乳酸菌在干辣椒发酵中的研究与应用.docx
- 文档编号:2404138
- 上传时间:2023-05-03
- 格式:DOCX
- 页数:25
- 大小:25.36KB
乳酸菌在干辣椒发酵中的研究与应用.docx
《乳酸菌在干辣椒发酵中的研究与应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《乳酸菌在干辣椒发酵中的研究与应用.docx(25页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
乳酸菌在干辣椒发酵中的研究与应用
乳酸菌在干辣椒发酵中的研究与应用
摘要:
本文阐述了以干辣椒为原料,添加乳酸菌发酵生产辣椒酱,通过正交试验结果表明,最佳工艺条件为:
食盐浓度10%,接种量1.0%,发酵温度25℃,发酵时间20d。
然后在工厂进行了规模化验证,生产试验表明:
添加乳酸菌发酵不仅缩短发酵时间,且其产品的色泽更鲜艳、香味更浓郁、鲜度更高、稳定性更好。
关键词:
乳酸菌;干辣椒;发酵
TheResearchandApplicationofLacticAcidBacteriainDryRedPepperFermentationProcess
Abstract:
Inthispaper,byaddinglacticacidbacteriapowderinthedryredpepperfermentationexperiment.
Throu-ghtheorthogonaltestresults,theoptimumproductionconditions:
saltconcentration10%,inoculation1%,
fermentationtemperature25℃,fermentationtime20d.Thescaleisvalidatedinthefactory.Theexperimental
resultsshowthat:
addinglacticacidbacteriapowderindryredpepperfermentation,comparedwiththetraditional
process:
thecolourismorescarlet,bothesteraromaandsoysaucearomaarericher;Themorphologystandsfirm.
Keywords:
lacticacidbacteria;dryredpepper;fermentation.
doi:
10.3969/j.issn.1674-506X.2013.05-015
辣椒,又叫番椒、海椒、辣子、辣角、秦椒等,是
一种茄科辣椒属植物。
辣椒属为一年或多年生草本
植物。
果实通常成圆锥形或长圆形,也有灯笼形、心
脏形等等。
未成熟时呈绿色,成熟后变成鲜红色、黄
色或紫色,以红色最为常见。
辣椒的果实因果皮含
有辣椒素而有辣味,能增进食欲。
辣椒中维生素C
的含量在蔬菜中居第一位。
目前四川辣椒种植面积
居各种蔬菜的第三位,仅次于萝卜和大白菜,但其
产值居各种蔬菜的首位
[1]
。
郫县豆瓣作为川味中必不可少的重要辣味调味
品,堪称“川菜之魂”,它以味辣香醇、红棕油亮、瓣粒
酥脆、黏稠绒实、酱香浓郁的产品特色,在“世界发酵
辣椒酱”中独树一帜
[2]
。
郫县豆瓣历经300多年的演变,“日晒夜露”的
传统发酵方式历经长达为5-6个月的发酵时间。
其
中椒坯的发酵时间也要3个多月。
据不完全统计:
红
油豆瓣在豆瓣中所占比例远大于郫县豆瓣,而且
60%以上的红油豆瓣都是采用干辣椒传统发酵技
收稿日期:
2013-09-02
作者简介:
刘德忠(1963-),男,高级工程师。
长期从事农产品、调味品加工应用技术及其工厂配套工程设计工作。
FoodandFermentationTechnology
第49卷(第5期)Vol.49,No.5第49卷(总第177期)
术。
传统发酵工艺,主要利用辣椒表面或空气中的
微生物自然发酵而成,存在菌种的种类复杂、来源
不稳、发酵周期长、易受杂菌干扰等严重问题,从而
造成产品品质不稳定,不能满足工业化生产和食品
安全性的要求。
严重制约了行业的发展。
因此豆瓣行
