红酸汤是我国西南地区常用的烹饪调味品,以西红柿、辣椒为主要原料发酵而成[1]。红酸汤天然富集乳酸菌,以其独特的风味,拥有广阔的消费市场和开发前景。作为传统发酵食品,红酸汤具有调节肠道菌群、促进消化、增强机体免疫及抗炎等生物活性[2-3]。
目前,红酸汤的发酵方式仍以自然发酵为主,但存在发酵周期长、产品品质不稳定及生产效率低下等问题,难以实现标准化生产[4]。已有研究表明,采用乳酸菌接种可有效缩短发酵周期、改善产品风味并延长货架期[5-6]。然而,单一乳酸菌发酵易造成风味层次单一,不利于市场竞争。多菌种复合发酵被认为是一种更高效的发酵方式,既能提升发酵效率与安全性,也能增强产品风味。
红酸汤作为贵州地区代表性传统发酵食品,具有独特风味和较大的市场开发潜力。传统红酸汤自然发酵过程依赖环境微生物,发酵过程可控性差,这限制其标准化和工业化发展。本研究从贵州黔南地区传统红酸汤中分离、筛选出产酸能力和降亚硝酸盐能力较强的乳酸菌,并通过复合菌株发酵制备红酸汤,采用单因素试验结合响应面试验对发酵条件进行优化,以期改善红酸汤的安全性、稳定性以及品质一致性,为红酸汤的标准化生产及工业化运用提供菌种资源和理论依据。
实验菌株从黔南本地传统发酵特色红酸汤中分离纯化,初步鉴定为乳酸菌,保存于黔南州民族药(纳米医药)协同创新中心微生物实验室;新鲜毛辣果、红辣椒、生姜、蒜、食盐 市售。
MRS琼脂培养基、MRS肉汤培养基 杭州百思生物技术有限公司;对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺 上海阿拉丁生化科技股份有限公司;亚硝酸钠、四硼酸钠、氯化钠、氢氧化钠、总抗氧化能力测定试剂盒 上海麦克林生化科技股份有限公司;其他试剂均为分析纯。
BBS-V1300-X医用洁净工作台 济南鑫贝西生物技术有限公司;PHS-320高精度智能酸度计 成都世纪方舟科技有限公司;Direct-Q® 8UV-R超纯水设备 德国默克集团;SF-TGL-16R高速冷冻离心机 上海菲恰尔分析仪器有限公司;M5酶标仪 美谷分子仪器(上海)有限公司;BKQ-B50II立式压力蒸汽灭菌器 山东博科消毒设备有限公司。
1.3.1 优良乳酸菌菌株筛选
产酸能力比较:在无菌条件下,将活化的乳酸菌接种至MRS液体培养基中,37 ℃培养24 h。混匀菌液后测定发酵液OD600 nm值与pH值,对各菌株产酸能力进行比较。
降解亚硝酸盐能力比较:在无菌条件下,将菌液活化后,以3%接种量接种于含200 μg/mL NaNO2的MRS液体培养基中,37 ℃培养24 h。取培养菌株发酵液,在538 nm波长处测定吸光度,同时设置空白对照[7]。根据标准曲线回归方程(y=0.019 2x+0.035 8,R2=0.991 4;x为NaNO2质量浓度/(μg/mL)、y为吸光度)计算发酵液中的亚硝酸盐含量,并计算降解率。
1.3.2 乳酸菌的生长特性测定
在无菌条件下,接种3%菌液至MRS液体培养基,放入37 ℃恒温培养箱中培养,每隔3 h吸取200 μL菌液,测定OD600 nm值与pH值,分别构建生长曲线和产酸曲线[8]。
1.3.3 耐受性测定
1.3.3.1 耐亚硝酸盐、耐盐、耐酸、耐胆盐能力测定
将活化后的菌株以3%接种量分别接种于含不同亚硝酸钠添加量(50、100、150、200、250 mg/L)、氯化钠添加量(0、20、40、80、100、120 g/L)、胆盐添加量(0、1、2、3 g/L)以及不同pH值(3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、6.8)的MRS液体培养基中,于37 ℃培养24 h,测定发酵液的OD600 nm值[9-11],以未处理菌液为对照,不再另设不接种菌的空白培养基作对照。
1.3.3.2 模拟消化道耐受性测定
采用1 mol/L盐酸溶液调整MRS液体培养基pH值至3.0,加入1 mg/mL胃蛋白酶,制得人工胃液。采用0.1 mol/L氢氧化钠溶液调整MRS液体培养基pH值至8.0,加入1 mg/mL胰蛋白酶,制得人工肠液。按3%接种量将活化后的菌液分别接种到人工胃液和人工肠液中,同时设置空白对照,37 ℃培养4 h后,测定菌液OD600 nm值,计算存活率[12]。
1.3.4 筛选乳酸菌菌株鉴定
将初步鉴定的菌株传代2次至平稳期,委托生工生物工程(上海)股份有限公司进行菌株DNA提取、聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)扩增及 16S rDNA序列测序,并进行菌种鉴定。将测序结果提交至NCBI数据库,采用BLAST同源性对比,利用MEGA 11.0 软件构建系统进化树[13]。
1.3.5 红酸汤制备工艺流程及操作要点
