許 彎,劉 偉,胡小琴,胡梓妍,楊 麗,張菊華,*

(1.湖南大學(xué)研究生院隆平分院,湖南長(zhǎng)沙 410125;2.湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,湖南長(zhǎng)沙 410125;3.辣妹子食品股份有限公司,湖南益陽(yáng) 413100)

辣椒營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,可提供必需的維生素和礦物質(zhì)[1],具有預(yù)防心血管疾病、改善消化功能、減肥和促進(jìn)血液循環(huán)等功效[2]。辣椒剁碎后經(jīng)過(guò)自然發(fā)酵加工制成的剁辣椒,口感鮮辣脆爽,既可增強(qiáng)食欲又可促進(jìn)消化,備受消費(fèi)者喜愛(ài)[3]。剁辣椒營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高,富含蛋白質(zhì)和維生素,是湖南的特色食品之一,可出壇即食,也可當(dāng)作佐料做菜。研究發(fā)現(xiàn),剁辣椒在自然發(fā)酵中起主導(dǎo)作用的微生物是乳酸菌,乳酸發(fā)酵不僅可抑制腐敗菌的生長(zhǎng),而且產(chǎn)生獨(dú)特的風(fēng)味物質(zhì)[4]。乳酸菌是公認(rèn)的健康級(jí)微生物,研究表明乳酸菌可調(diào)節(jié)腸道內(nèi)菌群平衡[5]、增強(qiáng)人體抵抗力[6]、抗氧化作用[7]、抗衰老[8]、降低膽固醇[9]等生理功能。

自然發(fā)酵存在周期長(zhǎng),易產(chǎn)生雜醇,發(fā)酵結(jié)果不可控等問(wèn)題,嚴(yán)重影響了剁辣椒生產(chǎn)的規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化。開(kāi)展優(yōu)良性能的乳酸菌發(fā)酵劑篩選和接種純菌種發(fā)酵可優(yōu)化發(fā)酵工藝、縮短發(fā)酵時(shí)間、保證質(zhì)量。目前從辣椒中分離純化乳酸菌的研究較多,夏海燕等[10]從酢辣椒篩選出短乳桿菌L3-5和發(fā)酵乳桿菌17-1具有較高的抗氧化能力,沙漠等[11]從辣椒醬篩選出產(chǎn)酸量高的植物乳桿菌和腸膜明串珠菌,葉陵等[12]從剁辣椒篩選的植物乳桿菌比短乳桿菌耐脅迫能力強(qiáng),但篩選的菌株仍存在發(fā)酵環(huán)境適用性差和發(fā)酵后品質(zhì)殘次不齊的問(wèn)題。

本研究從自制的剁辣椒中分離純化乳酸菌,16S rDNA鑒定菌株種屬,進(jìn)行耐酸耐鹽試驗(yàn),對(duì)人工接種辣椒汁發(fā)酵過(guò)程中pH、乳酸菌數(shù)的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行了研究,通過(guò)GC-MS對(duì)發(fā)酵的辣椒汁揮發(fā)性物質(zhì)分析,篩選出產(chǎn)酸及產(chǎn)香能力優(yōu)良的乳酸菌,旨在為乳酸菌后續(xù)工業(yè)化的應(yīng)用及研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

黃貢椒 湖南省衡東縣;七星椒 湖南省桃源縣;三味椒 湖南省新田縣;大沖辣椒 湖南省臨武縣;博辣紅牛、博辣艷麗、小米椒、湘研28號(hào)、長(zhǎng)辣7號(hào)、二荊條 湖南省長(zhǎng)沙縣;朝天椒、燈籠椒 長(zhǎng)沙市芙蓉區(qū)隆禹蔬菜市場(chǎng);MRS固體培養(yǎng)基、MRS液體培養(yǎng)基、酵母浸膏 廣東環(huán)凱微生物科技有限公司;碳酸鈣 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;氫氧化鈉、葡萄糖、磷酸氫二鉀 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司。

