傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒醬作為我國(guó)傳統(tǒng)發(fā)酵調(diào)味品的重要品類，依托自然發(fā)酵工藝形成了獨(dú)特風(fēng)味，其發(fā)酵過(guò)程易受環(huán)境溫度、微生物群落組成等因素的影響，導(dǎo)致發(fā)酵周期普遍長(zhǎng)達(dá)3~6個(gè)月，部分自然發(fā)酵產(chǎn)品甚至需1年以上，存在發(fā)酵周期長(zhǎng)、風(fēng)味不穩(wěn)定等問(wèn)題。同時(shí)，傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵方式存在雜菌污染風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)產(chǎn)品安全性構(gòu)成潛在威脅。隨著現(xiàn)代食品工業(yè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化、高效化生產(chǎn)及風(fēng)味精準(zhǔn)調(diào)控需求的不斷提升，開(kāi)發(fā)基于微生物定向接種的發(fā)酵控制技術(shù)已成為推動(dòng)辣椒醬產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要方向。
 

乳酸菌作為一類能夠高效利用碳水化合物產(chǎn)生乳酸的微生物，已被廣泛應(yīng)用于酸奶、泡菜等發(fā)酵食品中。近年來(lái)，利用乳酸菌發(fā)酵辣椒醬逐漸成為研究熱點(diǎn)。研究表明，乳酸菌應(yīng)用于發(fā)酵調(diào)味品不僅可以抑制雜菌生長(zhǎng)，提高發(fā)酵辣椒的微生物安全性與貯藏穩(wěn)定性，還能縮短發(fā)酵周期、改善質(zhì)地、促進(jìn)發(fā)酵辣椒醬形成愉悅的風(fēng)味感官特征。然而，現(xiàn)有研究多聚焦于單一菌株的發(fā)酵效果，針對(duì)多菌種協(xié)同發(fā)酵的菌株篩選、復(fù)配優(yōu)化及風(fēng)味形成機(jī)制仍缺乏系統(tǒng)探究。
 

本研究以新疆辣椒為原料，開(kāi)展乳酸菌發(fā)酵辣椒醬的工藝研究，旨在通過(guò)乳酸菌菌種的篩選與復(fù)配，結(jié)合現(xiàn)代風(fēng)味組學(xué)技術(shù)，系統(tǒng)研究發(fā)酵過(guò)程中的品質(zhì)與風(fēng)味變化，為傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒醬的現(xiàn)代化升級(jí)與品質(zhì)提升提供理論依據(jù)，同時(shí)拓展乳酸菌在植物基底發(fā)酵產(chǎn)品中的應(yīng)用前景。

一、材料與方法

01材料與試劑
辣椒原醬，中糧新疆屯河加工番茄工程技術(shù)研究中心(有限公司);植物乳桿菌Lp-G18、格式乳桿菌LG-G12、長(zhǎng)雙歧桿菌長(zhǎng)亞種BL-G301、鼠李糖乳酪桿菌Lr-G14，均瑤潤(rùn)盈生物科技(上海)有限公司;短雙歧桿菌CCFM1025、鼠李糖乳酪桿菌MP108、副干酪乳酪桿菌CCFM1074、瑞土乳桿菌RE-78、約氏乳桿菌MH-68、植物乳植桿菌TSP05、發(fā)酵粘液乳桿菌TSF331、兩歧雙歧桿菌VDD088，Bioflag錦旗生物。

02電子鼻評(píng)價(jià)方法
精準(zhǔn)稱取2 g發(fā)酵辣椒醬樣品于電子鼻樣品瓶中進(jìn)行電子鼻評(píng)價(jià)。電子鼻參數(shù)設(shè)置如下:電子鼻FOX4000含有3個(gè)高效傳感器室，共17根傳感器。Sensors chamber 1: LY2/LG、LY2/G、LY2/AA、LY2/gCTL、LY2/gCTSensors chamber 2: T30/1、P10/1、P10/2、P40/1、T70/2、PA/2Sensors chamber 3:P30/1、P40/2、P30/2、T40/2、T40/1、TA/2

17根傳感器的分析時(shí)間設(shè)置為200s，取最高點(diǎn)的數(shù)值進(jìn)行分析。實(shí)驗(yàn)條件如表2所示，每個(gè)樣品重復(fù)4次。

03感官評(píng)價(jià)參考
顏宇鴿等的評(píng)價(jià)方法取適量辣椒醬放在白色器皿中，觀察其形態(tài)色澤、形態(tài)，聞其氣味，用溫水漱口后品嘗其口感，按表3對(duì)辣椒醬的顏色、形態(tài)、氣味、口感進(jìn)行評(píng)價(jià)。