工艺流程:新鲜毛辣果、红辣椒→挑选、处理→加入配料破碎后混合→分装灭菌→接种乳酸菌→发酵→成品→检测。
操作要点:1)发酵种子液制备:在无菌条件下将乳酸菌接种至MRS液体培养基中,于37 ℃培养24 h后,以4 ℃、8 000 r/min离心10 min,收集菌体,弃掉上清液,用0.85 g/100 mL生理盐水反复洗涤2~3次,调整菌液浓度为1×109 CFU/mL。2)原料处理:挑选新鲜成熟、色泽均匀且无明显损害的毛辣果和红辣椒,清洗沥干。 3)配料混合:将配料按照比例(毛辣果∶红辣椒∶生姜∶大蒜∶食盐=100∶10∶1∶1∶1,m/m)进行充分混合后分装。4)灭菌:将样品于90~95 ℃灭菌15 min,以确保生物安全。5)接种与发酵:在无菌条件下,将灭菌后冷却至室温的样品按比例接种乳酸菌,摇匀后置于恒温培养箱中培养。6)质量控制:无菌条件下定期采样检测。
1.3.6 红酸汤发酵条件优化
红酸汤发酵最佳菌种配比:将筛选得到的2株菌株进行复合菌种发酵实验,以2%接种量接种乳酸菌,在35 ℃条件下密封发酵7 d。以总酸和亚硝酸盐含量作为筛选指标,筛选最佳发酵菌种组合。
单因素试验设计:参考文献[14-15],固定发酵温度35 ℃、发酵时间7 d、接种量2%;改变单一条件,分别考察发酵温度(15、20、25、30、35 ℃)、发酵时间(1、3、5、7、9 d)、接种量(1%、2%、3%、4%、5%)对红酸汤发酵液总酸和亚硝酸盐含量的影响。
响应面试验设计:根据单因素试验结果,选取发酵时间(A)、发酵温度(B)、接种量(C)作为因素,以红酸汤总酸含量(Y1)和亚硝酸盐含量(Y2)为响应值,利用Design-Expert 13.0软件设计3因素3水平响应面试验,对红酸汤的发酵条件进行优化,响应面试验因素与水平见表1。
表1 红酸汤发酵条件优化响应面试验因素与水平
Table1 Factors and levels of response surface methodology for optimizing fermentation conditions of red sour soup
因素-1水0平1A发酵时间/d357B发酵温度/℃253035C接种量/%234
1.3.7 基础理化指标测定
采用酸度计测定pH值;参照GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》测定总酸含量;参照GB 5009.33—2025《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定》测定亚硝酸盐含量;参考赵金梅等[16]的方法,采用福林-酚比色法测定总酚含量;参考黄勇刚等[17]的方法,采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法测定总黄酮含量。
1.3.8 抗氧化活性测定
按照抗氧化能力检测试剂盒说明书测定抗氧化活性。
1.3.9 感官评价
由10名食品相关专业的品评人员组成感官评价小组,分别从色泽、质地、香气、滋味4个方面对红酸汤进行评价[18],满分100分,评价标准见表2。
表2 红酸汤感官评价标准
Table2 Sensory evaluation criteria for fermented red sour soup
项目(分值)评分标准评分自然红色,色泽鲜亮,有光泽18~25色泽(25)颜呈色呈红橙橙色色,,表色面泽较出鲜现褐亮变,有,无光光泽泽105~~917呈红褐色,褐变现象较严重,无光泽0~4酱体细组腻织,较汁均液匀少,,无稍分可层流动,15~20质地(20)酱体组酱体织较细组腻粗织较糙汁,均液汁,黏液分匀度离多,现一,出般流现象动分,层稍性有强流,散和105~~914酱体组织汁粗液糙分,离黏现度象较明差显,流散和0~4浓郁的发酵香味,风味协调18~25香气(25)较发浓酵郁香味的较发酵淡香,风味味,风协调味较性较协调差105~~917发酵香味淡,风味不协调0~4酸鲜辣适中,回味浓,无异味20~30滋味(30)酸酸鲜鲜辣辣适适中中,,无回味回淡味,,无无异异味味105~~919酸鲜辣味失调,口感差,有异味0~4
每个实验均重复3次,数据取平均值。采用Design-Expert 13.0软件进行Box-Behnken试验设计,采用Excel 2016和SPSS 27.0软件进行数据处理和分析,并使用Graph Pad 10.1.2绘图。
