CN111925970A - 一种酸菜复合发酵剂及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酸菜复合发酵剂及其制备方法与应用，利用植物乳杆菌、戊糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、异常汉逊酵母复配制备酸菜复合发酵剂，协同调控酸菜发酵过程，不仅能够缩短发酵周期、快速消减生物危害物，还能突破乳酸菌调控酸菜发酵在风味上的不足及对护色剂、防腐剂的依赖，使酸菜成品色优、味美不易腐败，符合食品发展的风味和健康双导向趋势。本发明的复合发酵剂可直接投入酸菜生产，提高产品的稳定性和使用便捷性，解决酸菜加工生产中发酵周期长、有害物质消减慢、产品质量稳定性差、风味不理想等关键问题。

Description

一种酸菜复合发酵剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及生物发酵工程技术领域，尤其涉及一种酸菜复合发酵剂及其制备方法与应用。

背景技术

酸菜深受国内外人们的喜爱，酸菜的原材料种类非常丰富，包括白菜、黄瓜、萝卜、甘蓝等，在我国很多地区都有腌制酸菜的传统。由于白菜种植及分布面积大，以白菜为原料制作的酸菜流行较为广泛，形成以地区为代表的几种酸菜：如用淡盐水腌制的中国东北酸菜(食品科技，43：34-37，2018)。东北酸菜是我国传统蔬菜发酵制品，其具有口味独特、酸鲜纯正、脆嫩芳香、解腻开胃、促消化等优点。传统东北酸菜生产利用酸菜的自然发酵过程，即将酸菜与食盐水加入容器中，通过漫长的发酵以获得酸菜产品。产业化东北酸菜生产利用乳酸菌菌剂发酵酸菜，即将白菜原料处理后，加入乳酸菌发酵剂参与酸菜发酵过程。

目前我国东北酸菜生产主要有以下三种加工方式：

传统家庭式自然发酵酸菜生产发酵周期长、有害物质消减慢，易腐败变质，色泽保持不良，产品质量不稳定。

小型加工企业采用自然发酵酸菜生产方式，虽能在一定程度上控制酸菜的腐败，但依赖于防腐剂的使用。防腐剂超标导致的食品安全问题频频发生。同时，此方法并没有摆脱传统自然发酵酸菜易受季节影响、产品色泽风味稳定性差、发酵周期长等弊端。

大型酸菜加工企业已采用人工接种乳酸菌发酵酸菜工艺，具有发酵时间短、受季节影响小、品质易于控制的特点，但是选用乳酸菌发酵剂生产的产品风味上不及自然发酵醇厚，在防腐和色泽保持上仍依赖防腐剂和护色剂。

发明内容

本发明针对上述现有技术的问题，提供一种酸菜复合发酵剂及其制备方法与应用，利用植物乳杆菌、戊糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、异常汉逊酵母复配制备酸菜复合发酵剂，协同调控酸菜发酵过程，不仅能够缩短发酵周期、快速消减生物危害物，还能突破乳酸菌调控酸菜发酵在风味上的不足及对护色剂、防腐剂的依赖，符合食品发展的风味和健康双导向趋势。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明首先提供了一种酸菜复合发酵剂，包括以下重量比的组分：乳酸菌粉：酵母菌粉＝6～7:1；其中，

所述乳酸菌粉由质量比6:5:1的植物乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖乳杆菌混合培养冻干制得；

所述酵母菌粉由异常汉逊酵母菌培养冻干制得。

上述的酸菜复合发酵剂中，所述乳酸菌粉的制备方法为：将冷藏后的乳酸菌菌种活化、增殖培养，然后按植物乳杆菌：副干酪乳杆菌：戊糖乳杆菌＝6:5:1的比例混合，将扩大培养后的后的乳酸菌复合菌液离心，用振荡器将离心后的菌泥与1/10原发酵液体积的乳酸菌冻干保护剂溶液混合振荡，使其均匀，制为菌悬液，然后利用真空冷冻干燥法制为乳酸菌粉。

上述的酸菜复合发酵剂中，所述乳酸菌冻干保护剂溶液含有脱脂乳25.08g/100mL、谷氨酸钠2.87g/100mL和硫酸锰0.06g/100mL。

上述的酸菜复合发酵剂中，所述酵母菌粉的制备方法为：将异常汉逊酵母菌活化、增殖培养，然后离心，用振荡器把离心后收集到的异常汉逊酵母菌泥与1/10原发酵液体积的酵母菌冻干保护剂溶液混合振荡，使其均匀，制为菌悬液，然后利用真空冷冻干燥法制为酵母菌粉。

