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2.1 发酵蔬菜微生物学

2.1.1 引言

早在20世纪初,人们已经开始研究蔬菜发酵中的微生物,一些优秀的研究者已经对蔬菜发酵进行了详细总结,从而为读者提供了更多的参考资料。

2.1.2 酸菜

20世纪60年代佩德森和阿尔伯里等研究讨论了酸菜的生产发展史。人们对于圆白菜的食用已有4 000年的历史。制作酸菜要先将圆白菜切碎,然后盐浸,再经自然乳酸发酵制成。酸菜的德文为Sauerkraut,其译文就是酸的圆白菜。最初制作酸菜是用酸葡萄酒或醋来腌浸圆白菜,后来,人们将圆白菜切碎装入容器中,用未成熟的葡萄或其他酸性水果的汁液浸泡,制得酸菜。至于人们何时用盐溶液代替酸液就不得而知了。1985年,Vaughn推测现今酸菜制作方法可能源于1550—1750年。

(1)原料

随着酸菜生产的发展,圆白菜的品种也日益增多。口味淡爽偏甜的白色卷心菜多作为酸菜的原料,用它制作酸菜口味好。它的菜头较重(3.5~ 5.5 kg),外面的绿叶少,可发酵性糖的浓度大约为5%,其中果糖和葡萄糖含量几乎相同(各占2.5%),蔗糖含量较少,参见表2.1。

表2.1 圆白菜、黄瓜和橄榄中的还原糖和非还原糖

续表

注:∗ ND,未检测。

圆白菜中的一些成分有抑菌作用,对发酵过程中起主要作用的乳酸菌有抑制作用。如芥子油苷的水解产物可以产生异硫氰酸盐、硫氰酸盐、腈等。这些都是重要的抑菌成分。最近的研究发现,圆白菜中主要的抗菌成分是甲基甲硫醇硫酸盐。

(2)工艺

酸菜是用盐腌浸的圆白菜干制成的(图2.1)。将成熟后的圆白菜头除去外层破损的、脏的菜叶(占总重的30%左右),再用逆向去心机将菜头中的菜心除去,最后用可调旋转刀将头切成0.08~ 0.16 cm厚的碎片。切片的厚度由操作人员的操作、切片机的性能以及使用的圆白菜所决定。切片后的圆白菜被传送带或手推车送到罐中,之后通过多种多样的盐(2%~2.5%)处理过程。有些传送设备将切片的圆白菜经称重后再装车;有些则先装罐再称重,然后统一加入适量的盐,再用叉子或耙子将碎片倒入罐中。大发酵罐是用玻璃纤维加水泥制成,可装产品20~ 180 t。但是,在特殊的酸菜制备中,则使用较小的发酵容器。

图2.1 菜制备的工艺流程

在罐中装入一定量的圆白菜后加上干盐,圆白菜切碎,组织脱水后与盐很快混合成盐水。罐的顶部盖有塑料薄膜,在膜上加水,借助水的重力将菜片压入盐水中,直至所有菜品都浸没在溶液中。经过较短的时间,罐中氧气耗尽,乳酸菌开始生长,释放二氧化碳,形成厌氧环境。

酸菜发酵的理想温度是18℃,盐的浓度为1.8%~2.25%。1969年,Pederson和Albury对生产中的温度和盐度进行了研究。他们发现,当温度和盐度接近适宜时,乳酸菌的生长与发酵进入理想状态。在北美的工业生产中,对发酵温度不加控制。发酵在室温下进行,初始发酵温度与圆白菜的温度有关,随时间、气候的变化而变化(10~30℃)。在干盐浸渍工艺中,不同发酵罐的盐浓度是不同的,发酵时间也不相同,少则几周,多则一年。在北美,酸菜常储存于发酵罐中,或满足顾客的需要进行罐装,这种存储方法较为经济,但不能保证产品质量的稳定性。当酸菜中的乳酸含量较高时,则需要再经盐浸或稀释处理,这就会引起风味的损失和物料的浪费。在欧洲,产品达到一定的pH值或酸度后,经巴氏灭菌再包装上市,其口味更淡爽、纯正。

(3)发酵中的微生物学

当把加入的盐浸圆白菜干全部浸入盐水中时,就进入了微生物发酵阶段。最初为异型发酵或产气阶段,然后是同型发酵或不产气阶段。发酵初期是肠膜明串珠菌的异型发酵阶段,此时它的数量最多,且生长繁殖速度快,这是因为肠膜明串珠菌比发酵液中的其他乳酸菌的世代周期要短。但是,它对酸的敏感性较强,随着发酵的进一步进行会很快死去。

