植物乳植杆菌ww和Fs 5-5混合发酵对酸菜品质的影响研究

张运丰1,武俊瑞1,穆德伦1,田 野2,田 超3,范昭辰1,窦士贺4,乌日娜1*

(1.沈阳农业大学 食品学院,辽宁 沈阳 110866;2.葫芦岛佐香园食品有限公司,辽宁 葫芦岛 125200;3.辽宁家家好食品有限公司,辽宁 沈阳 110200;4.沈阳时峰酸菜产业园有限公司,辽宁 沈阳 110300)

摘 要:为研究不同种类植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)混合发酵对酸菜品质的影响,该研究以大白菜为原料,复配不同比例植物乳植杆菌ww、Fs 5-5为发酵剂制备酸菜。 以单菌发酵为对照组,分析发酵过程中酸菜的理化指标、质构特性、挥发性风味物质及感官品质。 结果表明,发酵温度30 ℃,发酵7 d酸菜样品即可成熟。 混菌发酵的酸菜各项品质指标均优于单菌发酵。 其中植物乳植杆菌ww与Fs 5-5配比为1∶2所制备酸菜品质最佳,发酵结束时,其pH值、亚硝酸盐、还原糖含量、硬度分别为3.13,0.67 mg/kg、1.56 g/L和24.9 N。颜色参数L*值、a*值、b*值分别为48.70、-0.04和9.96,酸菜颜色呈亮黄色,口感脆爽,硬度适中,感官评分为85.8分。所有酸菜样品共检测出挥发性风味物质42种,包括酸类10种、醛类6种、醇类6种、酯类8种、酚类5种、酮类5种、醚类2种,含量为48.14 μg/mL。 混菌发酵相较于单菌发酵不仅能够改善酸菜品质,提升口感和香气,还为快速发酵酸菜提供了新的实验方法。

关键词:植物乳植杆菌;挥发性风味物质;混合发酵;品质;酸菜

酸菜是中国传统发酵蔬菜制品,历史悠久。 酸菜发酵过程中,乳酸菌发挥着关键作用,它产生的乳酸能酸化发酵环境,抑制有害微生物滋生,保障食品安全[1]。 乳酸菌不仅赋予酸菜酸味,还能丰富其口感与风味。此外,乳酸菌在发酵时可促进维生素B族、维生素C等营养成分的形成与释放,提升了酸菜的营养价值[2]。 其中,植物乳植杆菌(Lactobacillus plantarum)作为乳酸菌的重要成员,对发酵酸菜的品质影响显著[3]

随着人们对食品健康与品质要求的不断提升,酸菜发酵工艺的优化研究也不断创新,目前多以接种外源菌为主。周润嫦等[4]发现在传统发酵酸菜中人工接种乳酸菌会提升酸菜的品质并且能够降低亚硝酸盐水平。孟繁博等[5]通过添加外部乳杆菌,成功缩短酸菜发酵周期。吴梦西[6]向发酵酸菜中添加不同种类的耐辐照微生物进行混合发酵,并将微生物与添加剂结合,优化了发酵工艺并提升了发酵酸菜品质。混菌快速发酵作为酸菜发酵工艺中最为高效的方式,凭借短周期、能保留原有质地风味及节省成本的优势,在市场上愈发受到企业欢迎。胡陆军等[7]通过混菌发酵改善苹果果酒品质,冶海潇等[8]采用混菌发酵制备乳品,结果发现多菌混合发酵在亚硝酸盐、葡萄糖抑制方面优于单菌发酵,所制备的发酵乳气味宜人,口感酸爽。 综上,人工接种混菌发酵不仅缩短了发酵周期,提高了生产效率,还可以有效降低有害物质含量,提升酸菜整体品质。

