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CN115316629A - 一种采用纯种发酵生产泡菜的方法 - Google Patents

一种采用纯种发酵生产泡菜的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用纯种发酵生产泡菜的方法，具体地采用两次纯种发酵方法：将新鲜蔬菜洗净切好装入泡菜坛中，压实，然后加入含有发酵剂的调味盐水直至淹没蔬菜，再加入复合发酵剂一进行发酵；打开泡菜坛，加入复合发酵剂二继续发酵，即可包装出售。其中，所述复合菌剂一含有异型发酵菌肠膜明串珠菌、酵母菌和乳短杆菌，复合菌剂二含有同型发酵菌植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌。本发明在泡菜发酵中微生物菌群、酸度及风味物质可控，可以实现泡菜的标准化生产。本发明通过采用多菌种接种泡菜，模拟自然泡菜发酵过程中微生物菌落多样性，保证本发明的泡菜产品和自然发酵泡菜产品一样具有丰富的风味和独特的口感。

Description

一种采用纯种发酵生产泡菜的方法
技术领域
本发明属于微生物发酵技术领域，具体涉及一种纯种发酵生产泡菜的方法。
背景技术
泡菜是一种微生物乳酸菌主导发酵而生产加工的传统生物食品，它以生鲜蔬菜(或蔬菜咸坯)为原料，添加辅料，经中低浓度食盐水泡渍发酵、调味等制作过程生产加工而成。泡菜风味独特，富含乳酸菌，既可以满足不同的消费口味，又可以增进食欲，帮助消化，是广大消费者喜欢的蔬菜食品。泡菜早在3000多年前就已经出现，古籍《诗经》上已有记载。北魏时期的《齐民要术》中则有泡菜的详细制作方法。
传统泡菜多为自然发酵，以乳酸菌为主的优势微生物在泡菜中生长、产酸，形成了泡菜独特的风味和口感。根据泡菜中微生物的活动规律以及乳酸的积累情况，泡菜的发酵过程可以分为3个阶段：发酵初期，蔬菜表面的各类微生物大量繁殖，此时泡菜中尚有部分空气，主要以肠膜明串珠菌、魏斯氏菌和酵母菌等为主进行异型乳酸发酵，产生乳酸、醋酸和乙醇等产物，并产生大量风味物质。明串珠菌不仅能通过快速产生二氧化碳和有机酸来降低环境酸度，使有害微生物的生长和繁殖得到抑制，防止果胶酶的水解，确保蔬菜的硬度和脆性，还能生成醇、酸和酯等风味物质，对泡菜独特风味的形成起重要作用，甘露醇具有清爽的口感，对泡菜风味品质具有较大的影响。酵母菌进行酒精发酵生成乙醇，可以与有机酸形成酯类，通过增加泡菜的香气。发酵初期启动菌生长的速度和有害微生物被抑制的速度是形成泡菜良好风味的关键，对成品泡菜的质量有决定作用。大约48h 以后，随着泡菜的酸度降低，异型乳酸发酵菌发酵结束，而同型乳酸菌如短乳杆菌、植物乳杆菌等抗酸性菌开始活跃增殖，当发酵到72h左右，乳酸迅速积累，进入发酵中期，乳酸菌达到最大数量，乳酸积累可达到0.6％，多数不耐酸菌死亡。此时泡菜已经达到了成熟状态，原始生蔬菜味基本消失，泡菜适宜食用。如果进行发酵进入发酵后期，此时乳酸含量超过1.0％以上，植物乳杆菌等生长也受到抑制，继续发酵会造成泡菜酸度过高，风味不协调。在泡菜发酵中，发酵初期和发酵中期是主要的发酵阶段。
但我国泡菜生产存在着许多不足，如大多数生产企业规模较小，生产自动化程度不高，生产效率低，质量不稳定，产品同质化严重，新产品开发不足。这些都严重制约了我国泡菜行业的发展。泡菜的市场潜力巨大，但是泡菜的工业化问题没有解决。当尝试用传统发酵技术将家庭作坊式的泡菜变成工业化产品时，却发现发酵菌种品质欠佳等因素的影响，泡菜在制作过程中面临着发酵周期长、受气候及季节影响大、标准化和规模化程度低的问题，导致泡菜质量不稳定，异地生产困难等一系列问题。