HWS型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠制造;SW-CJ-1C型超凈工作臺(tái) 蘇州市金凈凈化設(shè)備科技有限公司;UV-1800型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 島津儀器(蘇州)有限公司;MC-D500U(E)/PH-HK顯微鏡 鳳凰光學(xué)股份有限公司;LDZM-80L-III型滅菌鍋 上海申安醫(yī)療器械廠;7890A-5975C型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀 美國(guó)Agilent公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 自然發(fā)酵剁辣椒制備 以黃貢椒、三味椒、大沖辣椒、博辣紅牛、博辣艷麗、小米椒、湘研28號(hào)、長(zhǎng)辣7號(hào)、二荊條、朝天椒等辣椒為原料,清洗晾干,各稱取2 kg剁碎,添加8%的食鹽,混勻,裝壇進(jìn)行發(fā)酵[13]。

1.2.2 菌株分離純化 分別稱取10 g自然發(fā)酵剁辣椒于含有90 mL無(wú)菌生理鹽水的錐形瓶中,經(jīng)梯度稀釋后,選取10-3、10-4、10-5、10-6的稀釋度吸取每0.1 mL涂布于含有碳酸鈣的MRS固體培養(yǎng)基上,在37 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)2～3 d。用接種環(huán)選取有鈣溶圈的單個(gè)菌落進(jìn)行平板劃線分離,純化2～3次。對(duì)疑似乳酸菌的菌株進(jìn)行過(guò)氧化氫接觸酶試驗(yàn)、革蘭氏染色及鏡檢,挑取革蘭氏陽(yáng)性、無(wú)芽孢、接觸酶陰性的菌株進(jìn)行斜面保存和甘油管冷凍保存(菌液和50%甘油按1∶1比例保存)[14]。

1.2.3 初篩 將純化后的單菌落接種于5 mL的MRS液體培養(yǎng)基中,37 ℃培養(yǎng)24 h,用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)在600 nm處測(cè)OD值,利用pH計(jì)檢測(cè)各菌株發(fā)酵液pH[12],選取OD值較高且pH較低的菌株進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.2.4 復(fù)篩 將初篩的乳酸菌于MRS固體培養(yǎng)基37 ℃培養(yǎng)2～3 d,挑取單菌落于MRS液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)24 h,吸取1 mL發(fā)酵液于錐形瓶中,加50 mL無(wú)菌蒸餾水稀釋,采用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定測(cè)得酸度,每組滴定做3次平行,選取較高酸度的菌株進(jìn)行后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.2.5 形態(tài)學(xué)鑒定 將斜面保存的乳酸菌在平板上涂布,37 ℃培養(yǎng)2～3 d,觀察菌落形態(tài),制成菌懸液,在1000倍顯微鏡下觀察菌株形態(tài)。

1.2.6 分子生物學(xué)鑒定 對(duì)篩選的乳酸菌提取總DNA,進(jìn)行PCR擴(kuò)增,引物27F:5′-AGTTTGATC MTGGCTCAG-3′,1492R:5′GGTTACCTTGTTACG ACTT-3′,PCR反應(yīng)體系:Mix25 μL,模板DNA1 μL,27F 2 μL,1492R 2 μL,ddH2O 20 μL;PCR擴(kuò)增條件:94 ℃ 2 min;94 ℃ 45 s、55 ℃50 s、72 ℃ 2 min,30個(gè)循環(huán);72 ℃ 10 min;4 ℃ 延伸60 min。產(chǎn)物經(jīng)濃度為1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)、純化,送至生工生物工程(上海)公司測(cè)序。將測(cè)序結(jié)果在NCBI中的BLAST程序中比對(duì),用MEGA 4.0軟件構(gòu)建同源序列系統(tǒng)發(fā)育樹。

1.2.7 乳酸菌生長(zhǎng)特性研究

1.2.7.1 生長(zhǎng)曲線的測(cè)定 將乳酸菌按2%的接種量于MRS液體培養(yǎng)基中,未接種的培養(yǎng)基為空白對(duì)照,37 ℃培養(yǎng)(100 r/min),發(fā)酵前期每隔2 h測(cè)定菌液的OD600值,后期間隔10 或12 h測(cè)定菌液的OD600值?；罹鷶?shù)采用平板計(jì)數(shù)法[15]。