业急需通过技术进步改变其现有的状况,降低生产
成本,更新技术。
实现自然发酵向可控发酵加工方
式的转变,长期发酵向短期发酵的转变,露天制作
向室内加工的转变,最终实现行业的跨越式发展。
本实验采用乳酸菌发酵干辣椒技术,可将传统
的发酵时间由3个多月(90-100d)缩短为1个月左
右(30-40d),达到显著缩短发酵成熟时间的目的,
且产品的香味更好、色泽更鲜艳、鲜度更高、稳定性
更好。
本文旨在规模化生产中得到更广泛的应用,为
更多的企业带来更大的经济效益。
1实验原理
干辣椒经过去蒂、清洗、浸泡后粉碎,加盐、加乳
酸菌拌匀,入池发酵成熟。
生产的辣椒坯可通过加甜
瓣子拌合,继续发酵、翻、晒、露成熟为郫县豆瓣;也
可直接用于红油豆瓣。
自然选择的乳酸菌发酵受环
境因素的影响比较大,发酵过程无法控制
[3]
。
现在在
辣椒发酵过程中添加一定量的乳酸菌干粉制剂,让
乳酸菌在其发酵过程中从一开始就处在优势的环境
条件下,能大幅缩短成熟周期和提高产品的品质,将
营养物质转化为以乳酸为主的有机酸
[4]
,同时产生
醇类物质,进而产生酯等芳香物质,形成发酵辣椒的
固有香气。
2实验仪器及材料
2.1仪器设备
玻璃坛或土陶缸、恒温箱、电子天平、酸度计、电
炉、粉碎机搅拌机、滴定管、移液管、容量瓶和三角瓶
等化学仪器。
2.2药品试剂
葡萄糖标准溶液、斐林试剂的甲液和乙液、氢氧
化钠溶液、甲醛溶液、铬酸钾指示剂、硝酸银溶液和
酚酞等试剂。
2.3辣椒原料
选用甘肃出产的美国红干辣椒或郫县及周边县
市出产的二荆条干辣椒。
2.4食盐
市售(非碘盐)。
2.5乳酸菌菌粉
选用高福记生物公司的《高福记》牌泡乐美I复
合乳酸菌制剂,活菌数为:
1.5×10
10
CFU/g。
3工艺流程
4分析测定方法
4.1总酸的测定
采用中和滴定法(GB/T12456-2008)。
4.2氯化钠的测定
采用直接沉淀法(GB/T12457-2008)。
4.3氨基酸态氮的测定
采用双指示剂甲醛滴定法(GB/T5009.40-2003)。
4.4还原糖的测定
采用高锰酸钾法(GB/T5009.7-2008)。
5实验步骤
5.1浸泡
将挑选好的干辣椒放入浸泡池中,加入3-4倍
清水浸泡15-24h(上压重物,以免辣椒漂浮)。
5.2清洗、粉碎
把浸泡后的湿辣椒(一般达到干辣椒的3-4倍
重量),放入清洗机进行清洗,洗去泥沙、石子、编织
袋丝等异物。
然后放入打椒机中粉碎成椒坯,以椒坯
总量计算,添加适量的食盐(非碘食盐),充分拌匀。
5.3添加乳酸菌发酵剂
以椒坯总量计算,添加一定量的乳酸菌发酵剂。
用30-35℃左右的温水,加水量为发酵剂的5-10
倍,充分溶解,并静置20-30min后,使用前摇匀后,
浇淋在椒坯上(一层椒坯一层菌液)。
充分搅匀。
5.4浇淋循环
如用条池发酵,则用豆瓣翻醅机来回搅拌3-4
次即可;若是水泥发酵池,则先在大池两个对角分
别放置两个竹笼或有孔塑料管,再装椒坯,装到一
半体积时,用盐水泵抽池内的盐水浇淋在椒坯上,
一般循环2-3h(根据椒坯的多少定),待大池装满
后再抽盐水循环3-5d,抽样分析盐分基本达到平
衡后即可。
5.5发酵
装坛至离坛口15cm即可,在表面撒上薄薄的
一层面盐,最后盖上塑料薄膜,在薄膜四周用盐压实
密封,在10-25℃范围发酵(选此温度范围,是为了
以后适应工业化生产的需要)。
5.6分析化验
每隔7d取样一次,分析测定发酵辣椒坯的感官
指标、盐分、总酸、氨基酸态氮和还原糖等,直到辣椒
刘德忠等:
乳酸菌在干辣椒发酵中的研究与应用
食盐乳酸菌发酵剂
干辣椒挑选浸泡清洗粉碎装池浇淋循环
发酵补盐贮存
612013年第5期
中的还原糖含量降到0.25%以下为止。
(根据生产经
验,当还原糖降至0.25%以下时,即可认定为发酵成
熟)。
6工艺条件的确定
6.1辣椒发酵浓度(加水比)的确定
本实验以干红辣椒和水分比例,分别为1∶2.5;
1∶3;1∶3.5;1∶4;1∶4.5对比试验,经过多次发酵试验对
比发现:
1∶2.5和1∶3的比例时较为粘稠,不利于微生物
生长;1∶4.0或1∶4.5都较稀,易生长杂菌。
1∶3.5比例时
浓度较适。
因此选用辣椒发酵用的浓度为1∶3.5为宜。
6.2乳酸菌种的选择
