不同乳酸菌接种发酵泡菜风味的研究
摘要：以新鲜红皮萝卜为原料，分别接种分离自自然发酵泡菜中的乳明串株菌、乳酸乳球菌、食窦魏斯氏、发酵乳杆菌、植物乳杆菌进行纯种乳酸菌发酵制作泡菜。通过测定泡菜的乳酸菌菌相、总酸度、感官评价、挥发性成分及有机酸，对分离自自然发酵泡菜中不同乳酸菌纯种发酵泡萝卜的风味进行研究。结果表明，发酵达到终点时，接种不同乳酸菌发酵的泡菜中大部分乳酸菌的活菌数相差不大，都在7.0 lg CFU/mL左右，泡菜液中的乳酸菌几乎全为植物乳杆菌; 大部分乳酸菌纯种发酵泡菜中总酸含量＞4 g/kg; 不同乳酸菌发酵的泡菜挥发性成分及有机酸的种类差异不显著。
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泡菜是一种传统的大众化乳酸发酵食品，含有天然的乳酸菌及其代谢产物，鲜酸可口，质地脆嫩，风味独特，营养丰富，经常食用可达到防病治病、保健和延年益寿的功效，因此深受广大消费者喜爱。乳酸菌是一类能利用可发酵糖类产生大量乳酸的革兰氏阳性细菌的总称。泡菜的风味除原料本身外，最主要是来自乳酸菌的发酵所产生的。
国内外对泡菜风味作了多方面的研究。Cha等同时运用真空蒸馏萃取结合GC/MS/O对韩国泡菜中的特征风味物质进行分离鉴定。Kim等运用动态顶空进样结合GC/MS分析了不同发酵条件下 Dongchimi Soup的风味成分，检测出了含硫化合物、醇类、烯烃类等25种物质。Soon－Mi Shim等用GC/MS研究了韩国泡菜低温储藏过程中有机酸的变化，发现乳酸和乙酸是主要的有机酸，苹果酸在最初的储藏阶段迅速减少。周相玲利用高效液相色谱法、氨基酸自动分析仪及GC/MS等方法，对未发酵和自然发酵泡卷心菜汁中的有机酸、游离和挥发性风味物质进行了分析。胡安胜等将人工接种发酵白菜与自然发酵白菜中的挥发性风味物质进行了比较，结果发现两种产品中挥发性风味物质的种类相似，在含量上有较小的差别。王晓飞等选用顶空固相微萃取结合GC/MS对自然发酵萝卜和纯种接种发酵萝卜的挥发性风味物质进行了对比，发现自然发酵萝卜的风味物质种类比纯种发酵萝卜中多。
本实验通过测定红皮萝卜泡菜的乳酸菌菌相、总酸度、感官评价、主要的挥发性成分、有机酸，分析不同乳酸菌纯种发酵泡萝卜的风味，为进一步研究传统四川泡菜中不同乳酸菌与泡菜风味品质的内在联系提供理论依据。
1 不同乳酸菌发酵泡菜中乳酸菌菌相分析
分别取发酵到终点的泡菜液进行乳酸菌数量及种类分析，结果如表2所示。
接种不同乳酸菌的泡菜液中乳酸菌的活菌数相差不大，接种植物乳杆菌的乳酸菌的活菌数最少，远低于6.0 lg CFU/mL，而接种其余种类乳酸菌的活菌数菌都在7.0 lg CFU/mL 左右，接种食窦魏斯氏的泡菜水中乳酸菌活菌数最多，达到8.0 lg CFU/mL，接种不同乳酸菌的泡菜发酵到终点时，泡菜液中的乳酸菌几乎全为植物乳杆菌。
2 不同泡菜中总酸含量分析
将不同乳酸菌纯种接种至泡萝卜中，取发酵成熟的萝卜泡菜进行感官评测量总酸含量，其结果如表3。
由表中数据可以看出，大部分乳酸菌纯种发酵的萝卜中总酸含量＞4 g/kg，说明在该条件下乳酸菌纯种接种发酵3 d泡菜基本成熟; 而发酵乳杆菌纯种发酵的萝卜总酸＜3 g/kg，这可能说明发酵乳杆菌的产酸速度很慢或产酸力差。
3 不同泡菜中感官分析比较
取发酵成熟的泡菜，分别从色泽、气味、滋味、脆度四个方面进行描述评价，结果取平均分，如表4。
由表4可得，接种发酵乳杆菌的泡萝卜得分最低，颜色最不好看，无红色; 接种其他乳酸菌的泡萝卜均呈现明显红色，得分区别不大，以接种植物乳杆菌和食窦魏斯氏的泡萝卜感官评价最高。
4 不同泡菜中挥发性风味成分分析