细菌是泡菜发酵中的主要微生物，乳酸菌是整个泡菜发酵过程中的优势菌群，包括明串珠菌属、乳杆菌属、魏斯氏菌属、片球菌属、乳球菌属、链球菌属、肠球菌属。其中植物乳杆菌、戊糖乳杆菌、干酪乳杆菌是最为常见的同型发酵乳酸菌，肠膜明串珠菌、短乳杆菌是最常见的异型发酵乳酸菌。乳酸菌主要利用蔬菜中的可溶性物质进行乳酸发酵，乳酸菌没有水解蛋白的酶系统和分解纤维素的酶系统，所以在泡菜发酵过程中不会破坏植物细胞组织，也不会使蛋白质和氨基酸分解，保持了蔬菜完整的结构。
中国发明专利《一种泡菜复合发酵剂制备技术及其应用方法》(专利申请号201110076303.8)提出了乳酸菌剂的制备方法，并把乳酸菌剂与泡菜发酵助剂一次混合，加入新鲜蔬菜，置于泡菜坛内发酵1-2天。中国发明专利《一种泡菜发酵菌菌剂及制备方法及应用》(专利申请号201310724574.9)提出了一种泡菜发酵剂菌剂的制备方法，并应用于甘蓝泡菜制备中。上述两个专利文献均为一次投入菌剂进行发酵。
一次投入菌剂虽然操作简单，但是在泡菜发酵过程中，不同的微生物随着发酵过程中空气含量和酸度的变化，会出现菌种群里演化变化。在发酵的初期、中期和后期，优势微生物菌种不同，对泡菜的风味、口感和品质所起的作用也不同。目前所用的一次投入菌剂的方法，不同阶段的优势微生物菌种还是依靠泡菜发酵过程中的自然选择。在泡菜生产过程中，初始阶段的空气含量、泡菜的盐度、发酵进程中的酸度在不同的发酵批次也会有较大的变化，这样就造成泡菜的风味口感不同，泡菜到品质也会有较大的差异。难以实现泡菜生产的标准化。
发明内容
为克服现有技术存在的上述问题，本发明采用两次投入菌剂的方法，在泡菜生产的两个关键阶段发酵初期和发酵中期分别投入菌剂。其中，在发酵初始投入含有肠膜明串珠菌、酵母菌和乳短杆菌的复合菌剂一，在产乳酸的同时，生成醇、酸和酯等风味物质，帮助泡菜产生清新的口感和令人愉悦的风味，如甘露醇具有清爽的口感，对泡菜风味品质具有较大的影响；酵母菌进行酒精发酵生成乙醇，可以与有机酸形成酯类，通过增加泡菜的香气。然后，在发酵一段时间后投入同型乳酸菌含有植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌，此时的酸度适合同型乳酸菌增殖，再发酵一段时间后同型乳酸菌达到最大数量，乳酸积累可达到 0.6％～1.0％，这些同型乳酸菌具有很强的产酸能力，可以加速泡菜的成熟。
本发明提供了一种标准化生产泡菜的方法，具体地是在泡菜发酵初始和发酵中期分别投入泡菜专用菌剂，在发酵初始投入含有异型乳酸发酵乳酸菌，肠膜明串珠菌、酵母菌和乳短杆菌的复合菌剂一，在发酵中期投入含有同型发酵乳酸菌，植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌的复合菌剂二，促使在泡菜发酵初期和中期均为可控的优势菌群，使泡菜发酵周期中微生物菌群、酸度及风味物质可控；进一步地，使泡菜的风味、口感和质量可控。可以实现泡菜的标准化。本发明采用多菌种的复合菌剂一和复合菌剂二接种泡菜，模拟了自然泡菜发酵过程中微生物菌落多样性，保证了本发明的泡菜产品和自然发酵泡菜产品一样具有丰富的风味和独特的口感。
其中，肠膜明串珠菌作为异型发酵乳酸菌，在糖代谢过程中，除了乳酸，还产生乙酸、柠檬酸、苹果酸等有机酸，并含有甘露醇脱氢酶，能将果糖转化为甘露醇，能够促进泡菜独特风味的形成。该菌是启动泡菜发酵的优势菌。
其中，酵母菌在缺氧条件下进行酒精发酵生成乙醇，可以与有机酸形成酯类，通过增加泡菜的香气。
其中，乳短杆菌为异型发酵乳酸菌，具有高产酸的能力。能够赋予泡菜独特的风味、质地和口感。