分别用乳酸菌130
#
,乳酸菌225
#
,乳酸菌510
#
,
乳酸菌550
#
,以1.0%的接种量,发酵辣椒椒坯,结果
如表1。
从表1可以看出:
550
#
乳酸菌效果较好,故选其
作为干辣椒发酵的菌种。
6.3发酵椒坯感官评定
采用100分制。
评定项目为5项,每项占20分。
请10位专业人员和10位非专业人员,按感官评分
标准对成熟椒坯进行评分。
取其平均分作为最终评
分
[5]
。
感官评分标准见表2。
6.4正交试验
干辣椒发酵过程中,对产品质量产生重要影响
的工艺因素主要有以下几个
[6]
:
(1)菌种的接种量:
如果接种量过大,乳酸菌生
长速度过快,会使椒坯的酸味过重,产品风味差;反
之,接种量过小,乳酸菌不能迅速形成优势菌群,发
酵周期长,杂菌污染的危险性大。
(2)发酵温度:
温度过高或过低,都不利于乳酸
菌的正常生长。
虽然大部分乳酸菌的生长最适温度
范围在25-35℃,但是豆瓣加工企业大多没有保温
设施,基本上都是常温发酵。
因此我们把试验温度定
在10-25℃。
(3)发酵时间:
时间过长,不仅增加生产成本,也
使产品过酸,组织软烂,失去食用价值;但如果太短,
产品的生辣味严重,风味差。
(4)食盐添加量:
添加量过多,会抑制乳酸菌的
生长繁殖,影响发酵速度,产品过咸,风味差;反之,
不能抑制杂菌生长,易酸败、易变质。
以上这些因素不是孤立作用于发酵过程的,任
何因素的改变都将影响其它因素的作用,对发酵产
生重大影响。
因此,必须同时对各参数进行试验,最
终确定各参数的最佳组合。
本研究选定以上4个参
数作为试验因素,分别选择4水平进行正交试验,通
过对发酵椒坯进行感官评分,确定最佳工艺参数。
6.4.1正交试验因素水平表如表3。
6.4.2正交试验与感官评定结果
实验结果如表4所示。
由表4可知:
影响产品品质的因素由大到小依
次是:
发酵温度>发酵时间>接种量>盐分浓度。
最佳
组合为B
4
C
4
A
4
D
2
。
即最佳生产条件为:
发酵温度
25℃,发酵时间20d,接种量1.0%和食盐浓度10%。
6.4.3正交试验附效应曲线图
效应曲线图如下图1。
7工业化应用试验
根据小型试验的结果,结合生产实际情况,春
夏、秋冬季节均在常温下进行。
先后在四川省郫县豆
瓣股份有限公司、成都鑫鸿望食品有限公司、成都市
菌种色泽香气形态口感
130
#
较暗红、
光泽差
酯香淡、酱香不浓质地较软一般、有杂味
225
#
较暗红、
光泽差
酯香淡、酱香不浓质地较软一般、有杂味
510
#
较暗红、
光泽差
酯香淡、酱香不浓质地较软一般、有杂味
550
#
鲜红、
亮丽自然
酯香和酱香浓郁
较挺立、
外观好
口感好、无杂味
表1感官评价
Tab.1SensoryEvaluation
项目色泽脆度酸味香味口感
0-4分
暗红、褐色、
光泽差
软烂很重
异、杂味
很浓
很差、杂味重
5-9分
淡红、褐色、
光泽较差
较软较重
酯香和
酱香较淡
一般、有杂味
10-14分
较红、微褐色、
有光泽
较脆稍重
酯香和
酱香较浓
较好、较纯
15-20分红亮、自然脆度好适当
酯香和
酱香浓郁
好、纯正
表2感官评分标准
Tab.2ThecriteriaofSensoryEvaluation
表3正交试验因素水平表
水平
因素
接种量A/%发酵温度B/℃发酵时间C/d食盐浓度D/%
10.41058
20.6151010
30.8201512
41.0252014
Tab.3Thefactorsandlevelsoftheorthogonalexperiment
62第49卷(总第177期)
良兴食品有限公司、成都市旺丰食品有限责任公司、
四川恒丰和食品发展公司和四川高福记食品有限公
司等企业进行规模化验证。
7.1不同盐分浓度辣椒在发酵过程中总酸含量的
变化情况
由图2可知:
辣椒发酵过程中总酸随时间的延
长而逐渐增加,后趋于平稳;加入直投式乳酸菌后会
使乳酸菌菌群在初期就处于强势状态,抑制其它杂
菌生长,将营养物质最大限度转变以乳酸为主的有
机酸,迅速降低pH,抑制腐败菌的生长,防止辣椒腐
烂
[7-8]
;总酸含量随盐度的增加而降低,盐分浓度在
8.00%时,辣椒产生总酸的速度明显高于其它几种