乳酸菌的产酸能力是其菌株定殖与发酵代谢的重要基础,而亚硝酸盐降解能力则是保障发酵食品食用安全的关键功能特性[19]。以产酸能力和亚硝酸盐降解率为指标,筛选出6株性能较好的菌株,分别为LZ-13、LZ-14、LZ-17、LZ-28、LZ-31、LZ-32。由表3可知,这6株菌生长24 h后OD600 nm值均达到1.74及以上,并且发酵液pH值均小于3.90、亚硝酸盐降解率均高于90%,其中LZ-28的OD600 nm值最高(1.792±0.020),LZ-31的亚硝酸盐降解率最高(95.12±0.09)%,LZ-13和LZ-14的pH值最低(3.71),产酸能力相对更强。综合考虑各指标,6株菌株均具备进一步开发潜力。
表3 不同菌株的生长能力与亚硝酸盐降解率比较
Table3 Comparison of growth ability and nitrite degradation rate of different strains
菌株编号OD600 nmpH亚硝酸盐降解率/%LZ-131.760±0.0263.71±0.0392.23±0.31LZ-141.779±0.0043.71±0.0191.22±0.21LZ-171.746±0.0203.83±0.0592.24±0.27LZ-281.792±0.0203.89±0.0293.59±0.13LZ-311.789±0.0123.79±0.0295.12±0.09LZ-321.740±0.0153.82±0.0393.03±0.16
由图1可知,6株菌株均在0~6 h处于适应期,6~21 h进入对数生长期,21 h后逐渐进入稳定期。其中,LZ-31进入对数生长期更快,且OD600 nm值最高,说明其生长能力较强。随着菌株进入对数生长期,发酵液 pH值逐渐下降,可能与乳酸等有机酸的积累有关[20]。
图1 6株候选乳酸菌生长曲线与产酸曲线
Fig.1 Growth and acid-production curves of six candidate lactic acid bacteria
2.3.1 菌株耐亚硝酸盐、耐盐、耐酸、耐胆盐能力测定
亚硝酸盐可在人体肠道内与胺类物质反应生成亚硝胺,进而对人体健康产生不利影响[21]。红酸汤自然发酵初期易出现“亚硝峰”,即发酵基质中短暂积累较高浓度的亚硝酸盐,因此用于接种发酵的乳酸菌需要具备良好的亚硝酸盐耐受能力,保障菌株在该胁迫条件下正常增殖并发挥亚硝酸盐降解功能。由图2A可知,随着亚硝酸钠质量浓度的升高,6株菌的生长均受到一定程度的抑制,但抑制幅度较小;当亚硝酸钠质量浓度达到250 mg/L 时,各菌株OD600 nm值仍维持在1.2以上,表明6株菌均对亚硝酸盐具有良好的耐受能力,这与黎蓓蓓等[22]的研究结果一致。其中菌株LZ-13、LZ-31的OD600 nm值相对较高,受抑制程度相对较低。
食盐添加不仅有助于改善发酵蔬菜风味,还可延长其贮藏期[23],因此耐盐性是评价乳酸菌发酵适应性的重要指标。由图2B可知,在氯化钠质量浓度0~40 g/L范围内时,各菌株仍维持较高生长水平;当氯化钠质量浓度升至80 g/L时,菌株LZ-13、LZ-31、LZ-32的OD600 nm值相对较高,受抑制程度相对较低。
pH值是影响乳酸菌在胃肠道内存活和定植的重要因素[24]。由图2C可知,在pH值为4.0~6.8范围内时,6株菌均能稳定生长,OD600 nm值均维持在1.2以上;当pH值降至3.0时,各菌株OD600 nm值迅速下降,其中菌株LZ-14、LZ-28、LZ-31的OD600 nm值相对较高,受抑制程度相对较低。
胆盐是乳酸菌进入肠道后面临的重要胁迫因素,其在小肠内的质量浓度通常为0.3~3 g/L[25-26]。由图2D可知,1 g/L胆盐即可显著抑制各菌株生长,当胆盐质量浓度为3 g/L 时,菌株LZ-17、LZ-28、LZ-31的OD600 nm值相对较高,受抑制程度相对较低。
综合来看,菌株LZ-31对亚硝酸钠、氯化钠、pH值、胆盐耐受性较好。
图2 6株候选乳酸菌亚硝酸盐(A)、氯化钠(A)、pH值(C)及 胆盐(D)耐受性对比
Fig.2 Tolerance comparison of six candidate lactic acid bacteria under nitrite (A), sodium chloride (B), pH (C) and bile salt (D) stresses
2.3.2 菌株模拟消化道耐受性
图3 6株候选乳酸菌人工胃肠液耐受性对比
Fig.3 Tolerance comparison of six candidate lactic acid bacteria in artificial gastrointestinal fluid
乳酸菌作为潜在的益生菌与发酵剂,需耐受胃部的强酸环境和肠道的消化酶作用[27]。由图3可知,经过模拟胃液处理4 h,菌株LZ-28存活率为74.36%,显著高于其他菌株(P<0.05);经过模拟肠液处理4 h,菌株LZ-28存活率为84.59%,也显著高于其他菌株(P<0.05)。综上,菌株LZ-28表现出优良的胃肠道耐受潜力。综合耐受性结果,选取菌株LZ-28与LZ-31进行后续实验。
