張羲，陳安特，吳秋昊，張文娟，潘亮，賈利蓉＊

（1.四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院，成都 610065；2.四川江中源食品有限公司，四川德陽 618000）

黑木耳泡菜發(fā)酵液配方優(yōu)化研究

張羲1，陳安特1，吳秋昊1，張文娟1，潘亮2，賈利蓉1＊

（1.四川大學(xué)輕紡與食品學(xué)院，成都 610065；2.四川江中源食品有限公司，四川德陽 618000）

以黑木耳為主要原料，人工接種乳酸菌進(jìn)行發(fā)酵。采用單因素試驗研究食鹽、蔗糖及乳酸添加量對發(fā)酵液pH、總酸及黑木耳感官品質(zhì)的影響，在此基礎(chǔ)上設(shè)計響應(yīng)面試驗優(yōu)化發(fā)酵液配方。試驗結(jié)果表明：食鹽添加量為3.35%、蔗糖添加量為4.11%、乳酸添加量為0.112%的條件下，黑木耳泡制6天后感官品質(zhì)最佳。驗證試驗表明：最優(yōu)工藝參數(shù)發(fā)酵后總酸的平均值為（0.2903±0.004）g／dL，pH為（3.21±0.015），其他理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)均合格，為黑木耳泡菜開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

黑木耳；乳酸；響應(yīng)面法

黑木耳（Auricularia auricula）又名木菌、樹雞，隸屬于真菌門，擔(dān)子菌綱，木耳目，木耳科［1］。其營養(yǎng)豐富，具有重要的食藥用價值，有研究表明：黑木耳具有降血糖、降血脂、抗衰老、抗輻射、提高機體免疫力等作用［2－4］。國際上栽培食用菌的國家很多，但是栽培黑木耳的國家卻很少，只有菲律賓、泰國等少數(shù)國家［5］。我國是黑木耳的主產(chǎn)國，所以在國內(nèi)開發(fā)和利用黑木耳資源方面具有得天獨厚的優(yōu)勢［6］。目前黑木耳主要用于日常烹飪食用，其深加工利用尚處于初級階段。關(guān)于黑木耳的研究，主要集中在粗加工、有效成分提取及藥理作用研究領(lǐng)域［7］。謝晨陽等［8］以白菜為原料，在泡菜制作過程中以黑木耳粉作為輔料，優(yōu)化自然發(fā)酵黑木耳泡菜制作的工藝條件，尚無采用乳酸菌接種發(fā)酵制作黑木耳泡菜的相關(guān)研究。

泡椒黑木耳在四川省是一道家喻戶曉的菜肴，其制作方法主要是泡辣椒及其汁水和黑木耳涼拌而成，黑木耳本身沒有經(jīng)過發(fā)酵。筆者在研究乳酸菌接種發(fā)酵黑木耳中發(fā)現(xiàn)發(fā)酵過程中乳酸積累緩慢，接種發(fā)酵2天后，pH降至4.3左右，增加了大腸桿菌等雜菌生長的風(fēng)險［9，10］。對黑木耳可發(fā)酵性糖組成分析結(jié)果表明：黑木耳只含有少量葡萄糖（＜0.4g／100g），遠(yuǎn)低于蘿卜、白菜等蔬菜原料，并且未檢測到蔗糖、果糖。因此，開發(fā)黑木耳泡菜必須在泡菜水中添加可發(fā)酵性糖，使乳酸發(fā)酵迅速啟動以保證發(fā)酵體系的安全性。故本試驗以黑木耳為原料，采用人工接種進(jìn)行發(fā)酵，以食鹽、蔗糖和乳酸添加量為試驗因素，利用響應(yīng)面法研究黑木耳發(fā)酵液的最佳配方，以期為黑木耳泡菜的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 原輔材料

黑木耳：四川省青川縣川珍實業(yè)有限公司生產(chǎn)。

1.1.2 發(fā)酵劑

植物乳桿菌（L.plantarum）（菌株編號1.926），腸膜明串珠菌（L.mesenteroides）（菌株編號1.656），均購自四川省微生物資源平臺菌種保藏中心。