本研究以新鲜大白菜为原料,接种不同配比的植物乳植杆菌ww、Fs 5-5快速发酵酸菜。以单菌发酵为对照,监测发酵过程中酸菜的成熟时间、pH值、亚硝酸盐含量、硬度、色泽、挥发性风味物质等理化指标,旨在揭示混菌发酵对低盐酸菜品质的重要影响,为开发高品质的酸菜产品提供理论依据与实践参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜大白菜、食盐、维生素C(vitamin C,VC):市售;植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)ww(编号为A),植物乳植杆菌Fs 5-5(编号为B):保藏于沈阳农业大学食品学院实验室菌库。

对甲氧基苯甲醛标准品(纯度>99%):上海麦克林生化科技股份有限公司;亚铁氰化钾、硫酸锌、硝酸钠(均为分析纯):国药集团化学试剂有限公司。

MRS培养基:广东环凯微生物科技有限公司;番茄甘蓝培养基:水∶甘蓝∶西红柿∶白砂糖质量比为4∶2∶1∶1,大火煮沸后文火熬制1 h。

1.2 仪器与设备

还原糖检测试剂盒:南京建成生物工程研究所有限公司;VD-650超净台:浙江尚光有限公司;UV27002400304紫外可见分光光度计、HP-5 MS毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm):日本岛津公司;PHS-25 pH计:上海雷磁有限公司;7890A-5975C气相色谱-质谱联用(gas chromatographymass spectrometry,GC-MS)仪:美国Agilent公司;CT3质构仪:CNNP自动化商城;NS810色差仪:深圳市三恩时科技有限公司;Eon酶标仪:美国Biotek公司。

1.3 方法

1.3.1 菌株活化

将植物乳植杆菌ww、Fs 5-5分别接种至MRS培养基中,37 ℃,培养36 h进行活化[8]。36 h后将菌液10 000 r/min离心10 min,弃去上清液,保留菌泥。随后利用经过121 ℃、20 min灭菌后的番茄甘蓝培养基按体积比1∶1替换MRS培养基,37 ℃继续培养。利用孔板法检测600 nm波长下的吸光度值(OD600 nm值),待两株菌的菌落数均达到1.0×109 CFU/mL(12 h)后,可作为发酵种子液备用。

1.3.2 混菌发酵制备酸菜

选取合适重量的大白菜,去除老叶,在高温阳光下晾晒3~4 d去除大部分水分,以外部叶子发蔫为止。将晾晒好的大白菜放入沸水中均匀滚烫30 s,去除污垢以及有害物质。将漂烫好的大白菜去除过蔫的叶子、根部之后切丝,长度约3~5 mm,宽度约1~2 mm。切好的白菜丝装罐,向其中添加质量分数为2%的盐、0.04‰的VC和适量的纯净水(没过白菜为止),搅拌均匀待用。按10%的接种量向罐中加入植物乳植杆菌ww和Fs 5-5复配菌液(A∶B=2∶1、1∶2、1∶1、3∶1、1∶3),之后利用纯净水对罐子进行液封处理。 在不同温度(25 ℃、28 ℃、30 ℃、32 ℃、37 ℃)条件下发酵11 d即得成品(pH<3.5)[9]。测定发酵第1、3、5、7、9、11天各组酸菜的理化指标、质构特性及成熟酸菜的挥发性风味物质[10]

1.3.3 酸菜的理化指标及质构特性检测

(1)理化指标

还原糖含量:利用还原糖试剂盒测定;亚硝酸盐含量:参考GB 5009.33—2016《食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》中紫外分光光度法测定;pH值:利用pH计测定;颜色参数:采用色差仪进行测定[11],其中L*值(明度)表示颜色的亮度,a*值(红绿色度)表示颜色在红绿轴上的位置,正值偏向红色,负值偏向绿色,b*值(黄蓝色度)表示颜色在黄蓝轴上的位置,正值偏向黄色,负值偏向蓝色。

(2)硬度

选用直径为5 mm的圆柱形探头。测试参数为:测试中、后探头移动速度皆为1 mm/s,形变量40%,目标距离2 mm,第一次与第二次压缩间隔时间为5 s[12]。 每个试验重复3次,取平均值。

