一种老坛泡菜固态发酵剂及其制备方法

摘要

本发明属于食品领域，尤其是食品中泡菜发酵生物技术领域，具体为一种老坛泡菜固态发酵剂。该固态发酵剂包括以下组分：微生物菌剂、营养组分、调味料和护色保脆组分；以质量百分计，微生物菌剂为10~15%，营养组分为40~45%；调味料为20~25%，护色保脆组分为20~25%，总质量百分含量为100%。本发明中所述的老坛泡菜固态发酵剂可实现传统老坛泡菜工业化、规模化生产，同时可实现异地生产，使川渝以外地区的家庭领略自制泡菜的风味；相比同类老坛泡菜发酵剂（单一菌种），利用本发明固态发酵剂发酵老坛泡菜，其风味比传统发酵更好，更宜人。

说明书

技术领域

本发明属于食品领域，尤其是食品中泡菜发酵生物技术领域，具体为一种老坛泡菜固态发酵剂。

背景技术

四川泡菜历史悠久，是我国典型的传统发酵食品之一，其营养丰富，味道可口，可增食欲，促进消化，享誉世界。同时，更是我国西南地区长期以来重要的烹饪食材和佐餐菜品。川渝一带多为传统陶坛式家庭泡菜，按照泡渍工艺可分为两种：一种是选择季节性蔬菜原料(如青菜)进行小规模化的中低盐(4％～6％)长时间(1个月天以上)，这种深度发酵的泡菜，具有高酸、低盐、无残糖的特点，当地人俗称“老泡菜”，主要是用于川菜的烹调，如烹饪酸菜鱼、酸菜面等；另一种是，选择常见蔬菜，如萝卜、白菜、胡萝卜等，再辅以辣椒、生姜及八角、花椒等香辛料，采用多轮循环的方式发酵，并逐渐形成老母水。这种泡菜发酵时间短、盐度低、风味佳、安全性高(如亚硝酸盐含量很低，如附图3)，且含有丰富的高活性乳酸菌和丰富的氨基酸、有机酸(如附图2、4)，被当地人俗称“洗澡泡菜”。通常新渍泡菜，风味不佳，需要发酵5天以上才能具备较好的风味。因此一般以老母水作为引子，进行泡菜制作，即可使泡菜快速成熟(12～14h)，形成良好风味，且保证泡菜安全，不易生花。这是因为老母水中含有丰富的活性乳酸菌，能使发酵快速启动，同时抑制杂菌生长。传统泡菜的老母水，若无明显不良风味，可一直使用下去，可达二三十年，一些高山寺庙中老母水甚至可达四五十年。

随着经济发展，泡菜行业也得到了快速发展，一方面老坛酸菜基本实现了工艺化、规模化生产，但工业化酸菜盐度高、发酵度浅，使用前需要脱盐处理，再调味后食用，几乎成了调味泡菜；而另一方面，洗澡泡菜至今未能实现规模化、工业化生产。如今经济发达，人民生活水平普遍提高，从而开始追求更高的生活质量，对产品的安全性、营养也要求更高。因此，对已经工业化的老坛酸菜，提高其风味，降低盐度，是泡菜企业未来发展的一个方向；而对含有丰富活性乳酸菌、低盐发酵、富含维生素的“洗澡泡菜”进行工业化、规模化则显得非常迫切，成了泡菜企业未来发展的另一个重要方向。另外，随着四川泡菜的知名度提升，以及人们对乳酸菌的认识提高，使得川渝以外地域的家庭也想制作泡菜，以期随时随地领略到泡菜美味。但由于其特有的工艺，发酵过程受到地域、季节、水质等条件多因素影响，很难实现工业化、规模化、异地化生产，也很难长时间保存、运输。

为实现“洗澡泡菜”的工业化、规模化及异地生产，我国很科研人员一直致力于此，且有很多不错的成果。如直投式乳酸菌粉，就是一种有着重要意义的发明。再如申请号为200810172333.7的发明专利，公开了“一种发酵剂发酵泡菜及其制备方法”，该发明特别涉及几种纯乳酸菌发酵剂发酵泡菜及其制备方法，其制备的步骤如下：(1)原料蔬菜的处理：清洗、淋干；(2)盐水的制备；(3)发酵剂溶液的制备；(4)蔬菜装瓶并加入盐水和发酵剂溶液；(5)发酵；此发明不但提供了一种含益生菌的食品发酵剂的一种新的深加工途径，而且得到了一种新的传统健康的泡菜。又如申请号201511034735.7的发明专利中公布了“蔬菜发酵生产用发酵剂”，该发明涉及微生物菌剂产品，含有植物乳杆菌,所述微生物菌剂产品由如下菌剂组成:植物乳杆菌、醋酸杆菌，首先对植物乳杆菌，醋酸杆菌进行单独培养，培养到预定时间后经离心后收集菌体，利用常规微生物制剂的生产方法制备各菌的粉状微生物菌粉；将制备的菌种粉剂根据配比进行混和调配。上述菌种的选择和配比保障了泡菜产品的生产速度、泡菜产品良好的风味及质量使泡菜生产安全性高，产品标准一致，既可适合工业化大规模生产，又可用于手工作坊式生产，产品有较大的应用市场。但该专利中所涉及的植物乳杆菌，并非来源于泡菜，而是分离于新疆酸奶中。事实上，我国科研工作者很少有对老母水形成过程中菌系变化的分析，且很多发酵剂都是植物乳杆菌等单菌构成，虽一定程度上可加速发酵，但所产泡菜风味远远不及四川传统老坛泡菜。

