乳酸菌在泡菜生产中的应用胡书芳,王雁萍3　(郑州大学河南省离子束生物工程重点实验室,河南郑州450052)摘要　乳酸菌在泡菜发酵过程中起主要作用,其发酵性能直接影响泡菜品质。

主要从乳酸菌发酵泡菜机理、乳酸菌发酵泡菜的意义、乳酸菌的分离鉴定进行阐述。

关键词　乳酸菌;泡菜;分离鉴定中图分类号　T S201.3 文献标识码　A 文章编号　0517-6611(2008)21-09275-02R esearch of Lactob acillus in S auerkraut P roductionHU Shu 2fang et al (Provincial Key Lab oratory of I on Beam Bio 2engineering ,Z hengzh ou University ,Z hengzh ou ,H enan 450052)Abstract Lactobacillus played an im portant role in sauerkraut ferm enting ,which affected directly the quality of sauerkraut.Ferm enting m echanism ,the im portance of lactobacillus ferm entation and the is olation and identification of lactobacillus were studied.K ey w ords Lactobacillus ;Sauerkraut ;Is olation and identification基金项目　国家“973”课题(2004C B7719604)资助。

作者简介　胡书芳(1983-),男,河南平顶山人,硕士研究生,研究方向:微生物与发酵工程。

3通讯作者。

收稿日期　2008205212 泡菜是一种传统而独特的发酵蔬菜制品,主要由乳酸菌发酵而成。

乳酸菌是一类能利用可发酵糖产生大量乳酸的细菌的通称。

近年来随着人们对乳酸菌、乳酸生物功能和保健功能认识的提高,泡菜被越来越多的人们所喜爱。

最新研究成果表明,韩国泡菜具有维持人体消化道健康、减肥、抗肿瘤、抗病毒、预防食物中毒、预防心脑血管疾病、防止皮肤老化、抗皱美容等多种保健和医疗功能[1]。

然而,在泡菜生产中存在着发酵时间长、亚硝酸盐含量高等问题。

这一直阻碍着泡菜产业的发展。

乳酸菌是泡菜中起主要作用的菌群。

它的发酵性能直接关系到泡菜品质。

因此,科研人员和生产者都把研究菌株特性和筛选优良的发酵剂作为提高泡菜品质的主要方法。

1　乳酸菌发酵泡菜的机理及过程泡菜生产是利用以乳酸菌为主的微生物发酵过程。

乳酸菌发酵蔬菜之所以能使蔬菜保持新鲜,是因为乳酸菌及其代谢产物中既不具备分解纤维素的酶系统,又不具备水解蛋白质的酶系,因此蔬菜发酵过程中既不会破坏植物细胞组织,又不会分解蛋白质、氨基酸,既能保鲜,又能增强产品风味[2]。

此外,乳酸菌可以发酵食物中碳水化合物,分泌乳酸菌素,产生有机酸等酸性物质、酒精和二氧化碳等,抑制一些腐败菌或致病菌的生长,改善食品的品质和风味;同时,经过发酵,乳酸菌可以增加食品的可消化性,并产生一些维生素、抗氧化剂[3]。