1.3.4 挥发性风味物质测定

样品前处理:取5 mL样品发酵液加入20 mL顶空瓶中,加入10 μL质量浓度为(22.40±0.02)μg/mL的内标溶液(对甲氧基苯甲醛)。充分混匀后将顶空瓶放入60 ℃的水浴中平衡30 min,将老化好的萃取针头插入顶空瓶中,将石英纤维头暴露于样品瓶的顶空气体中进行萃取。

GC-MS条件:HP-5 MS毛细管色谱柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);进样口温度250 ℃;升温程序为初始温度设定为60 ℃,保持3 min,随后以4 ℃/min升至180 ℃,保持2 min,再以5 ℃/min升至210 ℃,保持5 min;载气为氦气(He),流速为1.0 mL/min;不分流进样;电子电离(electron ionization,EI)源;离子源温度为210 ℃;电子能量70 eV;质量扫描范围为35~450 m/z[13]

定性定量方法:采用保留指数及保留时间定性,内标法定量。

1.3.5 酸菜感官评价

称取本研究制备的发酵酸菜5 g,由20位感官评审员参照评分标准打分评定,满分100分,取平均值。 酸菜感官评价标准见表1。

表1 酸菜感官评价标准
Table 1 Sensory evaluation standards of Chinese sauerkraut

项目 评价标准 评分/分色泽(20分)香气(20分)脆度(20分)滋味(40分)颜色为酸菜正常黄色,色泽鲜亮,菜帮白色、透明有光泽,外叶黄绿色、内叶嫩黄色,汤汁清澈颜色略暗,菜帮白色,半透明有光泽,外叶黄褐色,内叶黄色,汤汁略浑浊颜色偏黄褐色,色泽略暗,菜帮黄褐色、不透明,外叶黄褐色,内叶黄色,颜色灰暗,汤汁浑浊颜色偏深褐色,色泽暗,菜帮褐色、不透明,外叶褐色,内叶黄褐色,汤汁浑浊有酸菜固有的浓郁典型乳酸发酵香味,酸香味浓、醇厚柔和,有酯香及菜体清香无腐臭味有泡菜特有乳酸发酵香味适中,酸香味略淡,酯香,清香略差,较柔和,腐臭味较弱有泡菜特有乳酸发酵香味偏淡,酸香味淡,无酯香,清香差,腐臭味严重无泡菜特有香味,酸香味淡且不正,无酯香饱满,具有良好的脆度,蔬菜组织完好,硬度较好,质地脆嫩,菜帮柔韧,叶有较大弹性,根不烂较饱满,咀嚼性较好,具有较好的酸菜脆度,蔬菜组织略有破碎,较为软绵,质地较脆,菜帮柔韧,叶弹性较差,根不烂较软韧,脆性和咀嚼性一般,蔬菜组织破碎严重,软绵无韧性,质地不脆,菜帮个别出软烂,表面叶烂,跟稍烂软烂、无适口的脆度和咀嚼性,菜帮及菜心均烂,叶较烂,跟软烂具备泡菜特有滋味,酸咸适宜,味道鲜美,咸度适宜,鲜味较强,酸味较强,无苦涩味,无异味较好,酸咸适宜,有泡菜香味,咸度适中,鲜味较弱,酸味较弱,有微弱苦涩味,无异味一般,酸咸不太适宜,咸度过咸,基本无鲜味,酸味较弱,味不正接受度低,酸咸不适宜,有刺激味或霉味,恶臭味16~20 11~15 6~10 0~5 16~20 11~15 6~10 0~5 16~20 11~15 6~10 0~5 31~40 21~30 11~20 0~10

