賀菊萍，劉 輝，邵 穎，劉恩岐，李丹丹

(徐州工程學(xué)院食品(生物)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221008)

牛蒡低聚糖對(duì)乳酸菌的影響及牛蒡泡菜工藝優(yōu)化

賀菊萍，劉 輝，邵 穎，劉恩岐，李丹丹

(徐州工程學(xué)院食品(生物)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221008)

研究牛蒡低聚糖在MRS培養(yǎng)基上對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)促進(jìn)作用，比較在相同制作條件下牛蒡泡菜和白菜泡菜中乳酸菌含量，同時(shí)通過正交試驗(yàn)確定牛蒡泡菜的最佳發(fā)酵工藝。結(jié)果表明：牛蒡低聚糖在MRS培養(yǎng)基中對(duì)乳酸菌有一定生長(zhǎng)促進(jìn)作用，低聚糖含量為1g/100mL時(shí)對(duì)乳酸菌的生長(zhǎng)促進(jìn)作用最為明顯，相同制作條件下牛蒡泡菜中乳酸菌含量高于白菜泡菜；牛蒡泡菜的最佳制作工藝為糖添加量3g/100g、發(fā)酵時(shí)間8d、食鹽添加量6g/100g。

牛蒡低聚糖；乳酸菌；泡菜；最佳工藝

牛蒡(Arctium lappa L.)是菊科牛蒡?qū)僦备刀晟笮筒荼局参铮a(chǎn)于中國(guó)，傳到日本后被改良為食用蔬菜。牛蒡具有豐富的營(yíng)養(yǎng)和醫(yī)療價(jià)值，國(guó)內(nèi)外研究均發(fā)現(xiàn)其具有較好的抗氧化、抗腫瘤、保肝、抑菌等活性[1-4]。牛蒡的肉質(zhì)根富含蛋白質(zhì)、氨基酸、多種維生素、礦物質(zhì)以及低聚寡糖[5-6]。低聚糖具有預(yù)防腫瘤、冠心病、糖尿病、結(jié)腸癌、便秘等作用[7-10]，非消化性低聚寡糖具有雙向調(diào)節(jié)微生態(tài)平衡的“整腸”生理功能，它可以被腸道內(nèi)益生菌利用，促進(jìn)益生菌的生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)抑制腸道有害菌的生長(zhǎng)，促進(jìn)人體潤(rùn)腸通便，安全排毒，增強(qiáng)機(jī)體免疫力，降低血脂和膽固醇，促進(jìn)礦物質(zhì)吸收[11]。本實(shí)驗(yàn)對(duì)牛蒡中低聚糖促進(jìn)益生菌生長(zhǎng)作用進(jìn)行研究，同時(shí)研究牛蒡泡菜的最佳制作工藝，以期為進(jìn)一步提高牛蒡的經(jīng)濟(jì)價(jià)值提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器牛蒡、白菜及各種香辛料購(gòu)于徐州市翟山農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。雙歧桿菌、植物乳桿菌由徐州工程學(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)室保藏；所用試劑均為分析純。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海申生科技有限公司；723C可見分光光度計(jì) 上海欣茂儀器有限公司；LG·J·15型冷凍干燥機(jī) 北京四環(huán)科學(xué)儀器廠；SPX-250G 光照培養(yǎng)箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；SW-CJ-IC標(biāo)準(zhǔn)型雙人凈化工作臺(tái) 蘇州凈化設(shè)備廠；PHs-25型酸度計(jì) 上海世義精密儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 牛蒡低聚糖的制備

以水為溶劑，料液比1:10(m/V)、70℃提取90min，分兩次浸提牛蒡根干粉，分次過濾，合并提取液。將

提取液減壓濃縮至小體積，用酶-Sevag法脫蛋白，用3倍體積的無水乙醇沉析，過濾，收集濾粉。用乙醇反復(fù)洗滌，然后打散濾餅，復(fù)溶于水，冷凍干燥得牛蒡低聚寡糖樣品[12]。

