丁城,劉璐,李桀驁,胡勇

(湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，武漢 430068)

多菌種耦合發(fā)酵保鮮陽(yáng)荷研究

丁城,劉璐,李桀驁,胡勇*

(湖北工業(yè)大學(xué) 生物工程與食品學(xué)院，武漢 430068)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄慷嗑N耦合發(fā)酵對(duì)陽(yáng)荷的保鮮作用，實(shí)驗(yàn)中探究了發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、接種量和菌種復(fù)配比例對(duì)陽(yáng)荷的保鮮作用，通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)得到最佳條件。結(jié)果：植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1，發(fā)酵時(shí)間為48 h，接種量為0.6%和發(fā)酵溫度為30 ℃。

陽(yáng)荷；嗜酸乳桿菌；植物乳桿菌；耦合發(fā)酵

陽(yáng)荷(ZingiberstriolatumDiels)為姜科姜屬多年生草本植物，又名野姜、猴姜、瓣姜等，此外，陽(yáng)荷還是一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的藥食同源的膳食纖維蔬菜[1]。陽(yáng)荷富含蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素、糖類、有機(jī)酸、礦物元素以及藥用成分α-蒎烯、β-蒎烯等物質(zhì)，具有活血調(diào)經(jīng)、鎮(zhèn)咳去痰、消腫解毒以及抗疾病等功效[2,3]。陽(yáng)荷是一種生長(zhǎng)在山林間的野生蔬菜，植株強(qiáng)健，抗病蟲害強(qiáng)，1年種植，多年生長(zhǎng)，多年收獲，對(duì)生長(zhǎng)環(huán)境要求較低[4]。

陽(yáng)荷果實(shí)含有大量的天然紅色素，因此，陽(yáng)荷呈現(xiàn)鮮紅色[5]。目前，隨著各個(gè)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)天然色素的需求與日俱增，天然食用色素的開發(fā)已成為熱門問(wèn)題[6-8]。近年來(lái)，陽(yáng)荷主要集中在紅色素提取以及理化性質(zhì)的研究，但其開發(fā)利用不是很充分以及陽(yáng)荷保鮮研究甚少。因此，文章以陽(yáng)荷為原料，利用傳統(tǒng)的發(fā)酵工藝，繼承并改造，從而保鮮陽(yáng)荷，延長(zhǎng)貯藏期，提高陽(yáng)荷的品質(zhì)。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

陽(yáng)荷：采購(gòu)于神農(nóng)架聚豐園農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

UV-1800紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì) 日本島津公司；HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋 國(guó)華電器有限公司；KQ-500DV超聲清洗儀 昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 菌種復(fù)配

將陽(yáng)荷清理、篩選后，分別添加3∶1，2∶1，1∶1，1∶2，1∶3的植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌，接種量0.6%，在溫度為30 ℃下發(fā)酵48 h。

1.3 不同接種量對(duì)陽(yáng)荷品質(zhì)的影響

將陽(yáng)荷清理、篩選后，添加一定比例的植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌，其比例為1∶1，然后分別添加接種量為0.2%，0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%的復(fù)合菌種，在溫度為30 ℃下發(fā)酵48 h。

1.4 發(fā)酵溫度對(duì)陽(yáng)荷品質(zhì)的影響

將陽(yáng)荷清理、篩選后，添加一定比例的植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌，其比例為1∶1，接種量為0.6%，在溫度為20，24，28，30，32，36 ℃下分別發(fā)酵48 h。

1.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)陽(yáng)荷品質(zhì)的影響

參考企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，取發(fā)酵時(shí)間分別為12，24，32，40，48，56，64，72，80 h。將陽(yáng)荷清理、篩選后，添加一定比例的植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌，其比例為1∶1，接種量為0.6%，在溫度為30 ℃下發(fā)酵。

1.6 感官評(píng)定

各種食品都具有各自內(nèi)在和外在的特征。食品的感官性狀包括食品的外觀、品質(zhì)和風(fēng)味，即食品的色、香、味、性、質(zhì)，是食品質(zhì)量的重要組成部分。感官檢查是指利用人體的感覺(jué)器官的感覺(jué)即視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)和觸覺(jué)等對(duì)食品的色、香、味、形和質(zhì)等進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)的一種檢驗(yàn)方法。如果感官評(píng)定不合格，則不必進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分和有害成分的檢測(cè)，直接判定為不合格。由于感官檢查有一定的主觀性，容易受到檢查評(píng)定者個(gè)人好惡的影響，因此通常要采用群檢的方式。本實(shí)驗(yàn)所進(jìn)行的感官評(píng)定一般采取10人以上的群檢，然后取其平均值作為最終的感官評(píng)定結(jié)果,見(jiàn)表1。