发明内容

本发明的发明目的是针对上述技术问题，提供一种老坛泡菜固态发酵剂。利用该发酵剂发酵老坛泡菜，既可具备比传统老坛泡菜更优良的风味、色泽和滋味，又可使乳酸菌、酵母菌等优势微生物快速增殖，从而抑制致病菌的生长。该发酵剂，极具老坛泡菜工业化、规模化和异地生产广阔前景。

为了实现上述目的，本发明的具体技术方案为：

一种老坛泡菜固态发酵剂，该固态发酵剂包括以下组分：微生物菌剂、营养组分、调味料和护色保脆组分；以质量百分计，微生物菌剂为10～15％，营养组分为40～45％；调味料为20～25％，护色保脆组分为20～25％，总质量百分含量之和为100％。

所述老坛泡菜固态发酵剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)微生物菌剂的制备

选取Lactobacillus pentosus PCYSWX-5，Lactobacillus brevis PCYTY-7和Kazachstania exigua PCYWYL-5 3株菌种进行培育，使其活菌数之比为10:1:1，即10⁸：10⁷：10⁷；

然后将Lactobacillus pentosus PCYSWX-5、Lactobacillus brevis PCYTY-7乳酸菌分别进行高密度培养，再高速离心获取菌泥，以菌泥体积百分含量计，加入10～20％的海藻糖作为保护剂，然后进行冷冻干燥，制成粉剂1#和粉剂2#；干燥温度-60至-50℃，真空度1Pa，时间30-35h，离心转速为10000rpm，每一种菌粉中的活菌数约为5×10¹⁰～1×10¹¹。

将Kazachstania exigua进行高密度增殖培养，再高速离心获取菌泥，以菌泥体积百分含量计，加入10～20％的海藻糖作为保护剂，然后进行喷雾干燥，制成粉剂3#，干燥温度-60至-50℃，真空度1Pa，时间30-35h，离心转速为10000rpm，该菌粉中的活菌数约为5×10¹⁰～1×10¹¹；然后将粉剂1#、2#、3#菌粉按比例复配成复合菌粉。

(2)营养组分的制备

选择葡萄糖、柠檬酸铵、磷酸氢二钾和硫酸锰分别为碳源、氮源和无机盐；复配比例为柠檬酸铵10～15％、磷酸氢二钾5～10％、硫酸锰1～2％，其余由葡萄补足，总质量百分含量为100％。

(3)调味料

选择花椒和八角粉末或其提取物粉末1：1混合，以香辛料混合物质量百分含量计，味精的添加量为10～20％。

(4)护色保脆组分选择氯化钙为护色保脆剂。

(5)复配制备将微生物菌剂、营养组分、调味料和护色保脆组分按比例混合，然后压制成型，每块重40～50g。

所述的Lactobacillus pentosus PCYSWX-5，分类命名为戊糖乳杆菌的菌株Lactobacillus pentosus，保藏日期为2016年7月15日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC No：12793。保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

所述的Lactobacillus brevis PCYTY-7，分类命名为短乳杆菌Lactobacillusbrevis，保藏日期为2016年7月15日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC No：12792。保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

所述的Kazachstania exigua PCYWYL-5，分类命名为Kazachstania exigua，保藏日期为2016年7月15日，保藏单位名称：中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其保藏编号为CGMCC No：12791。保藏单位地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所。

