CN112931825A - 一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，包括以下步骤：蔬菜预处理；盐渍脱水：将食盐和蔬菜依次装入盐渍池，盐渍2天‑3天；菌剂活化：将活性为2*1011CFU/g ‑5*1011CFU/g的植物乳杆菌菌剂、葡萄糖、盐水按照一定比例混合，活化后备用；苹果酸酸化：向盐渍池中添加苹果酸，发酵2天‑5天；柠檬酸深度酸化与接种：向盐渍池中添加柠檬酸和活化好的植物乳杆菌菌剂；盐渍池封池：采用石封的方式，在蔬菜顶部铺一排塑料网，在塑料网上铺一层干净的石块；后熟处理：将初泡菜转移到另一个干净的盐渍池，然后再封池。快速酸化环境，抑制杂菌的生长，解决工业泡菜发酵慢、品质不稳定的生产需求。
Description
技术领域
本发明涉及泡菜加工的技术领域，尤其涉及一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法。
背景技术
泡菜是我国传统发酵蔬菜制品，以乳酸菌群主导发酵，既安全又营养健康，具有清香、味美、开胃的特点，深受大众消费者喜爱。随着市场消费量的上升，传统盐渍工艺逐渐工业化，工业泡菜大多采用自然发酵的模式，由蔬菜原料自身携带的微生物利用蔬菜原料中的碳水化合物和蛋白质及其二级降解产物进行生长代谢，产生乳酸、乙酸等风味物质，促进泡菜的成熟。
然而，泡菜的发酵过程受多种因素影响，如原料品种、温度、微生物等，其中原料中常常携带腐败性或致病性微生物，在发酵初期利用底物进行生长繁殖，将硝酸盐转变为亚硝酸盐，产生丁酸、丙酸等刺激性风味，不利于泡菜的品质；由于气候的影响，泡菜往往在夏天高温的时候发酵快，产酸高，而冬天温度低，微生物发酵代谢慢，这些不稳定的因素，导致工业泡菜品质不稳定；部分企业采用盐度为12%-20%的高盐进行贮藏，加工阶段采用脱盐、调味、杀菌的方法进行品质均一化；在盐渍池中常常加入直投式乳酸菌，但由于在盐渍初期乳酸菌在低温（工业泡菜大多在冬季收菜入池）、高盐（10%-15%盐度）、低营养成分（初期渗透的营养物质少）等环境因素的影响，乳酸菌加入后生长缓慢，发酵时间偏长，发酵初期不能抑制杂菌的生长。针对上述存在的问题，有必要发明一种新的工业泡菜发酵方法。
发明内容
为解决现有技术不足，本发明提供一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，利用柠檬酸和苹果酸作为乳酸菌发酵底物，快速酸化环境，同时抑制杂菌的生长，同时添加筛选出的功能菌，解决工业泡菜发酵慢、品质不稳定的生产需求。
为了实现本发明的目的，拟采用以下方案：
一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，包括以下步骤：
蔬菜预处理：筛选出新鲜的蔬菜，去除蔬菜的黄叶、烂叶后，将蔬菜清洗干净，切分备用；
盐渍脱水：按照一层盐一层蔬菜的方式，将食盐和蔬菜依次装入盐渍池，盐渍2天-3天，蔬菜脱水后，用泵抽出盐渍池中的盐水，再将所述盐水浇淋在蔬菜表面，每天循环4小时，循环2天，其中，食盐质量为蔬菜总质量的3%-5%；
菌剂活化：将植物乳杆菌菌剂、葡萄糖、盐水按照一定比例混合均匀，在30℃-37℃条件下活化2小时-4小时，其中，所述植物乳杆菌菌剂活性为2*1011CFU/g -5*1011CFU/g，添加量为蔬菜总质量的0.02‰-0.05‰；
苹果酸酸化：盐渍脱水完成后，向盐渍池中添加蔬菜总质量0.5‰-0.8‰的苹果酸，发酵2天-5天后，再次用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在蔬菜表面，每天2小时，循环2天；
柠檬酸深度酸化与接种：苹果酸酸化步骤后，向盐渍池中添加蔬菜总质量0.3‰-0.6‰的柠檬酸和活化好的植物乳杆菌菌剂，发酵2天-5天，用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在蔬菜表面，每天2小时，循环2天；