1.3.6 数据处理

利用Excel 2016、SPSS 25.0软件处理数据,利用Origin 2021、ProcessOn V5.14.3.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 不同比例混菌发酵酸菜发酵温度与成熟时间的确定

pH可作为酸菜发酵过程中成熟度的参考指标,酸菜充分发酵后以pH值<3.5且趋于稳定作为发酵成熟的标志[14]。不同比例植物乳植杆菌混合发酵酸菜在不同温度下发酵成熟的时间见图1。由图1可知,在相同温度条件下,混菌发酵组酸菜pH值均低于单菌组。当发酵温度为25~32 ℃时,7个实验组酸菜的pH值均呈逐渐下降趋势,最低点出现在32 ℃混菌比为1∶1时,pH值低至3.04。当pH下降到一定程度后会影响发酵环境中微生物的多样性,32 ℃条件下的pH普遍过酸,不适合益生菌生长繁殖[15]。当发酵温度在32~37 ℃时,7个实验组的pH值均逐渐上升,可能是因为随着温度的升高,其他杂菌更为活跃,抑制了乳酸菌的活性,导致pH值上升,同时也加速了酸菜的腐烂,这与周凤超等[16]的研究结果一致。此外,由成熟时间可知,在25 ℃和28 ℃条件下,酸菜发酵成熟时间为16~19 d,而在30 ℃条件下酸菜在7 d内即可成熟。 综上,30 ℃发酵的酸菜pH适中,不会过酸且不易腐烂,发酵周期短。因此,确定最佳的发酵温度为30 ℃,此时酸菜发酵成熟的时间为7 d。

图1 不同比例混菌发酵酸菜在不同发酵温度下的pH值及成熟时间
Fig.1 pH values and maturation time of Chinese sauerkraut fermented with different ratios of mixed-bacteria at different fermentation temperatures

柱状图表示pH值;折线图表示成熟时间。

2.2 不同比例混菌发酵对酸菜中亚硝酸盐含量的影响

不同比例混菌发酵酸菜中亚硝酸盐的含量变化见图2。由图2可知,7个实验组酸菜的亚硝酸盐含量在1~7 d内均呈上升趋势,这是由于肠道细菌、厌氧微生物以及一些杂菌会产生部分的亚硝酸盐代谢物;在第7天时达到峰值,菌株Fs 5-5单独发酵的酸菜亚硝酸盐峰值最高,为8.68 mg/kg,但仍远低于GB 2762—2022《食品安全国家标准食品中污染物限量》所规定的20 mg/kg。 在发酵7~11 d内,7个实验组酸菜的亚硝酸盐含量均快速下降后趋于稳定,其原因可能是发酵第7天后乳酸菌已经逐渐成为发酵环境中的优势菌种,其产生的亚硝酸盐还原酶能够有效地降解亚硝酸盐,随着乳酸的积累,产亚硝酸盐的其他杂菌也几乎被完全抑制,亚硝酸盐含量不再变化[17]。此外,整个发酵过程中,混菌发酵组酸菜亚硝酸盐含量均低于单菌发酵组,说明混菌发酵加速了亚硝酸盐的分解。发酵第11天,菌株ww∶Fs 5-5配比为1∶2时所制备酸菜亚硝酸盐含量最低,为0.67 mg/kg,说明该发酵组合对亚硝酸盐抑制效果最好。

图2 不同比例混菌发酵过程中酸菜亚硝酸盐含量变化
Fig.2 Changes in nitrite contents of Chinese sauerkraut during the fermentation process with different ratios of mixed-bacteria

2.3 不同比例混菌发酵对酸菜硬度的影响

酸菜的硬度直接影响其口感,适当的硬度有助于酸菜在储存和运输过程中保持稳定的质地和结构,因此硬度是直接反映酸菜软烂程度的重要指标[18]。不同比例混菌发酵的酸菜硬度变化见图3。

图3 不同比例混菌发酵过程中酸菜硬度变化
Fig.3 Changes in hardness of Chinese sauerkraut during the fermentation process with different ratios of mixed-bacteria

由图3可知,7个实验组酸菜的硬度在1~7 d内均呈下降趋势,这是因为随着酸度的升高破坏了其中的β-1,4-糖苷键。发酵7~11 d,混菌发酵组酸菜硬度下降缓慢,后趋于平稳,而单菌发酵组酸菜硬度仍不断下降且始终高于混菌发酵,说明混菌发酵组产酸能力较强,所得酸菜质构稳定,不易软烂。发酵第11天时,单菌发酵组酸菜硬度为27.9~28.2 N,混菌发酵组酸菜硬度为24.9~26.0 N,其中菌株ww∶Fs 5-5配比为1∶2时所制备酸菜硬度为24.9 N,硬度适中,这与岳喜庆等[19]的研究基本相符。

