2结果与分析
2.1生长曲线的绘制
2.1.1菌株生长曲线
食品乳杆菌、植物乳杆菌和类干酪乳杆菌菌株生长曲线如图1所示。
图1菌株生长曲线
由图1可知,食品乳杆菌在12 h后进入对数期,在24 h后进入稳定期,在36 h后进入衰亡期;植物乳杆菌在8 h后进入对数期,20 h后进入稳定期,在44 h后进入衰亡期;类干酪乳杆菌在8 h后进入对数期,24 h后进入稳定期,在40 h后进入衰亡期。由此可见,植物乳杆菌和类干酪乳杆菌的对数期比食品乳杆菌的对数期及稳定期更长,更适合作为酸菜添加菌株。
2.1.2培养温度对菌株生长的影响
培养温度对食品乳杆菌、植物乳杆菌和类干酪乳杆菌菌株生长的影响如图2所示。
图2培养温度对菌株生长的影响
温度通过影响乳酸菌细胞中酶的活性,从而影响乳酸菌菌株的生长。由图2可知,随着培养温度的升高,乳酸菌生长得越好,均在35℃时生长状态最佳;但当培养温度超过35℃时,3株菌的生长均受到了抑制。Dong等[17]对乳酸菌株筛选研究表明温度越高,乳酸菌细胞数量和乳酸产量越大,但在32℃~35℃时生长最好,乳酸产量最高,并且随着温度继续升高,生长繁殖受到抑制,乳酸产量下降。
2.1.3菌株耐盐试验
食品乳杆菌、植物乳杆菌和类干酪乳杆菌菌株耐盐试验结果如图3所示。
图3菌株耐盐试验
由图3可知,随着含盐量的增加,3株菌的生长繁殖均受到了抑制,在低浓度时,抑制作用不明显,而在高浓度时几乎不生长,综合发酵酸菜需要一定含盐量的情况,含盐量控制在0%~8%时,乳酸菌的活性最好。黄海钦等[18]发明一种老坛酸菜的加工工艺方法,其酸菜含盐量为7%~9%时比自然发酵工艺腌制出来的酸菜酸度更为明显,风味更佳,食用口感更好。
2.2乳酸菌的产酸性能
食品乳杆菌、植物乳杆菌和类干酪乳杆菌菌株的发酵液在0~32 h内的pH值变化如图4所示。
图4乳酸菌发酵液pH值变化
由图4可以得出,3株菌株发酵液的pH值整体变化呈下降趋势。在0~8 h之间pH值下降速度最快,此时3株菌在对数生长期代谢旺盛,产酸速率最快,8 h~24 h之间pH值下降速度减缓,此时部分乳酸菌菌株已进入稳定期,营养物质变少,24 h~32 h之间pH值下降更慢,这是因为大部分乳酸菌已进入稳定期,营养物质基本消耗殆尽,酸类等代谢产物大量累积,这在一定程度上又抑制了酸的形成。0~24 h之间pH值下降速率最快的菌株是植物乳杆菌,其中植物乳杆菌和类干酪乳杆菌发酵液24 h后的pH值最低,分别为3.23和3.24,pH值下降速率最快。因此植物乳杆菌和类干酪乳杆菌的产酸能力最强。菌株的产酸能力越强,加入到酸菜进行发酵,发酵时间越短。综上,选择植物乳杆菌和类干酪乳杆菌作为添加菌株。
2.3乳酸菌的抑菌性能结果
食品乳杆菌、植物乳杆菌和类干酪乳杆菌菌株对大肠杆菌、沙门氏菌和金黄色葡萄球菌3种指示菌的抑菌效果如图5所示。
图5乳酸菌对指示菌抑菌效果
如图5所示,3株乳酸菌抑制大肠杆菌效果大小顺序:植物乳杆菌>类干酪乳杆菌>食品乳杆菌,抑菌圈直径分别为16、15、12 mm;对金黄色葡萄球菌抑菌效果大小顺序:植物乳杆菌>类干酪乳杆菌>食品乳杆菌,抑菌圈直径为17、14、13 mm。对沙门氏菌抑菌效果大小顺序:类干酪乳杆菌>植物乳杆菌>食品乳杆菌,抑菌圈直径为20、18、14 mm。从数据分析得出同一指示菌对不同乳酸菌的抑制效果不相同,这和赵媛媛[16]研究乳酸菌对不同指示菌的抑制的结果相符。其次,植物乳杆菌对大肠杆菌、沙门氏菌以及金黄色葡萄球菌的抑制效果较好,抑菌圈直径几乎都在16 mm~18 mm;从这一数据可以得出:同一菌株对不同指示菌的抑制效果不同[19]。指示菌有阳性菌和阴性菌,而3株乳酸菌株都是阳性菌株,一般来说,大多数乳酸菌仅仅抑制亲缘关系相近的菌种或多数革兰氏阳性细菌[20],也有研究表明,阳性菌株对阳性指示菌的抑制作用大于对阴性指示菌的抑制作用。所以植物乳杆菌对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果好于对沙门氏菌。
植物乳杆菌具有较强的抑菌作用,如陆春波等[21]确定了植物乳杆菌对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌具有较强的抑制作用;Dong等[17]研究发现植物乳杆菌能产生抑菌物质乙酸、乳酸和丙酸等有机酸。植物乳杆菌能产生植物乳杆菌素,该细菌素在pH值较低的酸性环境中有较强的抑菌活性,高压处理其发酵上清液后仍保持良好的抑菌活性[12]。植物乳杆菌具有抑菌作用,酸菜中添加植物乳杆菌就能增加酸菜中抑菌物质含量,而酸菜中含有的乳酸、乙酸、柠檬酸等有机酸有助于酸菜的抑菌性能。
综上所述,对3种指示菌抑制效果均比较好的菌株是植物乳杆菌和类干酪乳杆菌。这两株乳酸菌对3种指示菌都具有良好的抑菌能力,同时这两株菌能有效改善酸菜的腐败,对酸菜的风味物质的形成具有重要意义。由此,选择植物乳杆菌和类干酪乳杆菌作为发酵酸菜的优良菌株。
3结论
对食品乳杆菌、植物乳杆菌和类干酪乳杆菌这3株乳酸菌,进行生长繁殖的测定试验,结果发现3株菌的pH值均呈下降趋势,但植物乳杆菌和类干酪乳杆菌的pH值较食品乳杆菌低,所以选择植物乳杆菌和类干酪乳杆菌作为pH值下降快、产酸速率高的菌株。通过抑菌特性试验,发现植物乳杆菌和类干酪乳杆菌对3种指示菌的抑菌圈直径均大于食品乳杆菌,认为这两株菌抑菌能力较好。综合产酸特性和抑菌特性,筛选植物乳杆菌和类干酪乳杆菌两株菌作为人工添加菌株,可进行深入研究。但本研究针对的是常见3种腐败菌和致病菌,下一步可以增加指示菌的种类,对乳酸菌抑制腐败菌和致病菌的物质和原理进行深入探究。