表1 陽(yáng)荷感官評(píng)定表Table 1 Sensory evaluation standards of Zingiber striolatum

續(xù) 表

2 結(jié)果與分析

2.1 菌種復(fù)配對(duì)陽(yáng)荷品質(zhì)的影響

圖1 不同比例菌種對(duì)紅色素的影響Fig.1 Effect of different ratios of strains on red pigment

圖2 不同比例菌種對(duì)總酸的影響Fig.2 Effect of different ratios of strains on total acid

由圖1和圖2可知，植物乳桿菌L.P2比例較大時(shí)，對(duì)陽(yáng)荷紅色素和總酸影響較大。隨著植物乳桿菌L.P2的比例減少和嗜酸乳桿菌的比例增加，紅色素和總酸大幅上升。當(dāng)植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1時(shí)，紅色素和總酸的含量達(dá)到最大值。這可能是陽(yáng)荷中的紅色素含有一種黃酮類化合物，促進(jìn)兩種酸性菌種在酸性條件下生長(zhǎng)，利用菌間互利共生關(guān)系，在一定的條件下，產(chǎn)生了明顯增效協(xié)同作用，促進(jìn)了陽(yáng)荷紅色素更加穩(wěn)定。

圖3 不同比例菌種對(duì)陽(yáng)荷感官評(píng)分的影響Fig.3 Effect of different ratios of strains on sensory score of Zingiber striolatum

由圖3可知，植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌不同比例對(duì)陽(yáng)荷感官評(píng)分也有較大的影響，在植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1時(shí)，陽(yáng)荷呈紅色，口感脆嫩，清香，滋味較好，感官評(píng)分最高。

2.2 不同接種量對(duì)陽(yáng)荷品質(zhì)的影響

圖4 接種量對(duì)紅色素的影響Fig.4 Effect of different inoculation amount on red pigment

圖5 接種量對(duì)總酸的影響Fig.5 Effect of different inoculation amount on total acid

由圖4和圖5可知，接種量對(duì)紅色素和總酸的影響較小，隨著接種量的增加，紅色素呈現(xiàn)逐漸上升至下降的狀態(tài)，這可能是植物乳桿菌和嗜酸乳桿菌的添加促進(jìn)紅色素穩(wěn)定，但過(guò)量的添加反而使紅色素下降，降低了原料品質(zhì)。因此，植物乳桿菌L.P2和嗜酸乳桿菌最佳接種量為0.6%。紅色素的穩(wěn)定性，但接種量>0.6%時(shí)紅色素穩(wěn)定性下降。

圖6 接種量對(duì)陽(yáng)荷感官評(píng)分的影響Fig.6 Effect of different inoculation amount on sensory score of Zingiber striolatum

由圖6可知，隨著接種量的增加，陽(yáng)荷呈現(xiàn)逐漸上升至下降的狀態(tài)，在接種量為0.6%時(shí)，感官評(píng)分最高，說(shuō)明接種量為0.6%時(shí)為最佳。

2.3 發(fā)酵溫度對(duì)陽(yáng)荷品質(zhì)的影響

圖7 發(fā)酵溫度對(duì)紅色素的影響Fig.7 Effect of fermentation temperature on red pigment

圖8 發(fā)酵溫度對(duì)總酸的影響Fig.8 Effect of fermentation temperature on total acid

由圖7和圖8可知，隨著溫度的增加，紅色素的含量呈現(xiàn)先上升后下降的穩(wěn)定趨勢(shì)，這是因?yàn)榘l(fā)酵過(guò)程中菌劑的添加促進(jìn)了乳酸菌的生長(zhǎng)，但過(guò)高的溫度則會(huì)抑制微生物生長(zhǎng)，從而導(dǎo)致紅色素不夠穩(wěn)定。

圖9 發(fā)酵溫度對(duì)陽(yáng)荷感官評(píng)分的影響Fig.9 Effect of fermentation temperature on sensory score of Zingiber striolatum

由圖9可知，發(fā)酵溫度為30 ℃時(shí)，評(píng)分最高。

2.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)陽(yáng)荷品質(zhì)的影響

圖10 發(fā)酵時(shí)間對(duì)紅色素的影響Fig.10 Effect of fermentation time on red pigment

圖11 發(fā)酵時(shí)間對(duì)產(chǎn)品感官評(píng)分的影響Fig.11 Effect of fermentation time on sensory score of Zingiber striolatum

