一种益生菌发酵山药及其制备方法.pdf

本发明涉及一种益生菌发酵山药及其制备方法，该产品由山药、益生菌组合和配料组成，pH值为小于3.6，每克产品大肠菌群MPN值小于或等于3，亚硝酸盐含量小于或等于0.5mg/kg，乳酸菌活菌数达到108CFU/g；所述益生菌组合是植物乳杆菌和肠膜明串珠菌；所述配料包括食盐和糖。制备方法包括乳酸菌的活化与培养、山药的去皮、切分、烫漂、冷却晾干处理、发酵卤水制备、接种过程。本发明的优点是提升了山药的营养价值和独特风味，以及食用期限。

1.  一种益生菌发酵山药产品，其特征在于，由山药、益生菌组合和配料组成，pH值为小于3.6，每克产品大肠菌群MPN值小于或等于3，亚硝酸盐含量小于或等于0.5mg/kg，乳酸菌活菌数达到10⁸CFU/g；所述益生菌组合是植物乳杆菌和肠膜明串珠菌；所述配料包括食盐和糖。

2.  一种制备权利要求1所述益生菌发酵山药方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)乳酸菌活化与培养；
(2)山药去皮、切分、烫漂、冷却晾干处理；
(3)卤水制备；
(4)接种发酵。

3.  根据权利要求2所述的一种益生菌发酵山药的制备方法，其特征在于，步骤(1)为：将植物乳杆菌和肠膜明串珠菌肠膜亚种保存菌种液分别接于MRS液体培养基中活化后，再转接于新的MRS肉汤培养基中厌氧培养，然后把培养有菌种株的MRS肉汤培养基分别倒入灭菌的离心管，离心，倒出上清液，加入灭菌的生理盐水重悬，重复上述步骤离心两次，得到重悬液。

4.  根据权利要求2所述的一种益生菌发酵山药的制备方法，其特征在于，步骤(2)为：山药洗净、去皮，将山药切成长度为3～4cm的长条；将切好的山药倒入沸水中，重新沸腾后保持微沸3min,；将漂烫过的山药用冷开水冷却；放在通风的地方晾干。

5.  根据权利要求2所述的一种益生菌发酵山药的制备方法，其特征在于，步骤(3)的为：卤水按食盐3％、糖4％比例配制，先将所需食盐和糖称好放在清洁无油腻的容器中，再按比例取一定的水，煮沸并注入容器中溶化，冷却。

6.  根据权利要求2所述的一种益生菌发酵山药的制备方法，其特征在于，步骤(4)为：植物乳杆菌和肠膜明串珠菌菌悬液按体积比1:3混合，混合菌液按3％体积比例和卤水混合；山药原料：卤水的比例按质量比1:1混合后装入密闭容器，保持环境温度26℃进行厌氧发酵3-5天，得到益生菌发酵山药成品。