1.2.2 牛蒡低聚糖含量的測(cè)定

采用苯酚-硫酸法[13]，測(cè)定樣品中總糖的含量。采用3,5-二硝基水楊酸法[14]測(cè)定樣品中還原糖的含量，根據(jù)下式計(jì)算樣品中低聚糖含量。

式中：C1為總糖含量/(g/100g)；C2為還原糖含量/(g/100g)。

1.2.3 牛蒡低聚糖在MRS培養(yǎng)基上對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)促進(jìn)作用

將牛蒡低聚糖添加于MRS培養(yǎng)基中使其質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、1.5、2.0g/100mL，分別接種雙歧桿菌及植物乳桿菌于培養(yǎng)基中，37℃厭氧培養(yǎng)24h。利用酸度計(jì)測(cè)定培養(yǎng)液pH值，利用馬向前等[15]研究的一種乳酸菌簡(jiǎn)便快速計(jì)數(shù)法進(jìn)行菌落計(jì)數(shù)。

1.2.4 牛蒡與白菜泡菜中益生菌生長(zhǎng)情況

白菜、牛蒡分別各取約6 0 0 g，用鹽、辣椒粉、姜、蒜適量配制成6g/100mL鹽水(水為涼開水)，白菜、牛蒡裝壇后注入鹽水，最后以清水封壇。每天取白菜、牛蒡泡菜汁5mL，同1.2.3節(jié)方法測(cè)定pH值和菌落總數(shù)，連續(xù)測(cè)定8d。

1.2.5 牛蒡泡菜最佳制作工藝

1.2.5.1 正交試驗(yàn)

表1 牛蒡泡菜正交試驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels of burdock pickle fermentation

研究食鹽添加量、發(fā)酵時(shí)間和蔗糖添加量對(duì)牛蒡泡菜品質(zhì)的影響。分別以食鹽添加量1、2、3、4、5、6 g/1 0 0 g；發(fā)酵時(shí)間2、4、6、8、1 0、1 2 d；蔗糖添加量1、3、5、7、9、1 1 g/100g進(jìn)行牛蒡泡菜制作的單因素試驗(yàn)。當(dāng)食鹽添加量4g/100g、發(fā)酵時(shí)間8d、蔗糖添加量5g/100g時(shí)泡菜的口感最好(數(shù)據(jù)未給出)，所以分別取食鹽添加量2、4、6 g/1 0 0 g，發(fā)酵時(shí)間4、8、1 0 d，蔗糖添加量3、5、7g/100g進(jìn)行正交試驗(yàn)，確定牛蒡泡菜的最佳制作工藝。

1.2.5.2 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)[16]

年齡為18～30歲之間的學(xué)生和教師共30人對(duì)泡菜品質(zhì)進(jìn)行評(píng)定，品質(zhì)評(píng)定者均非過敏體質(zhì)，取平均分為評(píng)分結(jié)果。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

2 結(jié)果與分析

2.1 牛蒡中低聚糖含量

測(cè)得牛蒡中總可溶性糖含量為12.98g/100g，還原糖含量為0.4 5 g/1 0 0 g，牛蒡中低聚糖含量為12.53g/100g。

2.2 牛蒡低聚糖在MRS培養(yǎng)基上對(duì)乳酸菌生長(zhǎng)促進(jìn)作用

2.2.1 添加牛蒡低聚糖后益生菌菌落總數(shù)的變化

圖1 牛蒡低聚糖對(duì)益生菌生長(zhǎng)的影響Fig.1 Effect of burdock oligosaccharide concentration on the growth of bifidobacteria andLactobacillus plantarum

表2 牛蒡泡菜感官評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 2 Sensory evaluation of the burdock pickle processed

由圖1可知，不同添加量的牛蒡低聚糖對(duì)雙歧桿菌和植物乳桿菌均有一定的生長(zhǎng)促進(jìn)作用，以牛蒡低聚糖的添加量為1g/100mL時(shí)對(duì)這兩株乳酸菌的生長(zhǎng)促進(jìn)作用最為明顯。