上述的酸菜复合发酵剂中，所述酵母菌冻干保护剂溶液含有脱脂乳21.80g/100mL、海藻糖11.62g/100mL和木寡糖0.59g/100mL。

本发明还提供了上述的酸菜复合发酵剂的制备方法，包括以下步骤：

S1、制备乳酸菌粉：将冷藏后的乳酸菌菌种活化、增殖培养，然后按植物乳杆菌：副干酪乳杆菌：戊糖乳杆菌＝6:5:1的比例混合，将扩大培养后的后的乳酸菌复合菌液离心，用振荡器将离心后的菌泥与1/10原发酵液体积的乳酸菌冻干保护剂溶液混合振荡，使其均匀，制为菌悬液，然后利用真空冷冻干燥法制为乳酸菌粉；所述乳酸菌冻干保护剂溶液含有脱脂乳25.08g/100mL、谷氨酸钠2.87g/100mL和硫酸锰0.06g/100mL；

S2、制备酵母菌粉：将异常汉逊酵母菌活化、增殖培养，然后离心，用振荡器把离心后收集到的异常汉逊酵母菌泥与1/10原发酵液体积的酵母菌冻干保护剂溶液混合振荡，使其均匀，制为菌悬液，然后利用真空冷冻干燥法制为酵母菌粉；所述酵母菌冻干保护剂溶液含有脱脂乳21.80g/100mL、海藻糖11.62g/100mL和木寡糖0.59g/100mL；

S3、制备酸菜复合发酵剂：将乳酸菌粉和酵母菌粉按照质量比6～7:1混合。

上述的酸菜复合发酵剂的制备方法中，步骤S1中乳酸菌菌种的培养基采用MRS培养基。

上述的酸菜复合发酵剂的制备方法中，步骤S2中异常汉逊酵母菌的培养基采用YPD培养基。

本发明还提供了上述的酸菜复合发酵剂在制备酸菜中的应用。

具体地，应用方法为：将菜质新鲜、紧实、无腐烂和不良气味的大白菜进行烫漂处理，漂烫后投入腌制容器中，按接种量为0.10％接种酸菜复合发酵剂，进行密封发酵，盐浓度为3％，发酵温度为18～20℃，发酵时间40～42天。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的酸菜复合发酵剂，利用植物乳杆菌、戊糖乳杆菌、副干酪乳杆菌、异常汉逊酵母复配制备酸菜复合发酵剂，协同调控酸菜发酵过程，不仅能够缩短发酵周期、快速消减生物危害物，还能突破乳酸菌调控酸菜发酵在风味上的不足及对护色剂、防腐剂的依赖，具有快速降解发酵过程有害物质、防腐、护色和改善风味的作用，符合食品发展的风味和健康双导向趋势。试验结果表明，应用复合发酵剂酸菜亚硝酸盐降解率高，其参与发酵能够在酸菜发酵过程中有效降低“亚硝峰”、快速降低亚硝酸盐含量；对酸菜护色效果显著，其参与发酵能够使酸菜在发酵过程中保持良好的色泽；对酸菜防腐效果显著，其参与酸菜发酵能够有效抑制杂菌生长，防止酸菜腐败变质；能够有效调控酸菜的风味，使酸菜口感滋味更为丰富。

同时，本发明通过开发有效的菌种保护剂，提高菌种的存活率，保证菌剂作用的有效性。试验结果表明，应用本发明的保护剂使酵母菌冻干后平均菌体存活率为82.20％，乳酸菌平均菌体存活率为81.86％，保存期12个月性质稳定，能保持良好的菌种活率。

本发明研究制成直投式发酵剂，可直接投入酸菜生产，提高产品的稳定性和使用便捷性，解决酸菜加工生产中发酵周期长、有害物质消减慢、产品质量稳定性差、风味不理想等关键问题。应用于酸菜生产能够缩短发酵周期，有效降解亚硝酸盐，摆脱企业生产酸菜产品对防腐剂和护色剂的依赖，使酸菜成品色优、味美不易腐败。

综上，本发明的酸菜发酵剂具有以下优点：

1、简便高效、可直接投入酸菜生产；

2、酸菜色泽保持好；

3、酸菜防腐效果显著、不产白璞；

4、酸菜风味醇厚、口感滋味好；

5、缩短酸菜的生产周期、酸菜成熟快；

6、有效降低酸菜生产过程中的“亚硝峰”、快速消减亚硝酸盐等有害物。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实验例提供的酸菜复合发酵剂发酵酸菜品质情况；

