表1 萝卜干感官评定标准
Table 1 Criteria for sensory evaluation of dried radish
刘宗敏1，谭兴和1,*，周红丽1，王 锋1，郭红英1，姚 荷1，刘楚岑1，王栏树2，严钦武3，徐永兵3
（1.湖南农业大学食品科技学院，湖南 长沙 410128；2.湖南佳宴食品有限公司，湖南 长沙 410000；3.湖南插旗菜业有限公司，湖南 岳阳 414000）
摘 要：为加快发酵速率，降低产品亚硝酸盐含量，并提高产品品质，本研究以萝卜干为原料，分别接种植物乳杆菌L4（Lactobacillus plantarum L4）和植物乳杆菌B5（L. plantarum B5），并以自然发酵为对照，萝卜干发酵时间为56 d，研究L4和B5对萝卜干品质的影响。结果表明：L4、B5和自然发酵pH值降低的速率依次为：L4＞B5＞自然发酵。亚硝酸盐含量随着发酵时间的延长先增加后减小，其中L4发酵在22 d左右出现亚硝酸盐峰，峰值为（3.23±0.17）mg/kg，B5和自然发酵在33 d左右出现亚硝酸盐峰，峰值分别为（2.04±0.12）mg/kg和（3.79±0.25）mg/kg（P＜0.05）。挥发酯含量、游离氨基酸含量都随着发酵时间的延长呈上升趋势。L*、b*随着发酵时间的延长呈下降趋势，而a*随着发酵时间的延长呈上升趋势。发酵结束时，L4、B5和自然发酵感官评分别为88.7±2.56、81.8±1.49和74.1±3.88。由此表明，植物乳杆菌L4和B5可以缩短萝卜干的发酵周期，提高萝卜干安全性和品质，其中L4表现比B5好。
关键词：植物乳杆菌；发酵；萝卜干；亚硝酸盐；品质
萝卜是我国种植面积较大的重要蔬菜，含有粗纤维、蛋白质、糖和少量的矿物质及功能性物质，具有增强食欲、促进消化和止咳化痰的功效[1-2]。鲜萝卜的含水量可达95%以上，因此，萝卜在收获后很容易发生糠心、萎焉和霉变等问题[3]。但萝卜经晾晒脱水后制成萝卜干含水量可降到20%以下，非常有利于贮藏。利用萝卜干生产出深受消费者喜爱的萝卜腌制品，对于萝卜的增值具有重要的意义，但是，如果腌制方法不当，萝卜腌制品也可能存在一定的食品安全问题，如微生物超标[4]、亚硝酸盐和食盐含量过高[5]等。近年来，利用乳酸菌制剂发酵蔬菜成为酱腌菜行业研究的热点之一[6-7]。其中，植物乳杆菌因其保健功能和产细菌素特性备受研究者的关注[8-9]，植物乳杆菌产生的细菌素可以有效抑制大肠杆菌（Escherichia coli）、枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、肺炎杆菌（Klebsiella pneumoniae）等多种病原菌的活性[10-11]。有研究发现，纯种植物乳杆菌发酵蔬菜可以明显缩短发酵周期[12]、减少有害微生物的数量[13]、降低亚硝酸盐含量[5]、提升产品品质[14]。
本实验以白萝卜干为主要原料，添加自然发酵制成的剁辣椒后，接种植物乳杆菌L4（Lactobacillus plantarum L4）和植物乳杆菌B5（L. plantarum B5），研究植物乳杆菌对发酵萝卜干品质的影响，为直投式乳酸菌发酵剂制作萝卜腌制品的应用提供依据。
菌种：植物乳杆菌L4由湖南农业大学食品微生物实验室分离鉴定并保存；植物乳杆菌B5购于中国工业微生物菌种保藏管理中心。
MRS肉汤培养基：葡萄糖20.0 g、牛肉膏粉10.0 g、酪蛋白酶消化物10.0 g、酵母膏粉4.0 g、乙酸钠5.0 g、柠檬酸三铵2.0 g、硫酸镁0.2 g、磷酸氢二钾2.0 g、硫酸锰0.05 g、吐温-80 1.08 g、蒸馏水1 000 mL。
原辅料：萝卜干由企业提供；新鲜红线椒、食盐、食用植物油购于湖南农业大学东之源超市。
SS-450超净工作台、SS-450离心机 湘潭离心机配件厂；YXQ-SG46-280S高温灭菌锅、DHG-9140A电热恒温水浴锅 上海博讯医疗设备厂；UV-1750紫外-可见分光光度计 上海元析仪器有限公司；CR-400色差仪日本柯尼卡美能达公司。
1.3.1 植物乳杆菌生长曲线和产酸能力的检测
将L4和B5按接种量5%分别接种于MRS肉汤培养基，在30 ℃静置培养40 h，期间每隔2 h取样测定培养液在波长600 nm处的光密度（OD600nm）和pH值[15]。