一种益生菌发酵山药及其制备方法
技术领域
本发明涉及食品科学技术领域，具体涉及一种富含益生菌并且具有良好的色泽、风味、酸度和脆度的发酵山药及其制备方法。
背景技术
山药是我国药食同源的典型植物之一，也是我国保健食品重要原材料之一，营养丰富，味道鲜美。随着现代科学技术的发展，其主要功能性成分所具有的增强免疫、促进肠胃消化、降低血糖、调节机理和抗衰老、调节和降低血脂、抗肿瘤、促进肾脏再生修复、调节酸碱平衡等功效也逐渐被人们所认识了解并加以利用。但目前山药销售和食用仍以原料和鲜食为主，加工产品少，精深加工产品所占比例更小，普遍存在加工规模小，经济效益低的问题。近年来泡制蔬菜以其酸鲜纯正、脆嫩芳香、风味独特越来越受到人们的喜爱，发酵过程中生成的大量有机酸可以抑制腐败微生物的生长，可以达到长期贮藏的目的。此外，泡制蔬菜中的活性益生菌具有保持肠道健康环境、预防腹泻便秘、抑制胆固醇和体内毒素、恢复肠道微生态功能等保健功能。尽管我国泡菜品种丰富，但是还没有泡制山药产品及其相关的发酵技术。利用乳酸菌发酵山药，既可以增加山药的营养和风味，又可以延长食用期限，但是山药富含淀粉和多糖，其质构和成分不同于其它蔬菜，其菌种选择、辅料配方以及发酵条件均有独特的要求，目前益生菌发酵山药及其制备方法国内外未见相关研究和报道。
益生菌具有保持肠道微生态平衡，抑制有害细菌生长，防止肠道感染，消除过敏等生理功能。传统发酵食品是补充人体益生菌良好的来源和载体。植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)是目前广泛使用的益生菌之一，是典型的兼性厌氧菌，在发酵过程中只产生乳酸，有较强的发酵碳水化合物的能力，较耐盐，与其它乳酸菌有协同作用。植物乳杆菌代谢可以产生有机酸、细菌素、过氧化氢、双乙酰等多种天然抑菌物质，具有维持肠道内菌群平衡，促进营养物质吸收功能，增强机体的免疫力，降低胆固醇水平，缓解乳糖不耐症等多种功能。植物乳杆菌是许多酸性发酵性植物食品如泡菜、黄瓜和朝鲜辣泡菜中的主要优势菌。但是国内外还没有将植物乳杆菌应用于山药发酵的相关报道。
肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)是被美国FDA和AAFCO列为可以直接食(饲)用的42种安全微生物之一。我国卫生部也于2012年将肠膜明串珠菌肠膜亚种列入了《可用于食品的菌种名单》。肠膜明串珠菌除具有普通乳酸菌的高产酸能力、抗氧化能力和拮抗致病菌的特性外，还具有在发酵中可产生种类丰富、数量较多的胞外多糖的能力。肠膜明串珠菌也被发现广泛分布在发酵食品中，特别是发酵乳品、腌制泡菜和酿制果酒中，它能够形成发 酵产品良好风味，因而又被称为产香菌。此外，肠膜明串珠菌能够合成胞外功能性低聚糖，具有促进肠胃系统中的益生菌增殖、抑制肠道病原微生物的生长和繁殖、促进胃肠道蠕动、消除便秘、缓解腹泻、降低食物过敏率、促进矿物质的吸收、降低血清胆固醇、防止结肠癌等功能。但是国内外还没有将肠膜明串珠菌应用于山药发酵的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种益生菌发酵山药及其制备方法，制备出的发酵山药产品具有良好的色泽、风味、酸度和脆度并含有高浓度益生菌活菌数，有效的提升了山药的口感和营养价值及保藏期限，并且其制作简单，易于推广。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种益生菌发酵山药产品，由山药、益生菌组合和配料组成，pH值为小于3.6，每克产品大肠菌群MPN值小于或等于3，亚硝酸盐含量小于或等于0.5mg/kg，乳酸菌活菌数达到10⁸CFU/g；所述益生菌组合是植物乳杆菌(L.plantarum Y5)和肠膜明串珠菌(中国工业微生物菌种保藏管理中心保藏号CICC20418)；所述配料包括食盐和糖。
本发明所述的益生菌发酵山药产品的制备方法，包括以下步骤：
(1)乳酸菌活化与培养；
(2)山药去皮、切分、烫漂、冷却晾干处理；
(3)卤水制备；
(4)接种发酵。
其中，步骤(1)乳酸菌的活化与培养具体是：将植物乳杆菌和肠膜明串珠菌保存菌种液分别接于MRS液体培养基中活化后，再转接于新的MRS肉汤培养基中厌氧培养h，然后把培养有菌种株的MRS肉汤培养基分别倒入灭菌的离心管，离心，倒出上清液，加入灭菌的生理盐水重悬，重复上述步骤离心两次，得到OD值为1.0菌悬液。
(2)山药的去皮、切分、烫漂、冷却晾干处理。山药洗净、去皮，将山药切成长度为3～4cm的长条；将切好的山药倒入沸水中，重新沸腾后及时保持微沸3～5min,；将漂烫过的山药用冷开水冷却；放在通风的地方晾干。
(3)卤水制备。卤水按食盐3％、糖4％比例配制，先将所需食盐和糖称好放在清洁无油腻的容器中，再按比例取一定的水，煮沸并注入容器中溶化，冷却。
(4)接种发酵。植物乳杆菌和肠膜明串珠菌肠膜亚种菌悬液按体积比1：3混合，混合菌液按3％(体积比)比例和卤水混合；山药原料：卤水的比例按质量比1:1混合后装入密闭容器，封口，保持环境温度26℃进行厌氧发酵3-5天，得到益生菌发酵山药成品。
本发明的有益效果是：
1.本发明在严格控制的环境下，将山药经过益生菌发酵，最终发酵产品中具有良好的色泽、风味、酸度和脆度并含有高浓度益生菌活菌数，可达10⁸CFU/g，同时含有益生菌其它代谢产物如乳酸和功能性胞外多糖等，明显提高了山药的口感和营养价值。
2.本发明通过原料处理和接种发酵工艺的标准化操作，让益生菌在稳定的环境下生长和代谢，确保发酵产品色泽和酸度稳定，最终pH值达到3.6以下，显著提高了山药的保藏期限。