其中，植物乳杆菌为同型发酵乳酸菌，产生能力最强，生长繁殖快，在泡菜中起主导地位，并出现在泡菜发酵后期，促进后期泡菜风味的形成，并且由于乳酸的大量积累导致对乳酸菌的反馈抑制从而使发酵结束。降解亚硝酸盐。
其中，戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌，均为同型发酵乳酸菌，是乳酸的主要积累菌。降解亚硝酸盐。
本发明的技术方案概述如下：
本发明对肠膜明串珠菌、乳短杆菌和酵母菌菌种分别进行单独培养，到对数生长期的末期后，经离心收集菌体，利用常规方法分别制备肠膜明串珠菌、乳短杆菌和酵母菌冻干粉。分别计数后，按照一定比例混合为复合菌剂一冻干粉。复合菌剂一中肠膜明串珠菌数量为1～99×109CFU/g，乳短杆菌数量为 1～99×109CFU/g和酵母菌数量为1～9×108CFU/g。
本发明对植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌菌种分别进行单独培养，到对数生长期的末期后，经离心收集菌体，利用常规方法分别制备植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌冻干粉。分别计数后，按照一定比例混合为复合菌剂二冻干粉。复合菌剂二中植物乳杆菌数量为1～99×109CFU/g，戊糖乳杆菌数量为 1～99×109CFU/g和干酪乳杆菌数量为1～99×109CFU/g。
本发明中肠膜明串珠菌、短乳杆菌、植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌的培养方法：采用MRS液体培养基，30℃培养20h后，离心收集菌体，冷冻干燥制备冻干粉。
本发明中酵母菌的培养方法：采用YPD液体培养基，30℃培养20h后，离心收集菌体，冷冻干燥制备冻干粉。
本发明提供了一种采用纯种发酵生产泡菜的方法，将新鲜蔬菜洗净切好装入泡菜坛中，压实，然后加入含有发酵剂的调味盐水直至淹没蔬菜，再加入液体复合发酵剂一进行发酵，一段时间后，打开泡菜坛，加入液体复合发酵剂二继续发酵一段时间，即可包装出售。
本发明中，单个细胞经培养后生长繁殖成单菌落，称为微生物的纯种。
本发明中，所述新鲜蔬菜包括但不限于莴苣、卷心菜、泡椒、白菜、胡萝卜、黄瓜、青菜、樱桃萝卜、缸豆、芹菜等；优选地，为莴苣、卷心菜、泡椒。
本发明中，所述调味盐水的配比为：食盐3-8％，白酒1-5％，白砂糖1-3％，干辣椒1-5％，姜片1-3％，蒜片1-3％，花椒0.01-0.1％，补加纯净水到100％；优选地，为食盐5％，白酒2.5％，白砂糖2％，干辣椒3％，姜片2％，蒜片2％，花椒0.05％，补加纯净水到100％。
本发明中，所述液体复合发酵剂一包含复合发酵剂一冻干粉和5％的调味盐水。
本发明中，所述液体复合发酵剂一的制备过程为：按5％的添加量将复合发酵剂一冻干粉溶于5％的调味盐水中。
其中，所述复合菌剂一冻干粉包含肠膜明串珠菌数量为1～99×109CFU/g，乳短杆菌数量为1～99×109CFU/g和酵母菌数量为1～9×108CFU/g；优选地，为肠膜明串珠菌数量为90×109CFU/g，乳短杆菌数量为90×109CFU/g和酵母菌数量为 9×108CFU/g。
本发明中，所述液体复合发酵剂二包含复合发酵剂二冻干粉和5％的盐水。
本发明中，所述液体复合发酵剂二的制备过程为：按5％的添加量将复合发酵剂二冻干粉溶于5％的盐水中。
其中，所述复合菌剂二冻干粉包含植物乳杆菌数量为1～99×109CFU/g，戊糖乳杆菌数量为1～99×109CFU/g和干酪乳杆菌数量为1～99×109CFU/g；优选地，为植物乳杆菌数量为90×109CFU/g，戊糖乳杆菌数量为90×109CFU/g和干酪乳杆菌数量为90×109CFU/g。