由图4可知,菌株LZ-14、LZ-17、LZ-28与副干酪乳酪杆菌(Lacticaseibacillus paracasei)同源性最高,均鉴定为副干酪乳酪杆菌;菌株LZ-31与植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)同源度最高,鉴定为植物乳植杆菌;菌株LZ-32与布氏迟缓乳杆菌(Lentilactobacillus buchneri)同源度最高,鉴定为布氏迟缓乳杆菌;菌株LZ-13与慢生乳杆菌属(Lentilactobacillus)的多个物种相似性(>97%)均较高,但未能通过系统发育分析明确区分到单一物种,因此暂鉴定为慢生乳杆菌属[28]。
图4 基于16S rDNA序列的菌株系统发育进化树
Fig.4 Phylogenetic tree of the strains based on 16S rDNA sequences
由表4可知,当菌株LZ-31与LZ-28以2∶1比例复配时,红酸汤总酸含量为23.22 g/kg,亚硝酸盐含量最低,为2.47 mg/kg。因此,确定菌株LZ-31与LZ-28以2∶1复配比例进行单因素试验。
表4 发酵菌株复配比例对红酸汤总酸和亚硝酸盐含量的影响
Table4 Effect of compound ratio of fermentation strains on total acid and nitrite content in fermented red sour soup
(菌LZ株-3复1∶配LZ比-2例8)总酸含量/(g/kg)含量亚/硝(m酸g盐/kg)1∶320.88±0.36b3.40±0.09a1∶218.96±0.42c2.80±0.18b1∶121.24±0.18b2.51±0.09b2∶123.22±0.31a2.47±0.18b3∶121.30±0.27b2.68±0.18b
注:同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
2.6.1 发酵温度对红酸汤的总酸和亚硝酸盐含量的影响
由图5可知,随着发酵温度升高,红酸汤的总酸和亚硝酸盐含量整体均呈现先升高后降低的趋势,发酵温度30 ℃时,红酸汤的总酸含量最高,亚硝酸盐含量最低,分别为19.56 g/kg和2.03 mg/kg。当发酵温度高于乳酸菌生长最适温度时,会抑制其生长速度[29]。因此,选择发酵温度30 ℃作为响应面试验的中心水平。
图5 发酵温度对红酸汤总酸和亚硝酸盐含量的影响
Fig.5 Effect of fermentation temperature on total acid and nitrite content in fermented red sour soup
2.6.2 发酵时间对红酸汤的总酸和亚硝酸盐含量的影响
由图6可知,随着发酵时间的延长,红酸汤的总酸含量整体呈升高趋势,亚硝酸盐含量整体呈降低趋势,发酵时间为5 d时,红酸汤的总酸含量达到较高水平,为19.08 g/kg,亚硝酸盐含量最低,为2.49 mg/kg。发酵周期过长会造成乳酸菌代谢产酸过度,导致产品酸味过重,同时部分营养组分损耗,进而破坏红酸汤整体风味品质[30]。因此,选择发酵时间5 d作为响应面试验的中心水平。
图6 发酵时间对红酸汤总酸和亚硝酸盐含量的影响
Fig.6 Effect of fermentation time on total acid and nitrite content in fermented red sour soup
2.6.3 接种量对红酸汤的总酸和亚硝酸盐含量的影响
由图7可知,随着接种量的增加,红酸汤的总酸含量整体呈现先升高后降低的趋势,而亚硝酸盐含量变化趋势与之相反。当接种量为3%时,红酸汤的总酸含量最高,为23.04 g/kg,亚硝酸盐含量最低,为2.52 mg/kg。接种量会显著影响发酵产品品质。接种量较低时,体系内乳酸菌起始数量不足,产酸速率缓慢,总酸生成受到限制[31],而接种量过高,会加速发酵体系营养底物消耗,同时代谢产物大量积累,抑制菌株产酸能力[32]。因此,选择接种量3%作为响应面试验的中心水平。
图7 接种量对红酸汤总酸和亚硝酸盐含量的影响
Fig.7 Effect of inoculation amount on total acid and nitrite content in fermented red sour soup