附图说明
图1：益生菌山药发酵过程中的pH值动态变化。
图2：益生菌山药发酵过程中的总酸含量动态变化。
图3：益生菌山药发酵过程中的亚硝酸盐含量动态变化。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
1.山药原料的处理。
①原料选择。选择无病虫害、无虫蛀、少黑斑、无损伤的粗细均匀、直山药，且要求条茎表面无泥沙，无其它杂质，贮运途中轻拿轻放，减少受伤而褐变。
②去皮。去皮之前先用流动水冲洗去山药茎表面的泥土，去皮采用手工去皮。
③切分、整理。将原辅料按长短尽量切成长为3～4cm的长条。
④烫漂。先将烫漂液煮沸，然后倒入山药片，重新沸腾后及时保持微沸3～5min，山药片烫漂至半透明且保持一定脆度为佳，其目的是钝化酶、排除根茎肉组织中的空气等。烫漂时要加以搅动，以免糊锅，影响产品的外观和风味。
⑤冷却。将烫漂过的原料在冷开水中浸泡冷却。
⑥晾干。自然发酵的原料放在干净、通风的地方晾干后装入发酵容器，可以用经清洗消毒的泡菜坛作为发酵容器。
2.菌种制备。
将植物乳杆菌(L.plantarum Y5，已有论文公开，朱小红,杨振泉,顾瑞霞,张宜凤,王慧晶,张在金.新疆传统乳制品中优良乳酸菌的筛选及多菌株发酵剂的研究.《食品与发酵工业》2008年第12期.)和肠膜明串珠菌(保藏号CICC20418)保存菌种液分别接于MRS液体培养基中活化后，再转接于新的MRS肉汤培养基中厌氧培养18～24h，然后把培养有菌种株的MRS肉汤培养基分别倒入灭菌的10mL离心管，设置16℃，4000rpm，离心5min，倒出上清液，加入灭菌的生理盐水重悬，重复上述步骤离心两次，得到OD值为1.0菌悬液。
3.卤水制备。卤水按如下比例配制：先将所需食盐和糖称好放入清洁无油腻的容器中，再按比例取一定的水，煮沸并注入容器中使盐溶化，冷却，最终浓度食盐3％、糖4％。
4.接种发酵。植物乳杆菌和肠膜明串珠菌肠膜亚种菌悬液按1:3混合，混合菌液按3％比例和卤水混合；山药原料：卤水的比例按1:1混合后装入密闭容器，封口，保持环境温度26℃进行厌氧发酵。
5.发酵过程中pH值的变化测定。用无菌吸量管取10mL的发酵卤水，用pH计直接测定pH值，做三组平行取平均值，描述pH随时间的变化趋势。试验结果如图1所示，结果表明3％盐浓度的卤水山药发酵pH在第96h达到稳定，和5％与7％盐浓度的卤水相比，pH下降快，发酵周期短。
6.发酵过程中总酸含量变化测定。将发酵卤水用振荡器充分混匀，取样品5g卤水置于50mL三角瓶中，加入20mL蒸馏水，充分混匀，在试样中加入0.2mL 1％酚酞指示剂，用0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色30s不褪色。记录消耗0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液的毫升(V1)。用蒸馏水代替试液，按照①操作。记录消耗0.1mol/L氢氧化钠标准滴定溶液的毫升数(V2)。结果表述总酸以每公斤(或每斤)样品中酸的克数表示，按式(a)计算：
X=c(V1-V2)×K×Fm(V0)×1000...............................(a)]]>
式中:X——每公斤(或每斤)样品中酸的克数,g/kg(或g/L)；
c——氢氧化钠标准滴定溶液的浓度，mol/L；
V1——滴定试液时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；
V2——空白试验时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积，mL；
F——试液的稀释倍数；
K——酸的换算系数。乳酸酸的换算系数为0.09；
m(V0)——试样的取样量，g或mL。
试验结果如图2所示，结果表明不同盐浓度的卤水发酵山药结束时的最终总酸含量都不相同，且卤水的盐浓度越高，其发酵结束时的总酸含量越低。3％盐浓度的山药浆汁总酸含量在第96h时远远大于7％盐浓度的山药浆汁酸化发酵结束时的总酸含量，3％盐浓度的卤水适合山药发酵。
7.发酵过程中亚硝酸盐含量变化测定。按照GB 5009.33—2010.食品安全国家标准食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定方法进行，试验结果如图3所示，结果表明接种益生菌发酵山药的亚硝酸盐含量在起始12h内由0mg/kg上升到31.5mg/kg，而自然发酵(没有接种益生菌)的亚硝酸盐含量在起始12h上升值显著高于自然发酵(55.0mg/kg)，结果显示接种益生菌发 酵山药发酵过程中亚硝酸盐的产生量少，亚硝酸盐还原速度更快。
8.发酵产品大肠菌群的测定。按照GB 4789.3—2010.食品安全国家标准食品微生物学检验大肠菌群计数方法进行，大肠菌群最可能数MPN值小于或等于3/mL。
9.发酵产品的感官评价及益生菌含量测定。发酵色泽洁白半透明，没有褐变，感官评价由14位具备一定的感官评分的基础知识的人员组成(男女各半)，从色泽、气味、滋味、脆度等方面对发酵山药进行打分评价，满分为100分，结果显示接种益生菌发酵的山药香气更为浓郁纯正，无不良气味，在滋味方面，接种益生菌发酵山药味道较自然发酵山药更好，更适口；在脆度方面的感官评分更高。产品中的益生菌含量根据GB4789.35—2010.食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验方法进行。结果显示乳酸菌活菌总数≥10⁸CFU/g。