CN104593290B - 一种具有抗氧化功能的泡菜复合发酵剂配方及其应用 - Google Patents

一种具有抗氧化功能的泡菜复合发酵剂配方及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有抗氧化功能的泡菜复合发酵剂配方及其应用，本发明属于食品加工技术领域。本方法涉及的功能性复合发酵剂由植物乳杆菌和副干酪乳杆菌组成，其中植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FM‑LP1‑1具有高效降解亚硝酸盐的能力、强产酸能力和优良的发酵性能，副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)FM‑LP‑4具有高效的抗氧化功能和优良的发酵性能。复合发酵剂配方中FM‑LP1‑1和FM‑LP‑4的菌体数比例为1～2:1。利用本复合发酵剂发酵的泡菜具有发酵时间短，亚硝酸盐含量低，抗氧化能力高，发酵风味好等优点，具有广泛的应用前景。

Description

一种具有抗氧化功能的泡菜复合发酵剂配方及其应用
一、技术领域
本发明涉及一种用于泡菜加工的具有抗氧化功能的复合发酵剂配方及其应用，本发明属于食品加工技术领域。
二、背景技术
泡菜是我国传统的蔬菜加工制品之一，风味独特，具有开胃健脾的功效，自古以来在餐桌上占有不可替代的一席之地。乳酸菌在泡菜的制作过程起着不可替代的作用，在发酵的过程中，乳酸菌代谢产酸，产生细菌素，结合食盐的高渗透压作用，共同抑制其他有害微生物的生长，防止蔬菜腐败变质；另外还会在代谢的过程中形成具有独特风味的有机物质，例如多糖、柠檬酸、乳酸、醋酸、双乙酰等；乳酸菌本身具有协调人体代谢、抗肿瘤、降低胆固醇水平、提高抗氧化功能，改善肝功能、缓解乳糖不耐症和增强免疫等保健功能活性。
传统方法制作泡菜存在发酵周期长，生产力不高，产品质量不易控制，不利于工厂化，规模化和标准化生产，同时还存在食盐、亚硝酸盐含量高等问题。亚硝酸盐含量超标是一个困扰蔬菜发酵生产厂家和消费者的严重问题，亚硝酸盐会对人体产生多种危害，胃癌、食道癌等消化系统癌症高发地区往往与其膳食中过量的硝酸盐和亚硝酸盐有关。因此，严格控制发酵蔬菜中亚硝酸盐含量是保证其食用安全的一个重要措施。
本发明的复合发酵剂中的植物乳杆菌和副干酪乳杆菌是来源于传统的发酵食品，植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)FM-LP1-1具有高效的降解亚硝酸盐的能力，在200mg/L NaNO2的MRS培养基中，30℃条件下培养48h，NaNO2的降解率达到99％以上，并且产酸能力强，30℃条件下培养20h，其培养液的pH值达到3.5左右，OD600值达到2.4左右。副干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)FM-LP-4，具有较高的抗氧化能力，尤其是其具有较高的还原力。综合利用两种菌的功能，进行组合发酵，研制具有抗氧化功能且亚硝酸盐含量低的泡菜。本发明的目的是提供一个功能性复合发酵剂配方及其应用方法，为功能化泡菜的工业化生产提供发酵剂资源和技术支持。
三、发明内容
技术问题目前对发酵泡菜中乳酸菌的分离鉴定、人工接种发酵泡菜的工艺、继代式液体发酵剂、直投式发酵剂的制备方法等有大量的研究，但还未见到提高泡菜的抗氧化功能和降低亚硝酸盐含量的泡菜复合发酵剂。针对这一现状，本发明提供一种用于泡菜加工的功能性复合发酵剂配方及其应用，用于功能性发酵泡菜的工业化生产。
技术方案
本发明涉及一种用于泡菜加工的功能性复合发酵剂配方及其应用，其内容和实施方案如下：