情况,但豆瓣用椒坯的酸度较高时,风味差;盐分浓
度在10.00%时酸度较低,风味更好。
7.2不同盐分浓度辣椒在发酵过程中氨基酸态氮
含量的变化情况
由图3可知:
不同盐分浓度辣椒在发酵过程中
氨基酸态氮含量随发酵时间的增加而升高;氨基酸
态氮含量随盐度的增加而降低,盐分浓度在10.00%
的氨基酸态氮含量增长速度明显比浓盐度的快,这是
由于低盐能促进微生物生长,形成的酶系有利于蛋白
质分解,增加氨基酸态氮的含量
[9]
。
但是,盐分浓度
太低时,辣椒的酸度也高,会影响产品的品质。
7.3不同盐分浓度辣椒在发酵过程中还原糖含量
的变化情况
由图4可知:
辣椒在发酵过程中,还原糖的含
量随时间的增加而减少。
盐分浓度越低,微生物生
长繁殖越旺盛,糖分被利用的程度越高
[10]
,发酵深度
更好。
但是盐分浓度较低时产品的酸度较高,进而影
响产品的品质。
因此选择10.00%的盐分浓度为宜。
所在列因素1A/%2B/C3C/d4D/%5实验结果
实验11111153
实验21222273
实验31333386
实验41444485
实验52123471
实验62214370
实验72341285
实验82432191
实验93134278
实验103243189
实验113312484
实验123421387
实验134142387
实验144231488
实验154324186
实验164413285
均值174.25072.25073.00078.25079.750
均值279.25080.00079.25083.75080.250
均值384.50085.25085.75082.75082.500
均值486.50087.00086.50079.75082.000
极差12.25014.75013.5005.5002.750
表4正交试验表
Tab.4Theorthogonalexperiment
刘德忠等:
乳酸菌在干辣椒发酵中的研究与应用
图1效应曲线图
Fig.1Theeffectcurve
感
官
评
分
影响因素(W:
接种量t:
发酵温度T:
发酵时间N:
食盐浓度)
食盐浓度曲线
发酵温度曲线
发酵时间曲线
接种量曲线
W
/
%
0
.
4
0
.
6
0
.
8
1
.
0
t
/
℃
T
/
d
N
/
%1
4
1
2
1
00
2
0
1
5
1
50
2
0
1
5
1
0
2
5
0
10
20
30
40
50
60
70
80
图2发酵过程中总酸含量的变化情况
Fig.2Thevarietyofthetotalacidcontentinfermentationprocess
8%盐度
10%盐度
12%盐度
14%盐度
07142128354249
发酵天数/d
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
1.10
总
酸
/
g
·
1
0
0
g
-
1
图3发酵过程中氨基酸态氮含量的变化情况
Fig.3Thevarietyofthecontentofaminoacidnitrogen
infermentationprocess
8%盐度
10%盐度
12%盐度
14%盐度
07142128354249
发酵天数/d
氨
基
酸
态
氮
/
g
·
1
0
0
g
-
1
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
632013年第5期
[4]励建荣,岑沛霖,JoyceDC.杨梅汁内花色苷热降解动
力学研究[J].科技通报,2002,18
(2):
1-5.
[5]陈杰,李进伟,张连富.紫甘薯色素的提取及稳定性研
究[J].食品科学,2011,32(18):
154-159.
[6]彭常安,付严萍,刘永,等.紫甘薯色素理化性质及稳定
性研究[J].安徽农业大学学报,2012,39(3):
407-411.
[7]王秋霜,凌彩金,刘淑媚,等.花青素分离纯化及组分鉴
定研究进展[J].食品工业科技,2013,35(3):
358-341.
[8]胡林子,马永全,于新.紫甘薯色素抗菌与抗氧化作用研
究进展[J].食品工业科技,2011,32
(2):
389-392.