圖12 發(fā)酵時(shí)間對(duì)總酸的影響Fig.12 Effect of fermentation time on total acid

由圖10可知，在發(fā)酵時(shí)間小于48 h時(shí)，陽(yáng)荷紅色素逐漸增加，這是因?yàn)樘砑尤樗峋N導(dǎo)致紅色素在酸性環(huán)境下迅速穩(wěn)定，但超過(guò)48 h后，由于自然光的光照時(shí)間對(duì)紅色素穩(wěn)定性影響較大，所以其穩(wěn)定性快速下降。紅色素是鑒定陽(yáng)荷品質(zhì)好壞的因素之一，由圖11可知，中發(fā)酵時(shí)間對(duì)陽(yáng)荷感官評(píng)分的影響較大，在發(fā)酵時(shí)間為48 h時(shí)感官評(píng)分最高。由圖12可知,隨著發(fā)酵時(shí)間的增加，陽(yáng)荷中總酸含量逐漸增加，結(jié)合圖10和圖11可知，發(fā)酵時(shí)間為48 h時(shí)為最佳。

2.5 正交實(shí)驗(yàn)

在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)菌種復(fù)配比例、發(fā)酵時(shí)間和發(fā)酵溫度三因素三水平L9(34)的正交實(shí)驗(yàn)，各個(gè)單因素水平見(jiàn)表2，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表2 正交實(shí)驗(yàn)因素水平Table 2 The factors and levels of orthogonal experiment

表3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 3 The result of orthogonal experiment

續(xù) 表

由表3可知，影響陽(yáng)荷品質(zhì)的因素的大小順序?yàn)榘l(fā)酵時(shí)間>菌種復(fù)配比例>發(fā)酵溫度。同時(shí)由正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出：多菌種耦合發(fā)酵保鮮陽(yáng)荷最佳條件為A2B2C2，即植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1，發(fā)酵時(shí)間為48 h和發(fā)酵溫度為30 ℃。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明多菌種耦合發(fā)酵對(duì)陽(yáng)荷保鮮有明顯的效果。利用復(fù)配菌種之間的互利、競(jìng)爭(zhēng)、偏利、偏害等共生關(guān)系，發(fā)酵的過(guò)程中逐步形成優(yōu)勢(shì)菌種，同時(shí)有效抑制有害菌及雜菌的生長(zhǎng)。多菌種耦合發(fā)酵使陽(yáng)荷中的紅色素更加穩(wěn)定，同時(shí)代謝產(chǎn)物抑制陽(yáng)荷的褐變。本實(shí)驗(yàn)中，探討了發(fā)酵時(shí)間、菌種復(fù)配比例、發(fā)酵溫度和菌種添加量對(duì)陽(yáng)荷品質(zhì)的影響。正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：多菌種耦合發(fā)酵保鮮陽(yáng)荷最佳條件為植物乳桿菌L.P2∶嗜酸乳桿菌為1∶1，發(fā)酵時(shí)間為48 h和發(fā)酵溫度為30 ℃。

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Study on Effect of Coupling Multi-strains Fermentation on FreshPreservation ofZingiberstriolatum

DING Cheng, LIU Lu, LI Jie-ao, HU Yong*

(School of Food and Biological Engineering, Hubei University of Technology, Wuhan 430068, China)

Investigate the effects of coupling multiple strains fermentation on fresh preservation ofZingiberstriolatum, the effects of different ratios of strains, different inoculation amount, fermentation temperature and fermentation time are investigated. Through the orthogonal design experiments, the optimized conditions are found. Results: the proper ratio ofLactobacillusplantarumL.P2 andLactobacillusacidophilusis 1∶1, the fermentation time is 48 h,the inoculation amount is 0.6%, and the fermentation temperature is 30 ℃.

Zingiberstriolatum;Lactobacillusacidophilus;Lactobacillusplantarum;coupling multi-strains

2017-02-15 *通訊作者

丁城(1991-)，男，湖北武漢人，碩士，研究方向：食品發(fā)酵與分子生物學(xué)； 劉璐(1992-)，女，湖北宜昌人，碩士，研究方向：食品發(fā)酵； 李桀驁(1991-)，男，湖北荊州人，碩士，研究方向：食品發(fā)酵； 胡勇(1980-)，男，湖北荊門人，講師，博士，研究方向：醋酸菌等工業(yè)微生物遺傳學(xué)、基因組學(xué)和代謝組學(xué)的特征。

TS205.5

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.08.002

1000-9973(2017)08-0006-04