2.4 不同比例混菌发酵对酸菜中还原糖含量的影响

在酸菜的发酵过程中,微生物群落如乳酸菌、粪肠球菌会利用还原糖作为主要的能量来源和碳源[20]。如果发酵后期还原糖含量仍然很高,这可能导致酸菜过度发酵或产生异味,影响口感和食用。此外,酸菜在装袋后还原糖含量高会被一些微生物再次利用,从而导致胀袋的现象发生[21]。本研究对比了混菌发酵和单菌发酵在降低还原糖能力方面是否存在差异,结果见图4。 由图4可知,7个实验组酸菜中还原糖含量在1~11 d内均先明显下降后趋于平缓,且混菌发酵组还原糖含量始终低于单菌发酵,说明混菌发酵组利用还原糖的能力更佳。 发酵第11天时,菌株ww∶Fs 5-5配比为1∶2时所制备酸菜还原糖含量最低,为1.56 g/L,说明该混菌比例在发酵中还原糖利用率最高,发酵最完全,这与张栩研究相一致[22]

图4 不同比例混菌发酵过程中酸菜的还原糖含量变化
Fig.4 Changes in reducing sugar contents of Chinese sauerkraut during the fermentation process with different ratios of mixed-bacteria

2.5 不同比例混菌发酵对酸菜颜色参数的影响

酸菜的色泽能够直观反映酸菜本身的品质[23]。 不同比例混菌发酵对酸菜颜色参数的影响见表2。由表2可知,混菌发酵组酸菜L*值和a*值均显著高于单菌发酵、b*值显著低于单菌发酵(P<0.05),表明混菌发酵的酸菜呈黄绿色,颜色更鲜亮饱满。 其中,菌株ww∶Fs 5-5配比为1∶3时所制备酸菜样品L*值过高,颜色显示为漂白色,配比为2∶1和3∶1的样品颜色暗淡没有光亮,配比为1∶2和1∶1的样品亮度适中,呈现亮黄色。结合a*值和b*值来看,菌株配比为1∶1的酸菜样品相较于配比为1∶2的酸菜a*值、b*值均较低,颜色偏蓝绿。因此,综合来看,菌株ww∶Fs 5-5配比为1∶2时所制备酸菜颜色参数皆优于其他样品。

表2 不同比例混菌发酵对酸菜颜色参数的影响
Table 2 Effect of mixed-bacteria fermentation with different ratios on the color parameters of Chinese sauerkraut

注:同一列不同小写字母表示不同实验组间颜色参数差异显著(P<0.05)。

实验组L*值颜色参数a*值 b*值AB A∶B=2∶1 A∶B=1∶2 A∶B=1∶1 A∶B=3∶1 A∶B=1∶3 33.42±0.79e 30.65±0.54f 33.60±1.60e 48.70±0.38b 42.10±0.18c 35.80±0.08d 64.12±1.42a-0.87±0.01g-0.62±0.02f-0.40±0.01e-0.04±0.02a-0.14±0.01c-0.36±0.03d-0.08±0.03b 14.56±0.12b 16.63±0.16a 9.19±0.03d 9.96±0.05c 7.58±0.11e 7.62±0.10e 6.85±0.08f

