四川泡菜乳酸菌多樣性及其功能特性*

陳功，張其圣，余文華，宋萍，劉竹，李恒，游敬剛

1(四川省食品發酵工業研究設計院，四川成都，611130)2(四川省微生物資源平臺菌種保藏中心，四川 成都，611130)3(四川泡菜研究所，四川成都，611130)

世界泡菜看中國，中國泡菜看四川。四川泡菜傳承千年，堪稱“國粹”。2011年，四川泡菜產量達到180萬噸，產值150億元(其中銷售收入上億元的企業16家)，形成了“眉山東坡—成都新繁”泡菜產業集群，被授予“中國泡菜之鄉”的稱號［1］。四川泡菜產業已成為四川農業和農村經濟發展的支柱產業，也是四川乃至于我國的優勢特色產業之一。

四川泡菜是以新鮮蔬菜或蔬菜咸坯為主要原料，添加或不添加香辛料等輔料，用食鹽或食鹽水泡漬發酵，經調味(拌料)、包裝(或不包裝)、滅菌(或不滅菌)等加工而成的蔬菜制品，按照工藝可劃分為泡漬類、調味類和其他類。它是以優勢微生物(益生菌)主導厭氧發酵而生產加工的傳統生物食品，四川泡菜風味優雅、營養豐富，既可滿足不同口味，又可增進食欲、幫助消化、促進健康，是人們一日三餐喜愛的蔬菜食品［1－2］。近年來，我國科研人員圍繞傳統泡漬泡菜微生物區系及其應用進行了大量而較為系統的研究工作，尤其是泡菜乳酸菌研究更多，如宋萍等從泡菜中分離出308株菌株，鑒定出乳酸菌231株，分別屬于乳桿菌屬、鏈球菌屬等［3］，鐘之絢等(1995)研究了酸白菜發酵過程中微生物的變化規律［11］，此外我國科研人員還在泡菜乳酸菌的應用方面做了大量的研究工作，我國張建軍等(1986)以甘藍和萵筍為原料，用乳酸菌進行純種發酵的研究，縮短了發酵周期［4］;陳惠音等(1994)研究了超低鹽多菌種快速發酵腌菜的技術，達到了滿意的結果［5］;賀稚非等(1994)對發酵泡菜變質后的微生物進行了系統的研究，對其發酵機理及延長泡菜的保質期進行了十分有價值的探索［6］;陳功(2002)等研究了生鮮蔬菜純乳酸菌種液體發酵制泡菜技術，3天內產酸達0.65%以上，泡菜產品風味純正等等［7］。盡管如此我國在泡菜的微生物多樣性，尤其是不同區域的泡菜微生物的多樣性研究甚少，而在復雜的微生物功能當中，前期研究結果多數從快速發酵、保質期等方面著手研究，本文基于前期的研究結果，對我國泡菜的優勢菌群及我國四川地區不同區域的泡菜微生物多樣性進行了比較系統的研究，并針對泡菜微生物降解亞硝酸鹽、耐膽汁、發酵產酸、耐鹽性等特點進行了初步研究，為下一步泡菜微生物功能拓展及應用奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料與儀器

1.1.1 實驗材料

(1)四川泡菜(以素什錦泡菜為主)，取自各地泡菜廠和農家及餐館;

(2)試劑，均為分析純，購于試劑公司。

1.1.2 主要試劑與儀器

土陶壇;SP-250A型生化培養箱;DS-1型高速組織搗拌機，上海標本模型廠;752紫外可見分光光度計，上海;pH計，上海雷磁;PCR儀，杭州;HiCC-S全自動菌落計數儀，杭州萬深檢測科技有限公司;FA2004N精密電子天平，上海精密科學儀器有限公司;SW-CJ-CU潔凈工作臺，蘇凈集團安泰公司制造;YXA-LS-SⅡ立式壓力蒸汽滅菌鍋，上海博迅實業有限公司醫療設備廠;SBA-40C生物傳感分析儀，山東省科學院生物研究所。

1.2 實驗方法

1.2.1 乳酸菌分離及篩選

采用MRS或SL培養基，平板劃線分離純化篩選。

1.2.2 乳酸菌鑒定

采用傳統鑒定和分子微生物學鑒定方法相結合。鑒定方法分別參考文獻［8］和［9］。

1.3 分析方法

1.3.1 pH值

用pH計測定。

1.3.2 酸度

采用酸堿滴定法測定，結果以乳酸計。

1.3.3 OD值

將培養液稀釋10倍后，利用紫外可見分光光度計在660 nm下測定其吸光度。

1.3.4 亞硝酸鹽

采用食品安全國家標準“食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的測定”(GB5009.3－2010)。

2 結果與分析

2.1 不同區域四川泡菜乳酸菌多樣性

為了進一步了解四川泡菜優勢微生物乳酸菌群及分布情況，以成都地區為中心，輻射川東、川西、川南等不同海拔高度、不同生態條件地區，廣泛收集成熟泡菜資源，具體包括成都(新繁、溫江、彭州、大邑)、眉山、樂山、內江、資中、簡陽、西昌、雅安、甘孜、阿壩等近20個采樣地，收集了泡菜資源品種數十余份，經初篩復篩獲得100多株泡菜功能微生物。從不同區域分離篩選的菌種中選取部分形態學具有代表性的菌株進行鑒定(分子鑒定)，結果如下表1所示。