泡菜中乳酸量直接关系到泡菜质量,所以乳酸菌对于提高泡菜的营养价值极为重要。

泡菜的乳酸发酵一般可分为微酸、酸化和过酸3个阶段。

在泡制初期,乳酸菌与其他附生微生物共生,但在厌氧环境中乳酸菌占优势,并因产酸使泡渍液呈微酸性而抑制了腐败微生物的生长。

在泡制中期,乳酸菌含量猛增达到酸化阶段。

在泡制后期,当乳酸菌继续富集直至反馈抑制乳酸菌生长时,即进入过酸阶段[4]。

在过酸阶段,由于乳酸菌等微生物几乎进入休眠期,可有效保持产品的货架期,但由于酸度过高,口感较差。

在酸化阶段产品风味好,此时为最佳食用期。

2　乳酸菌发酵泡菜的意义2.1　提高蔬菜制品的营养价值　乳酸菌不具备分解纤维素和蛋白质的酶系统,所以不会破坏植物细胞组织,也不会降低蔬菜原来的营养价值。

相反,乳酸菌的代谢产物中含多种氨基酸、维生素等,提高了泡菜的营养价值。

2.2　改善蔬菜制品的风味　乳酸菌通过同型或异型发酵,产生乳酸、醋酸、丁酸等有机酸,赋予泡菜制品酸味。

同时,在发酵过程中还可产生少量的22庚酮、22壬酮和酯类物质,可赋予爽口的口感和清香宜人的香味。

2.3　防止腐败,延长保质期　乳酸菌发酵可为泡菜提供的酸性环境,抑制一些腐败菌的生长。

同时,乳酸菌细胞还能产生许多抗菌的活性物质,如乳链球菌肽、乳杆菌素、嗜酸菌素、细菌素,从而提高产品的保存性。

E laine 等试验表明,从甘蓝、番茄上分离得到的乳酸菌可产生抑制鲜黄色葡萄球菌的细菌素。

可见,不论是乳酸菌菌体还是其代谢产物,都可有效防止食品腐败。

特别是乳链球菌素(Nisin ),对革兰氏阳性菌具有广谱的抑制作用,可将其作为天然的生物防腐添加剂添加到食品中去[5]。

2.4　提高蔬菜制品的医疗保健作用　在泡菜发酵过程中,能产生大量的乳酸菌。

经试验发现,刚腌制的韩国泡菜中乳酸菌含量只有1万个/m l 左右,但经过低温发酵后乳酸菌含量增加到6300万个/m l 。

泡菜发酵产生的大量乳酸菌被人体吸收后,能促进胃蛋白酶的分泌,抑制人体消化道内有害菌的繁殖,使肠道内微生物分布正常化。

泡菜中乳酸菌和其他微生物能抑制消化道病菌,使肠内微生物的分布趋于正常化,有助于对食物的消化、吸收。

在发酵过程中乳酸菌产生大量的乳酸使环境pH 值降低,有利于NO 2还原成NO ,从而降低亚硝酸盐的残留。

3　目前对乳酸菌研究的主要内容3.1　分离方法　菌株分离的大致程序为:发酵泡菜汁液→稀释→MRS 培养基上涂平板→挑起单菌落染色、镜检→挑选革兰氏阳性→反复在培养基上纯化筛选→单菌落菌株→低温保存。

3.2　鉴定方法　用于细菌分类的特征有形态特征、生理生化特征、营养学特征、化学特性,基因型等[6]。

但目前对乳酸菌的鉴定研究主要集中在形态学鉴定、生理生化试验、分子生物学试验。

形态学鉴定较为粗略,只能作为初步鉴定的依安徽农业科学,Journal of Anhui Agri.Sci.2008,36(21):9275-9276,9327 责任编辑　刘月娟　责任校对　卢瑶据之一,不能独立依据形态学指标对乳酸菌进行分类鉴定。

根据生理生化试验,可以对乳酸菌在属的水平鉴定分类。

但若在种的水平或种内进行鉴定分类,则应与分子生物学试验如基因型确定核酸杂交等手段相结合。

在生产应用中,形态学指标的参考价值不大。

分子生物学试验虽然可以对乳酸菌进行严格的分类鉴定,但是所要求的试验条件较高。

此外,对于乳酸菌在泡菜的生产应用,也没有对菌株进行严格鉴定的必要。

所以,许多研究人员都把研究重点放在生理生化试验和特性研究方面。

3.2.1　形态特征的鉴定。

在菌落形态方面,观察分离培养基平板上菌落的形态(形状、色泽、大小等);在细胞形态方面,将所分离的菌株进行革兰氏染色,在显微镜下观察菌体形态。

大多数乳酸菌都属于革兰氏阳性。

3.2.2　生理生化特征的鉴定。

菌株的特殊生理特征试验主要包括产乳酸定性试验、过氧化氢酶(接触酶)反应、糖发酵产酸试验、产生吲哚(靛基质)试验、精氨酸水解试验、明胶液化试验、硫化氢产生试验等[7]。