1.3.2 发酵萝卜干种子液的制备
L4和B5按接种量5%分别接种于MRS肉汤培养基（500 mL三角瓶装液量为100 mL），按两种菌的生长情况选取处于对数生长期的菌液，通过离心分离收集菌种（4 ℃、5 min、5 000 r/min），用0.85%的生理盐水清洗后定容至100 mL制成植物乳杆菌悬浊液备用。
1.3.3 萝卜干发酵实验设计
原材料前处理：取新鲜红线椒洗净，晾干、剁碎，加入10%食盐拌匀装坛，在30 ℃自然发酵30 d，制成剁辣椒（剁辣椒含水量82%，食盐质量分数10%）；将萝卜干快速漂洗后切分（漂洗后萝卜干含水量40%）。
萝卜干发酵流程：漂洗后萝卜干添加水分（包括接种菌液）、剁辣椒、食盐（47%、27%、23%、3%），接种植物乳杆菌（5%）或不接种自然发酵，拌匀并装坛，坛沿用食用植物油密封，在28 ℃条件下发酵，萝卜干发酵时间为56 d，每组做2 个平行。每隔11 d取样测定萝卜干pH值和亚硝酸盐含量，每隔14 d取样测定萝卜干挥发酯和游离氨基酸含量，每隔28 d取样测定色度并在发酵56 d时对发酵萝卜干进行感官评价。
1.3.4 pH值的测定
取10 g萝卜干加100 mL蒸馏水制成匀浆，过滤后使用PHS-3C型pH计测定滤液pH值。
1.3.5 亚硝酸盐含量的测定
参考GB 5009.33—2010《食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》第二法分光光度法测定亚硝酸盐含量[16]。
1.3.6 挥发酯含量的测定
参考黄国柱等[17]测黄酒挥发酯的方法测定挥发酯含量。
1.3.7 游离氨基酸含量的测定
参考GB 5009.235—2016《食品中氨基酸态氮的测定》酸度计法测定游离氨基酸含量[18]。
1.3.8 色度的测定
使用色差仪测定样品的色度，每组样品测6 次后取平均值。
1.3.9 感官评价
表1 萝卜干感官评定标准
Table 1 Criteria for sensory evaluation of dried radish
邀请10 名有经验的感官评定员，按照表1对发酵萝卜干进行感官评分[2]。
使用SPSS 18分析实验数据，使用Origin 75绘图。
图1 OD值和pH值随培养时间的变化
Fig. 1 Changes in OD value and pH value during cultivation of Lactobacillus plantarum
培养期间培养液的OD值变化可以反映乳酸菌的增殖情况。由图1可以看出，培养15 h以内，两菌的OD值随着培养时间的延长而明显增加，L4和B5进入对数生长期的时间分别在8 h和12 h，表明两菌株适宜接种的最佳时间分别为8 h和12 h。培养15 h后，L4的OD值基本保持稳定，而B5的OD值随着培养时间的延长缓慢增加，且B5的OD值大于L4的OD值，培养38 h时，L4和B5的OD值分别为8.34和10.51，表明B5的数量大于L4的数量。
培养期间培养液的pH值变化可以反映乳酸菌的产酸情况。由图1可以看出，培养10 h以内，两菌培养液的pH值随着培养时间的延长而明显降低，培养10 h时，L4和B5培养液的pH值分别为4.04和4.07，说明在培养0～10 h期间，L4产酸速率比B5快。培养10～25 h期间，两菌培养液的pH值缓慢降低。培养25 h后，L4和B5培养液的pH值基本上维持在3.83和3.81，B5培养液的pH值略低于L4培养液的pH值，说明B5的产酸量稍大于L4的产酸量，这可能由于培养后期B5的数量比L4的数量高。
图2 发酵过程中萝卜干pH值的变化
Fig. 2 Change in pH of dried radish during fermentation
