和腐胺;将两株乳酸菌菌粉以1:1的比例复配,并以直投方式发酵黄瓜,测定发酵过程中的亚硝酸盐含量。结果表明,与自然发酵相比,L.p和L.m菌粉直投发酵黄瓜不仅发酵速度快,而且可以显著降低发酵黄瓜中的亚硝酸盐含量,在发酵过程中亚硝酸盐含量始终处于较低水平。研究发酵条件对直投泡菜发酵过程中亚硝酸盐含量相关安全性的影响,结果表明,较低的食盐浓度、较高的发酵温度、添加2%姜汁、2%蒜汁作为辅料和对原料进行适当的漂烫处理都有利于降低泡菜的亚硝酸盐含量,并初步确定了L.p与L.m直投发酵泡菜的安全性。
2.试验选用麦芽汁和水解植物蛋白粉作为富集培养基质,在5L发酵罐上.设计正交试验分别优化植物乳杆菌(L.p)和肠膜明串珠菌(L.m)富集培养工艺。结果表明,L.最佳培养条件为总糖度7%的麦芽汁、2.5%水解植物蛋白粉、5%接种量、35℃培养,以30%氨水调节培养液pH值为6.0左右,培养20h,活菌浓度为1.60×1010cfu/mL;L.m最佳培养条件为总糖度7%的麦芽汁、2.0%水解植物蛋白粉、5%接种量、30℃培养,以30%氨水调节培养液pH值为6.0左右,培养15h,活菌浓度为1.01×1010cfu/mL。试验制得冻干存活率高、菌粉活菌浓度高的直投式乳酸菌发酵剂,其中L.p的冻干存活率为90.2%,菌粉活菌浓度为3.31×1011cfu/g;L.m的冻干存活率为92.2%,菌粉活菌浓度为2.10×1011cfu/g。
3.试验确定了直投式泡菜的制备工艺。将L.p和L.m的冻干菌粉以1:1的比例复配发酵泡菜,发酵温度25℃,发酵时间30h时,pH=3.21;总酸度为0.91%;LAB活菌浓度为8.65×108cfu/mL。制得发酵周期短,产品质量稳定,安全性高的直投式泡菜产品。
4.考察了保藏条件对L.p和L.m冻干菌粉存活率的影响,结果表明,真空包装方式明显优于常压包装,真空包装L.p、L.m菌粉的-16℃保存效果略好于4℃,但是-16℃与4℃对L.p、L.m菌粉存活率影响差异均不显著。采用4℃真空包装保存L.p、L.m菌粉6个月,L.p菌粉存活率为68.70%,活菌浓度为2.32×1011cfu/g;L.m菌粉存活率为74.10%,活菌浓度为1.583×1011cfu/g。用番茄汁基础培养基测定L.p、L.m菌粉的发酵性能,结果表明,L.p、L.m的直投式菌粉与相应的液体发酵剂在发酵性能方面具有几乎相同的效果。由此可以确定L.p和L.m的直投式菌粉贮藏发酵性能优良。
5.对不同发酵条件制备的黄瓜泡菜的感观鉴定结果表明,采用L.p和L.m以1:1的比例复配后发酵黄瓜,能够得到较好的感官品质。采用HS-SPME-GC-MS技术测定新鲜黄瓜和发酵黄瓜中的挥发性成分,其中新鲜黄瓜、自然发酵黄瓜、L.p和L.m直投发酵黄瓜、L.p直投发酵黄瓜分别含有25种、16种、22种、18种挥发性物质;三种黄瓜泡菜中均未检测到原料黄瓜的特征风味物质2E,6Z-壬二烯醛,而三种泡菜中乙醇、乙酸等的含量在挥发性风味物质中占有很大的比重;L.p和L.m直投发酵黄瓜中的挥发性风味物质种类以及乙醇、乙酸等的含量都高于L.p直投发酵黄瓜和自然发酵黄瓜。