2.2.2 添加牛蒡低聚糖后培養(yǎng)基pH值的變化

由圖2可知，與未添加牛蒡低聚糖的培養(yǎng)基相比較，牛蒡低聚糖添加量為1g/100mL時(shí)兩株乳酸菌發(fā)酵液的pH值下降最為明顯，說明在此添加量時(shí)乳酸菌繁殖

數(shù)量最高，此實(shí)驗(yàn)結(jié)果與菌落總數(shù)計(jì)數(shù)結(jié)果一致。因此，牛蒡低聚糖有促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)的作用。

圖2 牛蒡菊糖對(duì)培養(yǎng)基pH值的影響Fig.2 Effect of burdock oligosaccharide on pH change during fermentation by bifidobacteria andLactobacillus plantarum

2.3 牛蒡與白菜泡菜中益生菌生長(zhǎng)情況比較

圖3 牛蒡泡菜與白菜泡菜發(fā)酵過程中益生菌數(shù)量比較Fig.3 Lactic acid bacteria population in burdock and cabbage pickle

由圖3可知，在相同工藝條件下，牛蒡泡菜與白菜泡菜中乳酸菌數(shù)量在第1、2天內(nèi)基本無差別，牛蒡泡菜中乳酸菌數(shù)量于第3天開始多于白菜泡菜，并隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，差異逐漸加大。

2.4 泡菜腌制過程中pH值變化

由于泡菜腌制過程中產(chǎn)生了大量乳酸菌，使泡菜汁的pH值會(huì)下降，牛蒡泡菜與白菜泡菜的pH值變化見圖4。

圖4 牛蒡泡菜與白菜泡菜發(fā)酵過程中pH值比較Fig.4 Change of pH values in burdock and cabbage pickle

由圖4可知，兩種泡菜汁的pH值均隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸下降。牛蒡泡菜汁與白菜泡菜汁的pH值在發(fā)酵前2d基本相同，從第3天開始牛蒡泡菜汁的pH值開始低于白菜泡菜汁，并且隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)兩種泡菜汁的pH值差異越來越明顯，這是隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)牛蒡泡菜中乳酸菌數(shù)量多于白菜泡菜的結(jié)果，與菌落總數(shù)計(jì)數(shù)結(jié)果一致。

2.5 牛蒡泡菜的最佳制作工藝

通過感官鑒定評(píng)分法確定，牛蒡泡菜最佳工藝參數(shù)的L9(34)正交試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 牛蒡泡菜制作工藝優(yōu)化正交試驗(yàn)L9(34)結(jié)果Table 3 Orthogonal test results of burdock pickle fermentation

由表3可知，各因素對(duì)泡菜品質(zhì)影響的順序依次為C＞B＞A，即主要影響因素為蔗糖添加量。發(fā)酵時(shí)間次之，食鹽添加量對(duì)泡菜品質(zhì)影響最小。牛蒡泡菜的最佳制作工藝方案為C1B2A3，即蔗糖添加量為3g/100g，發(fā)酵時(shí)間為8d，食鹽添加量為6g/100g。

3 結(jié) 論

牛蒡低聚糖有促進(jìn)乳酸菌生長(zhǎng)的作用，在MRS培養(yǎng)基上，其添加量為1g/100mL時(shí)對(duì)雙歧桿菌及植物乳桿菌的生長(zhǎng)促進(jìn)作用最為明顯。相同制作條件下，牛蒡泡菜中乳酸菌含量高于白菜泡菜。牛蒡泡菜的最佳制作工藝為蔗糖添加量3g/100g，發(fā)酵時(shí)間8d，食鹽添加量6g/100g。

牛蒡低聚糖可作為益生元開發(fā)為保健食品配料或天然藥物；牛蒡泡菜口感良好，發(fā)酵過程中益生菌繁殖數(shù)量多，其中低聚糖具有優(yōu)良的促進(jìn)益生菌生長(zhǎng)的作用，這是牛蒡較其他蔬菜作為泡菜原料的優(yōu)勢(shì)所在，目前國(guó)內(nèi)外尚未見對(duì)牛蒡泡菜的研究報(bào)道，可對(duì)其做進(jìn)一步開發(fā)利用研究。

[1]KARDOSOVA A, EBRINGEROVA A, ALFOLDI J, et al. A biologically active fructan from the roots of Arctium lappa L. var. Herkules[J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2003, 33: 135-140.