表1 不同區域四川泡菜乳酸菌多樣性Table 1 Diversity of lactic acid bacteria in different areas

由于各地泡菜樣品的多樣性及乳酸菌系的復雜性，此初步的生態區域分布有待于進一步研究確定，但從中可以看出:植物乳桿菌、腸膜明串珠菌、耐乙醇片球菌、短乳桿菌、戊糖片球菌等乳酸菌幾乎分布于四川的各個地區。

2.2 泡菜微生物功能特性

2.2.1 產酸性能

利用已篩選乳酸菌資源進行產酸性能測試，結果如下表2。

產酸水平較高的菌種90余株，其中有34株產酸率達到1%以上。

2.2.2 降解亞硝酸鹽性能

對已篩選菌種進行亞硝酸鹽降解效果測試，結果如表3。

表2 泡菜乳酸菌產酸性能(部分結果)Table 2 Acid production capacity of lactic acid bacteria in pickles

表3 泡菜乳酸菌株降亞硝酸鈉性能(部分結果)Table 3 Nitrite-reducing capacity of lactic acid bacteria in pickles

在降解亞硝酸鈉試驗中，亞硝酸鈉降解水平較高的菌種50余株，其中40余株菌種在特定發酵條件下降解亞硝酸鈉可達到80 μg/mL以上。

2.2.3 耐酸耐膽鹽實驗

對已篩選的菌種進行耐酸耐膽鹽實驗，結果如表4和表5所示。

表4 泡菜乳酸菌耐酸性能(部分結果)Table 4 Acid-tolerance ability of lacticacid bacteria in pickles

在乳酸菌菌株的耐酸試驗中，50株泡菜菌種可以在pH值為1.5的發酵培養基中存活4 h，能夠達到耐強酸的效果(正常人體胃液pH 1.5～4.5)，其中有25株吸光度變化率大于90%以上。

表5 泡菜乳酸菌耐膽鹽性能(部分結果)Table 5 Bile-tolerance ability of lactic acid bacteria in pickles

在乳酸菌菌株的耐膽鹽試驗中，29株泡菜菌種可以在0.3%膽酸鹽發酵培養基中存活4 h，能夠達到耐高膽汁濃度的效果(正常人體小腸終濃度為0.03% ～0.3%)，其中7株吸光度變化率(表4為3株)大于30%以上。

3 結論

四川泡菜是典型的“冷加工”發酵蔬菜制品，有益微生物發酵貫穿于泡菜泡漬過程的始終，主導泡菜發酵的微生物是乳酸菌群。四川泡菜富含纖維素、多種維生素、礦物質和少量的碳水化合物等物質，可以滿足人體需要的膳食營養均衡，是很好的低熱量食品。通過以上研究，我們可以初步確定:(1)四川泡菜優勢微生物菌群和生態分布，乳酸菌多樣性表現于四川泡菜之中;(2)四川泡菜中的乳酸菌，主要包括植物乳桿菌、腸膜明串珠菌、短乳桿菌、發酵乳桿菌、清酒乳桿菌、戊糖片球菌、棒狀乳桿菌、布氏乳桿菌、干酪乳桿菌、耐乙醇片球菌、消化乳桿菌等等乳酸菌群;(3)泡菜乳酸菌具有快速產酸、降解亞硝酸鹽、耐酸、耐膽鹽等特性。此外已對泡菜乳酸菌降解肝臟脂肪等方面進行了研究，已另文報道。

［1］ 陳功.中國泡菜加工技術［M］.北京:中國輕工業出版社，2010:1－12.

［2］ 陳功.中國泡菜的品質評定與標準探討［J］.食品工業科技，2009，37(2):335 －338.

［3］ 宋萍，陳功，王柱.綠色功能菌群發酵制泡菜的中試研究［J］.四川食品與發酵，2004，40(3):16－21.

［4］ 張建軍，蔡同一，張篪.甘藍乳酸發酵及萵筍純接種乳酸發酵的研究［J］.中國調味品，1987，12(1):17 －21.

［5］ 陳惠音，楊汝德.超低鹽多菌種快速發酵腌菜技術［J］.食品科學，1994，15(5):18 －22.

［6］ 賀稚非，李洪軍.發酵酸菜變質原因的微生物學探討［J］.食品工業科技，1994，16(1):39 －40.

［7］ 余文華，張其圣，陳功，等.直投式菌劑發酵泡菜的動態研究［J］.食品與發酵科技，2010，160(6):13 －15.

［8］ 凌代文，東秀珠.乳酸細菌分類鑒定及實驗方法［M］.北京:中國輕工業出版社，1999.

［9］ 緱敬軒，呂嘉櫪，張智維，等.泡菜中益生性乳酸菌的篩選和鑒定［J］.中國釀造，1999，188(11):22.

［10］ 張曉娟，宋萍，陳功，等.用于泡菜直投式發酵益生功能菌種資源的篩選［J］.食品與發酵科技，2012，48(3):1－5.

［11］ 鐘之絢，郭劍.酸白菜發酵中乳酸菌群的分析［J］.微生物學報，1995，35(1):74 －76.