東北酸菜發(fā)酵微生物動態(tài)解析及人工接種對酸菜發(fā)酵的影響.pdf

1、發(fā)酵食品是由各種微生物共同作用得到的一種食品，在我國擁有了幾千年的發(fā)展歷史，是人們?nèi)粘Ｉ畈豢苫蛉钡谋匦杵贰鹘y(tǒng)發(fā)酵蔬菜食品是發(fā)酵食品的一個種類，占我國蔬菜加工產(chǎn)業(yè)的絕大部分，其原理是蔬菜在一定的條件下利用天然存在的乳酸菌等有益微生物發(fā)酵而得到的發(fā)酵食品。其中，東北酸菜以其味道咸酸、醒酒去膩而深受人們喜愛，城市生活節(jié)奏的加快促成了酸菜生產(chǎn)的商業(yè)化，但目前的酸菜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)均采用自然發(fā)酵的方式，對其發(fā)酵微生物的研究還在停滯狀態(tài)，國內(nèi)缺乏對自

2、然發(fā)酵微生物區(qū)系動態(tài)進行深入、系統(tǒng)的研究，與國際上已實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的發(fā)酵蔬菜微生物區(qū)系研究有較大的差距。
　　基于此，本研究從傳統(tǒng)東北酸菜自然發(fā)酵入手，利用克隆文庫解析自然發(fā)酵微生物動態(tài);在此基礎上，利用傳統(tǒng)培養(yǎng)方法對自然發(fā)酵過程中的優(yōu)勢乳酸菌進行分離，采用形態(tài)學、生理生化反應與DNA測序相結(jié)合的方法對分離的乳酸菌進行分類及鑒定，對分離的典型乳酸菌進行液體發(fā)酵，分析其發(fā)酵產(chǎn)物，篩選出代表性的同型發(fā)酵乳酸菌和異型發(fā)酵乳酸菌;利用獲得

3、的乳酸菌對東北酸菜進行人工接種，分析微生物動態(tài)的同時，結(jié)合發(fā)酵體系的生化指標動態(tài)，明確不同類型接種劑對東北酸菜發(fā)酵的影響，為篩選優(yōu)質(zhì)的酸菜發(fā)酵接種劑提供技術(shù)參考。
　　首先，為解析東北酸菜發(fā)酵過程中微生物動態(tài)，利用克隆文庫的方法對酸菜發(fā)酵過程中的細菌、真菌進行了解析，同時還監(jiān)測了自然發(fā)酵過程中體系的生化指標變化。結(jié)果顯示，(1)體系內(nèi)的pH變化主要發(fā)生在發(fā)酵的前期，從發(fā)酵初始的7.3下降到4.1，之后整個體系的pH保持在4.0左右

4、;(2)可溶性糖的下降主要發(fā)生在發(fā)酵的前18d，初始值為11.4％干物質(zhì)(DM)，在12d內(nèi)下降相對緩慢，到發(fā)酵18d濃度迅速降低，達到3.9％(DM)，可溶性糖的下降過程與微生物動態(tài)變化呈現(xiàn)明顯的對應關系;(3)一般細菌與乳酸菌(LAB)的增殖主要出現(xiàn)在發(fā)酵的前期。LAB的菌落數(shù)變化與一般細菌顯著不同，在第6d已經(jīng)達到107CFU/ml，隨后繼續(xù)上升，至發(fā)酵結(jié)束，數(shù)值達到108CFU/ml左右，并維持穩(wěn)定。一般細菌在發(fā)酵的第6d達到最

5、大后，開始逐漸下降，至發(fā)酵結(jié)束時。真菌數(shù)量發(fā)酵的第6d為104 CFU/ml，之后數(shù)量一直呈現(xiàn)上升的趨勢，至發(fā)酵30d時，其數(shù)量達到106 CFU/ml;(4)亞硝酸鹽的最高值出現(xiàn)在發(fā)酵的第6d，達到31.3mg/kg FM，隨后下降，到發(fā)酵結(jié)束時降至4.8 mg/kg FM;(5)檢測到的主要有機酸主要包括乳酸和乙酸，乳酸是有機酸中的主要組成部分，從整個發(fā)酵過程中的數(shù)據(jù)顯示，乳酸在發(fā)酵前期一直在增加，到18d時，其值達到6.5g/l，