[2]DUH P D. Antioxidant activity of burdock (Arctium lappa Linne): its scavenging effect on free-radical and active oxygen[J]. Journal of the American Oil Chemistry Society, 1998, 75, 455-461.

[3]MORITA K Y, NISHIJIMA Y, KADA T. Chemical nature of a desmutageric factor from burdock (Arctium lappa Linne)[J]. Agricultural and Biological Chemistry, 1985, 49: 925-932.

[4]賀菊萍, 梁思, 趙勇, 等. 牛蒡提取物抗氧化活性及抑菌作用研究[J].食品工業(yè)科技, 2010, 31(6): 131-133.

[5]KARDOSOVA A, ALFOLDI J, NOSALOVA G. A biologically active fructan from the roots of Arctium lappa L., var. Herkules. Int[J]. Biol Macromol, 2003, 33(1/3): 135-140.

[6]趙華, 王勁, 楊松松. 藥用植物牛蒡化學(xué)成分和藥理活性研究述要[J]. 遼寧中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào), 2005, 7(2): 128-129.

[7]鄭建先. 功能性低聚糖析論[J]. 食品發(fā)酵工業(yè), 1997(1): 39-46.

[8]屠用利. 菊糖的功能與應(yīng)用[J]. 食品工業(yè), 1997(4): 45-46.

[9]李平蘭, 張?bào)? 寡糖類雙歧因子的生理活性功能及其在食品中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)釀造, 1998(5): 11-13.

[10]朱宏吉, 郭強(qiáng). 菊粉應(yīng)用研究的新進(jìn)展[J]. 中國(guó)糖料, 2000(4): 55-57.

[11]郭興華. 益生菌基礎(chǔ)與應(yīng)用[M]. 北京: 北京科學(xué)技術(shù)出版社, 2002: 184-189.

[12]郝林華, 陳靠山, 李光友. 牛蒡菊糖及其制備方法的研究[J]. 中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào), 2004, 34(3): 423-428.

[13]張惟杰. 糖復(fù)合物生化研究技術(shù)[M]. 2版. 杭州: 浙江大學(xué)出版社, 1999: 12-13.

[14]顧天成, 呂躍鋼. 從洋姜中提取菊糖[J]. 北京輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào), 1998, 16(3): 21-25.

[15]馬向前, 周德慶. 雙歧桿菌和乳酸菌的一種簡(jiǎn)便快速計(jì)數(shù)法[J]. 微生物學(xué)報(bào), 1997, 37(1): 62-64.

[16]陳功. 中國(guó)泡菜的品質(zhì)評(píng)定與標(biāo)準(zhǔn)探討[J]. 食品工業(yè)科技, 2009, 30 (2): 335-338.

Effect of Oligosaccharide Extracted from Edible Burdock and the Process Optimization of Burdock Pickle

HE Ju-ping，LIU Hui，SHAO Ying，LIU En-qi，LI Dan-dan
(Department of Food (Biology) Engineering, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221008, China)

The prebiotic effect of oligosaccharides extracted from burdock (B-OLI) in Man-Rogosa-Sharp (MRS) medium on the growth of lactic acid bacteria and the optimization of burdock pickle processing was studied in this paper. B-OLI stimulated the growth of lactic acid bacteria in MRS, with 1 g/100mL B-OLI promoted the growth rate the strongest. Under the same processing, amount of lactic acid bacteria in burdock pickle was higher than that in cabbage pickle. The best processing parameters of burdock pickle includes salt 6 g/100mL, sugar 3 g/100mL, and fermentation at room temperature for 8 days.

burdock oligosaccharide；lactic acid bacteria；pickle；optimal processing

TS201.23

A

1002-6630(2010)23-0194-03

2010-07-22

賀菊萍(1979—)，女，講師，博士研究生，研究方向?yàn)槭称飞锛夹g(shù)。E-mail：jupinghe@yahoo.com.cn