将纯种接种不同乳酸菌的泡菜处理后用固相微萃取针头萃取挥发性成分，在GC－MS上解析并分析。将GC－MS检测到的结果结合文献进行分析，得到不同泡菜样品中主要挥发性成分及相对含量如表5。
从五种泡菜中总共检测到37种挥发性物质，主要有酯、醛、酮、醇、烷烃等，其中检测到的硫化物为0.287%～1.969%。在上述泡菜中检测到了二甲基二硫、二甲基三硫，其是泡菜中主要的香气成分，阈值很低，低含量就能产生很浓的香味。在每种泡菜中，酯类占挥发性成分的比例最高，达到28%～65%，其中酯类又以异硫氰酸酯为主体。植物乳杆菌发酵的萝卜异硫氰酸酯含量相对最少，为28.918%，其他泡萝卜则均在54%以上，这可能与植物乳杆菌产酸较多较快有关。醇类是常见的挥发性风味物质，泡菜中的醇类可能跟微生物发酵相关。萝卜泡菜中醇类含量相对较高，占3.008%～14.062%。乳明串珠菌、乳酸乳球菌、植物乳杆菌发酵的萝卜泡菜2，3－二甲基－3－己醇含量很高，分别达到10.827%、7.687%、3.479%。食窦魏斯氏、发酵乳杆菌发酵的萝卜泡菜1，1－二甲基硅烷二醇较多，分别为8.964%、3.008%。
5 不同泡菜中有机酸的分析
准确称取一定质量泡萝卜，通过高效液相色谱测量其有机酸组成与含量的差异，测量结果如表6。
由表6可知，接种不同乳酸菌发酵的萝卜泡菜中有机酸的种类相差不大。其中接种发酵乳杆菌的泡菜中八种有机酸都能检测到，其他菌种发酵泡菜和新鲜萝卜中都不能检测到酒石酸; 不同乳酸菌发酵的泡菜中各种有机酸含量有差异。接种发酵乳杆菌的泡菜草酸含量最低，接种乳酸乳球菌的泡菜苹果酸含量最低，接种植物乳杆菌的泡菜抗坏血酸含量最低，而接种乳酸乳球菌的泡菜中乳酸含量最高。接种不同乳酸菌的泡菜中乙酸、琥珀酸的含量与鲜萝卜相比，变化不一。由于该研究中接种发酵泡菜所用的菌株及泡菜原料与相关文献不同，因此在发酵终点时测得的有机酸结果与大多数不同。
6 讨论
由萝卜泡菜发酵成熟后的微生物分析可知，接种了不同乳酸菌的泡菜成熟期的乳酸菌组成相似，几乎都为植物乳杆菌，这可能是因为原料灭菌不彻底，在发酵后期环境酸度很高，抑制了其他微生物，而植物乳杆菌耐酸性强，成为主要的发酵菌种。从感官评价来看，食窦魏斯氏和植物乳杆菌单独发酵的萝卜风味品质最好，发酵乳杆菌发酵的萝卜泡菜风味品质最差。韩江雪等用不同的乳酸菌强化发酵辣椒，发现其成品风味依次为: 发酵乳杆菌＞乳酸片球菌＞植物乳杆菌＞自然发酵＞乳链球菌，说明相同乳酸菌对不同蔬菜原料的发酵适用性不同。
泡菜的风味物质主要来源于原料本身和微生物发酵的代谢产物。从纯种乳酸菌发酵的泡菜中检测到37种挥发性成分，蒋丽等在自然发酵的泡萝卜中检测出60种香气成分，说明纯种乳酸菌发酵泡菜的风味物质比传统自然发酵泡菜少，同时该结论在刘洪的研究中也得到证实。纯种乳酸菌发酵泡菜的制作过程中，采用消毒的萝卜为原料，只接种1种乳酸菌，其微生物组成相对单一，同时，纯种乳酸菌发酵泡菜由于接种了乳酸菌，产酸快，发酵周期短，而积累的风味物质较少。因此其口感和风味比传统自然发酵泡菜差。
不同种类乳酸菌发酵的泡菜在风味物质的种类上差异不明显，这可能与萝卜原料的灭菌不彻底有关。在挥发性风味成分组成上: 每种泡菜中均检测酯类、酮类、醇类、硫化物、烃类; 在有机酸组成上，各萝卜泡菜几乎无差别，不同有机酸在含量上有一定差别，如植物乳杆菌的乳酸含量最高。
7 结论
接种不同乳酸菌的萝卜泡菜水中乳酸菌的活菌数相差不大，活菌数大约在7.0 lg CFU/mL左右，发酵到终点时几乎都为植物乳杆菌; 不同乳酸菌纯种发酵萝卜泡菜中共挥发性成分组成和数量差异不明显; 而有机酸种类差异不大，含量有差异。
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