采用Design-Expert 13.0软件对表5数据进行统计分析,得到多元二次回归方程为Y1=19.45+0.688 8A+0.615 0B+0.493 8C-0.380 0AB-0.402 5AC-0.690 0BC-2.15A2-1.36B2-1.33C2;Y2=2.80+0.028 6A-0.256 8B-0.298 1C+0.021 0AB-0.186 3AC-0.257 5BC+0.524 4A2+0.903 2B2+0.352 9C2。
表5 红酸汤发酵条件优化响应面试验设计与结果
Table5 Response surface test design and results for optimization of fermentation conditions of red sour soup
试验号A时发间酵/d温B发度酵/℃C接种量/%含量Y/1总(g酸/kg)含量Y2亚/(硝m酸g/k盐g)1325314.584.392725316.424.463335316.203.964735316.524.115330214.263.796730216.744.177330415.983.568730416.853.199525214.734.4110535217.714.2911525417.174.3412535417.393.1913530319.572.7914530319.342.7415530319.182.8216530319.512.8817530319.632.78
由表6可知,模型F值为65.88、P<0.000 1,说明该模型极显著。决定系数R2为0.988 3,表明模型拟合优度较高;变异系数为1.70%,数值较小,说明该模型能够较好地反映总酸含量的变化情况。各因素显著性检验结果显示,一次项A、B、C,交互项BC,二次项A2、B2、C2均达到极显著水平(P<0.01);交互项AB与AC达到显著水平(P<0.05)。综合分析各因素对总酸含量的影响程度,发酵时间(A)的影响最为显著,其次是发酵温度(B),接种量(C)影响相对较小。
表6 总酸含量的回归模型方差分析
Table6 Analysis of variance for the regression model of total acidity
来源平方和自由度均方差FP显著性模型50.5495.6265.88<0.000 1**A3.8013.8044.520.000 3**B3.0313.0335.500.000 6**C1.9511.9522.880.002 0**AB0.577 610.577 66.780.035 3*AC0.648 010.648 07.600.028 2*BC1.9011.9022.340.002 1**A219.54119.54229.25<0.000 1**B27.8117.8191.60<0.000 1**C27.5017.5087.94<0.000 1**残差0.596 670.085 2失拟项0.461 330.153 84.550.088 8纯误差0.135 340.033 8总和51.1316
注:*.影响显著(P<0.05);**.影响极显著(P<0.01)。表7同。
由表7可知,模型F值为120.02、P<0.000 1,表明该模型极显著。决定系数R2为0.993 6,模型拟合优度较高;变异系数为2.25%,数值较小,说明模型能够有效反映亚硝酸盐含量的变化情况。各因素显著性检验结果显示,一次项B、C,二次项A2、B2、C2,交互项AC、BC均达到极显著水平(P<0.01);一次项A及交互项AB未达到显著水平(P>0.05)。比较各因素对亚硝酸盐含量的影响程度,接种量(C)影响最为显著,其次是发酵 温度(B),发酵时间(A)影响相对较小。
表7 亚硝酸盐含量的回归模型方差分析
Table7 Analysis of variance for the regression model of nitrite content
来源平方和自由度均方差FP显著性模型7.2690.806 4120.02<0.000 1**A0.006 610.006 60.975 60.356 2B0.527 410.527 478.49<0.000 1**C0.711 010.711 0105.83<0.000 1**AB0.001 810.001 80.262 50.624 1AC0.138 810.138 820.650.002 7**BC0.265 210.265 239.470.000 4**A21.1611.16172.35<0.000 1**B23.4313.43511.19<0.000 1**C20.524 410.524 478.06<0.000 1**残差0.047 070.006 7失拟项0.035 830.011 94.240.098 5纯误差0.011 340.002 8总和7.3016