一种具有抗氧化功能的泡菜复合发酵剂，该复合发酵剂是由植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)和副干酪乳杆菌(Lactobacilusparacasei)两种组合而成，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的菌体数比例为1～2:1复配而成。其中植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)为FM-LP1-1，保藏号是CGMCC NO.9488；副干酪乳杆菌(Lactobacilusparacasei)为FM-LP-4，保藏号是CGMCC NO：8600。
所述的发酵剂，其特性在于，是将生长至稳定期的FM-LP1-1和FM-LP-4菌液经离心浓缩后，用冻干保护液进行重悬后，按照FM-LP1-1和FM-LP-4菌体密度比为1～2:1混合，置于-20℃条件下预冻5-8h后用冷冻干燥器进行冻干，获得FM-LP1-1和FM-LP-4菌的冻干粉，菌体密度在5.01×1011～9.01×1011cfu/g。
所述的复合发酵剂在制作具有抗氧化功能的泡菜中的应用。按照泡菜液中初始菌体总密度1.01×107～2.01×107cfu/mL接种泡菜复合发酵剂，或将菌体密度为5.01×1011～9.01×1011cfu/g的复合发酵剂冻干粉按泡菜液的质量比接种量在0.5‰-1‰，在20-25℃条件下制作泡菜的时间为2-3d，获得亚硝酸盐含量为0～2mg/kg的泡菜产品。
有益效果
本发明提供的功能性复合发酵剂，能够缩短泡菜的发酵时间，赋予泡菜优良的发酵风味，并且该复合发酵剂能够有效提高泡菜的抗氧化能力，利用该复合发酵剂发酵的泡菜中的亚硝酸盐含量极低，亚硝酸盐含量为0～2mg/kg。
用所述的植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)FM-LP1-1和副干酪乳杆菌(Lactobacillusparacasei)FM-LP-4，用于制作泡菜的复合发酵剂，该发酵剂能够有效提高发酵泡菜的抗氧化能力，降低发酵泡菜的亚硝酸盐含量，缩短泡菜的发酵时间。
生物保藏
FM-LP1-1，植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)，于2014年8月4日在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心进行保藏，地址北京市朝阳区北辰西路1号院中科院微生物研究所，保藏号是CGMCC NO.9488。
四、具体实施方式
1、植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)FM-LP1-1获得
从南京地区家庭自制的传统发酵泡菜中分离筛选出一株具有高效降解亚硝酸盐功能的菌株，命名为FM-LP1-1，FM-LP1-1在含有NaNO2(200mg/L)的MRS液体培养液中进行48h，NaNO2的降解率达到99.0％以上。FM-LP1-1具有强的产酸能力，并且生长速度很快，30℃条件下，在MRS液体培养基中静止培养20h，其OD600值达到2.4左右，菌液的pH值达到3.5。利用16S r DNA通用引物，以FM-LP1-1总基因组为模版进行PCR扩增，扩增出的产物经纯化后送上海生物工程有限公司进行测序。经过序列多重比对和系统发育进化分析，发现菌株FM-LP1-1与Lactobacilus plantarum strain B23(KC 166237)序列相似性高达99％，并且系统发育分析结果显示该菌与植物乳杆菌Lactobacilus plantarum strain B23(KC166237)自然聚为一支，说明该菌株是植物乳杆菌种的成员。FM-LP1-1的16s rDNA序列在NCBI上的登录号为KP217194。该菌在MRS培养基平板上培养48h的菌落形态呈现规则圆形，湿润，颜色为乳黄色，菌落直径为0.3～0.5mm；菌体长度为1.1～2.5μm，菌体细胞典型杆状，单个或链状排列，无芽孢；其生理学特性是革兰氏染色为阳性、氧化酶和过氧化氢酶试验为阴性，该菌株的糖发酵结果见表1，结合系统发育分析结果、形态学及主要生物学特性把菌株FM-LP1-1鉴定为植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)。