肠膜明串珠菌菌种死去后,短乳杆菌和植物乳杆菌在发酵液中生长繁殖。人们从发酵的酸菜中还可分离得到弯曲乳杆菌、米酒醋杆菌、粪肠球菌、融合乳杆菌、醋酸片球菌和啤酒片球菌。但是,这些微生物在发酵中的作用还不清楚。

在产气阶段,异型乳酸菌代谢圆白菜中的糖分(葡萄糖、果糖、蔗糖)产生乳酸、醋酸、CO 2 。这些菌株将果糖作为终端电子受体,形成甘露糖醇。发酵圆白菜pH值的快速降低和NaCl的加入能够抑制革兰氏阴性菌的生长。容器内CO 2 的产生使其形成了厌氧环境,可以抑制维生素C的氧化和圆白菜颜色的加深。在发酵的后期阶段,同型发酵菌植物乳杆菌利用存在的碳水化合物产生大量的乳酸,使溶液的pH值降低。自然发酵阶段微生物群落的消长规律对生产具有纯正香味和口味的酸菜是十分重要的。

发酵产率和各菌种的发酵顺序还受到NaCl浓度和发酵温度的影响。与乳杆菌或四联球菌相比,肠膜明串珠菌菌种受高浓度盐溶液抑制程度更大。如果盐浓度或温度过高,同型发酵会占优势,从而使异型发酵过程缩短,乳酸含量增大,破坏产品的颜色、风味和组成。当盐浓度和温度高于正常值时,啤酒片球菌和粪链球菌也会生长。

1969年,Pederson和Albury发现酸菜在低温下(7.5℃ )也能发酵。肠膜明串珠菌比其他发酵菌种的最适生长温度要低。因此,低温下大约10 d总酸量就可达到0.4%(以乳酸计算),不到1个月就可达到0.8%~0.9%。这样的酸度条件下,切碎后的圆白菜浸没于盐水中,再加上细菌产生的CO 2 ,足以保证储存的条件。乳杆菌和四联球菌在低温下生长能力表现微弱甚至不生长。

当温度为32℃或更高时,发酵就进入了由植物乳杆菌和啤酒片球菌菌种发酵的同型发酵阶段。由于这两种菌的作用使乳酸含量大增,破坏了酸菜产品的香味和口味,使产品闻起来像腐败的圆白菜。发酵的酸菜在高温下颜色很容易变深,因此,酸菜发酵后应尽快装罐。

在18~ 20℃下进行发酵,最终的酸量为0.6%~2.3%(以乳酸计算),pH值为3.5或更低。非挥发酸与挥发酸之比(乳酸∶醋酸)一般为(5∶1)~(3∶1)。发酵过程少则两星期,多则两个月完成,这主要取决于可发酵物质的总量、盐浓度、温度和厂家的意愿。

(4)酸菜的不足和腐败问题

酸菜会存在多种腐败现象,如失色(化学氧化)、失酸、口味寡淡有异味(霉味、酵母味和酸臭味)、发黏、变软,有时呈粉红色。这些都是由好氧菌、霉菌和酵母的生长所造成的。生产中应保证厌氧条件才可以使这些问题得以解决。

多年来,发黏或成丝现象被认为是酸菜质量不合格表现。酸菜发黏可能是由于肠膜明串珠菌形成葡聚糖的原因,这种葡聚糖是通过可被蔗糖诱导的葡聚糖蔗糖酶作用而得到。

蔗糖可分解为果糖和葡萄糖,葡萄糖可形成一条葡聚糖链而形成多糖。如果酸菜中蔗糖含量低(表2.1),除肠膜明串珠菌外的其他菌也能利用胞外的一些其他多糖形成多糖。目前,人们对于酸菜中黏液形成的原因并不完全清楚,果胶的分解作用也能使酸菜发黏,但一般较为少见。

2.1.3 腌黄瓜

(1)原料

黄瓜的种植已有几千年的历史。用于腌制的黄瓜与市场上销售的黄瓜的品种的区别通常是形状和质地。腌制的黄瓜在没有成熟时就要摘下来,因为成熟后果实过大,颜色和形状会改变,并且含有大量的种子,用于工业生产则过软。在生产前要将已破损的黄瓜除去,再根据黄瓜直径的大小进行分类,如果需要空运还要将黄瓜冷藏和浸于盐水中,在腌黄瓜中含有可发酵性糖为果糖和葡萄糖(表2.1)。当苹果酸含量充足时,则经苹果乳酸发酵形成乳酸和二氧化碳。