发酵蔬菜pH值的大小是衡量发酵蔬菜酸味程度的重要指标。由图2可看出，L4和自然发酵pH值变化趋势一致，都随着发酵时间的延长先降低后保持稳定，而B5发酵pH值随发酵时间的延长呈下降趋势，在发酵后期自然发酵pH值比L4和B5发酵的高[19]。其中3 组发酵pH值都先下降后有所上升，可能是由于坛内萝卜成熟度不一[20]。发酵33 d以内，3 组pH值随着培养时间的延长呈下降趋势，L4和自然发酵在22 d左右pH值降到最低，分别为3.53±0.03和3.84±0.01，且两者差异显著（P＜0.05）。发酵33 d后，L4和自然发酵pH值基本保持稳定，而B5发酵pH值继续降低，发酵55 d时，pH值依次为：L4（3.65±0.01）＜B5（3.89±0.01）＜自然发酵（4.02±0.01），且三者之间差异显著（P＜0.05），表明虽然图1显示L4在MRS培养液中的产酸量略小于B5，但接种到萝卜干中时L4的产酸速率比B5快，说明L4能迅速适应萝卜干的发酵环境并大量产酸。从pH值的变化可以看出，各组pH值降低的速率依次为：L4＞B5＞自然发酵，说明接种发酵可以加快发酵速率[21]，其中L4发酵速率比B5快。
图3 发酵过程中萝卜干亚硝酸盐含量的变化
Fig. 3 Change in nitrite concentration of dried radish during fermentation
蔬菜在发酵过程中会产生亚硝酸盐，过量摄入亚硝酸盐会对身体产生危害[22-23]，发酵萝卜干中亚硝酸盐的含量是衡量其安全性的重要指标。由图3可看出，3 组发酵亚硝酸盐含量都随着发酵时间的延长先增加后减小，且3 组亚硝酸盐含量在1～55 d低于4 mg/kg，都符合绿色食品酱腌菜亚硝酸盐的限量规定[24]，本实验中发酵萝卜干亚硝酸盐含量较低可能和萝卜干制作过程有关。L4发酵在22 d左右出现亚硝酸盐峰，峰值为（3.23±0.17）mg/kg；B5和自然发酵在33 d左右出现亚硝酸盐峰，峰值分别为（2.04±0.12）mg/kg和（3.79±0.25）mg/kg，且两者差异显著（P＜0.05）。说明植物乳杆菌发酵能有效控制发酵蔬菜中亚硝酸盐的含量[5]。发酵55 d时，3 组发酵亚硝酸盐含量依次为：L4（（0.85±0.13）mg/kg）＜B5（（0.96±0.09）mg/kg）＜自然发酵（（1.15±0.06）mg/kg），但三者差异不显著（P＞0.05）。
图4 发酵过程中萝卜干挥发酯含量的变化
Fig. 4 Change in volatile ester concentration of dried radish during fermentation
挥发酯是发酵蔬菜主要风味物质来源，发酵萝卜干中挥发酯的含量可反映发酵萝卜干的酯香程度，在一定范围内，挥发酯含量越大，说明萝卜干风味越好。由图4可看出，3 组发酵挥发酯含量都随着发酵时间的延长呈上升趋势。发酵56 d时，L4发酵萝卜酯香味最浓，其挥发酯质量分数最高，为（3.812 3±0.124 3）%，明显高于其他组（P＜0.05），B5和自然发酵挥发酯质量分数分别为（3.331 7±0.075 6）%和（3.452 3±0.008 3）%，两者无明显差异（P＞0.05）。
图5 发酵过程中萝卜干游离氨基酸含量的变化
Fig. 5 Change in free amino acid concentration of dried radish during fermentation
游离氨基酸含量大小可以衡量产品的鲜味程度，发酵蔬菜中游离氨基酸主要来源于蛋白质的降解。萝卜干在发酵前经过阳光照射，有利于蛋白质转化为氨基酸[25]。由图5可看出，各组发酵萝卜干游离氨基酸含量都随着发酵时间的延长呈上升趋势。在发酵56 d后，3 组游离氨基酸质量分数依次为：L4（（0.408 9±0.017 0）%）＞自然发酵（（0.350 3±0.009 3）%）＞B5（（0.254 9±0.015 8）%），且三者之间差异显著（P＜0.05），说明L4发酵能增加产品中游离氨基酸的含量[26]。
