泡菜是我国传统的发酵蔬菜制品,一直以其独特的风味和营养价值广受消费者欢迎。人工接种乳酸菌发酵泡菜不仅能显著改善传统自然发酵周期长、质量不稳定和食用安全性差等问题,而且有利于降低成本,便于工业化、标准化、规模化的生产和控制。本研究旨在筛选优良菌株应用于纯种发酵泡菜,研究乳酸菌对泡菜质构和风味的影响,优化发酵工艺,在减少发酵时间的同时提高产品质量和风味。主要研究结果如下:(1)本文从老坛酸菜、贵州酸汤和泡青菜中分离乳酸菌,从中筛选出产酸、耐酸、耐盐及降解亚硝酸盐能力较强的菌株,并研究其抑菌性、传代稳定性、酶活特性和冻干存活率。结果表明,分离获得的56株菌株中,乳酸菌3-2-5-1’和P-3-3-2的发酵性能较好,发酵48h后pH和总酸含量分别为3.76、2.13%和3.63、2.17%;两株菌的耐盐性好,对亚硝酸盐的降解能力较强,降解率分别为82.99%和83.43%;对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌抑制作用较强,抑菌圈直径分别为18.45mm、17.42mm、15.65mm及15.26mm、9.26mm、12.34mm;传代稳定性较好,冻干存活率分别为81.43%和85.37%;氨基酸脱竣酶试验结果皆为阴性。经16SrDNA测序发现,菌株3-2-5-1’为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum),菌株 P-3-3-2 为发酵乳杆菌(Lactobacillus fermentum)。(2)乳酸菌增殖培养基的优化。在基础培养基、氮源、碳源、生长因子等单因素试验的基础上,应用Plackett-Burman实验设计,确定影响两株菌增殖的关键因子,通过响应面法优化了因子水平。3-2-5-1’增菌培养基最优的组合为乳清粉10.29%、葡萄糖2.03%、柠檬酸钠0.52%、大豆分离蛋白粉1%、碳酸钙0.3%以及胡萝卜汁8%,接种3%发酵剂,30℃培养24h,活菌数达2.63×109CFU/mL。P-3-3-2的最佳配方组合为:乳清粉5.84%、碳酸钙0.32%、胡萝卜为8.33%、大豆分离蛋白粉1%、低聚果糖1%以及磷酸氢二钾0.3%,P-3-3-2在此培养基中培养24h后活菌数达到2.69×109CFU/mL。(3)乳酸菌发酵对莲藕泡菜质构和风味的影响研究。通过单菌和混菌接种试验,以质构、pH、总酸、色度和感官为指标,确定最佳菌株组合为3-2-5-1’:P-3-3-2:Y430(实验室产香菌株)=1:1:1。通过单因素试验研究了发酵条件和辅料添加对莲藕质构和风味的影响。以温度、盐浓度和接种量为因素,总酸、硬度和感官评分作为评价指标,进行了三因素三水平正交试验,确定最佳发酵条件为接种量10%,温度25℃,盐浓度2%,发酵7d泡菜的总酸为1.021%,硬度为43.0N,感官得分86分。根据PB实验选出辅料添加的主要影响因子,分别为糖、辣椒及香料。通过响应曲面法,以感官评价为响应值,确定了辅料添加的最佳配方:糖添加量为1.83%、香料添加量为3.61‰、辣椒添加量为1.84%,此配方制成的莲藕泡菜感官得分为92分。验证了辅料添加试验的结果,按照上述条件发酵莲藕,各项指标的值分别为硬度49.2N,色度77.65,pH为3.49,总酸1.09%,感官评分为90分。(4)纯种发酵泡菜与自然发酵泡菜的比较研究。对比发酵过程中理化指标和微生态变化发现:纯种发酵有利于产酸和乳酸的积累,25℃发酵9d后pH和总酸分别为3.2和1.292%;纯种发酵前期还原性VC低于自然发酵,5d后高于自然发酵;纯种发酵有利于泡菜氨基氮的保存,平衡后维持在0.1%;整个发酵过程中纯种发酵的质构和色度都维持在较高水平,发酵9d后硬度为39.8N,色度为72;发酵成熟后亚硝酸盐含量较低,在0.6mg/kg左右波动;纯种发酵9d后乳酸菌数仍能达到4×108CFU/mL,菌落总数、霉菌数和大肠菌数在整个发酵过程中都低于自然发酵,而酵母菌数除第1d高于自然发酵外,发酵中后期都处于较低水平。通过GC-MS法对纯种发酵和自然发酵莲藕泡菜进行挥发性风味物质的分析,检测出挥发性风味物质分别为69和54种,其中相同的有27种。两种发酵方式莲藕的主体挥发性风味组分是醚类、醇类和烯类。其中醚类分别占了 61.89%和60.98%,为两者的风味做出了较大的贡献。醇类、醛类、烃类、酸类、烯类和含硫化合物在纯种发酵泡菜中的相对含量高于其在自然发酵组中的相对含量,酮类、醚类和酯类物质则相反。从香气物质种类与相对含量来看,纯种发酵优于自然发酵。通过HPLC法分析纯种发酵和自然发酵的莲藕泡菜中生物胺种类和含量。在所检测的单体生物胺中,除亚精胺外,自然发酵的莲藕泡菜中色胺、腐胺、组胺、酪胺含量均高于纯种发酵,且总胺含量也高于纯种发酵。另外,亚精胺是两种莲藕泡菜中主要的生物胺,其平均含量达到123.14mg/kg,色胺、腐胺、组胺含量次之,酪胺含量最少,仅为6.58mg/kg。按FDA规定,两种发酵方式的泡菜单胺和生物胺总量均在安全范围内。