1.1.3 試劑

氫氧化鈉、鄰苯二氫酸鉀、酚酞、MRS肉湯培養(yǎng)基、瓊脂培養(yǎng)基、結(jié)晶紫中性紅膽鹽瓊脂培養(yǎng)基：分析純，購于成都市科龍化工試劑廠；乳酸：食品級，購于河南金丹乳酸科技有限公司；氯化鈣：食品級，購于河南喜萊客化工產(chǎn)品有限公司。

1.1.4 主要設(shè)備

LDZX－50FB型立式壓力蒸汽滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠；隔水式恒溫培養(yǎng)箱 上海森信實驗儀器有限公司；PHS－3C型精密數(shù)顯pH計 上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；LaboGene Scanspeed1736R高速冷凍離心機 丹麥LaboGene公司；UV－1240型紫外可見光分光光度計 北京華運安特科技有限責(zé)任公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 黑木耳泡菜制作方法

黑木耳在50℃泡發(fā)30min，洗凈，切去主根及剔除病蟲害部分后備用。以水的質(zhì)量為基準(zhǔn)，根據(jù)實驗設(shè)計添加0.3%CaCl2、不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的食鹽、蔗糖和乳酸配制泡菜水，高溫滅菌（121℃，15min）后備用。將保藏于試管中的植物乳桿菌及腸膜明串珠菌，經(jīng)MRS肉湯培養(yǎng)基分別于37℃和28℃下增菌培養(yǎng)30h后，用離心機在4℃，4000r／min進(jìn)行無菌離心5min，將離心得到的菌泥用生理鹽水按照上述步驟洗滌2～3次后，對所得到的菌泥適當(dāng)稀釋并等體積混合，按2%接種量加入到發(fā)酵鹽水中，并使接種后的發(fā)酵鹽水中乳酸菌活菌數(shù)達(dá)到107～108cfu／mL。稱取黑木耳400g、泡菜水1250g，裝入泡菜壇，置于設(shè)定溫度為25℃的恒溫培養(yǎng)箱中發(fā)酵。

1.2.2 pH及總酸測定方法

取20mL泡菜水，在4℃，14000r／min下離心15min，取上清液用pH計測定pH值?？偹岫炔捎秒娢坏味ǚy定［11］，均重復(fù)測試3次，取平均值。

1.2.3 感官評定方法

由10名食品專業(yè)人士組成小組，從色澤及形態(tài)、香氣、質(zhì)地及滋味方面對黑木耳泡菜進(jìn)行感官評價，參照陳功的評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評分［12］。

1.2.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗

在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取食鹽、蔗糖及乳酸添加量為自變量因素，恒溫發(fā)酵6天后，以總酸和感官評定為響應(yīng)值，對黑木耳泡菜水配方進(jìn)行優(yōu)化試驗研究。

1.2.5 黑木耳泡菜理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)檢測

按照四川泡菜標(biāo)準(zhǔn)［13］判斷用最優(yōu)參數(shù)生產(chǎn)黑木耳泡菜的理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)是否合格。其中，亞硝酸鹽測定按照GB／T 5009.33；總砷測定按照GB／T 5009.11；鉛測定按照GB／T 5009.12；大腸菌群測定按照GB／T 4789.3；致病菌測定按照GB／T 4789.4，GB／T 4789.5和GB／T 4789.10。

1.2.6 試驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用Origin 8.0進(jìn)行作圖分析；采用Design Expert 8.0.6軟件對中心組合試驗設(shè)計的試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性和差異顯著性統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 食鹽添加量對黑木耳泡菜發(fā)酵過程的影響

圖1 食鹽添加量對pH的影響Fig.1 Effect of different concentration of salt on pH

由圖1可知，各實驗組發(fā)酵過程中pH值的變化趨勢無明顯差異：0～4天時，發(fā)酵液的pH值顯著降低（P＜0.05）；6天后各實驗組的pH無明顯變化；第10天時，pH值均在3.3以下。

圖2 食鹽添加量對總酸的影響Fig.2 Effect of different concentration of salt on total acid

由圖2可知，發(fā)酵液中食鹽添加量不同，導(dǎo)致發(fā)酵過程中總酸含量及產(chǎn)酸速率明顯不同；在發(fā)酵中，食鹽添加量越大，鹽水pH值增大，總酸含量減少，產(chǎn)酸速率也越慢，這是因為隨著含鹽量增加，滲透壓越大，乳酸菌等微生物的生長受到抑制。張艷等［14］的研究也表明食鹽添加量為8%時產(chǎn)酸較少，高濃度食鹽水不利于乳酸的積累。