色度是评价腌制蔬菜品质的重要感官特性，会直接影响消费者的购买欲望，采用Lab色彩空间可以较好描述发酵萝卜干颜色，其中a*表示红绿，正值表示红色，负值表示绿色；b*表示黄蓝，正值表示黄色，负值表示蓝色；L*表示明度，范围0～100[27]。由表2可看出，3 组发酵萝卜干L*和b*随着发酵时间的延长呈下降趋势，a*随着发酵时间的延长呈上升趋势。L4发酵L*随发酵时间下降明显（P＜0.05），而B5和自然发酵L*在0～28 d下降显著（P＜0.05），在28～56 d下降不明显（P＞0.05）；B5发酵b*随发酵时间下降明显（P＜0.05），而L4和自然发酵b*在0～28 d下降显著（P＜0.05），在28～56 d下降不明显（P＞0.05）；3 组发酵萝卜干a*随着发酵时间的延长呈上升趋势，0～28 d增加显著（P＜0.05），在28～56 d增加不明显（P＞0.05）。说明接种发酵能加速萝卜干特有色泽的形成，其中L4能加速L*减小，B5能加速b*减小。发酵56 d后，L4和自然发酵a*差异不显著（P＞0.05），但B5发酵a*值为12.33±1.36明显大于自然发酵萝卜干a*值10.53±1.37（P＜0.05）。说明L4和自然发酵色度相差不大，但B5能使a*明显增大，表现为萝卜干偏红。
表2 发酵过程中萝卜干色度的变化（n=6）
Table 2 Changes in color of dried radish during fermentation (n= 6)
注：同行小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。
表3 萝卜干感官评分
Table 3 Sensory evaluation of fermented dried radish
由表3可看出，感官评分依次为：L4＞B5＞自然发酵。发酵初期（1～22 d），萝卜干晒萝卜气、土腥味重，软黏、涩口、偏咸，此外由于添加了一定量剁辣椒，萝卜干辣味较突出。发酵33 d时，萝卜干晒萝卜气和土腥味基本消失，L4发酵萝卜干酸甜辣较和谐，有明显的酯香味，且萝卜干具有明显的鲜味，而B5和自然发酵萝卜干辣味较突出，酸味和酯香味较淡，鲜味不明显，这与图2、4和图5的分析一致。发酵后期（33～56 d），萝卜干逐渐变脆，这主要是因为盐分随着发酵时间的延长逐渐渗透到萝卜干内部[28]，辣椒和萝卜干经过乳酸菌进一步发酵产生了其他风味物质[29-30]。随着发酵时间的延长，B5和自然发酵萝卜干酸味逐渐增加，酯香味增加并具有一定鲜味。发酵结束时，L4和自然发酵萝卜干颜色相差不大，B5发酵萝卜干较自然发酵萝卜干偏红。
研究表明，植物乳杆菌发酵萝卜干的速率比自然发酵快，其中L4发酵速率比B5快；植物乳杆菌发酵能有效控制发酵蔬菜中亚硝酸盐的含量，其中L4发酵在22 d左右出现亚硝酸盐峰，峰值为（3.23±0.17）mg/kg，比B5和自然发酵出现亚硝酸盐峰的时间早11 d左右；植物乳杆菌发酵能提升萝卜干的品质，发酵56 d时，L4发酵萝卜干挥发酯含量和游离氨基酸含量最高；对比自然发酵，植物乳杆菌发酵可加速萝卜干特有色泽的形成；植物乳杆菌发酵能提高萝卜干感官评分，发酵56 d时，L4、B5和自然发酵感官评分别为88.7±2.56、81.8±1.49和74.1±3.88。植物乳杆菌发酵比自然发酵好，其中L4发酵比B5表现好，这为直投式乳酸菌发酵剂制作萝卜腌制品提供了很好的参考价值。
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Quality Changes of Dried Radish during Fermentation by Lactobacillus plantarum
LIU Zongmin1, TAN Xinghe1,*, ZHOU Hongli1, WANG Feng1, GUO Hongying1, YAO He1,LIU Chucen1, WANG Lanshu2, YAN Qinwu3, XU Yongbing3
(1. College of Food Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;2. Hunan Jiayan Food Co. Ltd., Changsha 410000, China;3. Hunan Chaqi Vegetables Industry Co. Ltd., Yueyang 414000, China)