2.6 不同比例混菌发酵对酸菜挥发性风味物质的影响

酸菜发酵过程中,多种微生物通过代谢作用产生多种挥发性风味物质,如醇、醛、酮和酯类等[24],这些化合物具有不同的香气特征,如乙醇带来的酒香、乙酸乙酯的果香、酮类化合物的芳香等,它们在低浓度下就能影响酸菜的整体风味,赋予其独特的风味特征[25]。 本研究利用GC-MS检测了不同比例混菌发酵酸菜的挥发性风味物质,结果见表3。由表3可知,7个实验组酸菜样品共检出挥发性风味物质46种,包括酸类11种、醛类7种、醇类6种、酯类8种、酚类5种、酮类6种、醚类3种。酸菜中以醛类物质含量最高,主要成分为苯甲醛类,此类物质有明显的坚果香味和复热后丰味增强的功能。 酯类物质中异硫氰酸酯含量较高,其可以赋予酸菜清新芳香味以及鲜爽回锅味;其次是醇类和酸类,醇类中以乙醇表现最为突出,其可赋予酸菜轻微酒香味,还可以通过降低酸味尖锐感提升酸菜的醇厚感;酸类中的乙酸含量较高,乙酸是酸菜里“酸味骨架”、“清爽香气”的双重担当,可使酸菜在发酵后期或复热时飘出甜果香和奶香[26]

表3 不同比例混菌发酵酸菜中挥发性风味物质含量GC-MS分析结果
Table 3 Analysis results of volatile flavor substances contents in Chinese sauerkraut fermented with different ratios of mixed-bacteria by GC-MS

种类 化合物 阈值/(μg·kg-1) 香气描述[26]含量/(μg·mL-1)A B A∶B=2∶1 A∶B=1∶2 A∶B=1∶1 A∶B=1∶3 A∶B=3∶1 0.53 0.11 0.08 0.59 0.21 0.21乙酸癸酸十四酸十三酸十一酸月桂酸丁酸油酸丙酸辛酸对甲氧基苯甲酸3-甲氧基苯甲醛2-羟基-4-甲基苯甲醛3-羟基-4-甲基苯甲醛糠醛苯乙醛间苯二甲醛癸醛乙醇对甲氧基苯乙醇5-茚醇单硬脂酸二甘醇3-丁炔-1-醇3-环己烯-1-甲醇2-甲基苯基酯4甲氧基苯甲酸酯异硫氰酸酯0.11 0.02 0.02 0.03—0.02 0.015 0.002 0.002 0.001 0.002 5.09 5.09—0.02 0.003 0.001 0.01 3.72 0.01 0.006 0.03 0.006 0.003 2.03—0.86 0.09 0.04 0.02—0.01 0.01 0.01—0.001 0.26 0.05 0.06 0.06 0.05 0.05—0.002 1 0.004 0.52 0.01 4.89 4.89 2.66 0.01 0.01 0.002—3.67 0.003 4 0.002 0.02 0.001 3 0.000 9—0.02—0.63 0.31 0.05—0.001 4 0.002 2 0.005 6 0.001 4 0.002 0.03 0.002 5 10.37 10.37—0.05 0.001 9 0.002 4 0.002 6 5.05 0.01 0.006 0.003 2 0.001 0.001 4 10.37 0.048 4 10.37 0.33 0.04 0.03 0.04 0.04 0.03 0.01—0.01 0.35—7.64 7.64 7.64—0.002 8 0.01 0.01 4.48 0.01 0.01 0.03 0.005 5酸味奶香、椰子味————酸类0.005 6—0.002 3——————0.001 6.14——醛类0.03——奶酪味脂味酸味山羊味—杏仁香味樱桃味—烤面包味蜂蜜味杏仁味肥皂、橘子味酒味醇类3.82 3.82 3.82 0.03 0.002—0.005 1.09 0.01 0.003 0.008 0.005 0.04 0.01 0.004 8—0.16 0.16 15.11 15.11 15.11 0.01 0.01—0.01 0.76 0.02 0.01 150 2>200 000>200 000>200 000>200 000 200 150 000 40 000 500—40 30—3 000 4 10 2 100 000—>10 000 7.16 0.006 9—0.007 8 0.002 1 0.005 8 6.14 6.14 6.14——————————酯类0.004 1.23 0.01—0.000 7—0.006—300 200 60 50 240花果香樱桃味花香味

