摘要：采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以乳酸菌活菌數(shù)為指標(biāo)，考察了乳酸鏈球菌接種量、嗜酸乳桿菌接種量、菊芋添加量、甜味劑添加量、鹽添加量和發(fā)酵溫度6個(gè)因素對(duì)乳酸菌發(fā)酵型番茄醬生產(chǎn)過(guò)程中乳酸菌活菌數(shù)變化的影響，優(yōu)化了高活性乳酸菌發(fā)酵型番茄醬的生產(chǎn)工藝.結(jié)果表明：采用乳酸鏈球菌和嗜酸乳桿菌復(fù)合發(fā)酵，有利于提高發(fā)酵型番茄醬中乳酸菌活菌數(shù);適當(dāng)添加菊芋有利于乳酸菌的增殖，而甜味劑和鹽的使用對(duì)乳酸菌增殖影響較小;發(fā)酵溫度在30 ℃以上時(shí)有利于乳酸菌的增殖.高活性乳酸菌發(fā)酵型番茄的適宜生產(chǎn)工藝條件為乳酸鏈球菌接種量1.0%～2.0%，嗜酸乳桿菌接種量2.0%，菊芋添加量15%～20%，發(fā)酵溫度30 ℃.該條件下制得的高活性乳酸菌發(fā)酵型番茄醬(乳酸菌活菌數(shù)保持在109 CFU/mL)的最佳保存期為30 d.

　　關(guān)鍵詞：發(fā)酵型番茄醬;乳酸菌;活菌數(shù);生產(chǎn)工藝

　　《重型汽車(chē)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1987年，是由中國(guó)重汽技術(shù)中心主辦的國(guó)家級(jí)期刊,面向國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)行,是國(guó)內(nèi)重型汽車(chē)行業(yè)唯一一份公開(kāi)發(fā)行的權(quán)威刊物,集技術(shù)性與綜合性、理論性與實(shí)用性為一體。

　　0 引言

　　番茄廣泛栽培于我國(guó)南北各地，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)和特殊的風(fēng)味，可以生食、煮食等.在食品工業(yè)中，番茄主要用于生產(chǎn)番茄醬[1].選擇成熟紅番茄，經(jīng)破碎、打漿、去除皮籽、濃縮、裝罐、殺菌等工序即可生產(chǎn)出番茄醬[2].目前番茄醬產(chǎn)量非常大，據(jù)相關(guān)新聞報(bào)道[3]，2017年全國(guó)種植番茄面積約100萬(wàn)畝，番茄醬加工企業(yè)共有182家，其中2017年開(kāi)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)100家，45%的加工企業(yè)全年未開(kāi)工，產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題已十分突出，因此，開(kāi)發(fā)新型的番茄深加工產(chǎn)品是解決這一問(wèn)題的有效途徑.

　　番茄中含有葡萄糖、果糖、檸檬酸、多酚、黃酮、維生素、鈣、鎂等[4]，有利于益生菌的生長(zhǎng)[5-6].益生菌能在人類(lèi)和動(dòng)物腸道內(nèi)定殖、生長(zhǎng)，并具有抑菌、抗癌、提高免疫力和預(yù)防腹瀉等作用[7].采用益生菌發(fā)酵番茄醬能夠綜合益生菌發(fā)酵產(chǎn)品和番茄醬產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，使得經(jīng)混合發(fā)酵制備的番茄果醬[8]、番茄飲料[9-10]等有望成為具有廣闊市場(chǎng)前景的新型產(chǎn)品.目前尚未見(jiàn)關(guān)于采用乳酸菌發(fā)酵制備發(fā)酵型番茄醬的相關(guān)研究報(bào)道.采用發(fā)酵法可以減少番茄醬傳統(tǒng)方法制作過(guò)程中對(duì)番茄原料的加熱次數(shù)，降低高溫對(duì)番茄中維生素等的破壞，從而有效提高番茄醬的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[11].鑒于此，本文擬選用具有益生功能的乳酸菌(乳酸鏈球菌、嗜酸乳桿菌)，結(jié)合其他生產(chǎn)工藝因素(菊芋添加量、甜味劑添加量、鹽添加量和發(fā)酵溫度)，采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以乳酸菌活菌數(shù)為指標(biāo)，考察乳酸菌在番茄醬發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中的變化規(guī)律，并優(yōu)化發(fā)酵型番茄醬的生產(chǎn)工藝，

　　以期制備高活性乳酸菌發(fā)酵型番茄醬，進(jìn)而為新型番茄深加工產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)提供一定的理論參考.