本发明中，加入液体复合发酵剂一进行前期发酵的温度为25～35℃；优选地，为30℃。
本发明中，加入液体复合发酵剂一进行前期发酵的时间为24～48h；优选地，为24h。
本发明中，加入液体复合发酵剂二进行后期发酵的温度为25～35℃；优选地，为30℃。
本发明中，加入液体复合发酵剂二进行后期发酵的时间为24～48h；优选地，为24h。
在一个具体实施方式中，所述采用纯种发酵生产泡菜的方法为：将新鲜蔬菜洗净切好装入泡菜坛中，压实，然后加入含有发酵剂的调味盐水直至淹没蔬菜，再加入液体复合发酵剂一，上下搅拌后，30℃发酵24h。打开泡菜坛，加入液体复合发酵剂二，上下搅拌后，再30℃发酵24h。即可包装出售。
本发明还提出了由上述方法得到的泡菜。
本发明还提出了一种复合菌剂一，包括异型乳酸发酵菌肠膜明串珠菌、酵母菌和乳短杆菌。其中，所述肠膜明串珠菌菌种为SICC 1.656，短乳杆菌菌种为 SICC 1.1185，酵母菌菌种为SICC 2.894，均保藏于四川省微生物资源平台菌种保藏管理中心。三种菌株可以通过常规方法买到。网址见： http://www.sc-sicc.org.cn
具体地，所述复合菌剂一包括肠膜明串珠菌数量为1～99×109CFU/g，乳短杆菌数量为1～99×109CFU/g和酵母菌数量为1～9×108CFU/g；优选地，为肠膜明串珠菌数量为90×109CFU/g，乳短杆菌数量为90×109CFU/g和酵母菌数量为 9×108CFU/g。
本发明还提出了一种复合菌剂二，包括同型乳酸发酵菌植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌。其中，所述植物乳杆菌菌种为SICC 1.437，戊糖乳杆菌菌种为SICC 1.440，干酪乳杆菌菌种为SICC 1.1119，均保藏于四川省微生物资源平台菌种保藏管理中心。三种菌株可以通过常规方法买到。网址见： http://www.sc-sicc.org.cn
具体地，所述复合菌剂二包括植物乳杆菌数量为1～99×109CFU/g，戊糖乳杆菌数量为1～99×109CFU/g和干酪乳杆菌数量为1～99×109CFU/g；优选地，为植物乳杆菌数量为90×109CFU/g，戊糖乳杆菌数量为90×109CFU/g和干酪乳杆菌数量为90×109CFU/g。
本发明还提出了所述复合菌剂一在采用纯种发酵生产泡菜中的应用。
本发明还提出了所述复合菌剂二在采用纯种发酵生产泡菜中的应用。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种标准化生产泡菜的方法，具体地是在泡菜发酵初始和发酵中期分别投入泡菜专用菌剂，在发酵初始投入含有异型乳酸发酵乳酸菌，肠膜明串珠菌、酵母菌和乳短杆菌的复合菌剂一，在发酵中期投入含有同型发酵乳酸菌，植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌的复合菌剂二，促使在泡菜发酵初期和中期均为可控的优势菌群，使泡菜发酵周期中微生物菌群、酸度及风味物质可控；进一步地，使泡菜的风味、口感和质量可控。可以实现泡菜的标准化。本发明采用多菌种的复合菌剂一和复合菌剂二接种泡菜，模拟了自然泡菜发酵过程中微生物菌落多样性，保证了本发明的泡菜产品和自然发酵泡菜产品一样具有丰富的风味和独特的口感。
附图说明
图1为本发明实施例2-4中不同发酵时间的pH值；
图2为本发明实施例2-4中不同发酵时间的酸度。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定
实施例1复合菌剂的制备
