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泡菜是一种传统发酵食品,一直以其独特的风味以及多种保健功效广受消费者欢迎。泡菜的发酵原理是通过高盐腌渍,依靠蔬菜表面所携带的微生物(主要是乳酸菌)在密封的情况下进行自然发酵,从而有了泡菜独特的色泽和风味。乳酸菌是参与泡菜发酵的主要微生物,开发泡菜用的乳酸菌直投式发酵剂(direct vatset, DVS)是缩短生产周期,提高产品质量,保障产品安全,实现泡菜工业化生产的前提。开发泡菜用的乳酸菌发酵剂的关键是泡菜用乳酸菌菌种的筛选、菌体的高密度培养和不同乳酸菌菌种复配。本研究从泡菜老液中分离、筛选出用于泡菜发酵的短乳杆菌,研究了其高密度培养策略以及与其他乳酸菌复配发酵泡菜的较优配比,以开发一种复合式泡菜直投式发酵剂。主要研究内容如下:(1)从泡菜发酵老液出发,筛选出六株产酸较快、对亚硝酸盐降解能力较强的乳酸菌,编号为H3、H8、H10、H12、H13、H21,经过形态、生理生化特征鉴定以及16S rDNA鉴定,确认菌株H3、H10、H12、H13为短乳杆菌,菌株H8为布氏乳杆菌,菌株H21为米酒乳杆菌。(2)对4株短乳杆菌进行发酵性能测试:H3在发酵24h后,白菜汁的活菌数达到1.34×109CFU·mL-1,发酵液pH下降至3.44,可滴定酸度为0.52%,检出的泡菜特征性风味物质中乙酸、乙醇、苯乙醇含量明显高于其他菌,对白菜汁发酵最完全。(3)以H3为出发菌株在摇瓶水平对培养基及培养条件各影响因素进行初探,在3L发酵罐水平进行高密度培养,并进行了30L罐小试的发酵研究。结果表明:较优培养基配方为(g·L-1):葡萄糖20,酵母粉30,柠檬酸1.53,柠檬酸钠18.58,VB60.02,MgSO4·7H2O0.58,MnSO4·5H2O0.25,吐温-801,培养条件:接种量7%(v·v-1)、自动流加20%氨水维持培养基pH6.8,手动控制流加500g·L-1的葡萄糖溶液维持培养基中葡萄糖浓度20g·L-1,采用两阶段溶氧控制策略:在培养前期(0-8h),通过设定搅拌转速与通气量偶联维持发酵罐中20%DO,到对数生长中后期(8h后),设定通空气量0.75vvm,搅拌转速250r·min-1,22h最高活菌数达到1.58×1010CFU·mL-1。采用30L发酵罐进行小试,24h最高活菌数达到1.54×1010CFU·mL-1,与3L罐水平相吻合。(4)考察了使用短乳杆菌H3与植物乳杆菌CICC23138进行单独或复配接种对白菜发酵的影响,30℃下发酵72h,检测活菌数、pH、可滴定酸度、亚硝酸盐、风味物质以及感官品质。结果显示:采用H3与CICC23138混合接种,接种量均为1.5%时,泡菜发酵效果最好。发酵72h后,泡菜中活菌数为1.25×109CFU·mL-1,pH为3.13,可滴定酸度0.79%,亚硝酸盐含量为0.21mg·kg-1,风味物质成分最多,感官评分值达88.6/100.0。