本发明的积极效果为：

(一)、本发明中所述的老坛泡菜固态发酵剂可实现传统老坛泡菜工业化、规模化生产及地生产，使川渝以外地区的家庭领略到自制泡菜的风味；

(二)、相比同类老坛泡菜发酵剂(单一菌种)，利用本发明固态发酵剂发酵老坛泡菜，其风味比传统发酵更好，更宜人；

(三)、包含微生物快速增殖营养物质，每一块固态发酵剂所包含的营养物质能够保证每一块固态发酵中微生物快速增殖，可快速启动发酵，同时，能更好的抑制致病菌生长；

(四)、调料组分中所包含的香辛料提取物、味精、花椒，可以在发酵中及时对老坛泡菜进行调味，这样香味物质更容易渗透在泡菜内部，赋予老坛泡菜更好的滋味；

(五)、添加适量护色保脆剂，可以在老坛泡菜发酵过程中保持泡菜固有的色泽和脆度，赋予老坛泡菜更好的色泽和质地。

附图说明

图1：泡菜母水生态系统稳定后Lactobacillus pentosus、Lactobacillus brevis和Kazachstania exigua活菌计数图，确定了微生物菌剂中三种微生物的比例为10：1：1；

图2：研究四川传统母水进化系统时总酸和pH的变化；

图3：四川泡菜母水进化系统中乳酸菌系统发育树分析，确定发酵系统稳定后，优势乳酸菌为Lactobacillus pentosus、Lactobacillus brevis；

图4：四川泡菜母水进化系统中酵母菌系统发育树分析，确定发酵系统稳定后，优势酵母菌为Kazachstania exigua；

图5为实施例1中记载的不同发酵方式对泡菜感官影响评价图；

图6为实施例1中记载的不同组分对泡菜感官影响的评价图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1：

一种老坛泡菜固态发酵剂的制备方法，包括以下步骤：

微生物菌剂的制备

老坛泡菜是由乳酸菌、酵母菌等微生物主导发酵而成的。对老坛泡菜母水发酵系统中的微生物进行分离纯化、鉴定，确定出主导发酵的微生物种属及活菌比例，然后通过功能筛选，确定具体菌株。最终采用冷冻或喷雾干燥工艺制成菌剂，再按活菌比例复配而成。因此，老坛泡菜固态发酵剂微生物菌剂及其制备的具体步骤如下：

1)优势微生物菌属及活菌比例确定：基于可培养方法对传统老坛泡菜母水发酵系统中的微生物进行分离纯化、分子鉴定，并结合高通量测序、多重PCR等多种免培养方法，最终确定了发酵老坛泡菜的主要微生物，即为Lactobacillus pentosus、Lactobacillusbrevis和Kazachstania exigua。在母水发酵达到稳态时，这三种微生物的活菌数之比约为10:1:1(即10⁸：10⁷：10⁷)。再通过产酸性能、抑菌性能等方面筛选出3株代表性优势微生物：Lactobacillus>

这3株微生物已在CGMCC专利菌种保藏中心保藏，其保藏编号分别为：CGMCCNO.12793；CGMCC NO.12792；CGMCC NO.12791；

2)乳酸菌粉制备：将2株乳酸菌分别在优化后的玉米培养基中进行高密度培养，高速离心获取菌泥，并加入10～20％的海藻糖作为保护剂，然后进行冷冻干燥，制成粉剂1#(Lactobacillus pentosus PCYSWX-5)、2#(Lactobacillus brevis PCYTY-7)；

3)酵母菌剂制备：将Kazachstania exigua PCYWYL-5在优化改良后的玉米培养基中进行高密度增殖培养，高速离心获取菌泥，以菌泥质量百分含量计，加入10～20％的海藻糖作为保护剂，进行喷雾干燥，制成粉剂3#；粉剂的制作可以采用现有技术进行制备。

4)微生物菌剂复配：将1#、2#、3#菌粉按比例复配成菌粉按比例配置成老坛泡菜固态发酵剂中的微生物菌剂组分A。

营养组分的制备

分别称取柠檬酸铵13g、磷酸氢二钾6g，硫酸锰1g，葡萄糖80g，混匀复配成营养组分B。

调味组分及护色保脆组分的制备

称取200g花椒粉末，200g八角粉末，粉碎成过筛160～180目的粉末，1：1混合，称取100g香料混合物，添加15g味精混合均匀作为调味料；选择氯化钙为护色保脆剂；

复配制备

称取微生物菌剂组分A6g；营养组分B16g；调味料组分10g；护色保脆8g，混合均匀后压片成型，压成圆形，即为40g老坛泡菜固态发酵剂。

实验1：

1)称取莲花白400g，胡萝卜200g，白萝卜200g，小米辣50g，食盐50g，凉开水1600g，老坛泡菜固态发酵剂40～80g(1～2片)。将蔬菜原料清洗、切分，将食盐化入凉开水中，将固态发酵剂先溶入40～50℃温水中；然后将原辅料投入2.5L陶坛中，加入发酵剂溶液，再加入食盐水，密封后置于23℃发酵。并检测总酸、pH，总酸积累达到0.4％时(一般认为总酸04-0.8％时泡菜成熟)，取出泡菜，请10名接受过培训的感官人员来按照表1标准进行评价(下同)。