续表

种类 化合物 阈值/(μg·kg-1) 香气描述[26]含量/(μg·mL-1)A B A∶B=2∶1 A∶B=1∶2 A∶B=1∶1 A∶B=1∶3 A∶B=3∶1邻苯二甲酸二丁酯异硫代氰酸酯苯甲酸乙酯对甲氧基苄酯十六酸甲酯邻甲氧基苯酚4-甲氧基苯酚间二苯酚1,4-苯二酚4,6-二叔丁基间苯二酚2(5H)-呋喃酮环己酮2H-吡喃-2-酮3-哒嗪酮1,3-环戊二酮6-氧双环[3.1.0]已-2-酮对甲苯甲醚甲基丙基醚氯甲基甲醚——————0.003 2 0.219 0.004 5 0.003 4 0.003 4 0.013 0.013 0.008 0.001 0.005 0.01 0.02 0.01————0.006 0.34 0.002 8 0.000 6—0.005 6 0.02 0.022 0.001 0.012 0.006 2 0.022 0.048 0.002—0.048 0.004 6 0.000 6 0.005 5 48.14 0.02 0.04 0.02 0.11 0.005 4 0.001 7 0.000 4 0.11 0.11—0.002 6 0.009 5 0.003 3 0.006 0.001 9—0.008 2 0.004 6——0.001 2酚类0.006—0.005 0.006 0.002 0.006 0.001 0.002 6 0.004 0.002 0.000 2—14.08 0.005 0.002 0.007 0.009 0.13 0.11 0.02—0.007 0.001—0.011—0.012 0.003 8——0.006 0.008 0.001 8——花香味樱桃味蜂蜜味—甜药味—烟熏、木香味0.02 0.006 4 0.008 2————酮类——焦糖味薄荷味椰子味甜药味—草药味坚果香醚类————>1 000 240 60 40>5 000 2.7>5 000 3>5 000>10 000 0.96 26.94 30 100>1 000 300 1.2 600———总计17.42 0.006 0.004 8—0.001 3—0.007 0.007—0.000 9 0.000 3 17.53 28.74 0.026 0.034 0.005—0.000 2 0.004 0.000 8 32.59 0.001 6 0.002 1—0.001 47.69

此外,各混菌发酵组挥发性风味物质含量均高于单菌发酵组,其中菌株ww与Fs 5-5配比为1∶2时,所制备酸菜挥发性风味物质含量最高,为48.14 μg/mL。 代表酸菜香气的酸、醛、醇、酯类物质含量为47.96 μg/mL,占挥发性风味物质总含量的99.6%。此时两菌种不仅能够很好地利用还原糖产酸,而且还能充分代谢氨基酸和蛋白质,产生较多的挥发性风味物质[27]

2.7 不同比例混菌发酵酸菜样品的感官评价

对不同比例混菌发酵的酸菜样品进行感官品评,结果见图5。

图5 不同比例混菌发酵酸菜样品感官评分
Fig.5 Sensory scores of Chinese sauerkraut samples fermented with different ratios of mixed-bacteria

由图5可知,混菌发酵组的感官评分均显著高于单菌发酵(P<0.05),说明混菌发酵对酸菜的感官品质具有积极影响。 各组酸菜均呈现金黄色,气味醇厚,滋味酸爽,回味持久,符合优质酸菜的典型感官特征。其中,植物乳植杆菌ww与植物乳植杆菌Fs 5-5按1∶2比例混菌发酵的样品感官评分最高,为85.8分,显著优于其他处理组。 综上,混菌发酵可有效提升酸菜的感官品质,且在本试验条件下,混菌比例为1∶2时效果最佳。

3 结论

本研究考察了不同配比植物乳植杆菌混合发酵对酸菜品质的影响。结果表明,最佳的发酵温度为30 ℃,此时酸菜发酵7 d即可成熟且无发软腐败现象,pH为3.13。混菌发酵的酸菜亚硝酸盐、还原糖含量均低于单菌发酵,硬度、颜色参数、挥发性风味物质含量和感官评分均优于单菌发酵。其中植物乳植杆菌ww与Fs 5-5配比为1∶2所制备酸菜品质最佳,发酵结束时,其亚硝酸盐、还原糖含量分别为0.67 mg/kg和1.56 g/L。硬度为24.9 N,颜色参数L*值、a*值、b*值分别为48.70、-0.04和9.96,酸菜颜色呈亮黄色,口感脆爽,感官评分为85.8分。7个实验组共检测到挥发性风味物质46种,包括酸类11种、醛类7种、醇类6种、酯类8种、酚类5种、酮类6种、醚类3种。混菌比例为1∶2时酸菜中挥发性风味物质含量最高,为48.14 μg/mL。混菌发酵降低了酸菜亚硝酸盐含量,提升了酸菜品质。本研究为酸菜发酵工艺提供新思路,同时为酸菜品质和风味评判标准提供参考依据。