首先配制调味盐水，添加各种调味料为食盐5％，白酒2.5％，白砂糖2％，干辣椒3％，姜片2％，蒜片2％，花椒0.05％，补加纯净水到100％备用。
复合菌剂一的制备：
肠膜明串珠菌SICC 1.656和乳短杆菌SICC 1.1185菌种分别接种到MRS液体培养基中，30℃培养20小时，到对数生长期的末期后，6000r/min离心15分钟后，收集菌体，放入冷冻干燥机中冷冻干燥，制备肠膜明串珠菌和乳短杆菌冻干粉。
酵母菌SICC 2.894接种到YPD液体培养基中，30℃培养20小时，到对数生长期的末期后，6000r/min离心15分钟后，收集菌体，放入冷冻干燥机中冷冻干燥，制备酵母菌冻干粉。
分别计数后，按照一定比例混合为复合菌剂一冻干粉。复合菌剂一中肠膜明串珠菌数量为90×109CFU/g，乳短杆菌数量为90×109CFU/g和酵母菌数量为 9×108CFU/g。
复合菌剂二的制备：
植物乳杆菌SICC 1.437，戊糖乳杆菌SICC 1.440和干酪乳杆菌SICC 1.11菌种分别接种到MRS液体培养基中，30℃培养20小时，到对数生长期的末期后， 6000r/min离心15分钟后，收集菌体，放入冷冻干燥机中冷冻干燥，制备肠膜明串珠菌和乳短杆菌植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌冻干粉。
分别计数后，按照一定比例混合为复合菌剂二冻干粉。复合菌剂二中植物乳杆菌数量为90×109CFU/g，戊糖乳杆菌数量为90×109CFU/g和干酪乳杆菌数量为 90×109CFU/g。
把复合菌剂一冻干粉按照5％(W/V)的量加入调味盐水中，为液体复合菌剂一。
把复合菌剂二冻干粉按照5％(W/V)的量加入调味盐水中，为液体复合菌剂二。
实施例2对照例(自然发酵)
将2公斤莴苣、2公斤泡椒、2公斤卷心菜洗净切好装入泡菜坛中，压实，再加入6公斤配料水，配料水的成分组成为：食盐5％，白酒2.5％，白砂糖2％，干辣椒3％，姜片2％，蒜片2％，花椒0.05％，补加纯净水到100％。确保配料水完全淹没新鲜蔬菜。30℃恒温发酵48小时。
实施例3对照例复合发酵剂一和复合发酵剂二在发酵初期同时添加
将2公斤莴苣、2公斤泡椒、2公斤卷心菜洗净切好装入泡菜坛中，压实，再加入6公斤配料调味盐水，配料调味盐水的成分同本发明实施例1。确保配料调味盐水完全淹没新鲜蔬菜。然后再加入1％的本发明实施例1制备的液体复合发酵剂一和1％的本发明实施例1制备的液体复合发酵剂二，并上下搅拌。30℃恒温发酵48小时。
实施例4复合发酵剂一和复合发酵剂二分别在发酵开始和发酵24h后加入
将2公斤莴苣、2公斤泡椒、2公斤卷心菜洗净切好装入泡菜坛中，压实，再加入6公斤配料调味盐水，配料调味盐水的成分同本发明实施例1。确保配料调味盐水完全淹没新鲜蔬菜。然后再加入1％的本发明实施例1制备的液体复合发酵剂一并上下搅拌。30℃恒温发酵24小时后，再加入1％的本发明实施例1 制备的液体复合发酵剂，继续发酵24小时后，发酵完成。
从图1可以看出，本发明实施例4采用两次接种，pH下降比本发明实施例 2自然发酵和本发明实施例3一次接种发酵迅速。从图2可以看出，本发明实施例4采用两次接种，酸度升高比本发明实施例2自然发酵和本发明实施例3一次接种发酵要迅速。
表1泡菜品质鉴定感官评分表
Figure BDA0003598401210000091
表2泡菜成品感官评定分数
感官指标 实施例2 实施例3 实施例4
色泽 21.2 19.6 20.8
香气 22.5 20.5 22.1
滋味 19.8 18.6 20.3
脆度 19.1 18.0 18.9
总分 82.6 76.7 82.1