　　1 材料和方法

　　1.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　1.1.1 原料

　　番茄、菊芋、豆芽，市售，新鮮無(wú)霉?fàn)€變質(zhì);葡萄糖，分析純，市售;MRS肉湯培養(yǎng)基，購(gòu)自杭州百思生物技術(shù)有限公司.

　　嗜酸乳桿菌和乳酸鏈球菌，為實(shí)驗(yàn)室分離保存菌種.

　　1.1.2 培養(yǎng)基

　　乳酸菌液體培養(yǎng)基：番茄質(zhì)量濃度為2 g/L，菊芋質(zhì)量濃度為1 g/L，豆芽質(zhì)量濃度為2 g/L，葡萄糖質(zhì)量濃度為2 g/L，蒸餾水.

　　1.2 儀器設(shè)備

　　LX-C35L型高壓滅菌鍋，合肥華泰醫(yī)療設(shè)備有限公司產(chǎn);SW-CJ-2FD型潔凈工作臺(tái)，蘇凈集團(tuán)蘇州安泰空氣技術(shù)有限公司產(chǎn);SHP-250型智能生化培養(yǎng)箱，上海鴻都電子科技有限公司產(chǎn);YP20001型電子天平，上海光正醫(yī)療儀器有限公司產(chǎn).

　　1.3 實(shí)驗(yàn)方法

　　1.3.1 乳酸菌種液的制備

　　將乳酸鏈球菌、嗜酸乳桿菌分別接入MRS肉湯培養(yǎng)基進(jìn)行活化，然后分別轉(zhuǎn)入乳酸菌液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)，培養(yǎng)至兩株乳酸菌活菌數(shù)均達(dá)108 CFU/mL以上，即可作為乳酸菌種液備用.

　　1.3.2 發(fā)酵型番茄醬的制備

　　將新鮮菊芋清洗干凈，蒸熟.將新鮮番茄洗凈，熱燙去皮，加入甜味劑和鹽，與菊芋按一定質(zhì)量比混合后，打漿，巴氏殺菌法滅菌15～20 min，接入乳酸菌種液，混勻，裝入真空包裝袋，抽真空，封口，發(fā)酵.

　　1.3.3 乳酸菌發(fā)酵型番茄醬工藝條件的確定

　　乳酸菌接種量主要影響菌種的生長(zhǎng)繁殖速度，但接種量過(guò)大則會(huì)影響成品番茄醬的體態(tài).甜味劑和鹽主要影響成品的感官口感，甜味劑的使用按照我國(guó)《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品添加劑使用標(biāo)準(zhǔn)》(GB 2760—2014)[13]選擇其限量標(biāo)準(zhǔn)范圍，而鹽的使用以生產(chǎn)低鹽番茄醬為目標(biāo).選擇乳酸鏈球菌接種量、嗜酸乳桿菌接種量、菊芋添加量、甜味劑添加量、鹽添加量和發(fā)酵溫度6個(gè)因素，其中，番茄和菊芋總質(zhì)量為100 g，將番茄和菊芋分別按質(zhì)量比95GA6FA5，90GA6FA10，85GA6FA15，80GA6FA20混合(即菊芋添加量分別為5%，10%，15%和20%)，其他原料添加量按在番茄和菊芋總質(zhì)量中的占比計(jì)算.

　　以乳酸鏈球菌接種量 0～2%，嗜酸乳桿菌接種量0～2%，每100 g番茄醬中甜味劑添加量0～0.025 g，鹽添加量0～7.5 g的條件進(jìn)行發(fā)酵，采用L25(56)正交試驗(yàn)研究乳酸鏈球菌接種量、嗜酸乳桿菌接種量、菊芋添加量、甜味劑添加量、鹽添加量和發(fā)酵溫度對(duì)番茄醬發(fā)酵過(guò)程中乳酸菌活菌數(shù)的影響，

　　番茄醬發(fā)酵試驗(yàn)正交設(shè)計(jì)表見(jiàn)表1.其中正交設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的25個(gè)系列試驗(yàn)條件見(jiàn)表2.