响应面曲面陡峭程度反映响应值对因素变化的敏感程度,曲面越陡峭,响应值随该因素水平波动的变化幅度越大;等高线轮廓可表征两因素交互效应强弱,椭圆形等高线说明两因素存在较强交互作用,近圆形等高线则表明因素间交互效应微弱。由图8可知,随着发酵时 间(A)、发酵温度(B)和接种量(C)的增加,总酸含量均呈现先升高后降低的趋势。AB、AC、BC交互作用影响较强,与表6方差分析结果一致。对于亚硝酸盐含量,随着发酵时间(A)和发酵温度(B)增加,其含量先降低后上升;随着接种量(C)增加,其含量先降低后上升。AB交互作用微弱,而AC、BC交互作用较强,与表7方差分析结果一致。
图8 各因素间交互作用对红酸汤总酸和亚硝酸盐含量影响的 响应曲面和等高线图
Fig.8 Response surface and contour plots of the interaction effects of various factors on the total acid and nitrite content in fermented red sour soup
利用Design-Expert 13.0软件对多元回归方程进行解析,得到最优发酵条件为发酵时间5.22 d、发酵温度30.82 ℃、接种量3.19%。此条件下红酸汤总酸和亚硝酸盐含量预测值分别为19.57 g/kg和2.74 mg/kg。结合实际操作情况,将最佳工艺调整为发酵时间5 d、发酵温度为31 ℃,接种量3%。在此条件下进行3次平行实验,结果显示,红酸汤总酸和亚硝酸盐含量分别为(19.54±0.11)g/kg和(2.72±0.12)mg/kg,与模型预测值基本一致,说明优化结果可靠,工艺可行。
在优化后的发酵工艺条件下,红酸汤色泽鲜亮,具有独特的发酵风味,总酸含量为(19.54±0.11)g/kg,亚硝酸盐含量为(2.72±0.12)mg/kg,均优于自然发酵红酸汤(总酸含量为(10.13±0.13)g/kg,亚硝酸盐含量为(3.54±0.09)mg/kg);总黄酮含量为(44.6± 1.5)mg/100 g,总酚含量为(247.0±1.9)mg/100 g, pH值为3.31±0.03,1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率为(65.55±1.97)%。由表8可知,与自然发酵红酸汤相比,乳酸菌复合发酵红酸汤在色泽、香气、滋味评分和总分上均得到显著提高(P<0.05),而质地评分提高不显著(P>0.05)。
表8 自然发酵与优化后发酵工艺制备红酸汤的感官评分
Table8 Sensory scores of red sour soup prepared by natural fermentation and optimized fermentation process
评价维度自然发酵乳酸菌复合发酵色泽19.5±2.0b22.3±1.5a质地16.8±2.1a17.1±1.7a香气17.5±1.8b20.0±2.3a滋味20.4±1.2b24.9±1.9a总分74.2±2.3b84.3±4.1a
注:同行小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。
本研究从贵州黔南地区传统红酸汤中筛选获得6株优势乳酸菌,结合产酸能力、降解亚硝酸盐能力及耐受性分析,确定菌株LZ-28与LZ-31作为发酵菌种。将菌株LZ-31与LZ-28按2∶1进行复配发酵,通过单因素试验和响应面试验确定最佳发酵条件为发酵温度31 ℃、发酵时间5 d、接种量3%。在该条件下,红酸汤总酸含量为(19.54±0.11)g/kg,亚硝酸盐含量为(2.72±0.12)mg/kg,均优于自然发酵红酸汤(总酸含量为(10.13±0.13)g/kg,亚硝酸盐含量为(3.54±0.09)mg/kg);经乳酸菌复合发酵的红酸汤可积累较高水平的总黄酮与总酚,体系pH值维持在酸性区间,同时具备良好的抗氧化能力。相较于自然发酵样品,接种乳酸菌发酵能够明显改善红酸汤的色泽、香气及滋味感官品质,整体感官评价总分得到显著提升,仅质地方面二者未表现出显著性差异。综上,基于本土资源筛选功能菌并进行复合发酵能够有效提升红酸汤总酸并降低亚硝酸盐含量,未来可进一步结合工业化生产需求,优化发酵过程参数与菌种稳定性,以提高红酸汤产品的规模化与一致性。同时,可从风味物质形成机制及功能活性成分变化等方面开展研究,为红酸汤开发提供理论依据。
[1] 常云鹤, 白冉冉, 宋明发, 等. 自然发酵与直投式菌种红酸汤品质比较研究[J]. 中国调味品, 2021, 46(12): 49-53. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2021.12.009.