圖3 食鹽添加量對感官評分的影響Fig.3 Effect of different concentration of salt on sensory score

由圖3可知，當(dāng)食鹽添加量小于8%時，黑木耳泡菜的感官評分較高。

2.2 蔗糖添加量對黑木耳發(fā)酵的影響

圖4 蔗糖添加量對pH的影響Fig.4 Effect of different concentration of sugar on pH

圖5 蔗糖添加量對總酸的影響Fig.5 Effect of different concentration of sugar on total acid

由圖4和圖5可知，發(fā)酵過程中，隨著蔗糖添加量增大，發(fā)酵液pH值減小，總酸含量增高，且產(chǎn)酸速率越大，說明蔗糖在發(fā)酵初期對促進(jìn)乳酸發(fā)酵影響顯著；第8～10天，pH值降低至3.2左右；第10天，各實驗組總酸含量接近，差異性不顯著（P＞0.05）。分析認(rèn)為乳酸積累抑制了微生物的發(fā)酵［15］。

圖6 蔗糖添加量對感官評分的影響Fig.6 Effect of different concentration of sugar on sensory score

由圖6可知，蔗糖添加量對黑木耳泡菜的感官評分有較大影響，當(dāng)蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于5%時，感官評分下降明顯，這是因為過多的蔗糖沒有被微生物充分利用，導(dǎo)致泡菜滋味偏甜。

2.3 乳酸添加量對黑木耳發(fā)酵的影響

圖7 乳酸添加量對pH的影響Fig.7 Effect of different concentration of lactic acid on pH

圖8 乳酸添加量對總酸的影響Fig.8 Effect of different concentration of lactic acid on total acid

由圖7和圖8可知，乳酸處理組與空白組發(fā)酵起始時，pH值與總酸含量存在顯著差異（P＜0.05），隨著乳酸添加量的增大，發(fā)酵過程中pH值下降，總酸含量增加，且趨勢無明顯差異；發(fā)酵2天后，添加乳酸進(jìn)行發(fā)酵的實驗組，其pH均下降至3.5以下，而空白組降至4.3左右，增加了大腸桿菌等雜菌生長的風(fēng)險；乳酸添加量為0.10%的實驗組總酸含量上升較快，這與該濃度發(fā)酵液的pH值變化相一致；乳酸濃度大于0.15%的總酸變化趨勢較弱，說明該濃度對乳酸菌有一定的抑制作用。王曉云、黃琴等［16，17］研究也表明發(fā)酵過程中，隨著乳酸添加量的增加，對發(fā)酵前期產(chǎn)酸的抑制作用逐漸增強，pH值和總酸含量變化趨勢都較弱。

圖9 乳酸添加量對感官評分的影響Fig.9 Effect of different concentration of lactic acid on sensory score

由圖9可知，乳酸濃度小于0.15%的3組感官評分明顯優(yōu)于對照組。添加一定量的外源乳酸可以改善產(chǎn)品品質(zhì)，對發(fā)酵時風(fēng)味形成有積極作用。

2.4 響應(yīng)面試驗優(yōu)化黑木耳泡菜發(fā)酵液配方

采用Design Expert 8.0對食鹽、蔗糖和乳酸添加量進(jìn)行優(yōu)化，因素水平和試驗結(jié)果見表1和表2。

表1 響應(yīng)面試驗因素和水平編碼表Table 1 Factors and levels of response surface experiment %

表2 Box－Behnken試驗設(shè)計方案及響應(yīng)值Table 2 Box－Behnken design and response values

經(jīng)過回歸擬合得到以總酸和感官評分為響應(yīng)值的回歸方程，見表3。

表3 回歸分析表Table 3 Regression analysis table

R2和RAdj2表明模型具有較高的準(zhǔn)確度和精確度，失擬性檢驗的結(jié)果表明：預(yù)測值與實測值擬合較好，P檢驗結(jié)果表明：模型極其顯著（P＜0.01）。

表4 總酸方差分析表Table 4 Variance analysis table of total acid

由表4可知，一次項C，二次項B2，C2對總酸的影響極其顯著（P＜0.01），B和A2的影響顯著（P＜0.05），其余項均不顯著（P＞0.05）。由方差中F值的大小可得三因素對總酸的影響大小順序為：乳酸添加量＞蔗糖添加量＞食鹽添加量。

