剁辣椒发酵乳酸菌筛选、鉴定及应用研究

摘要

湖南省常见的辣椒产品是剁辣椒，工业化生产方式主要以自然发酵和盐胚脱盐加工为主。自然发酵的剁辣椒中菌株种类较多，风味优良，但存在发酵时间较长、品质难控制问题。盐胚脱盐加工的剁辣椒保质期长，工业化生产简单，成本低，但风味和营养物质损失大。从自然发酵剁辣椒中筛选出优良菌株，制成发酵剂应用到剁辣椒加工，产品具有风味较好，发酵周期短，品质稳定等特点，对于推动高品质剁辣椒工业化生产具有重要意义。本研究以湖南特色的自然发酵剁辣椒为原料，分离、筛选出优良性状的菌株，探究菌株的耐受性及发酵性能，获得发酵辣椒汁产香性能较好的乳酸菌，通过多菌种混合发酵剁辣椒的单因素试验和正交试验，优化剁辣椒的发酵工艺参数，并对剁辣椒最优发酵工艺下的品质变化规律进行分析。主要结果如下：　　(1)收集湖南省的特色辣椒资源，自然发酵制成剁辣椒，经平板分离、革兰氏染色、接触酶试验，初步获得54株乳酸菌。对菌株进行产酸能力的筛选，分析菌株发酵液的OD值、pH值和总酸，得出11株菌株产酸能力较强。对11株菌进行抗氧化能力评价，BLHN3、EJT2、PDJ13株菌抗氧化能力较强，经形态学及分子生物学鉴定，3株均为发酵乳杆菌。　　(2)对筛选的3株发酵乳杆菌进行生长曲线和耐酸、耐盐性分析，BLHN3和EJT2的生长速率相当，PDJ1菌株的生长速率较快，耐酸、耐盐能力较强。分别接种至辣椒汁发酵，比较发酵过程中的pH值、乳酸菌数，PDJ1菌株发酵辣椒汁3dpH下降趋势明显，乳酸菌数最高。BLHN3菌株发酵的辣椒汁中产生的亚油酸乙酯、乙酸乙酯和辛酸乙酯相对含量最高，赋予辣椒汁愉悦的香气；PDJ1菌株产生的呈香物质如(E)-2-己烯-1-醇、香叶醇、D-柠檬烯相对含量最高，赋予辣椒汁果香、清香。综合感官评价及挥发性成分分析，BLHN3和PDJ1菌株发酵辣椒汁相对EJT2菌株风味较突出。　　(3)通过单因素试验和正交试验，以总酸及感官评价为指标，将发酵乳杆菌、嗜酸乳杆菌和植物乳杆菌以1:1:1的比例混合，对发酵剁辣椒进行工艺优化。结果表明：最优发酵工艺为发酵时间10d，接菌量2%，发酵温度26℃，盐添加量7%，得到的剁辣椒总酸9.32g/kg，感官评分82.89分。此工艺条件下剁辣椒椒块色泽红亮，无霉斑或白花，香气较好，酸感和咸味均适中，有脆度，口感较好。　　(4)对剁辣椒发酵过程中的品质变化规律进行分析，随着发酵时间延长，总酸含量不断升高，发酵9d时感官评分最高。剁辣椒中含有22种氨基酸，总量呈现先增大后减小变化趋势，发酵12d时含量最高达11.789mg/g。Glu、Phe、Cys和Met对剁辣椒的风味起主要贡献作用。HS-GC-IMS共检测出55种挥发性物质，接种发酵6d~15d的剁辣椒风味物质较为相似，主要挥发性物质是醇类，其中异戊醇、丁醇、2-甲基-1-丁醇、4-甲基-1-戊醇和丙醇含量较高。自然控温发酵剁辣椒的主要挥发性物质是醛类和醇类，风味介于接种发酵0d和3d之间，与发酵6d~15d的剁辣椒存在显著差异。HS-GC-IMS分析可作为剁辣椒接种发酵过程中挥发性成分差异识别的有效手段，为剁辣椒品质控制提供理论基础。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 辣椒

1.1.1 辣椒简介

1.1.2 辣椒加工产业现状

1.2 乳酸菌

1.2.1 乳酸菌简介

1.2.2 乳酸菌筛选及发酵蔬菜加工研究现状

1.3 风味物质分析技术研究进展

1.3.1 顶空－固相微萃取－气相色谱－质谱联用

1.3.2 气相色谱离子迁移谱联用

1.4.1 背景意义

1.4.2 研究内容

第2章 湖南剁辣椒中优良乳酸菌的筛选鉴定

2.1.1 材料与试剂

2.1.2 仪器与设备

2.2 试验方法

2.2.1 自然发酵剁辣椒制备

2.2.2 菌株分离纯化

2.2.3 高效产酸乳酸菌初筛

2.2.4 高效产酸乳酸菌复筛

2.2.5 抗氧化乳酸菌初筛

2.2.6 抗氧化乳酸菌复筛

2.2.7 形态学鉴定

2.2.8 分子生物学鉴定

2.2.9 数据处理

2.3 结果与分析

2.3.1 高效产酸乳酸菌的筛选

2.3.2 抗氧化能力初筛

2.3.3 抗氧化能力复筛

2.3.4 形态学鉴定分析

2.3.5 分子生物学鉴定

2.4 本章小结

第3章 乳酸菌发酵特性及发酵辣椒汁研究

3.1.1 材料与试剂

3.1.2 仪器与设备

3.2.1 生长曲线

3.2.2 耐酸、耐盐能力

3.2.3 人工接种发酵辣椒汁

3.2.4 乳酸菌计数

3.2.5 pH测定

3.2.6 感官评价

3.2.7 挥发性成分测定

3.2.8 数据处理

3.3.1 乳酸菌发酵特性

3.3.2 乳酸菌发酵辣椒汁研究

3.4 本章小结

第4章 多菌种混合发酵剁辣椒工艺优化

4.1.1 材料与试剂

4.1.2 仪器与设备

4.2 试验方法

4.2.1 低盐发酵辣椒制作工艺

4.2.2 单因素试验

4.2.3 正交试验

4.2.4 总酸测定方法

4.2.5 感官评价标准

4.2.6 统计分析

4.3 结果与分析

4.3.1 接菌量对剁辣椒的影响

4.3.2 食盐添加量对剁辣椒的影响

4.3.3 温度对剁辣椒的影响

4.3.4 发酵时间对剁辣椒的影响

4.3.5 正交试验结果

4.4 本章小结

第5章 剁辣椒接种发酵过程品质变化规律研究

5.1.1 材料与试剂

5.1.2 仪器与设备

5.2 试验方法

5.2.1 剁辣椒接种发酵与自然控温发酵

5.2.2 总酸

5.2.3 感官评价

5.2.4 微生物指标

5.2.5 氨基酸测定

5.2.6 GC-IMS分析

5.2.7 数据分析

5.3 结果与分析

5.3.1 总酸及感官评价

5.3.2 微生物指标

5.3.3 游离氨基酸含量分析

5.3.4 GC-IMS分析

5.4 本章小结

结论

参考文献

附录A（攻读学位期间所发表的学位论文）

致谢