Abstract:In order to accelerate the fermentation process, reduce nitrite content and improve product quality, Lactobacillus plantarum L4 and B5 were used for the fermentation of dried radish and compared with natural fermentation for their effect on the quality of fermented radish. The results indicated that the rate of pH decline during fermentation by different strains was in the decreasing order of L4 ＞ B5 ＞ natural fermentation. Nitrite content increased fi rstly and then decreased with fermentation time, and its peak value was (3.23 ± 0.17) mg/kg after about 22 days of fermentation with L4, and (2.04 ± 0.12)and (3.79 ± 0.25) mg/kg after about 33 days of B5 and natural fermentation (P ＜ 0.05), respectively. The contents of volatile esters and free amino acid increased with fermentation time. L* and b* values decreased with fermentation time, while a*value increased. The sensory scores of L4, B5 and natural fermentation were 88.7 ± 2.56, 81.8 ± 1.49 and 74.1 ± 3.88 at the end of fermentation, respectively. These results suggest that L4 and B5 can shorten the production cycle and improve the safety and quality of fermented radish, while the performance of L4 is better than that of B5.
Keywords:Lactobacillus plantarum; fermentation; dried radish; nitrite; quality
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201802031
中图分类号：TS255.53
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2018）02-0198-05
引文格式：刘宗敏, 谭兴和, 周红丽, 等. 植物乳杆菌发酵萝卜干品质变化分析[J]. 食品科学, 2018, 39(2): 198-202
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201802031. http://www.spkx.net.cn
LIU Zongmin, TAN Xinghe, ZHOU Hongli, et al. Quality changes of dried radish during fermentation by Lactobacissllus plantarum[J]. Food Science, 2018, 39(2): 198-202. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201802031. http://www.spkx.net.cn
收稿日期：2016-12-06
第一作者简介：刘宗敏（1992—），女，硕士研究生，研究方向为蔬菜加工。E-mail：2442935414@qq.com
*通信作者简介：谭兴和（1959—），男，教授，博士，研究方向为农产品加工及贮藏。E-mail：xinghetan@163.com