盐渍池封池：采用石封的方式，在蔬菜顶部铺一排塑料网，在塑料网上铺一层干净的石块，其中，石块的质量小于10kg；然后用泵抽出盐渍池内多余的盐水，使盐渍池的盐水与蔬菜位于同一水平面；当蔬菜总酸达到0.3%-0.5%后，撤掉石块和塑料网，此时制得基本成熟的初泡菜；
后熟处理：再次按照一层盐一层蔬菜的方式，将初泡菜转移到另一个干净的盐渍池，食盐添加量为蔬菜总质量的5%-7%；然后再封池，当初泡菜的酸度达到0.8%-1.2%后，取消封池，制得完全成熟的泡菜。
进一步的，盐渍脱水步骤中：循环2天后，抽出20%-40%的盐水备用，所述盐水用于菌剂活化。
进一步的，菌剂活化步骤中：按植物乳杆菌菌剂：葡萄糖=1:5-1:10，葡萄糖：盐水=1:100-2:100的比例，将植物乳杆菌菌剂、葡萄糖、盐水混合后进行活化，其中所述盐水来自盐渍脱水步骤中抽出的盐水。
进一步的，后熟处理步骤中：再封池采用薄膜沙封的方式，在初泡菜顶部铺两层薄膜，在薄膜上铺一层20cm-30cm厚的沙子，当初泡菜的酸度达到0.8%-1.2%后，撤掉沙子和薄膜，制得完全成熟的泡菜。
进一步的，植物乳杆菌菌剂的菌种为L.p170，保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，编号为CGMCC No.14931。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过实验筛选出功能性乳酸菌，在泡菜发酵前期加入苹果酸和柠檬酸，可以快速酸化环境，利用苹果酸代谢比糖代谢更快的原理，促进功能性乳酸菌群快速生长，产生乙酸和乙偶姻等风味物质，加快泡菜成熟，也能进一步抑制耐酸性杂菌的生长，分解杂菌产生的亚硝酸盐，解决了工业泡菜盐渍发酵过程中乳酸菌增殖缓慢、酸度偏低、亚硝酸盐含量过高的问题。
2、将新鲜蔬菜简单清洗或处理后，放入大型盐渍发酵池，在盐渍阶段直接撒上食盐，进行干腌和石压，利用盐的渗透和重石的压力作用，使蔬菜里的菜汁向外渗出，菜汁逐渐把菜体浸没，食盐渗入蔬菜原料内部，达到渍制、保鲜和长期贮存的目的。
3、工业泡菜大多采用自然发酵的模式，一次高盐盐渍的方法进行发酵，盐渍时间长达1年以上，而本发明采用低盐发酵-中高盐贮藏（二轮盐渍）的方法，第一轮采用石封，第二轮采用沙封，解决了工业泡菜盐渍成熟时间偏长的问题。
附图说明
图1为本发明实施例的发酵方法流程图；
图2为本发明实施例的柠檬酸含量与发酵时间变化图；
图3为本发明实施例的苹果酸含量与发酵时间变化图；
图4为本发明实施例的乳酸含量与发酵时间变化图；
图5为本发明实施例的亚硝酸盐含量与发酵时间变化图；
图6本发明实施例的乳酸菌数量与发酵时间变化图；
图7本发明实施例的总酸含量与发酵时间变化图。
具体实施方式
1、本发明以实验室自制四川泡菜作为筛菌体系，通过柠檬酸和苹果酸的消耗速率和产酸速度，来筛选泡菜体系中的功能微生物。
将白菜装入2 L玻璃坛中，白菜和盐水质量比为1:2，食盐为白菜总质量的3%；将接种肠膜明串珠菌（L.eu18）、短乳杆菌（L.b7）、乳酸乳球菌（L.l13）、植物乳杆菌（L.p170）单菌发酵在MRS培养基中活化2次后进行冷冻离心（4 °C，6000 r/min，5 min），其中，分类命名：植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum），保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏日期为2017年11月20日，保藏编号为CGMCC No.14931；将离心后的菌泥分别加入泡菜中进行20 °C恒温发酵，4株菌以相同比例添加作为混菌发酵泡菜，每坛泡菜总初始菌为106 CFU/g，3个平行样。