　　分別于8 h(0.33 d)，1 d，2 d，6 d，14 d，21 d，30 d，61 d，92 d 定期取樣，測(cè)定發(fā)酵型番茄醬中的乳酸菌活菌數(shù).

　　1.3.4 乳酸菌活菌計(jì)數(shù)方法

　　乳酸菌活菌計(jì)數(shù)采用平板活菌計(jì)數(shù)法，參照《食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 乳酸菌檢驗(yàn)》(GB 4789.35—2016)[12]方法進(jìn)行.

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 乳酸菌種液培養(yǎng)時(shí)間優(yōu)選

　　將兩株乳酸菌分別接入液體培養(yǎng)基培養(yǎng)，每隔2 h無(wú)菌取樣，測(cè)定乳酸菌活菌數(shù).結(jié)果表明，乳酸菌活菌數(shù)在6 h達(dá)到108 CFU/mL，此后不再發(fā)生明顯變化.因此，本實(shí)驗(yàn)選擇培養(yǎng)6 h后的乳酸菌進(jìn)行接種.

　　2.2 番茄醬發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程中乳酸菌活菌數(shù)的變化

　　發(fā)酵型番茄醬中乳酸菌活菌數(shù)隨時(shí)間變化曲線如圖1所示.由圖1可知，各系列發(fā)酵型番茄醬中乳酸菌活菌數(shù)在0～6 d內(nèi)均以不同比例呈上升趨勢(shì)，活菌數(shù)在14 d時(shí)達(dá)到最大值，為1.52×109 CFU/mL;6～30 d發(fā)酵型番茄醬中活菌數(shù)比較穩(wěn)定;30 d后活菌數(shù)開(kāi)始減少，61 d 后番茄醬中活菌數(shù)急劇下降，92 d時(shí)活菌數(shù)最低.發(fā)酵初期屬于乳酸菌增殖期，活菌數(shù)會(huì)

　　隨時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速增加.當(dāng)活菌數(shù)增加到108 CFU/mL后，其數(shù)值在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)維持穩(wěn)定，表明番茄醬的構(gòu)成成分有利于乳酸菌的存活.此外，番茄、菊芋中含有葡萄糖、蛋白質(zhì)等適合微生物生長(zhǎng)的碳源和氮源，番茄中含有的豐富維生素C、番茄紅素可作為番茄蔣醬良好的抗氧化劑[14]，同時(shí)菊芋中含有的菊糖也能提高乳酸菌的存活率[15].

　　2.3 乳酸菌發(fā)酵型番茄醬生產(chǎn)工藝的優(yōu)化

　　由圖1可知，發(fā)酵8 h時(shí)，番茄醬中的乳酸菌即進(jìn)入對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期，各系列間活菌數(shù)已存在較大差異，故以發(fā)酵8 h (0.33 d)的數(shù)據(jù)為例，對(duì)番茄醬中乳酸菌活菌數(shù)進(jìn)行直觀分析和方差分析，結(jié)果見(jiàn)表3和表4.

　　表3為發(fā)酵8 h時(shí)番茄醬中乳酸菌活菌數(shù)直觀分析結(jié)果.由表3中的R值可知，各因素對(duì)乳酸菌活菌數(shù)的影響由大到小順序依次為：嗜酸乳桿菌接種量>乳酸鏈球菌接種量>菊芋添加量>發(fā)酵溫度>鹽添加量>甜味劑添加量，最優(yōu)番茄醬發(fā)酵方案為乳酸鏈球菌接種量 1.5%，嗜酸乳桿菌接種量 2.0%，菊芋添加量20%，每100 g番茄醬中甜味劑添加量0.010 g，鹽添加量 2.5 g，發(fā)酵溫度30 ℃.

　　發(fā)酵8 h時(shí)番茄醬中乳酸菌活菌數(shù)的方差分析見(jiàn)表4.

　　由表4可知，嗜酸乳桿菌接種量與乳酸鏈球菌接種量對(duì)發(fā)酵番茄醬中乳酸菌活菌數(shù)具有顯著性影響.