[2] 秦伟军, 包爱明, 陈兴兴, 等. 贵州红酸汤产业关键技术升级与应用发展[J]. 中国酿造, 2024, 43(1): 261-266. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.01.041.
[3] 周倩倩, 袁钦, 王楠兰, 等. 贵州苗族红酸汤对单纯性肥胖大鼠血清及肠道炎性的影响[J]. 中国酿造, 2022, 41(7): 101-105.DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2022.07.018.
[4] Li Juan, Wang Xiaoyu, Wu Wenyan, et al. Comparison of fermentation behaviors and characteristics of tomato sour soup between natural fermentation and dominant bacteria-enhanced fermentation[J]. Microorganisms, 2022, 10(3): 640. DOI:10.3390/microorganisms10030640.
[5] 李厚强. 具有抑菌作用乳酸菌筛选及其在红酸汤生产中的应用[J].食品安全质量检测学报, 2023, 14(11): 164-170. DOI:10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2023.11.015.
[6] 贺晓洁, 赵良忠, 李明, 等. 耐盐乳酸菌的筛选及其诱变育种与耐受性研究[J]. 食品与发酵工业, 2022, 48(1): 84-90. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.027011.
[7] 熊玉帛, 赵野, 曾瑶英, 等. 华容芥菜降亚硝酸盐乳酸菌的筛选鉴定及发酵特性研究[J]. 中国酿造, 2024, 43(8): 122-127. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2024.08.018.
[8] 赵玉娟, 刘才子, 高岩松, 等. 东北酸菜发酵乳酸菌的筛选及评价[J]. 现代食品科技, 2024, 40(3): 121-130. DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2024.3.0401.
[9] 生书晶, 佘婷婷, 孙婷琪, 等. 广州酸菜中乳酸菌的分离鉴定及发酵特性分析[J]. 中国调味品, 2025, 50(3): 192-197. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2025.03.029.
[10] 熊蝶, 袁岚玉, 李媛媛, 等. 陕西泡菜中降解亚硝酸盐乳酸菌的筛选及其发酵特性与耐受性研究[J]. 食品与发酵工业, 2021, 47(6): 139-144. DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.025757.
[11] 尹红力, 齐文, 王晶, 等. 发酵马铃薯泡菜优质乳酸菌筛选评价及发酵条件优化[J]. 食品与发酵工业, 2025, 51(21): 182-188.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.041769.
[12] 仝静迪, 李霄韩, 任美奕, 等. 奶牛场明串珠菌的分离鉴定及其生物学特性分析[J]. 中国畜牧兽医, 2025, 52(6): 2874-2883.DOI:10.16431/j.cnki.1671-7236.2025.06.039.
[13] Liu Chen, Han Fei, Cong Lin, et al. Evaluation of tolerance to artificial gastroenteric juice and fermentation characteristics of Lactobacillus strains isolated from human[J]. Food Science & Nutrition, 2022, 10(1):227-238. DOI:10.1002/fsn3.2662.
[14] 郑莎莎. 干酪乳杆菌H1红酸汤的品质影响及特征代谢物研究[D].贵阳: 贵州大学, 2020. DOI:10.27047/d.cnki.ggudu.2020.000361.
[15] 伍泉烨. 辣椒酸汤优质菌株筛选及液态菌剂制备研究[D]. 贵阳:贵州大学, 2024. DOI:10.27047/d.cnki.ggudu.2024.001304.
