直投式发酵酸笋生产技术研究

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发酵蔬菜因其原料多样、工艺独特、风味各异、口感丰富,深受人们喜爱。在中国,发酵酸笋因其原材料和发酵条件显得尤为独特,主要分布在我国西南沿海地区(广西、广东、云南等)。酸笋作为传统小吃螺蛳粉重要辅料之一,随着中国传统小吃的风靡,因其独特的酸臭味广为人知。然而,传统酸笋多为家庭式自然发酵,不仅产品质量和安全无法保障,且产量较小,市场需要极难满足,极大地限制了酸笋的理论研究以及我国酸笋产业的发展。若从酸笋自然发酵过程中筛选出性能优良的乳酸菌,制备成乳酸菌直投式发酵剂,则可有效缩短发酵时间,稳定发酵产品品质,为大规模工业化生产提供可能。因此,本文旨在从酸笋自然发酵各阶段筛选出发酵性能优良的乳酸菌,探究菌种高密度培养技术,从而制备出具有高菌浓、高活力的直投发酵剂,为酸笋直投发酵剂的制备及酸笋工业化生产提供理论基础和参考方案。本研究成果如下:(1)酸笋自然发酵各阶段菌株的分离与鉴定。从自然发酵酸笋过程中分离出61株单菌,经分子生物学鉴定有60株为乳酸菌,其中可食用菌株包括发酵前期优势菌株Lactococcus lactis subsp.lactis 12株,发酵中期优势菌株Lactobacillus fermentum 5株,发酵后期优势菌株Lactobacillus plantarum 23株。(2)菌株发酵性能测定。对共40株优势乳酸菌进行耐酸性能测定,各阶段分别筛选出2株耐酸存活率最高的菌株,分别为:Lactococcus lactis subsp.lactis NCU077004、Lactococcus lactis subsp.lactis NCU077013、Lactobacillus fermentum NCU003090、Lactobacillus fermentum NCU003093、Lactobacillus plantarum NCU001318、Lactobacillus plantarum NCU001330,其中5株存活率大于70%;进一步对6株乳酸菌进行产酸、耐盐、降解亚硝酸盐以及抑菌性能测定,6株乳酸菌酸度介于6.9~14.3 g/Kg,不同盐浓度下培养24 h后菌浓均大于10~5 CFU/m L,降解亚硝酸盐能力介于13.53~74.44%,混菌培养上清液对7种常见致病菌均有较好的抑制生长能力,抑菌圈直径均大于20 mm。根据各结果综合选取Lactococcus lactis subsp.lactis NCU077004、Lactobacillus fermentum NCU003090和Lactobacillus plantarum NCU001318作为直投发酵剂。(3)Lactobacillus fermentum NCU003090高密度培养工艺优化。Lactobacillus fermentum NCU003090在发酵中期起主导作用,因此选择其进行高密度培养工艺优化,结果如下:优化培养基配方为蔗糖39.6 g/L,酵母浸粉4.76 g/L,酪蛋白14.28 g/L,无水磷酸氢二钾5.07 g/L,无水乙酸钠4.80 g/L,柠檬酸钠8.58 g/L,天冬酰胺500 mg/L;静态培养条件为37℃,初始p H为7.0,接种量为3%;发酵罐培养条件为恒定p H 6.5,气体环境为N2,中和剂为25%NH3·H2O。高密度培养22 h后菌浓达到12.2×10~9 CFU/m L,相较于普通MRS培养基获得的菌浓提高了5.48倍。(4)Lactobacillus fermentum NCU003090菌剂制备。对Lactobacillus fermentum NCU003090进行真空冷冻干燥工艺优化,优化结果为离心力8000r/min离心时长为10 min,复配冻干保护剂配方为脱脂乳粉10%,谷氨酸钠4%,蔗糖8%,菌体和保护剂比例为2:1,此时冻干存活率为94.28%,冻干菌粉活菌数为5.8×1011 CFU/g。(5)自然发酵酸笋与直投式发酵酸笋品质对比。结果表明,与自然发酵酸笋相比,使用Lactococcus lactis subsp.lactis NCU077004、Lactobacillus fermentum NCU003090和Lactobacillus plantarum NCU001318制备成混菌直投发酵剂进行直投发酵,酸笋成熟时间显著缩短了13 d,成熟后p H上升至3.76,酸度下降至7.35 g/L,乳酸含量提高至2.73 g/L,总游离氨基酸含量提高至19.984 mg/100g;挥发性风味物质数据表明,酯类物质含量提高至54.53%,醇类物质种类增多,醛类种类增多且含量提高至7.07%,主要臭味贡献物对甲苯酚含量显著下降至17.24μg/Kg。
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