表1FM-LP1-1部分糖发酵结果
注：“+”：表示阳性反应，“-”：表示阴性反应。
2、复合发酵剂的配方的筛选
挑取-20℃条件下甘油管中保存的菌种植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)FM-LP1-1和保藏号为CGMCC NO：8600的副干酪乳杆菌(Lactobacilusparacasei)FM-LP-4(见公开专利:具有耐酸性和高还原活性的副干酪乳杆菌FM-LP-4及其用途,申请号/专利号:2014101321724,公开号:CN 103937709A；公开日:2014-07-23)，分别在MRS平板划线，30℃培养48-72h,挑取单菌落分别接种至3mL的MRS液体培养基中，30℃静止培养至稳定期，按1％的接种量接种至100mL MRS，30℃静止培养至稳定期，4℃条件下5000rpm/min离心5min，收集菌体，用无菌生理盐水重悬菌体，调整菌体密度为1.01×109～2.01×109cfu/mL。
白菜经过切分、清洗、沥干，然后用冷开水制作泡菜液，其中盐分含量为3-4％，冰糖含量为2-3％。按照FM-LP1-1和FM-LP-4的接种比例为4:1、3:1、2:1、1:1、1:2、1:3和1:4进行接种制作泡菜，总接种量为2％，25℃条件下发酵泡菜，以泡菜汁的pH值3.2为发酵终点。发酵结束后检测泡菜的亚硝酸盐含量、DPPH的清除率、总还原能力和发酵结束所需要的时间，同时组织专业技术人员10名对发酵泡菜进行感观评定。具体结果见表2。从表中可以看出，综合泡菜的感官评定结果、亚硝酸盐含量、DPPH的清除率、还原活性和发酵完成所需要的时间，FM-LP1-1和FM-LP-4的比例为1～2:1是最佳组合。
表2FM-LP1-1和FM-LP-4的不同接种比例发酵泡菜的比较
3、复合发酵剂的制备
挑取-20℃条件下甘油管中保存的菌种植物乳杆菌(Lactobacilus plantarum)FM-LP1-1和保藏号为CGMCC NO：8600的副干酪乳杆菌(Lactobacilusparacasei)FM-LP-4(见公开专利:具有耐酸性和高还原活性的副干酪乳杆菌FM-LP-4及其用途,申请号/专利号:2014101321724,公开号:CN 103937709A；公开日:2014-07-23)，分别在MRS平板划线，30℃培养48-72h,挑取单菌落分别接种至3mL的MRS液体培养基中，30℃静止培养至稳定期，按2％的接种量接种至100mL MRS液体培养基中，30℃静止培养18-20h，作为种子液，以2％接种量接种至10L自动发酵罐(装培养基7L)中，发酵培养基的配方为：乳清粉80g/L，浓缩乳清蛋白粉20g/L，酵母提取物8g/L，碳酸钙6g/L，硫酸镁0.2g/L，硫酸锰0.03g/L，番茄原汁50mL/L，发酵的过程以NaOH(1M)调整pH保持在5.5，培养20-24h后，4℃条件下5000rpm/min离心5min，收集菌体，用冻干保护液重悬菌体，冻干保护液的配方是:100g保护液中含脱脂乳12g，甘油1g，蔗糖2g，海藻糖3g，蒸馏水82g。保护液经115℃灭菌10min。用平板培养法测定重悬后的菌体密度，然后按照FM-LP1-1和FM-LP-4的菌体数量比值为1～2:1的比例混合菌体的重悬液，重悬液放置在-20℃预冻10-12h，用冷冻干燥器进行冻干处理，获得FM-LP1-1和FM-LP-4的冻干粉。冻干粉的菌体密度为5.01×1011～9.01×1011cfu/g。
4、复合发酵剂在泡菜制作中的应用