通过在泡菜中接种肠膜明串珠菌、短乳杆菌、乳酸乳球菌、植物乳杆菌单菌发酵和4种混菌（Co-culture）发酵甘蓝泡菜。泡菜液中柠檬酸、苹果酸和乳酸含量变化如图2~4所示，肠膜明串珠菌（L.eu18）和乳酸乳球菌（L.l13）几乎不能将柠檬酸作为碳源，而短乳杆菌（L.b7）、植物乳杆菌（L.p170）和混菌体系（Co-culture）可以快速消耗代谢柠檬酸，产生乳酸等风味物质；苹果酸作为前提发酵底物，在发酵初期被4种微生物快速消耗，代谢产乳酸，其中植物乳杆菌L.p170产酸量最高，能加快泡菜成熟。
2、工业泡菜亚硝酸盐含量对比
为研究本发明对亚硝酸盐抑制和降解效果，以自然发酵组、只添加有机酸组（柠檬酸+苹果酸）、只添加植物乳杆菌组和专利组（有机酸+接种植物乳杆菌）泡菜在0、5、10、15、30、60和90天发酵过程中亚硝酸盐含量变化。
如图5所示，根据亚硝酸盐变化可以看出，自然发酵工业泡菜在发酵初期会产生亚硝酸盐峰，高于国家限量标准20mg/kg，但随着发酵进行，亚硝酸盐逐渐被降解，发酵90天后低于5mg/kg；有机酸组、接种乳酸菌组和有机酸+接种乳酸菌组泡菜亚硝酸含量远低于自然发酵，亚硝酸盐峰不显著，其中有机酸组比接种乳酸菌组更有优势，这与发酵初期，温度低，接种乳酸菌产酸慢有关。
如图6所示，乳酸菌数量变化趋势可以看出，接种发酵可以快速提升乳酸菌数量级，但发酵后期随着高盐高酸含量，乳酸菌生长受到抑制；如图7所示，总酸含量变化可以看出，单独加入有机酸和接种乳酸菌产酸量都比自然发酵高，发酵后期受到高盐高酸的影响，乳酸菌代谢缓慢，总酸含量上升缓慢。
其实，蔬菜原料中含有柠檬酸和苹果酸，在泡菜发酵时，乳酸菌可以快速利用柠檬酸和苹果酸进行生长代谢，产生乳酸、乙偶姻等风味物质，早于糖代谢。然而，蔬菜中的有机酸含量较少，泡菜主要利用糖类物质进行生长代谢。综上，本发明将植物乳杆菌（L.p170）作为功能性乳酸菌，泡菜发酵前期加入苹果酸和柠檬酸，可以快速酸化环境，促进功能性乳酸菌群快速生长，加快泡菜成熟，也能进一步抑制耐酸性杂菌的生长，分解杂菌产生的亚硝酸盐。
实施例1
本实施例提供了一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，包括以下步骤：
萝卜预处理：筛选出新鲜的萝卜，将萝卜清洗干净，消除萝卜的皮后，切分备用；
盐渍脱水：将萝卜倒入120吨的大型盐渍池，按照一层盐一层蔬菜的方式，将食盐和萝卜依次装入盐渍池，盐渍2天，萝卜脱水后，用泵抽出盐渍池中的盐水，再将所述盐水浇淋在萝卜表面，使盐水均匀渗透在萝卜组织，每天循环4小时，循环2天，抽出20%的盐水备用，所述盐水用于菌剂活化，其中，食盐质量为萝卜总质量的3%；
菌剂活化：按植物乳杆菌菌剂L.p170：葡萄糖=1:5，葡萄糖：盐水=1:100的比例，将植物乳杆菌菌剂L.p170、葡萄糖、盐水混合均匀，在30℃条件活化2小时，其中，植物乳杆菌菌剂L.p170活性为2*1011CFU/g，添加量为萝卜总质量的0.02‰；
苹果酸酸化：盐渍脱水步骤完成后，向盐渍池中添加萝卜总质量0.5‰的苹果酸，发酵2天后，再次用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在萝卜表面，每天2小时，循环2天；
柠檬酸深度酸化与接种：苹果酸酸化步骤后，向盐渍池中添加萝卜总质量0.3‰的柠檬酸和活化好的植物乳杆菌菌剂，发酵2天，用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在萝卜表面，每天2小时，循环2天；
盐渍池封池：采用石封的方式，在萝卜顶部铺一排塑料网，在塑料网上铺一层干净的石块，其中，石块的质量小于10kg；然后用泵抽出盐渍池内多余的盐水，使盐渍池的盐水与萝卜顶部位于同一水平面；当萝卜总酸达到0.3%后，撤掉石块和塑料网，此时制得基本成熟的初泡菜；
后熟处理：再次按照一层盐一层蔬菜的方式，将初泡菜转移到另一个干净的盐渍池，食盐添加量为萝卜总质量的5%；然后再封池，在初泡菜顶部铺两层薄膜，在薄膜上铺一层20cm厚的沙子，当初泡菜的酸度达到0.8%后，撤掉沙子和薄膜，制得完全成熟的泡菜。