[16] 赵金梅, 孙蕊, 巩丽莉, 等. 干燥方式对沙枣花品质和挥发性风味成分的影响[J]. 食品科学, 2020, 41(22): 265-270. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20191110-100.
[17] 黄勇刚, 杨铮, 贺奕森, 等. 山药益生菌发酵工艺优化及干燥工艺研究[J]. 食品工业科技, 2026, 47(12): 202-213. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2025050085.
[18] 许九红. 贵州红酸汤品质影响因素研究及风味品质变化分析[D].贵阳: 贵州大学, 2024. DOI:10.27047/d.cnki.ggudu.2024.001306.
[19] Kong Xiaoxue, Zhang Jiaxin, Shen Hui, et al. Screening, identification, and fermentation characteristics of lactic acid bacteria from pickled potherb mustard and potential applications[J]. Foods, 2025, 14(8): 1431. DOI:10.3390/foods14081431.
[20] Zhao Nan, Zhang Chuchu, Yang Qin, et al. Multiple roles of lactic acid bacteria microflora in the formation of marker flavour compounds in traditional Chinese Paocai[J]. RSC Advances, 2016, 6(92): 89671-89678. DOI:10.1039/c6ra12474g.
[21] 黄燕燕, 梁玮庭, 梁婉诗, 等. 东北传统发酵酸菜中降解亚硝酸盐乳酸菌的筛选和鉴定[J]. 中国调味品, 2025, 50(11): 61-66.DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2025.11.009.
[22] 黎蓓蓓, 冯书珍, 李德军, 等. 果菜类蔬菜混合发酵菌种筛选及其发酵特性研究[J]. 食品与发酵工业, 2025, 51(1): 158-166.DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.038385.
[23] 赖慧婷, 刘伟, 罗艺璇, 等. 芥菜发酵用产香乳酸菌的筛选、鉴定及特性研究[J]. 食品工业科技, 2026, 47(5): 186-197. DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2025020126.
[24] 张艳宝, 高慧桃, 崔馨戈, 等. 口服药物食物影响研究进展[J].中国新药杂志, 2023, 32(18): 1843-1849. DOI:10.3969/j.issn.1003-3734.2023.18.008.
[25] Liu Wenjun, Chen Meixuan, Duo Lana, et al. Characterization of potentially probiotic lactic acid bacteria and bifidobacteria isolated from human colostrum[J]. Journal of Dairy Science, 2020, 103(5):4013-4025. DOI:10.3168/jds.2019-17602.
[26] 张佳佳, 李丽亚, 任清, 等. 内蒙古奶酪中乳酸菌的益生特性及抗氧化活性研究[J]. 中国调味品, 2025, 50(4): 36-43. DOI:10.3969/j.issn.1000-9973.2025.04.005.
[27] 何宇星, 其其日力格, 刘玮, 等. 潜在益生作用乳酸菌的筛选鉴定及其生物学特性[J]. 现代食品科技, 2021, 37(11): 50-57; 67.DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2021.11.0140.
[28] Zheng Jinshui, Wittouck S, Salvetti E, et al. A taxonomic note on the genus Lactobacillus: description of 23 novel genera, emended description of the genus Lactobacillus Beijerinck 1901, and union of Lactobacillaceae and Leuconostocaceae[J]. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology, 2020, 70(4): 2782-2858.DOI:10.1099/ijsem.0.004107.
[29] 吴锦兰, 付玉麟, 周小玲, 等. 酸笋中高产乳酸乳酸菌的筛选、鉴定及发酵条件优化[J]. 中国酿造, 2021, 40(1): 65-69. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2021.01.013.
[30] 李雪, 张慧敏, 许谦, 等. 桑黄风味酸奶发酵工艺优化[J]. 中国酿造,2022, 41(5): 194-198. DOI:10.11882/j.issn.0254-5071.2022.05.034.
[31] 姚洪礼. 醋酸高产菌株选育及其代谢调控研究[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2018. DOI:10.7666/d.Y3397358.
[32] 黄宁馨, 鲁群, 丁士勇, 等. 复合乳酸菌发酵过程中枸杞果汁品质及抗氧化活性变化[J]. 华中农业大学学报, 2021, 40(6): 186-194.DOI:10.13300/j.cnki.hnlkxb.2021.06.023.
Screening of Nitrite‑Degrading Lactic Acid Bacteria from Red Sour Soup and Optimization of Compound Fermentation Process