[01377772]山野菜发酵过程中菌群变化对风味物质形成的影响及其调控技术研究

一、本项目来源： 宁夏自治区科技支撑项目（2012zyn102）。 二、技术原理及性能指标： 宁夏回族自治区野生沙葱和苦苦菜资源非常丰富,腌制保藏对山野菜的营养保持和资源节约等具有重要意义。合适的腌制条件能够提高山野菜腌制品的发酵风味,提高产品的质量。本课题以总酸度及感官评定为响应值,通过中心组合设计试验（CCD）及响应面法（RSM）分析研究不同菜添加量、盐添加量、香辛料添加量对沙葱和苦苦菜腌制品质的影响。为了科学认识自然发酵腌制的沙葱和苦苦菜,运用微生物学及分析化学方法,对自然发酵的沙葱和苦苦菜进行菌种分离鉴定和总酸度、pH及盐度的测定,并用氨基酸自动分析仪分析水解氨基酸和游离氨基酸含量,根据水解氨基酸含量分析两种菜在发酵过程中营养价值的变化;按氨基酸的味觉强度对氨基酸进行分类,研究了随着发酵时间的延长各类呈味氨基酸含量的变化。为沙葱和苦苦菜的开发利用和产业发展提供了科学依据,结果如下： （1）得到沙葱最佳工艺方法为菜用3/4盐预腌8h左右后,再将菜和剩下的1/4盐分层入罐,两次食盐添加量共6%,菜添加量50%,香辛料（辣椒：花椒：茴香：生姜=10：1：1：1）添加量2.5%。通过验证实验得到此条件下发酵的沙葱感官评分为90.3分,总酸度为1.25 g/100mL,与模型预测值感官评分91.8分和总酸度1.30 g/100mL基本相符。苦苦菜最佳工艺方法为将菜烫漂处理后用3‰-4‰花椒水腌制,食盐添加量5％,菜添加量70％,香辛料（辣椒：生姜：茴香＝6：3：1）添加量4％（以上均为占菜水总重百分比）。通过验证实验得到该条件下发酵的苦苦菜感官评分为93.1,总酸度为0.66 g/100mL,与模型预测值94.3和0.71 g/100mL基本相符。 （2）沙葱未发酵前呈味氨基酸中尤以鲜味氨基酸（Glu、Asp、Lys）含量高,发酵初期以植物乳杆菌为优势乳酸菌,各种呈味氨基酸含量均逐渐降低。主发酵期植物乳杆菌、发酵乳杆菌和嗜酸乳杆菌数量较多,苦味氨基酸含量（Leu、Val、Arg、Ile、Trp、Met）、甜味氨基酸（Ser、Thr、Gly、Ala、His、Pro）和鲜味氨基酸含量相差不大。发酵后期以干酪乳杆菌为优势乳酸菌,甜味氨基酸含量占总呈味氨基酸含量比例更大。芳香族氨基酸（Tyr、Cys、Phe）含量在整个发酵过程中较低且变化不大,发酵中后期7-15天沙葱的滋味最好。苦苦菜发酵初期以植物乳杆菌为优势乳酸菌,呈味氨基酸中苦味氨基酸含量较高。主发酵期以植物乳杆菌和短乳杆菌为优势菌群,苦味氨基酸含量逐渐降低,甜味氨基酸和鲜味氨基酸的含量逐渐增加。发酵后期以发酵乳杆菌为优势乳酸菌,甜味和鲜味氨基酸含量均高于苦味氨基酸。整个发酵过程中芳香族氨基酸含量较低且变化不大,发酵中后期7-20天苦苦菜的滋味最好。 （3）通过对沙葱和苦苦菜中水解氨基酸的分析,发现两种菜中均含有全部18种氨基酸。沙葱发酵各时期8种人体必需氨基酸含量均达到总量的41％-45％,与氨基酸模式谱相比较时,未发酵和主发酵期的沙葱营养价值最好,原料沙葱的SRC更高达87.64,发酵3d和7d均接近80分,14d以后沙葱中人体所必需的氨基酸中蛋氨酸和半胱氨酸含量不足,影响了其整体营养价值。苦苦菜发酵各时期8种人体必需氨基酸含量均占总氨基酸的42％左右,与氨基酸模式谱相比较时,主发酵时期苦苦菜的营养价值最好,SRC达到近80。0d和14d以后苦苦菜中人体所必需的氨基酸中蛋氨酸和半胱氨酸含量不足,影响了其整体营养价值。整体来说沙葱和苦苦菜都是具有较高营养价值的山野菜。 三、技术的创新性及先进性： （1）通过测定沙葱自然发酵过程中主要菌群和典型发酵菌株的生长变化,研究其与沙葱中呈味氨基酸变化的关系; （2）通过测定苦苦菜自然发酵过程中主要菌群和典型发酵菌株的生长变化,研究其与苦苦菜中呈味氨基酸变化的关系; （3）通过测定沙葱自然发酵过程中水解氨基酸和游离氨基酸的种类和含量的变化,研究其对沙葱营养与风味的影响; （4）通过测定苦苦菜自然发酵过程中水解氨基酸和游离氨基酸的种类和含量的变化,研究其对苦苦菜营养与风味的影响。 四、技术的成熟程度： 已申请的两项专利经过反复试验,其技术已经很成熟,能够很快投入生产。 五、适用范围及安全性： 本项目成果适用于食品制造范围,安全可靠。 六、应用情况及存在的问题： 本项目成果还未投入使用。由于实验条件和发酵时间的限制,以及培养条件与自然条件的差异,能够培养的微生物种类只是天然微生物中的一部分,对沙葱和苦苦菜发酵过程中典型菌株只进行生化鉴定到所属种类,联合应用一些分子生物学技术,如PCR扩增、核酸杂交、梯度电泳和DNA测序等,深入探索微生物群落与环境因子之间的相互作用及其动态变化过程。