从表2的泡菜产品感官评定分数来看，本发明实施例4的总分和本发明实施例2自然发酵泡菜得分接近，说明采用两次接种和自然发酵泡菜的风味和口感相近。

Claims (12)

1.一种采用纯种发酵生产泡菜的方法，其特征在于，将新鲜蔬菜洗净切好装入泡菜坛中，压实，然后加入含有发酵剂的调味盐水直至淹没蔬菜，再加入液体复合发酵剂一进行发酵，一段时间后；打开泡菜坛，加入液体复合发酵剂二，继续进行发酵一段时间，即可包装出售。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合菌剂一是由异型乳酸发酵菌肠膜明串珠菌、酵母菌和乳短杆菌组成，其中，所述肠膜明串珠菌菌种为SICC 1.656，短乳杆菌菌种为SICC 1.1185，酵母菌菌种为SICC 2.894，均保藏于四川省微生物资源平台菌种保藏管理中心。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述复合菌剂二，是由同型乳酸发酵菌植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌组成，其中，所述植物乳杆菌菌种为SICC 1.437，戊糖乳杆菌菌种为SICC 1.440，干酪乳杆菌菌种为SICC 1.1119，均保藏于四川省微生物资源平台菌种保藏管理中心。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加入液体复合发酵剂一进行前期发酵的温度为25～35℃，发酵时间为24～48h；
和/或，所述加入液体复合发酵剂二进行后期发酵的温度为25～35℃，发酵时间为24～48h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调味盐水的配比为：食盐3-8％，白酒1-5％，白砂糖1-3％，干辣椒1-5％，姜片1-3％，蒜片1-3％，花椒0.01-0.1％，补加纯净水到100％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述液体复合发酵剂一包含复合发酵剂一冻干粉和5％的调味盐水；和/或，所述液体复合发酵剂二包含复合发酵剂二冻干粉和5％的盐水。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述复合菌剂一冻干粉包含肠膜明串珠菌数量为1～99×109CFU/g，乳短杆菌数量为1～99×109CFU/g和酵母菌数量为1～9×108CFU/g；和/或，所述复合菌剂二冻干粉包含植物乳杆菌数量为1～99×109CFU/g，戊糖乳杆菌数量为1～99×109CFU/g和干酪乳杆菌数量为1～99×109CFU/g。
8.一种复合菌剂一，其特征在于，其包括异型乳酸发酵菌肠膜明串珠菌、酵母菌和乳短杆菌。
9.根据权利要求8所述的复合菌剂一，其特征在于，所述复合菌剂一包括肠膜明串珠菌数量为1～99×109CFU/g，乳短杆菌数量为1～99×109CFU/g和酵母菌数量为1～9×108CFU/g。
10.一种复合菌剂二，其特征在于，其包括乳酸发酵菌植物乳杆菌、戊糖乳杆菌和干酪乳杆菌。
11.根据权利要求10所述的复合菌剂二，其特征在于，所述复合菌剂二包括植物乳杆菌数量为1～99×109CFU/g，戊糖乳杆菌数量为1～99×109CFU/g和干酪乳杆菌数量为1～99×109CFU/g。
12.根据权利要求8所述的复合菌剂一或根据权利要求10所述的复合菌剂二在采用纯种发酵生产泡菜中的应用。
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