图2为本发明实验例提供的酸菜乳酸菌发酵剂发酵酸菜品质情况；

图3为本发明实验例提供的自然发酵酸菜品质情况；

图4为本发明实验例提供的酸菜复合发酵剂试验组有机酸检测结果；

图5为本发明实验例提供的酸菜乳酸菌发酵剂试验组有机酸检测结果；

图6为本发明实验例提供的自然发酵试验组有机酸检测结果；

图7为本发明实验例提供的酸菜复合发酵剂试验组挥发性风味物质检测结果；

图8为本发明实验例提供的酸菜乳酸菌发酵剂试验组挥发性风味物质检测结果；

图9为本发明实验例提供的自然发酵试验组挥发性风味物质检测结果；

图10为本发明实验例提供的酸菜发酵过程中pH值的变化；

图11为本发明实验例提供的酸菜发酵过程中亚硝酸盐含量变化；

图12为本发明实验例提供的酸菜发酵过程中总酸含量变化。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合实施例对本发明作进一步的详细介绍。以下实施用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。其中，植物乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖乳杆菌和异常汉逊酵母购自中国工业微生物菌种保藏管理中心和中国普通微生物菌种保藏管理中心。

实施例1菌株复配比例的优化

方法：将植物乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖乳杆菌和异常汉逊酵母按照不同比例分25组以接种量4％(v/v)投入酸菜发酵，发酵盐水浓度为3.5％，密封发酵周期为35d，对发酵成品进行pH值和总酸含量的测定及感官评价。以色泽形态、气味、口感、滋味4个方面对两组发酵酸菜制品进行感官评定。感官评定人员为20名吉林农业大学食品专业学生，熟悉食品描述定语与食品评判标准。依据国家标准GB2714-2015《食品国家标准酱腌菜》制定评分标准如表1所示，最终评分为所有评分值的总和(100分)。

表1酸菜感官评分标准

结果：结合pH值、总酸含量和感官评定分数对不同菌种配比发酵酸菜效果进行分析。试验结果表明，在酸菜发酵过程中维持较低的pH值有利于抑制其他腐败微生物的生长，当菌种比例植物乳杆菌:副干酪乳杆菌:戊糖乳杆菌:异常汉逊酵母为9:3:2:1时，酸菜成品的pH值最低，总酸含量最大。但此时酸菜口感过于酸，颜色较深，质地较软，口感滋味较差。综合评定植物乳杆菌:副干酪乳杆菌:戊糖乳杆菌:异常汉逊酵母为6:5:1:2为最佳复配比例，此时酸菜感官评定分数最高达86分，酸菜pH值为3.29、总酸含量11.33g/kg，菜叶为嫩黄色，菜帮为透明状白色，色泽均匀，酸度适中，口感较好，符合行业标准。

实施例2酸菜复合发酵剂的制备

乳酸菌菌粉的制备：将冷藏的乳酸菌菌种接种至MRS斜面培养基，37℃下培养48h，连续传代三次即得活化菌种。将活化后的菌种接种入MRS增殖培养基中37℃，pH6.0条件下进行增殖培养，按照植物乳杆菌：副干酪乳杆菌：戊糖乳杆菌＝6:5:1的比例混合。然后将复合菌液离心，离心条件为6000r/min，15min。把得到的乳酸菌菌泥与冻干保护剂溶液充分混合，制成菌悬液转入冻干瓶中，菌悬液分装厚度为0.5cm。乳酸菌菌悬液置于-80℃预先冷冻12h，然后冷冻干燥12h。

乳酸菌冻干保护剂配方为脱脂乳25.08g/100mL，谷氨酸钠2.87g/100mL，硫酸锰0.06g/100mL。

酵母菌粉的制备：将异常汉逊酵母置于YPD培养基中活化，接种至YPD增殖培养基，30℃条件下在180r/min摇床培养24h，再接种至YPD增殖培养基中活化两次，活化菌株接种至YPD增殖培养基中培养24h。离心(5000r/min，10min)后收集异常汉逊酵母菌泥与1/10原发酵液体积的冻干保护剂溶液混合均匀，制为菌悬液。将做成的菌悬液倒入无菌培养皿中，冻干厚度为0.5cm。冷冻干燥前先于-20℃预先冷冻12h，然后于真空度10～20Pa条件下冷冻干燥24h，让冷冻干燥后菌粉的水分含量3％。