6、發(fā)酵結(jié)束時，乳酸濃度值達到6.7g/l。乙酸在整個發(fā)酵過程中均是緩慢增加，但其濃度遠遠低于乳酸濃度到30d發(fā)酵結(jié)束時其值達到0.6g/L，僅是乳酸濃度的1/10，說明乳酸是酸菜發(fā)酵的主要產(chǎn)物。
　　其次，我們利用分離培養(yǎng)的方法對東北酸菜發(fā)酵過程中的細菌動態(tài)進行了解析。結(jié)果表明酸菜發(fā)酵前期主要是異型發(fā)酵乳酸菌占優(yōu)勢，分離到的菌包括Leuconostoc、Enterococcus和Lactococcus等球菌。而在發(fā)酵后期主要是同型發(fā)

7、酵乳酸菌占優(yōu)勢，主要為Lactobacillus，包括Lactobacillus plantarum、Lactobacillus brevis、Lactobacillus casei、Lactobacillus paracasei、Lactobacillus curvatus等。同時在發(fā)酵過程中還檢測到Kluyvera sp.和Paenibacillus sp.等一般細菌，這些菌在已有的酸菜文獻中未見報道。由此可見，東北酸菜發(fā)酵過程是以

8、乳酸菌為主導的發(fā)酵過程，通過分離培養(yǎng)的方式獲得的這些乳酸菌，為后續(xù)的實驗提供了實驗材料。這些乳酸菌的來源為酸菜，對于酸菜的發(fā)酵將比其它來源的乳酸菌具有更強的適應性。
　　最后，在獲得了酸菜源同型發(fā)酵乳酸菌和異型發(fā)酵乳酸菌的基礎上，進行了不同發(fā)酵類型乳酸菌作為接種劑對酸菜進行發(fā)酵的實驗。分別設置了向發(fā)酵體系中接種同型發(fā)酵乳酸菌L.curvatus、異型發(fā)酵乳酸菌Ln.mesenteroides和兩者混合的三種發(fā)酵處理方法。結(jié)果表明:

9、(1)與未接種的對照處理相比，在發(fā)酵前期接種處理的pH、可溶性糖、有機酸、亞硝酸鹽、變化都很劇烈，具體表現(xiàn)在，與對照相比，接種處理pH下降更為快速，尤其在發(fā)酵前6d區(qū)別最為明顯(p＜0.05);(2)與之對應的可溶性糖消耗更多，白菜初始的可溶性糖含量為21％（干物質(zhì)基礎），發(fā)酵6d后可溶性糖含量在15％左右，隨后極速下降。在發(fā)酵達到18d時，所有處理的可溶性糖濃度均低于6％，至發(fā)酵30d止，所有處理可溶性糖變化趨勢相對緩慢，且各處理之間

10、差異并不顯著(p＜0.05);(3)利用平板計數(shù)的方法對發(fā)酵體系的微生物乳酸菌和細菌的總數(shù)進行了檢測，結(jié)果表明，接種L.curvatus可以使體系內(nèi)的乳酸菌數(shù)量在早期明顯提高，尤其是以單獨接種的最為顯著。這表明由于接種，使體系盡早地進入到發(fā)酵狀態(tài)，這種狀態(tài)更利于乳酸菌增殖。同時由于乳酸菌的增殖，大量的酸產(chǎn)生，導致其他的一般細菌增殖明顯受到抑制。至發(fā)酵后期，發(fā)酵過程以乳酸菌占主導地位，各處理之間差別并不明顯。(4)有機酸中，接種L.cur