1.2.7.2 耐酸耐鹽能力測(cè)定 將菌株活化后,按2%接種量分別接種至pH為3.0和5.0的MRS液體培養(yǎng)基、NaCl添加量為6%和9%的MRS液體培養(yǎng)基中。37 ℃振蕩(100 r/min)培養(yǎng)24 h,按實(shí)際情況稀釋,測(cè)量其OD600值,重復(fù)3次。

1.2.8 人工接種發(fā)酵辣椒汁

1.2.8.1 辣椒汁的制備 將燈籠椒清洗干凈,用打漿機(jī)打漿,過(guò)濾后收集辣椒汁分裝,添加4%的葡萄糖,3%的酵母浸膏,0.2%的磷酸氫二鉀,混合均勻,巴氏殺菌后冷卻備用[16]。

1.2.8.2 接種發(fā)酵 將BLHN3、EJT2、PDJ1接種至辣椒汁培養(yǎng)基中,37 ℃恒溫發(fā)酵5 d,分別觀察3株菌在5 d內(nèi)的乳酸菌數(shù)、pH及感官評(píng)定。

1.2.8.3 乳酸菌數(shù) 乳酸菌數(shù)采用平板計(jì)數(shù)法[15]。

1.2.8.4 pH測(cè)定 pH采用pH計(jì)檢測(cè)[12]。

1.2.8.5 感官評(píng)價(jià) 組織10名經(jīng)過(guò)感官評(píng)價(jià)培訓(xùn)的人員,對(duì)辣椒汁的色澤、氣味、滋味、辣度進(jìn)行感官評(píng)定,結(jié)果取平均值。感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1。

表1 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.2.9 揮發(fā)性成分的測(cè)定

1.2.9.1 樣品前處理 將固相微萃取頭在溫度為270 ℃的氣相色譜儀進(jìn)樣口老化30 min,吸取發(fā)酵5 d的辣椒汁5 mL于頂空樣品瓶中,密封后60 ℃恒溫10 min,將老化后的萃取頭插入樣品瓶中,纖維頭位于液面上約1.5 cm,以900 r/min的速度攪拌,吸附40 min。再將萃取頭插入氣相色譜儀的進(jìn)樣口,解吸5 min,啟動(dòng)儀器和采集數(shù)據(jù)[17]。

1.2.9.2 GC/MS條件 氣相色譜條件[18]:色譜柱采用DB-5MS彈性石英毛細(xì)管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);高純氦氣(99.999%)作為載氣,流速1.0 mL/min;進(jìn)樣口溫度250 ℃;不分流進(jìn)樣;程序升溫,柱溫50 ℃,保持1 min,以8 ℃/min升溫至290 ℃,保持2 min。

質(zhì)譜條件:離子源溫度為200 ℃,接口溫度為220 ℃,電離方式EI,電子能量為70 eV,燈絲電流為150 μA,質(zhì)核比掃描范圍在45～500 m/z。定性定量方法:對(duì)總離子流圖中的各峰經(jīng)質(zhì)譜計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)系統(tǒng)檢索及核對(duì)NIST 08和Wiley 275標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜圖,確定揮發(fā)性化學(xué)成分,面積歸一化法進(jìn)行定量分析揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中的相對(duì)含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有實(shí)驗(yàn)3次重復(fù),結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示,采用SPSS 17.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,單因素方差分析進(jìn)行顯著性差異分析,P<0.05為差異顯著;采用Origin 8.5繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 高效產(chǎn)酸乳酸菌的篩選

以自制的剁辣椒為原料,通過(guò)分離純化,鏡檢和接觸酶實(shí)驗(yàn),共得到54株乳酸菌。比較各菌株發(fā)酵液的OD600值和pH,初篩得到產(chǎn)酸能力較強(qiáng)的BLHN3、CL7-3、DC2、EJT2、EJT5、HG3、JCC6、JCT3、PDJ1、XM2、XY28-3等11株菌,OD值均在1.0以上,pH均小于4.5。由圖1可知,乳酸菌BLHN3、EJT2、PDJ1的發(fā)酵液總酸顯著高于其他菌株(P<0.05),其中菌株BLHN3和PDJ1的總酸最高且差異不顯著(P>0.05),分別為1.34%和1.31%。