酵母菌冻干保护剂配方为：脱脂乳21.80g/100mL，海藻糖11.62g/100mL，木寡糖0.59g/100mL。

酸菜复合发酵剂的制备：将乳酸菌粉和酵母菌粉按照质量比7:1混合即得。

实施例3酸菜复合发酵剂的应用

将菜质新鲜、紧实，无腐烂和不良气味的大白菜进行烫漂处理，漂烫后投入腌制容器中。按接种量为0.10％接种酸菜复合发酵剂，进行密封发酵。盐浓度为3％，发酵温度为20℃，发酵时间40天。

实验例不同发酵方式发酵酸菜对比

酸菜复合发酵剂试验组：直投式发酵剂接种量为0.10％，发酵温度为20℃，盐浓度3％，乳酸菌粉、酵母菌粉质量比例为7:1，乳酸菌粉为植物乳杆菌：副干酪乳杆菌：戊糖乳杆菌＝6:5:1。发酵40天后，如图1所示，酸菜色泽明亮、表现为均一的明黄色，发酵液澄清，且无白璞和霉菌。

酸菜乳酸菌发酵剂发酵试验组：直投式发酵剂接种量为0.10％，发酵温度为20℃，盐浓度3％。乳酸菌粉为植物乳杆菌：副干酪乳杆菌：戊糖乳杆菌＝6:5:1，发酵40天后，如图2所示，酸菜色泽明亮、表现为均一的明黄色，发酵液澄清，且无白璞和霉菌。

酸菜自然发酵试验组：以盐浓度3％、发酵温度为20℃做酸菜的自然发酵试验。发酵40天后，如图3所示，颜色偏红，表面有霉菌和白璞覆盖。

理化指标监测。酸菜复合发酵剂试验组和酸菜乳酸菌发酵剂试验组基本理化指标明显优于自然发酵组酸菜，它们的总酸含量高、产酸快，pH值低、能抑制有害微生物生长，能明显降低“亚硝峰”。如图12所示，应用酸菜复合发酵剂和乳酸菌发酵剂发酵酸菜总酸含量第14d就达到4.00g/kg以上，发酵结束后总酸含量分别为11.46g/kg、10.68g/kg，自然发酵酸菜总酸含量为7.01g/kg，接种发酵产酸快且总酸含量大于自然发酵。如图11所示，应用酸菜复合发酵剂和乳酸菌发酵剂发酵酸菜“亚硝峰”分别为18.35mg/kg和19.98mg/kg远低于自然发酵的29.65mg/kg，并且下降速度快。如图10所示，它们的pH值分别为3.23和3.36，低于自然发酵的3.56。接种发酵剂能使发酵过程保持较低的pH值，起到防腐、护色、缩短发酵周期，快速消减有害物的作用。

对发酵成品进行有机酸和挥发性风味物质检测。如图4-6所示，酸菜复合发酵剂发酵酸菜有机酸总量最高，达到222.44g/L。酸菜复合发酵剂和乳酸菌发酵剂发酵酸菜成品乳酸含量分别为183.96g/L和206.47g/L，对比自然发酵酸菜的96.71g/L差距明显。酸菜复合发酵剂发酵酸菜乳酸含量略低于乳酸菌发酵剂发酵酸菜，苹果酸、乙酸含量高于乳酸菌发酵剂发酵酸菜，具有较高的鲜味，酸味浓郁宜人。接种复合发酵剂发酵有利于提高酸菜中的有机酸含量，酸菜复合发酵剂中所特有的酵母菌调节了产酸菌的种类和数量，使酸味更为鲜美。

挥发性风味物质分析。如图7-9所示，结果表明，乳酸菌发酵剂发酵酸菜产品挥发性风味物质种类和含量较少，仅有24种风味物质被检出，其中酯类3种，醇类7种，酸类6种，醛类1种，烯烃类1种，酮类2种，腈类2种，其他化合物2种。酸菜复合发酵剂发酵酸菜产品挥发性风味物质种类数与自然发酵产品相同，都有36种挥发性风味物质被检出。酸菜复合发酵剂发酵酸菜产品挥发性风味物质有酯类9种，酸类6种，醇类7种，醛类2种，烯烃类2种，酮类3种，腈类4种，其他化合物3种。自然发酵酸菜产品挥发性风味物质有酯类6种，酸类8种，醇类10种，醛类4种，烯烃类3种，酮类2种，腈类1种，其他化合物2种。与自然发酵酸菜相对比，酸菜复合发酵剂发酵酸菜产品中异硫氰酸酯类物质(2-乙基异硫氰酸苯酯)含量较少，相对峰面积仅为0.36％，有四种腈类物质被检出，相对峰面积为4.91％，口感更为柔和。酸菜复合发酵剂发酵酸菜产品含有更多的酯类物质和香气成分，挥发性风味物质种类和含量丰富，口感佳，风味好。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种酸菜复合发酵剂，其特征在于，包括以下重量比的组分：乳酸菌粉：酵母菌粉＝6～7:1；其中，