实施例2
本实施例提供了一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，包括以下步骤：
榨菜预处理：筛选出新鲜的榨菜，将榨菜清洗干净备用；
盐渍脱水：将榨菜倒入90吨的大型盐渍池，按照一层盐一层蔬菜的方式，将食盐和榨菜依次装入盐渍池，盐渍2.5天，榨菜脱水后，用泵抽出盐渍池中的盐水，再将所述盐水浇淋在榨菜表面，每天循环4小时，循环2天，抽出30%的盐水备用，所述盐水用于菌剂活化，其中，食盐质量为榨菜总质量的4%；
菌剂活化：按植物乳杆菌菌剂L.p170：葡萄糖=1:8，葡萄糖：盐水=3:200的比例，将植物乳杆菌菌剂L.p170、葡萄糖、盐水混合均匀，在35℃条件下活化3小时，其中，植物乳杆菌菌剂L.p170活性为4*1011CFU/g，添加量为萝卜总质量0.03‰；
苹果酸酸化：盐渍脱水步骤完成后，向盐渍池中添加榨菜总质量0.6‰的苹果酸，发酵4天后，再次用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在榨菜表面，每天2h，循环2天；
柠檬酸深度酸化与接种：苹果酸酸化步骤后，向盐渍池中添加榨菜总质量0.5‰的柠檬酸和活化好的植物乳杆菌菌剂L.p170，发酵3天，用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在榨菜表面，每天2小时，循环2天；
盐渍池封池：采用石封的方式，在榨菜顶部铺一排塑料网，在塑料网上铺一层干净的石块，其中，石块的质量小于10kg；然后用泵抽出盐渍池内多余的盐水，使盐渍池的盐水与榨菜顶部位于同一水平面；当榨菜总酸达到0.4%后，撤掉石块和塑料网，此时制得基本成熟的初泡菜；
后熟处理：再次按照一层盐一层蔬菜的方式，将初泡菜转移到另一个干净的盐渍池，食盐添加量为榨菜总质量的6%；然后再封池，在初泡菜顶部铺两层薄膜，在薄膜上铺一层25cm厚的沙子，当初泡菜的酸度达到1.0%后，撤掉沙子和薄膜，制得完全成熟的泡菜。
实施例3
本实施例提供了一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，包括以下步骤：
青芥菜预处理：筛选出新鲜的青芥菜，去除黄叶、烂叶，将青芥菜清洗干净备用；
盐渍脱水：将青菜倒入60吨的大型盐渍池，按照一层盐一层蔬菜的方式，将食盐和青芥菜依次装入盐渍池，盐渍3天，青芥菜脱水后，用泵抽出盐渍池中的盐水，再将所述盐水浇淋在青芥菜表面，每天循环4小时，循环2天，抽出40%的盐水备用，所述盐水用于菌剂活化，其中，食盐质量为青芥菜总质量的5%；
菌剂活化：按植物乳杆菌菌剂L.p170：葡萄糖=1:10，葡萄糖：盐水=2:100的比例，将植物乳杆菌菌剂L.p170、葡萄糖、盐水按照一定比例混合均匀，在37℃条件下活化4小时，其中，植物乳杆菌菌剂L.p170活性为5*1011CFU/g，添加量为青芥菜总质量的0.05‰；
苹果酸酸化：盐渍脱水完成后，向盐渍池中添加青芥菜总质量0.8‰的苹果酸，发酵5天后，再次用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在青芥菜表面，每天2小时，循环2天；
柠檬酸深度酸化与接种：完成苹果酸酸化步骤后，向盐渍池中添加青芥菜总质量0.6‰的柠檬酸和活化好的植物乳杆菌菌剂L.p170，发酵5天，用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在青芥菜表面，每天2小时，循环2天；
盐渍池封池：采用石封的方式，在青芥菜顶部铺一排塑料网，在塑料网上铺一层干净的石块，其中，石块的质量小于10kg；然后用泵抽出盐渍池内多余的盐水，使盐渍池的盐水与青芥菜顶部位于同一水平面；当青芥菜总酸达到0.5%后，撤掉石块和塑料网，此时制得基本成熟的初泡菜；