圖1 不同乳酸菌產(chǎn)酸性能的比較

2.2 形態(tài)學(xué)鑒定

由圖2可以看出,BLHN3菌株的菌落呈圓形,光滑濕潤(rùn),白色,邊緣整齊,易挑起,Φ為1～2 mm;細(xì)胞形態(tài)為桿狀;EJT2菌株的菌落呈圓形,光滑濕潤(rùn),乳白色,邊緣整齊,易挑起,Φ為1～2 mm;細(xì)胞形態(tài)為桿狀;PDJ1菌株的菌落呈圓形,光滑濕潤(rùn)凸起,白色,邊緣整齊,易挑起,Φ為1～3 mm;細(xì)胞形態(tài)為桿狀。3株菌符合乳桿菌的形態(tài)學(xué)特征。

圖2 乳酸菌形態(tài)及顯微鏡觀察(1000×)

2.3 分子生物學(xué)鑒定

用濃度為1.0%的瓊脂糖凝膠電泳分析DNA基因組的PCR產(chǎn)物,電泳圖如圖3所示,3株菌的擴(kuò)增序列長(zhǎng)度均為1448 bp。

圖3 PCR產(chǎn)物檢測(cè)電泳圖

將所得的堿基序列在NCBI的BLAST上比對(duì),用MEGA 4.0構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹進(jìn)行同源性分析,結(jié)果如圖4所示,3株菌在系統(tǒng)發(fā)育樹上處于同一分支,均與發(fā)酵乳桿菌(Lactobacillusfermentum)的相似度最高,同源性分別為99.93%、100.00%和99.93%。16S rRNA基因序列比對(duì)中,屬于同一個(gè)屬的最低同源性為95%,屬于同一個(gè)種的最低同源性為97%,可以判定3株菌均為L(zhǎng).fermentum。

圖4 菌株BLHN3、EJT2和PDJ1的16S rDNA系統(tǒng)發(fā)育樹

2.4 優(yōu)良乳酸菌生物學(xué)特性生長(zhǎng)曲線

由圖5和圖6的生長(zhǎng)曲線可以看出,BLHN3、EJT2、PDJ1三株菌均在約6 h進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期,14 h進(jìn)入平穩(wěn)期,菌株BLHN3和EJT2生長(zhǎng)速率相當(dāng),菌株P(guān)DJ1生長(zhǎng)速率相對(duì)較快。3株菌的活菌數(shù)從一開(kāi)始迅速增大,在14 h時(shí)達(dá)到高峰,此后活菌數(shù)不再增加,緩慢下降,進(jìn)入衰退期。

圖5 菌株的生長(zhǎng)曲線

圖6 菌株的生長(zhǎng)曲線

2.5 耐酸性

從圖7可看出,在pH5培養(yǎng)環(huán)境中,3株菌的生長(zhǎng)情況基本相似,在培養(yǎng)8 h時(shí),PDJ1的OD600 nm值高于EJT2和BLHN3兩株菌。培養(yǎng)24 h后,3株菌的OD600 nm值基本接近,在1.6左右。

圖7 分離菌株在pH5酸性條件下的生長(zhǎng)曲線

剁辣椒發(fā)酵后期,酸度的升高會(huì)對(duì)乳酸菌產(chǎn)生抑制作用。從圖8可以看出,相對(duì)于條件pH5,pH3生長(zhǎng)環(huán)境下3株菌的生長(zhǎng)受到明顯抑制,生長(zhǎng)較緩慢,PDJ1相對(duì)于其它兩株菌受到的抑制作用較小。說(shuō)明pH越低,乳酸菌的生長(zhǎng)受到抑制越明顯,這和葉陵等[12]研究的趨勢(shì)一致。

圖8 分離菌株在pH3酸性條件下的生長(zhǎng)曲線

2.6 耐鹽性

辣椒發(fā)酵需要添加食鹽,形成高滲透壓環(huán)境,抑制辣椒攜帶的有害微生物。由圖9可知,在6% NaCl的滲透壓環(huán)境下,3株菌的生長(zhǎng)均受到不同程度的抑制。EJT2菌株和BLHN3菌株前6 h基本沒(méi)有生長(zhǎng),在培養(yǎng)10 h后生長(zhǎng)速率加快。PDJ1菌株呈緩慢生長(zhǎng)趨勢(shì),耐鹽能力相對(duì)較強(qiáng)。