所述乳酸菌粉由质量比6:5:1的植物乳杆菌、副干酪乳杆菌、戊糖乳杆菌混合培养冻干制得；

所述酵母菌粉由异常汉逊酵母菌培养冻干制得。

2.如权利要求1所述的酸菜复合发酵剂，其特征在于，所述乳酸菌粉的制备方法为：将冷藏后的乳酸菌菌种活化、增殖培养，然后按植物乳杆菌：副干酪乳杆菌：戊糖乳杆菌＝6:5:1的比例混合，将扩大培养后的后的乳酸菌复合菌液离心，用振荡器将离心后的菌泥与1/10原发酵液体积的乳酸菌冻干保护剂溶液混合振荡，使其均匀，制为菌悬液，然后利用真空冷冻干燥法制为乳酸菌粉。

3.如权利要求2所述的酸菜复合发酵剂，其特征在于，所述乳酸菌冻干保护剂溶液含有脱脂乳25.08g/100mL、谷氨酸钠2.87g/100mL和硫酸锰0.06g/100mL。

4.如权利要求1所述的酸菜复合发酵剂，其特征在于，所述酵母菌粉的制备方法为：将异常汉逊酵母菌活化、增殖培养，然后离心，用振荡器把离心后收集到的异常汉逊酵母菌泥与1/10原发酵液体积的酵母菌冻干保护剂溶液混合振荡，使其均匀，制为菌悬液，然后利用真空冷冻干燥法制为酵母菌粉。

5.如权利要求4所述的酸菜复合发酵剂，其特征在于，所述酵母菌冻干保护剂溶液含有脱脂乳21.80g/100mL、海藻糖11.62g/100mL和木寡糖0.59g/100mL。

6.如权利要求1所述的酸菜复合发酵剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备乳酸菌粉：将冷藏后的乳酸菌菌种活化、增殖培养，然后按植物乳杆菌：副干酪乳杆菌：戊糖乳杆菌＝6:5:1的比例混合，将扩大培养后的后的乳酸菌复合菌液离心，用振荡器将离心后的菌泥与1/10原发酵液体积的乳酸菌冻干保护剂溶液混合振荡，使其均匀，制为菌悬液，然后利用真空冷冻干燥法制为乳酸菌粉；所述乳酸菌冻干保护剂溶液含有脱脂乳25.08g/100mL、谷氨酸钠2.87g/100mL和硫酸锰0.06g/100mL；

S2、制备酵母菌粉：将异常汉逊酵母菌活化、增殖培养，然后离心，用振荡器把离心后收集到的异常汉逊酵母菌泥与1/10原发酵液体积的酵母菌冻干保护剂溶液混合振荡，使其均匀，制为菌悬液，然后利用真空冷冻干燥法制为酵母菌粉；所述酵母菌冻干保护剂溶液含有脱脂乳21.80g/100mL、海藻糖11.62g/100mL和木寡糖0.59g/100mL；

S3、制备酸菜复合发酵剂：将乳酸菌粉和酵母菌粉按照质量比6～7:1混合。

7.如权利要求1所述的酸菜复合发酵剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中乳酸菌菌种的培养基采用MRS培养基。

8.如权利要求1所述的酸菜复合发酵剂的制备方法，其特征在于，步骤S2中异常汉逊酵母菌的培养基采用YPD培养基。

9.如权利要求1所述的酸菜复合发酵剂在制备酸菜中的应用。

10.如权利要求9所述的酸菜复合发酵剂的在制备酸菜中的应用，其特征在于，应用方法为：将菜质新鲜、紧实、无腐烂和不良气味的大白菜进行烫漂处理，漂烫后投入腌制容器中，按接种量为0.10％接种酸菜复合发酵剂，进行密封发酵，盐浓度为3％，发酵温度为18～20℃，发酵时间40～42天。

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