(2)工艺

如图2.2所示,在美国有40%的黄瓜腌制品是用发酵法保存,有40%经巴氏灭菌保存,20%则经冷藏保存。

1)冷冻莳萝腌菜

在20世纪60年代,腌菜的冷藏技术引入北美,冷藏的腌黄瓜具有新鲜的黄瓜味,吃起来很脆。为了防止微生物生长,人们在腌黄瓜中加入了低浓度的醋和苯甲酸钠等化学防腐剂,并将其冷冻储藏(< 5℃ )。

有些非酸化冷藏腌菜也在市场上销售,这些食品中多添加了5% NaCl,并加入了大蒜和莳萝草。盐水腌渍的黄瓜于3~ 7℃储存和发酵,过3个月缓慢的乳酸发酵后,总酸量为0.3%~0.6%(以乳酸计算)。在较低的温度和盐浓度下腌黄瓜中主要的微生物为肠膜明串珠菌。

2)巴氏灭菌的腌菜

1942年Etchells和Jones将巴氏灭菌腌菜的生产技术引入美国,1969年Monroe等也投入腌菜生产,将黄瓜用食醋(0.5%~0.6%)酸化,加入调味品经巴氏灭菌15 min(74℃ )。生产中加入的盐的浓度为0~ 3%,糖浓度则随腌菜类型的不同而不同。由于巴氏灭菌的腌菜比发酵腌菜的醋酸柔和,因此受到许多顾客的欢迎。

3)发酵腌菜

发酵腌菜有时也称为咸菜,是经盐水腌浸,经过完整的乳酸发酵而制成的。黄瓜根据大小分类,除去破损的果实和所带的花朵,因为花朵中微生物含量很多,可能会引起黄瓜组织的软化。将新鲜的黄瓜装入大的敞口发酵罐中,加入盐水腌渍,将发酵罐放于室外,盐溶液的最初浓度为5%~8%。发酵在室温下(15~ 32℃ )进行,盐水中经常加入些醋酸,调整pH值到4.5或更低,以便于除去CO 2 ,加速乳酸菌的生长。液体中过高的CO 2 含量会引起黄瓜的肿胀漂浮。1977年,Costilow等使用一些驱气方法将盐腌黄瓜中的一些CO 2 除去,他们在盐溶液中加入醋酸使p K a 值低于碳酸氢盐的p K a 值,然后向发酵罐中充入空气或氮气以除去CO 2 。在整个发酵过程中都要进行除气,在通入空气时可在盐水中加入山梨酸钾(0.035%)或醋酸(0.16%),以防止真菌生长和黄瓜软化。

图2.2 3种腌黄瓜加工工艺流程

当液体中盐浓度为5%、温度为20~ 27℃时,发酵可以快速进行。可发酵物质几乎全部转化为乳酸。发酵过程通常在2~ 3周内就可完成。发酵结束后,乳酸含量为1.1%,最终pH值为3.3~ 3.5。

发酵腌菜经脱盐后,再经多种处理制成甜腌菜、酸腌菜、混合腌菜、切片腌菜和调味品等。通过改变总糖量和添加香料及调味品,腌菜的口味变化多样。在脱盐过程中乳酸也被除去,取而代之的是醋酸。然而,乳酸对“地道”的莳萝泡菜来讲是理想的物质,莳萝泡菜是在具有莳萝草风味和香味的5%盐水中发酵生产的。虽然产品并不要求热处理,但巴氏灭菌可以延长腌菜的保质期。

(3)发酵中的微生物学

1)自然发酵

在腌黄瓜中,影响微生物数量的主要因素有盐浓度、盐水温度、原料以及发酵初期的微生物数量和种类。生产过程中发酵的速率与盐浓度和盐水的温度有关。

在发酵初期,可以分离得到大量的杂细菌、酵母菌和霉菌。发酵初期一般为2~ 3 d,有时为7 d。这一期间,乳酸菌和氧化酵母菌快速生长繁殖,发酵迅速,一些杂菌数量减少,最终随总酸含量的增加和pH值的降低而消失,生产中使用醋酸调pH值降至4.5,来抑制革兰氏阴性菌的生长,同时也为乳酸菌的生长创造条件。

在黄瓜发酵过程中,异型发酵菌的生长是人们所不希望的。较高的盐浓度、较高的盐水温度以及pH能快速降低有害菌如肠膜明串珠菌,而起到抑制作用。发酵初期是由啤酒片球菌、短乳酸杆菌和主要菌种植物乳酸杆菌共同完成的。