从市场上购买新鲜的蔬菜，这里的蔬菜指的是能适合用来做泡菜的蔬菜，比如萝卜、白菜、甘蓝、黄瓜、莴苣等。本实例中利用萝卜进行发酵，经过挑选、切分、清洗、沥干，然后用冷开水制作泡菜液，其中盐分含量为3-4％，冰糖含量为2-3％，青椒(0-3％)、大蒜(0～3％)、姜片(0～2％)、花椒(0～1％)、八角(0～1％)、大茴(0～1％)，其中青椒、大蒜、姜片、花椒、八角和大茴的添加量根据各地的消费者的嗜好进行改变。把所有的材料放入泡菜坛中，按照泡菜液0.5‰-1‰的质量比进行接种复合发酵剂的冻干粉(菌体密度为5.01×1011～9.01×1011cfu/g，混匀后，用冷开水密封坛盖，置于20～25℃条件下进行发酵。以自然发酵为对照，自然发酵的泡菜处理中按1-2％(V/V)的量加入高粱酒，其他处理同接种发酵。
复合发酵剂也可以直接用新鲜培养的菌体，新鲜菌体获得方式为MRS液体培养18-20h，4℃条件下5000rpm/min离心5min，收集菌体，用无菌生理盐水菌体2次，所得菌体用少量无菌生理盐水重悬，按照泡菜液中初始菌体总密度1.01×107～2.01×107cfu/mL进行接种FM-LP1-1和FM-LP-4的菌悬液(FM-LP1-1和FM-LP-4的菌体密度比例控制在1～2:1)。
20-25℃条件下发酵泡菜，监测泡菜的pH值,当pH值达到3.2左右结束发酵。发酵结束后组织专业技术人员10名对发酵泡菜进行感观评定，同时测定样品的亚硝酸盐含量、pH值和泡菜的脆度，泡菜的总还原力，DPPH的清除率，具体结果见表3。从表中可以看出，复合发酵剂能明显缩短泡菜的发酵时间，达到相同的pH值，自然发酵需要8d,而接种复合发酵剂只需要3d，发酵时间缩短了5d。自然发酵的泡菜中的亚硝酸盐含量为14.24mg/kg，接种复合发酵剂的亚硝酸盐的含量为0.88±0.09mg/kg，自然发酵泡菜的亚硝酸盐含量是复合发酵剂接种发酵的16.18倍。复合发酵剂接种发酵的泡菜中的DPPH清除率和还原活性分别是自然发酵泡菜的3.06倍和3.86倍。发酵泡菜的感观评定高于自然发酵的泡菜。
表3接种复合发酵泡菜和自然发酵泡菜的比较
本实例仅仅是对本发明的实施方式进行描述，并非对本发明的适用范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案作出的各种改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种具有抗氧化功能的泡菜复合发酵剂，该复合发酵剂是由保藏号为CGMCCNO.9488的植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)FM-LP1-1和保藏号为CGMCC NO.8600的副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)FM-LP-4两种组合而成，植物乳杆菌和副干酪乳杆菌的菌体数比例为1～2:1复配而成。
2.根据权利要求1所述的发酵剂，其特征在于，所述发酵剂的制备方法如下：生长至稳定期的植物乳杆菌FM-LP1-1和副干酪乳杆菌FM-LP-4菌液经离心浓缩后，用冻干保护液进行重悬后，按照FM-LP1-1和FM-LP-4菌体数量比为1～2:1混合，置于-20℃条件下预冻5-8h后用冷冻干燥器进行冻干，获得FM-LP1-1和FM-LP-4菌的冻干粉，菌体密度在5.01×1011～9.01×1011cfu/g。
3.权利要求1或2所述的复合发酵剂在制作具有抗氧化功能的泡菜中的应用。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，按照泡菜液中初始菌体总密度1.01×107～2.01×107cfu/mL接种泡菜复合发酵剂，或按照泡菜液0.5‰-1‰的质量比进行接种菌体密度为5.01×1011～9.01×1011cfu/g的复合发酵剂冻干粉，在20-25℃条件下制作泡菜的时间为2-3d，获得亚硝酸盐含量为0～2mg/kg的泡菜产品。
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