[9]TsukuiA,KuwanoK,MitamuraT.Anthocyaninpig-
mentisolatedfrompurplerootofsweetpotato[J].Ka-
seigaakuZasshi,1983,34(3):
153-159.
[10]OdakeK,TaraharaN,Saito,etal.Chemicalstructures
oftwoanthocyaninsfrompurplesweetpotato,Ipomoea
batatas[J].Phytochemistry,1992,31(6):
2127-2130.
[11]GodsYu,ShimizuT,KatoY,etal.Twoacylatedan-
thocyaninsfrompurplesweetpotato[J].Phytochem-
istry,1997,44(6):
186-188.
[12]TeraharaN,ShimizuT,TakashigeK,etal.Sixdia-
cylatedanthocyaninsfromthestoragerootoFpurple
sweetpotato,Ipomoeabatatas[J].BiosciBiotechnol
Biochem,1999,63(4):
1420-1422.
[13]凌关庭.可供开发的新型食品添加剂-紫番薯色素及其
生理功能[J].粮食与油脂,2002(11):
47-50.
(上接第50页)
8传统发酵与乳酸菌发酵的实验对比
8.1发酵指标对比
8.2发酵效果对比
8.3发酵成本对比
9结论
大规模生产应用时,在季节、温度及其它条件相
同时,通过传统方法发酵和乳酸菌发酵的对比可知:
乳酸菌发酵具有非常明显的优势。
产品的色泽更鲜
红、亮丽自然;酯香和酱香更浓郁;形态较挺立、外观
更好看;氨基酸态氮提高33%以上,缩短发酵周期
58%以上,残糖减少16%以上。
由此可见对豆瓣行业
具有非常重要的现实意义,值得大力推广。
参考文献
[1]丁青艾.伍后胜主编.养生保健大辞典[J].北京:
科学技
术文献出版社,1997:
702.
[2]李幼筠.“郫县豆瓣”剖析[J].中国酿造,2008(6):
83-86.
[3]周光燕.四川地区自然发酵泡菜中乳酸菌的生物特性研
究[D].四川农业大学,2006.
[4]王旭明,汪群慧,马鸿志.用乳酸细菌从有机废物生产乳
酸[J].现代化工,2003,23(11):
50-53.
[5]丘加德.剁辣椒纯菌种发酵技术[J].辣椒杂志,2006
(2):
38-39.
[6]卢翰.辣椒酱发酵工艺研究[J].食品与机械,2006(3):
128-129.
[7]李金红.泡菜与乳酸菌[J].中国调味品,2004(3):
3-4.
[8]李铁军,李爱云,张晓峰.乳酸菌抗菌机理研究进展[J].
微生物学通报,2002(5):
81-85.
[9]杨洁彬,郭兴华.乳酸菌生物学基础和应用[M].北京:
中
国轻工出版社,1996:
135-146.
[10]胡淑芳,王雁萍.乳酸菌在泡菜生产中的应用[J].安徽
农业科学,2008,36(21):
9275-9276.
序号项目名称传统发酵乳酸菌发酵备注
1食盐用量18.0-19.0%10.0-11.0%减少42-44%
2发酵总酸0.60-0.70%0.70-0.90%增加28%
3氨基态氮0.10-0.12%0.14-0.16%增加33-40%
4残糖含量0.30%0.25%减少16%
5发酵时间90-100d35-42缩短58-61%
序号项目名称传统发酵乳酸菌发酵
1色泽较暗红、光泽差鲜红、亮丽自然
2香气酯香淡、酱香不浓酯香和酱香浓郁
3口味口感一般、多有杂味口味纯正、无杂味
4形态质地较软较挺立、外观好看
5周期周期较长可明显缩短50%以上
序号
项目
名称
传统
发酵
乳酸菌
发酵
节省
(每吨)
单价
/元/kg
成本/元
1食用盐18%10%-80kg0.83-66.4
2
乳酸菌
粉量
01%+10kg16.8+168.0
3
周转资
金利息
资金利
息较高
资金利
息较少
节约至少
50%以上
资金量越大,
效果越明显
图4发酵过程中还原糖含量的变化情况
Fig.4Thevarietyofthecontentofreducingsugar
infermentationprocess
8%盐度
10%盐度
12%盐度
14%盐度
07142128354249
发酵天数/d
4.50
4.00
3.50
3.0
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 乳酸菌 辣椒 发酵 中的 研究 应用
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)