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Effect of mixed-strain fermentation of Lactiplantibacillus plantarum ww and Fs 5-5 on the quality of Chinese sauerkraut

ZHANG Yunfeng1,WU Junrui1,MU Delun1,TIAN Ye2,TIAN Chao3,FAN Zhaochen1,DOU Shihe4,WU Rina1*
(1.School of Food Science,Shenyang Agricultural University,Shenyang 110866,China;2.Huludao Zuoxiangyuan Foodstuffs Co.,Ltd.,Huludao 125200,China;3.Liaoning Jiajiahao Foods Co.,Ltd.,Liaoning 110200,China;4.Shenyang Shifeng Sauerkraut Industrial Park Co.,Ltd.,Shenyang 110300,China)

Abstract:In order to study the effect of mixed-strain fermentation of different species of Lactiplantibacillus plantarum on the quality of Chinese sauerkraut,the Chinese sauerkraut was prepared using cabbage as the raw material,and compounded with different ratios of L.plantarum ww and Fs 5-5 as the fermenting agents.With single-bacterium fermentation as the control group, the physicochemical indexes, textural characteristics, volatile flavor substances and sensory qualities of Chinese sauerkraut during the fermentation process were analyzed.The results showed that the Chinese sauerkraut samples could be matured by fermentation for 7 d at 30 ℃.All quality indexes of Chinese sauerkraut fermented with mixed-bacteria were better than those of single-bacterium fermentation.The quality of Chinese sauerkraut prepared by L.plantarum ww and Fs 5-5 in the ratio of 1∶2 was optimal,and at the end of fermentation,its pH,nitrite,reducing sugar contents and hardness were 3.13,0.67 mg/kg,1.56 g/L and 24.9 N,respectively.The color parameters L* value, a* value and b* value were 48.70, -0.04 and 9.96, respectively.The sauerkraut was bright yellow in color, crunchy and moderate hardness,with a sensory score of 85.8.A total of 42 volatile flavor substances in all Chinese sauerkraut samples were detected,including 10 acids, 6 aldehydes, 6 alcohols, 8 esters, 5 phenols, 5 ketones, and 2 ethers, with a content of 48.14 μg/ml.Mixed-bacteria fermentation not only could improve the quality of Chinese sauerkraut and enhance the taste and aroma compared to single-bacterium fermentation,but also provide a new experimental method for rapid fermentation of Chinese sauerkraut.

Key words:Lactiplantibacillus plantarum;volatile flavor substance;mixed-strain fermentation;quality;Chinese sauerkraut

中图分类号:TS255.5

文章编号:0254-5071(2026)01-0216-07

doi: 10.11882/j.issn.0254-5071.2026.01.029

引文格式:张运丰,武俊瑞,穆德伦,等.植物乳植杆菌ww和Fs 5-5混合发酵对酸菜品质的影响研究[J].中国酿造,2026,45(1):216-222.

收稿日期:2025-04-11

修回日期:2025-09-05

基金项目:沈阳农业大学引进人才(高层次)科研启动费项目(2023YJRC002);沈阳市科技创新平台项目(21-103-0-14);沈阳市科技创新平台项目(21-104-0-28);沈阳市科技特派团项目(23-411-2-02)

作者简介:张运丰(2000-),男,硕士研究生,研究方向为食品微生物发酵与安全控制。

*通讯作者:乌日娜(1979-),女,教授,博士,研究方向为食品微生物发酵与安全控制。