圖9 6% NaCl脅迫下分離菌株的生長(zhǎng)曲線

NaCl含量越高,滲透壓越強(qiáng);菌株OD值越大,抗?jié)B透壓能力越強(qiáng)。由圖10可知,在9% NaCl的滲透壓環(huán)境下,菌株EJT2和BLHN3前10 h生長(zhǎng)受抑制,PDJ1緩慢生長(zhǎng),且OD值和在6% NaCl的環(huán)境中相差不大,證明PDJ1對(duì)NaCl具有相對(duì)較強(qiáng)的抗?jié)B透壓能力。

圖10 9% NaCl脅迫下分離菌株的生長(zhǎng)曲線

2.7 優(yōu)良乳酸菌發(fā)酵辣椒汁品質(zhì)特性

2.7.1 發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌數(shù) 除原料本身特有風(fēng)味外,乳酸菌的代謝也有很大影響,對(duì)發(fā)酵后的辣椒汁進(jìn)行乳酸菌計(jì)數(shù)測(cè)定,如圖11所示,三株菌株發(fā)酵的辣椒汁中活菌數(shù)變化趨勢(shì)大體一致,在3 d內(nèi)的乳酸菌數(shù)呈逐漸升高的趨勢(shì),發(fā)酵第3～5 d乳酸菌數(shù)有所下降,說(shuō)明乳酸菌數(shù)達(dá)到一定值時(shí),培養(yǎng)基提供的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不能滿足菌株繼續(xù)增殖,導(dǎo)致發(fā)酵后期乳酸菌數(shù)減少。PDJ1在3 d時(shí)活菌數(shù)最高達(dá)到106CFU/mL,之后活菌數(shù)略有下降,EJT2略低于PDJ1。

圖11 乳酸菌數(shù)的變化

2.7.2 發(fā)酵過(guò)程中pH變化 pH是用來(lái)衡量產(chǎn)品是否發(fā)酵成熟的重要標(biāo)志之一,由圖12可知,PDJ1、EJT2、BLHN3菌株的pH均逐漸下降,說(shuō)明乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)生乳酸導(dǎo)致pH下降。1～2 d內(nèi)三株菌的pH下降迅速,原因是純菌種接種發(fā)酵,快速主導(dǎo)發(fā)酵過(guò)程,產(chǎn)生大量乳酸,pH下降幅度更大[19]。第3～5 d pH下降速度減慢,趨于平穩(wěn)。原因是乳酸菌發(fā)酵后期酸度增高對(duì)其抑制作用較大,造成乳酸菌部分死亡。PDJ1發(fā)酵辣椒汁的pH下降趨勢(shì)明顯,PDJ1菌株產(chǎn)酸能力更強(qiáng)。

圖12 pH的變化

2.7.3 發(fā)酵辣椒汁感官評(píng)價(jià) 由圖13可知,BLHN3和PDJ1菌株發(fā)酵的辣椒汁在香氣和滋味特征方面較為突出,香氣濃郁,辣度適中,綜合感官評(píng)分高;EJT2菌株發(fā)酵的辣椒汁具有較好的香氣,滋味特征不顯著,辣度適中,綜合感官評(píng)分較低。因此BLHN3和PDJ1發(fā)酵的辣椒汁香氣較顯著,適宜作為剁辣椒加工的發(fā)酵菌株。

圖13 菌株發(fā)酵辣椒汁的感官評(píng)價(jià)雷達(dá)圖

2.7.4 發(fā)酵辣椒汁揮發(fā)性香氣成分分析 采用GC-MS對(duì)發(fā)酵5 d后的辣椒汁進(jìn)行揮發(fā)性成分檢測(cè),由表2可知,BLHN3菌株檢測(cè)出6類37種,EJT2菌株檢測(cè)出6類28種,PDJ1菌株檢測(cè)出6類34種。BLHN3和PDJ1菌株發(fā)酵的辣椒汁中主要香氣成分是酯類、醇類和烯烴類,EJT2菌株發(fā)酵的辣椒汁中主要香氣成分是酯類、醇類。