表5 感官評分方差分析表Table 5 Sensory evaluation variance analysis table

由表5可知，一次項A，B，C，二次項A2，B2，C2對感官評分的影響極其顯著（P＜0.01），其余項均不顯著（P＞0.05）。由方差中F值的大小可得三因素對感官評分的影響大小順序為：乳酸添加量＞食鹽添加量＞蔗糖添加量。

2.5 響應(yīng)曲面分析

圖10 總酸的響應(yīng)面圖Fig.10 Response surface of total acid

圖11 感官評分的響應(yīng)面圖Fig.11 Response surface of sensory score

由圖10和圖11可知，3個因素對總酸和感官評分的影響都較大，但乳酸添加量的影響最大，這可能是因為添加外源乳酸對泡菜的總酸及滋味的形成有較大影響，適量的乳酸使黑木耳酸味柔和、清脆爽口，對發(fā)酵產(chǎn)品的風(fēng)味品質(zhì)有改善的作用。

2.6 驗證實驗結(jié)果

利用Design Expert對回歸方程進(jìn)行優(yōu)化得到：在食鹽添加量3.35%、蔗糖添加量4.11%、乳酸添加量0.112%的條件下，感官評定的分值最大，為87.9?？紤]到實際操作的可行性，將參數(shù)修正為食鹽添加量3.35%、蔗糖添加量4.11%、乳酸添加量0.11%，以上最優(yōu)參數(shù)所制得的泡菜酸味柔和、清脆爽口、咸淡適中，有黑木耳獨有的發(fā)酵香味。

表6 黑木耳泡菜理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)Table 6 Physicochemical and microbial indicators

由表6可知，其理化指標(biāo)和微生物指標(biāo)也均符合四川泡菜地方標(biāo)準(zhǔn)。因此，利用最優(yōu)參數(shù)生產(chǎn)出來的黑木耳泡菜口感品質(zhì)俱佳。

3 結(jié)論

單因素試驗表明：高濃度食鹽水不利于乳酸積累；蔗糖添加量越大，產(chǎn)酸速率越快。添加一定量的外源乳酸可降低起始pH值，提高總酸含量以及有效抑制發(fā)酵過程中有害微生物的污染，對黑木耳的發(fā)酵風(fēng)味品質(zhì)有改善的作用。

經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化及驗證實驗得出黑木耳泡菜發(fā)酵液的最佳參數(shù)為：食鹽添加量3.35%、蔗糖添加量4.11%、乳酸添加量0.11%，此條件下所制得的黑木耳泡菜感官評分最佳，為其開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

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Optimization on Formula of Fermentation Broth from Auricularia auricular Pickle by Response Surface Method

ZHANG Xi1，CHEN An－te1，WU Qiu－h(huán)ao1，ZHANG Wen－juan1，PAN Liang2，JIA Li－rong1＊
（1.College of Light Industry，Textile and Food Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，China；2.Sichuan Jiangzhongyuan Food Co.，Ltd.，Deyang 618000，China）

Take Auricularia auricular as the raw material；inoculate lactobacillus for fermenting Auricularia auricular.Single factor experiments are carried out to investigate the effects of salt content，sugar content and lactic acid content on pH，total acid content of fermentation broth and sensory quality of Auricularia auricular.On the basis，response surface test is designed to optimize the formula of fermentation broth.The experimental results show that when salt additive amount is 3.35%，sugar additive amount is 4.11%and lactic acid additive amount is 0.112%，the sensory quality of Auricularia auricularis the best after being fermented for 6days.The verification test shows that after being fermented with the optimal process parameters，the mean value of total acid is（0.2903±0.004）g／dL and pH is（3.21±0.015），the other physicochemical and microbial indicators are all qualified，which has laid a foundation for the development and industrialization of Auricularia auricular pickles.

Auricularia auricular；lactic acid；response surface method

TS255.54

A

10.3969／j.issn.1000－9973.2017.04.011

1000－9973（2017）04－0047－06

2016－10－15 ＊通訊作者

張羲（1990－），女，山東德州人，碩士，研究方向：食品科學(xué)；賈利蓉（1972－），女，四川成都人，副教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。