产乳酸定性试验目前主要用2种方法。

蒋彩虹等采用乳酸纸层析法进行乳酸定性试验。

操作方法如下:用毛细管分别吸取发酵液,多次点样于30cm新华滤纸上,以浓度1.5%标准乳酸作为对照,平衡2h后层析;以浓度3.0%溴甲酚蓝显色,并计算R f。

杨晓晖等利用高效液相色谱法将待测乳酸菌株在MRS 液体培养基内30℃培养72h,离心,取上清液稀释适当倍数,用0.22μm微孔滤膜过滤,比较液相色谱与标准乳酸液,进行乳酸的定性分析。

过氧化氢酶(接触酶)反应、糖发酵产酸试验、硝酸盐还原试验、产生吲哚(靛基质)试验、精氨酸水解试验、明胶液化试验、硫化氢产生试验等是判定某一菌株是否归属乳酸菌的一个重要环节。

杨晓晖等对泡菜中优良乳酸菌进行分离鉴定,并且研究了发酵性能。

蒋彩虹等对自然发酵泡白菜中乳酸菌进行分离与鉴定[8]。

张灏等从传统食品———泡菜中筛选鉴定乳酸菌等。

许多研究者都是利用这些方法对分离出的乳酸菌进行分类鉴定的。

目前,也有不少人用API50CH试剂条对筛选出的乳酸菌进行鉴定。

该方法方便快捷,鉴定结果较精确。

API50CH(REF50300)用于乳酸杆菌和相关菌的鉴定,一个试剂条包括49种碳水化合物的发酵反应。

以测定菌制成悬液接种试剂条的每个小管,培养时由于发酵碳水化合物产酸,pH值下降,指示剂变色,构成菌株的生化图谱。

然后,用API LA B Plus软件分析试剂条的反应结果,用于鉴定或分型。

杨晓晖等利用API CH L培养基和API50CH试剂条对筛选出的菌株进行糖发酵反应,并经API2 LA B Plus自动判读系统鉴定出肠膜明串珠菌肠膜亚种(Leu2 cono stoc mesenteroides subsp.M esenteroides)、Lact.1干酪乳杆菌干酪亚种(Lactobacillus casei subsp.casei)、Lact.2植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)[9]。

尹利端也利用该法鉴定出植物乳杆菌和歧异肉食杆菌。

3.2.3　菌株发酵性能的测定。

乳酸菌的生长繁殖受多种因素的影响。

对于这些因素的研究,有助于提高乳酸菌的活性,从而改善泡菜品质。

目前对菌株发酵性能的研究主要集中在菌株的发酵时间、产酸量、产酸速度、耐盐耐酸能力等方面。

从生产效率方面考虑,发酵时间越短,效率越高。

乳酸菌的产乳酸量越大,泡菜的营养价值就越高,品质就越好。

产酸速度与发酵时间密切相关。

一般来说,产酸速度快,发酵时间就短。

乳酸菌往往都是厌氧菌。

在泡菜发酵过程中加入一定量的食盐,可以为乳酸菌生长的提供厌氧环境,在有利于乳酸菌生长的同时抑制有害微生物的生长繁殖,使得发酵正常进行。

此外,盐度过低会影响泡菜品质[10]。

何玲等在利用韭菜研究蔬菜发酵机理时发现,不加食盐或食盐加入量<5%都不能抑制有害微生物的生长繁殖,发酵后期都有不同程度地腐烂,发出不同程度的恶臭;而加入过多的食盐(12%),反而抑制其发酵;只有加入适量的食盐(10%左右),才能抑制有害微生物的生长繁殖,使得发酵正常进行[11]。

所以,乳酸菌的耐盐能力显得比较重要。

在泡菜发酵过程中产生乳酸等多种酸性物质,其发酵液pH值不断降低。

在较低的pH值条件下,乳酸菌仍然能够生长,继续发酵产酸,有利于提高泡菜的营养价值。

菌株产酸能力的测定是利用酸碱滴定方法计算出发酵液中含酸量,通常以乳酸量计算。