表2 發(fā)酵辣椒汁揮發(fā)性成分GC-MS分析結(jié)果

續(xù)表

發(fā)酵的辣椒汁中醇類物質(zhì)有9種,大都具有令人愉快的香氣,對(duì)辣椒的揮發(fā)風(fēng)味作用很大[20]。醇類物質(zhì)占比PDJ1(31.49%)>EJT2(28.62%)>BLHN3(24.66%),共有組分有(E)-2-己烯-1-醇、苯乙醇、香葉醇。PDJ1發(fā)酵的辣椒汁中(E)-2-己烯-1-醇和香葉醇相對(duì)含量最高,分別占23.60%、1.26%。(E)-2-己烯-1-醇具有強(qiáng)烈的果香-青香香氣;香葉醇具有溫和、甜的玫瑰花氣息;苯乙醇具有淡雅玫瑰氣味,即使?jié)舛鹊鸵材艹尸F(xiàn)很高的玫瑰氣味[17]。BLHN3和PDJ1的相對(duì)含量大于EJT2的相對(duì)含量。

酯類是辣椒汁的主要香氣成分,本實(shí)驗(yàn)發(fā)酵辣椒汁中酯類物質(zhì)有10種,BLHN3菌株發(fā)酵的辣椒汁中酯類相對(duì)含量在3組中最高占33.37%,具有令人愉悅的香氣。且共有組分相對(duì)含量也最高,共有組分有亞油酸乙酯、乙酸乙酯、辛酸乙酯。亞油酸乙酯具有降血脂功效,BLHN3、EJT2、PDJ1菌株發(fā)酵的發(fā)酵汁分別占2.18%、1.26%、1.98%。乙酸乙酯相對(duì)含量分別達(dá)14.42%、13.21%、13.09%,有清靈、微帶果香的酒香。辛酸乙酯有白蘭地酒香味[17],BLHN3菌株發(fā)酵的辣椒汁中相對(duì)含量最高占3.43%。韓江雪等[21]用發(fā)酵乳桿菌發(fā)酵辣椒產(chǎn)生的酯類物質(zhì)僅為5種。

烴類物質(zhì)有10種,烷烴類3種,烯烴類7種,烷烴類賦予辣椒汁香氣較小[22],且易氧化變質(zhì),本實(shí)驗(yàn)中三株菌發(fā)酵的辣椒汁產(chǎn)生的烷烴類物質(zhì)均比前人研究[17]少。烯烴類物質(zhì)閾值較低,是辣椒中的主要呈味物質(zhì)[23],發(fā)酵后相對(duì)含量越多,辣椒汁的香味更濃郁,BLHN3和PDJ1菌株發(fā)酵的辣椒汁中烯烴類物質(zhì)含量分別達(dá)6.67%和8.94%,而EJT2菌株發(fā)酵的辣椒汁中僅2.56%。共有組分D-檸檬烯具有令人愉快的檸檬香味[24],PDJ1發(fā)酵辣椒汁的D-檸檬烯相對(duì)含量最高占2.50%。

本實(shí)驗(yàn)的揮發(fā)性成分中共有醛類物質(zhì)3種,酮類物質(zhì)9種,6種酸類物質(zhì)。醛類物質(zhì)的香氣較濃烈,感官閾值較低,有花香和果香氣味[25]。三株菌發(fā)酵的辣椒汁中共有成分苯乙醛有類似風(fēng)信子的香氣,稀釋后具有水果的甜香氣,在辣椒相關(guān)研究[17,26]中未見(jiàn)報(bào)道。酮類物質(zhì)性質(zhì)穩(wěn)定、香味持久。BLHN3菌株和PDJ1菌株發(fā)酵的辣椒汁中苯乙酮有山楂氣味,EJT2菌株發(fā)酵的辣椒汁中未檢出苯乙酮。酸類物質(zhì)含量過(guò)高會(huì)使辣椒汁口感偏酸,導(dǎo)致風(fēng)味不足[24]。EJT2菌株發(fā)酵的辣椒汁中醋酸含量達(dá)2.32%,具有刺激性氣味,發(fā)酵辣椒汁風(fēng)味較差。共有組分辛酸含量較高,略有不舒適的氣味,稀釋后呈水果香氣。