后熟处理：再次按照一层盐一层蔬菜的方式，将初泡菜转移到另一个干净的盐渍池，食盐添加量为青芥菜总质量的7%；然后再封池，采用薄膜沙封的方式，在初泡菜顶部铺两层薄膜，在薄膜上铺一层30cm厚的沙子，当初泡菜的酸度达到1.2%后，撤掉沙子和薄膜，制得完全成熟的泡菜。
以上实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，并不表示是唯一的或是限制本发明。本领域技术人员应理解，在不脱离本发明的范围情况下，对本发明进行的各种改变或同等替换，均属于本发明保护的范围。
Claims (5)
1.一种利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，其特征在于，包括以下步骤：
蔬菜预处理：筛选出新鲜的蔬菜，去除蔬菜的黄叶、烂叶后，将蔬菜清洗干净，切分备用；
盐渍脱水：按照一层盐一层蔬菜的方式，将食盐和蔬菜依次装入盐渍池，盐渍2天-3天，蔬菜脱水后，用泵抽出盐渍池中的盐水，再将所述盐水浇淋在蔬菜表面，每天循环4小时，循环2天，其中，食盐质量为蔬菜总质量的3%-5%；
菌剂活化：将植物乳杆菌菌剂、葡萄糖、盐水按照一定比例混合均匀，在30℃-37℃条件下活化2小时-4小时，其中，所述植物乳杆菌菌剂活性为2*1011CFU/g -5*1011CFU/g，，添加量为蔬菜总质量的0.02‰-0.05‰；
苹果酸酸化：盐渍脱水完成后，向盐渍池中添加蔬菜总质量0.5‰-0.8‰的苹果酸，发酵2天-5天后，再次用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在蔬菜表面，每天2小时，循环2天；
柠檬酸深度酸化与接种：苹果酸酸化步骤后，向盐渍池中添加蔬菜总质量0.3‰-0.6‰的柠檬酸和活化好的植物乳杆菌菌剂，发酵2天-5天，用泵抽出盐渍池中的盐水，将所述盐水浇淋在蔬菜表面，每天2小时，循环2天；
盐渍池封池：采用石封的方式，在蔬菜顶部铺一排塑料网，在塑料网上铺一层干净的石块，其中，石块的质量小于10kg；然后用泵抽出盐渍池内多余的盐水，使盐渍池的盐水与蔬菜位于同一水平面；当蔬菜总酸达到0.3%-0.5%后，撤掉石块和塑料网，此时制得基本成熟的初泡菜；
后熟处理：再次按照一层盐一层蔬菜的方式，将初泡菜转移到另一个干净的盐渍池，食盐添加量为蔬菜总质量的5%-7%；然后再封池，当初泡菜的酸度达到0.8%-1.2%后，取消封池，制得完全成熟的泡菜。
2.根据权利要求1所述的利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，其特征在于，盐渍脱水步骤中：循环2天后，抽出20%-40%的盐水备用，所述盐水用于菌剂活化。
3.根据权利要求2所述的利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，其特征在于，菌剂活化步骤中：按植物乳杆菌菌剂：葡萄糖=1:5-1:10，葡萄糖：盐水=1:100-2:100的比例，将植物乳杆菌菌剂、葡萄糖、盐水混合后进行活化、，其中所述盐水来自盐渍脱水步骤中抽出的盐水。
4.根据权利要求1所述的利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，其特征在于，后熟处理步骤中：再封池采用薄膜沙封的方式，在初泡菜顶部铺两层薄膜，在薄膜上铺一层20cm-30cm厚的沙子，当初泡菜的酸度达到0.8%-1.2%后，撤掉沙子和薄膜，制得完全成熟的泡菜。
5.根据权利要求1所述的利用柠檬酸和苹果酸调控工业泡菜发酵的方法，其特征在于，植物乳杆菌的菌种为L.p170，保存于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，编号为CGMCC No.14931。
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