四川酸菜主要是以芥菜为加工原料,通过优势菌群乳酸菌以厌氧为主发酵而成的一种发酵类食品[1],是一种佐餐菜肴,也是一种辅料[2]。乳酸菌从来源上可分为动物源乳酸菌和植物源乳酸菌[3],从发酵过程上可分为异型乳酸发酵菌和同型乳酸发酵菌[4]。乳酸菌能在酸性较强的条件下生长并能在盐水浓度较高的环境中繁殖,但乳酸菌本身只有肽酶,合成氨基酸、核酸、维生素的能力极低,所以在乳酸菌的生长环境中需要加入氨基酸、维生素等生长因子[5]。杨静等[6]研究得出植物乳杆菌在恒温培养6 h~8 h后进入对数生长期,18 h后进入稳定期。类干酪乳杆菌在4 h进入对数期,发酵30 h后进入稳定期[7]。比较菌株的生长速率和产酸量可以反映乳酸菌的发酵性能[8],罗强等[9]从自然发酵泡菜中筛选出9株产酸能力较强的菌株。乳酸菌可以分泌多种抑菌物质,主要包括有机酸、细菌素、过氧化氢等[10]。乳酸菌能够产生有机酸,而有机酸的存在会导致环境pH值降低,进而抑制腐败菌的生长[11]。郝湘妹[12]研究抑制霉菌乳酸菌的筛选、特性及应用时,发现pH值为中性的发酵上清液的抑菌活性显著下降(p<0.05)。
发酵菌株的产酸性能和抑菌性能对酸菜的风味有重要影响。从温度和含盐量两个方面探究对菌株生长的影响,通过探究乳酸菌发酵液在32 h内的pH值变化规律筛选出产酸速率最快的菌株,采用牛津杯琼脂扩散法对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌指示菌进行抑菌试验,筛选出对不同指示菌抑制效果比较好的菌株,以期获得理想的人工接种乳酸菌菌株,从而显著缩短酸菜发酵周期,改善酸菜的品质[13-14],为实现高品质规模化工业化发酵生产提供菌种资源。
1材料与方法
1.1材料与试剂
目标菌(食品乳杆菌、植物乳杆菌、类干酪乳杆菌菌株):从自然发酵酸菜中分离所得;指示菌(大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌):北京保藏生物科技有限公司。
MRS液体培养基:蛋白胨1.0 g、酵母膏0.5 g、牛肉膏1.0 g、磷酸氢二钾0.2 g、柠檬酸二铵0.2 g、乙酸钠0.2g、葡萄糖2.0g、吐温80 0.1mL、MnSO4·4H2O 0.025g、MgSO4·7H2O 0.058 g、蒸馏水100 mL,pH6.2~6.4[5]。
牛肉膏蛋白胨培养基:牛肉膏3.0 g、蛋白胨10.0 g、NaCl 5.0 g、琼脂15 g~25 g、水1 000 mL、pH7.4~7.6。
LB固体培养基:胰化蛋白胨10 g、酵母提取物5 g、NaCl 10 g、琼脂粉15 g、pH7.0。
1.2仪器与设备
全自动生长曲线分析仪(BIOSCREEN C)
1.3方法
1.3.1生长趋势的测定
选择3种目标菌分别在MRS液体培养基中进行扩增培养,并将2%的相应菌液接种到MRS液体培养基中。将菌液置于37℃恒温生化培养箱中培养52 h,每隔4 h测定1次菌液在600 nm处的吸光度,平行测定3次。
1.3.2培养温度对菌株生长的影响
以2%的接种量将菌液接种于50 mL MRS液体培养基中,分别在20、23、26、29、32、35、38℃培养24 h,并在600 nm处测定吸光度,平行测定3次[15]。
1.3.3含盐量对菌株生长的影响
以2%的接种量将菌液接种于NaCl浓度分别为0%、2%、4%、6%、8%和10%的MRS液体培养基中,于35℃生化培养箱中培养24 h,并在600 nm处测定吸光度,平行测定3次[15]。
1.3.4乳酸菌的产酸性能测定
以2%的接种量将3株菌株接入到装有2 mL MRS液体培养基的离心管中37℃培养0、8、16、24、32 h,分别测发酵液pH值,每株菌平行测定3次,结果取平均值[16]。
1.3.5乳酸菌的抑菌性能研究
指示菌以金黄色葡萄球菌为例,大肠杆菌和沙门氏菌试验方法参照金黄色葡萄球菌。配制固体金黄色葡萄球菌培养基,121℃灭菌15 min后取出倒平板,待凝固后于4℃保存备用。
金黄色葡萄球菌菌悬液的配制:将金黄色葡萄球菌接种于灭菌后的LB液体培养基中,放置在37℃恒温培养24 h后取出放入4℃冰箱备用。
将2%的食品乳杆菌、植物乳杆菌和类干酪乳杆菌3株菌的发酵液接种培养24 h后于4℃,12 000 r/min离心10 min,取发酵上清液4℃保存备用。取200μL稀释后的指示菌液于相应的指示菌培养基上并均匀涂布在平板表面,轻轻放上牛津杯(牛津杯既不能集中放,也不能放在平板的边缘,均匀放置);用移液枪向牛津杯中加入100μL发酵上清液,对照用不加菌株的空白发酵液。放置在37℃恒温培养箱中培养18 h后观察抑菌圈大小,用游标卡尺测量抑菌圈大小,每株菌平行测定3次,结果取平均值,比较3株菌的抑菌圈大小。