表1泡菜感官评定标准

2)如1)中泡菜制作流程，不添加老坛泡菜发酵剂，自然发酵，待总酸积累达到0.4％时，取出泡菜进行感官评定。

3)如1)中泡菜制作流程，按说明添加某公司单菌泡菜发酵剂，待总酸积累达到0.4％时，取出泡菜进行感官评定。

4)使用效果：

根据总酸检测结果：3种不同发酵方式所需时间相差不大，发酵2d时，总酸积累都达到0.4％时，但含量稍微不同：老坛发酵剂发酵的泡菜总酸为0.56g/100mL，自然发酵泡菜总酸为0.42g/100mL，某公司单菌发酵剂发酵泡菜总酸为0.46g/100mL。

感官评定结果如下图5所示，不同发酵方式泡菜感官评价为：老坛泡菜固态发酵剂发酵泡菜>传统老坛泡菜>某公司发酵剂发酵泡菜。由此可见，本发明老坛泡菜固态发酵剂发酵泡菜的风味优于单菌发酵和自然发酵的四川泡菜。可用以实现老坛泡菜的工业化、异地生产。

实验2：

1)如实验1中1)所述的泡菜流程制作泡菜，标为“泡1”，待总酸积累达到0.4％时，取出泡菜进行感官评定(方法如实验1中1)所述)。

2)如实验1中1)所述的泡菜流程和参数制作泡菜，但所使用的老坛泡菜发酵剂仅不包含微生物菌剂组分A，标为“泡2”，待总酸积累达到0.4％时，取出泡菜进行感官评定。

3)如实验1中1)所述的泡菜流程及参数制作泡菜，但所使用的老坛泡菜发酵剂仅不包含营养组分B，标为“泡3”，待总酸积累达到0.4％时，取出泡菜进行感官评定。

4)如实验1中1)所述的泡菜流程及参数制作泡菜，但所使用的老坛泡菜发酵剂仅不包含调味料组分C和护色保脆组分D，标为“泡4，待总酸积累达到0.4％时，取出泡菜进行感官评定。

5)对比结果：

根据总酸检测结果：3种不同发酵方式成熟时间不同，总酸积累都达到0.4％时，“泡1”需要24h，总酸为0.46g/100mL；“泡2”需要48h，总酸为0.44g/100mL；“泡3”需要48h总酸为0.41g/100mL；“泡4”需要24h总酸,为0.48g/100mL。由此可见，不加营养组分B和微生物菌剂组分A,明显延长了泡菜发酵时间，增加安全风险；不加调味料组分C和护色保脆组分D，对成熟时间影响不大，但对泡菜的感官质量影响较大。

感官评定结果如下图6所示，其结果为：“泡1”>“泡2”>“泡3”>“泡4”，可见调味料成分和护色保脆对泡菜质量有较大的影响，其次是营养组分，和微生物组分。因此，要想达到发酵最佳的结果，该老坛固态发酵剂的所有组分缺一不可。

实施例2：

一种老坛泡菜固态发酵剂的制备方法，包括以下步骤：

微生物菌剂的制备

如实施例1中所述，制备微生物菌剂组分A。

营养组分的制备

分别称取柠檬酸铵12g、磷酸氢二钾8.5g，硫酸锰1.5g，葡萄糖78g，混匀复配成营养组分B。

调味组分及护色保脆组分的制备

称取200g花椒粉末，200g八角粉末，粉碎成过筛160～180目的粉末，1：1混合，称取100g香料混合物，添加20g味精混合均匀作为调味料；选择氯化钙为护色保脆剂。

复配制备

称取微生物菌剂组分A 4g；营养组分B 18g；调味料组分8g；护色保脆10g，混合均匀后压片成型，压成圆形，即为40g老坛泡菜固态发酵剂。

使用方法：

称取青菜3000g，食盐400g，凉开水6000g，老坛泡菜固态发酵剂160～240g(4～6片)。将蔬菜原料清洗整理，不切分，同时将食盐化入凉开水中，将固态发酵剂溶入40～50℃温水中；然后将青菜整齐投入10L陶坛中，加入发酵剂溶液，再加入食盐水，密封后置于23℃发酵。

使用效果：发酵过程中检测总酸、pH，一般认为泡菜酸度积累达到0.4-0.8％，即认为泡菜成熟，风味最佳，可食用。本发酵剂发酵15d时，总酸达到0.43g/100mL，即可脱盐，进一步加工。

酸菜感官评定：请10名接受过培训的感官人员来按照表1标准进行评价。结果如图1所示，不同发酵方式感官评分为：老坛泡菜固态发酵剂发酵泡菜>传统老坛泡菜>某公司发酵剂发酵泡菜。

表2酸菜菜感官评定标准

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。