綜合考慮,相較于EJT2菌株,BLHN3和PDJ1菌株是發(fā)酵辣椒汁的產(chǎn)香能力較好的菌株,可制成發(fā)酵劑應(yīng)用于剁辣椒加工。

3 結(jié)論與討論

從傳統(tǒng)自然發(fā)酵的辣椒中篩選出3株高效產(chǎn)酸的乳酸菌,經(jīng)鑒定均為發(fā)酵乳桿菌。PDJ1菌株的生長(zhǎng)速率相比EJT2和BLHN3較快,且耐酸耐鹽能力最強(qiáng);3株菌接種于辣椒汁發(fā)酵后品質(zhì)分析發(fā)現(xiàn),PDJ1菌株發(fā)酵的辣椒汁在3 d時(shí)活菌數(shù)最高,pH下降趨勢(shì)明顯,產(chǎn)酸能力更強(qiáng);采用GC-MS技術(shù)分析:BLHN3和PDJ1菌株發(fā)酵的辣椒汁產(chǎn)生的呈香物質(zhì)相對(duì)含量較多,結(jié)合感官評(píng)價(jià),BLHN3和PDJ1菌株發(fā)酵辣椒汁相對(duì)EJT2菌株風(fēng)味較突出,產(chǎn)香性能較好。

在肉制品、發(fā)酵乳制品、豆制品、發(fā)酵蔬菜等發(fā)酵食品中,發(fā)酵乳桿菌不僅是優(yōu)勢(shì)乳酸桿菌,且發(fā)揮著特有的發(fā)酵作用[27]。研究表明,發(fā)酵乳桿菌普遍都具有益生性,如胃腸道環(huán)境的適應(yīng)能力[27]、膽固醇的降解能力[28]、有抗菌能力[29]、免疫調(diào)節(jié)[30]、抗氧化能力[31]等。本實(shí)驗(yàn)證實(shí)發(fā)酵乳桿菌對(duì)不良環(huán)境具有強(qiáng)耐受能力,與前人研究一致[32]。發(fā)酵乳桿菌屬于異型發(fā)酵乳酸桿菌,代謝產(chǎn)物非常豐富,使得發(fā)酵制品的感官和風(fēng)味較同型發(fā)酵乳酸桿菌更獨(dú)特。通過(guò)GC-MS對(duì)發(fā)酵的辣椒汁揮發(fā)性物質(zhì)分析,BLHN3和PDJ1菌株發(fā)酵的辣椒汁中主要香氣成分是酯類、醇類和烯烴類,EJT2菌株發(fā)酵的辣椒汁中主要香氣成分是酯類、醇類。相對(duì)含量不同所產(chǎn)生的香氣各具差異,BLHN3菌株發(fā)酵的辣椒汁中產(chǎn)生的亞油酸乙酯、乙酸乙酯和辛酸乙酯相對(duì)含量最高,賦予辣椒汁愉悅的香氣。PDJ1菌株產(chǎn)生的呈香物質(zhì)如(E)-2-己烯-1-醇、香葉醇、D-檸檬烯相對(duì)含量最高,賦予辣椒汁果香、清香。烯烴類物質(zhì)閾值較低,BLHN3和PDJ1菌株發(fā)酵的辣椒汁中烯烴類物質(zhì)含量分別達(dá)6.67%和8.94%,使辣椒汁的香氣更濃郁。結(jié)合感官評(píng)價(jià),BLHN3和PDJ1菌株發(fā)酵辣椒汁相對(duì)EJT2菌株風(fēng)味較突出,目前對(duì)發(fā)酵乳桿菌在發(fā)酵食品中的作用研究較少,可為工業(yè)化生產(chǎn)提供參考。因此,下一步工作將研究發(fā)酵乳桿菌在剁辣椒加工過(guò)程中的應(yīng)用及其益生性。