二、結(jié)果與分析

01電子鼻測(cè)試結(jié)果
未發(fā)酵辣椒醬(1#)、6d發(fā)酵辣椒醬(2#)、傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒醬(3#)的香氣雷達(dá)圖結(jié)果見(jiàn)圖9-b所示，該香氣雷達(dá)圖直觀呈現(xiàn)了未發(fā)酵辣椒醬(1#)、6 d發(fā)酵辣椒醬(2#)和傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒醬(3#)在電子鼻各傳感器(涵蓋對(duì)烷烴、芳香烴、醇類、醛酮類、酯類等揮發(fā)性物質(zhì)的響應(yīng))響應(yīng)值的不同，說(shuō)明其揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的組成及相對(duì)含量存在差異性。未發(fā)酵樣品(1#)在部分傳感器(如代表特定烷烴、酯類的傳感器)上響應(yīng)較強(qiáng)，反映其原始風(fēng)味物質(zhì)的特征;6d發(fā)酵樣品(2#)和傳統(tǒng)發(fā)酵樣品(3#)則在多類傳感器上呈現(xiàn)不同的響應(yīng)模式，體現(xiàn)發(fā)酵過(guò)程中微生物代謝(如乳酸菌、酵母菌的作用)促使醛酮、揮發(fā)性酸、酯類等風(fēng)味物質(zhì)發(fā)生合成與轉(zhuǎn)化，張錦峰[18]的研究表明，通過(guò)發(fā)酵可調(diào)控代謝路徑，促進(jìn)辣椒中類胡蘿卜素的穩(wěn)定保留，同時(shí)合成酯類、醇類等特征風(fēng)味物質(zhì)。這種差異為解析辣椒醬發(fā)酵過(guò)程中風(fēng)味的形成機(jī)制、篩選關(guān)鍵風(fēng)味貢獻(xiàn)物質(zhì)及優(yōu)化發(fā)酵工藝提供了可視化依據(jù)。

02人體感官評(píng)價(jià)結(jié)果
不同樣品的人體感官評(píng)價(jià)結(jié)果(圖10)顯示，未發(fā)酵辣椒醬(1#)、優(yōu)化工藝發(fā)酵6 d辣椒醬(2#)及傳統(tǒng)發(fā)酵3個(gè)月辣椒醬(3#)在顏色、形態(tài)、氣味、口感4項(xiàng)指標(biāo)上具有差異，且評(píng)分趨勢(shì)與電子鼻風(fēng)味分析高度契合。1#樣品感官評(píng)分總分為(73.3±2.5)分，2#樣品總分達(dá)(81.7+2.3)分，3#樣品總分達(dá)(82.6+2.5)分。2#樣品的評(píng)分與3#樣品非常接近，顏色均呈鮮亮深紅色，無(wú)褐變，質(zhì)地細(xì)膩無(wú)分層，發(fā)酵香氣與辣椒清香協(xié)調(diào)，口感酸辣柔和無(wú)異味。說(shuō)明通過(guò)復(fù)配菌種發(fā)酵后的辣椒醬與傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒醬風(fēng)味較為接近，優(yōu)化工藝發(fā)酵的辣椒醬實(shí)現(xiàn)了短周期對(duì)傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的品質(zhì)與風(fēng)味升級(jí)。在牟中惠的研究中也表明，未發(fā)酵辣椒制品因缺乏微生物代謝轉(zhuǎn)化，不僅易出現(xiàn)質(zhì)地松散、風(fēng)味單調(diào)等問(wèn)題，還可能因原料中固有刺激性物質(zhì)未被降解而影響口感，而接種菌種發(fā)酵后，乳酸菌產(chǎn)酸可快速改善質(zhì)地穩(wěn)定性，酵母菌則輔助提升風(fēng)味層次，使感官評(píng)分顯著提升。

三、結(jié)論

本研究以辣椒醬為研究對(duì)象，系統(tǒng)探究了菌種類型、菌種復(fù)配比例、菌種添加量、發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵辣椒醬理化品質(zhì)及風(fēng)味特征影響、并通過(guò)單因素結(jié)合響應(yīng)面法優(yōu)化乳酸菌發(fā)酵辣椒醬工藝，結(jié)合電子鼻技術(shù)分析風(fēng)味差異，結(jié)果篩選出發(fā)酵效果比較好的副干乳酪桿菌CCFM1074、格式乳桿菌LG-G12、植物乳桿菌Lp-G18、瑞土乳桿菌RE-78進(jìn)行復(fù)配發(fā)酵辣椒醬，通過(guò)響應(yīng)面法優(yōu)化，確最佳發(fā)酵工藝為副干酪乳酪桿菌CCFM1074、格式乳桿菌LG-G12、植物乳桿菌Lp-G18、瑞士乳桿菌RE-78復(fù)合菌種復(fù)配比例為23:1，菌種添加量0.076%，發(fā)酵時(shí)間6 d，此條件下制備的發(fā)酵辣椒醬總酸含量適宜、pH值穩(wěn)定，風(fēng)味特征鮮明，兼具發(fā)酵香氣與辣特征風(fēng)味。電子鼻PCA與香氣雷達(dá)圖驗(yàn)證了發(fā)酵工藝對(duì)風(fēng)味的調(diào)控效果，未發(fā)酵樣品、6 d發(fā)酵樣品與傳統(tǒng)發(fā)酵樣品的揮發(fā)性風(fēng)味物組成存在顯著差異，聚類分離明顯，且特征風(fēng)味物質(zhì)(如酯類、酸類、醇類)的相對(duì)含量隨發(fā)酵條件變化呈現(xiàn)規(guī)律性演變，體現(xiàn)酸菌代謝對(duì)風(fēng)味形成的關(guān)鍵作用，人體感官結(jié)果進(jìn)一步表明了優(yōu)化工藝發(fā)酵的辣椒醬與傳統(tǒng)發(fā)酵辣椒醬風(fēng)味較為接近。本研究明確發(fā)酵參數(shù)對(duì)辣椒醬品質(zhì)的調(diào)控機(jī)制，建立的工藝優(yōu)化方法及風(fēng)味評(píng)價(jià)體系，可為發(fā)酵辣椒醬的工業(yè)化生產(chǎn)提供技術(shù)支撐，同時(shí)為孚菌在發(fā)酵果蔬制品中的應(yīng)用提供理論參考，后續(xù)可進(jìn)一步探究微生物群落演替與特征風(fēng)味物質(zhì)的相關(guān)性，為產(chǎn)品品質(zhì)的精準(zhǔn)調(diào)控?cái)z更全面的依據(jù)。