研究者在发酵初期分离得到许多酵母菌种。其中发酵菌种有异常汉逊酵母、亚膜汉逊酵母、拜耳酵母、德氏酵母、罗斯酵母、霍尔母球拟酵母、炼乳球拟酵母、易变球拟酵母等。氧化菌种有假丝酵母、德巴利氏酵母、毕赤酵母、红酵母属和耐渗透压酵母等。

2)发酵控制

发酵应该在较低的盐浓度下进行,因为大量高浓度盐水的倾倒会影响环境,使环境中氯化物含量增加。在美国的一些地区,要求腌菜的生产环境必须要符合当地环境保护的规定,为此人们采取许多措施,以保证在低浓度盐水中成功生产腌菜。生产者设计出了密封发酵罐,用于低盐腌菜的浓缩;在罐中充入氮气以保证大罐顶部处于厌氧环境;在盐溶液中适当添加钙以保证黄瓜不会软化等。

3)发酵种子

在黄瓜发酵中所使用的发酵种子受到限制。1961年Pederson和Albury使用粪肠链球菌、肠膜明串珠菌、短乳杆菌和啤酒片球菌等菌种接种。虽然有接种菌种,但发酵后期的主要生产菌种仍然是植物乳杆菌,因为此菌种可耐高浓度酸。后来人们试图在接种前对黄瓜进行消毒,以减少可竞争的微生物。1964年,Etchells等通过66~ 80℃热水漂洗或γ射线辐射(0.83~1.0 Mrad)对原料进行消毒。1973年,Etchells等将耐酸的植物乳杆菌菌株接入经过漂洗、盐浸和酸化的黄瓜中。使用醋酸钠可减缓pH值的降低速度,使碳水化合物发酵完全。由于CO 2 可造成黄瓜的漂浮,生产中使用N 2 驱气装置是很必要的。同型发酵产生的O 2 是主要的问题,1984年,Mcfeeters等发现植物乳杆菌菌株在将苹果酸降解为乳酸时也产生CO 2 ,若不经驱气处理,黄瓜中富含的苹果酸(0.2%~0.3%)足以造成黄瓜漂浮。1992年,Breidt和Flem ing利用特制的选择性培养基进行发酵实验,证明了在黄瓜发酵中的大多数乳酸菌都进行苹果酸乳酸发酵。1984年Daeschel等分离得到了不进行苹果酸乳酸发酵的植物乳杆菌菌株,这一菌株有时也可成为黄瓜发酵的优势菌且不产生CO 2 ,但专家不能确定何种控制条件下才能使其成为优势菌株。

在实验室中,研究者成功地进行了不加盐的黄瓜发酵。将黄瓜在77℃水中漂洗3 min,然后浸入已接入植物乳杆菌的醋酸钙缓冲液中。由于漂洗以后微生物的污染,使得黄瓜肉质变形、变软,中试规模的工业生产结果并不成功。

在黄瓜发酵中,分离得到了产细菌菌素的乳酸菌,但是,至今这些微生物也没有成为发酵种子。

(4)腌黄瓜的不足和腐败问题

在发酵中,黄瓜的腐败大多因为微生物的存在和作用。微生物可以通过产生造成腐败的酶,使黄瓜组织软化;通过乳酸代谢形成异味;通过产生的CO 2 使果实内形成圆形中空孔,引起黄瓜肉质变形。对肉质变形的黄瓜可以采用一些补救方法,将产品转化为其他的调味食品。但是,纤维素酶和果胶酶所引起的果实细胞组织的软化和破坏意味着几乎全面的经济损失。

在生产中,当pH值过低时,乳酸菌会被抑制;当pH值过高并且盐或酸含量过低时,梭菌和丙酸菌就会生长,造成产品的腐败。发酵罐大多放在室外,罐顶部封有塑料膜,塑料膜上添加的液体靠重力将黄瓜压入盐溶液中。将发酵罐放于阳光下,紫外线可以减少氧化酵母在表层上生长。当使用密封厌氧罐,并采用低pH值高盐浓度进行生产时,这种腐败酵母也可以被抑制。

2.1.4 发酵橄榄

橄榄的加工多种多样,可以罐装、发酵并压榨出橄榄油等。市售的橄榄制品很多,有完整的、去核的、果肉内添加食品的(如西班牙甘椒、胡椒、胡椒糊、凤尾鱼、杏仁等),并将其切为一半、切为1 /4、切成片,以及切碎的等。在有历史记载以前,橄榄就已成为地中海文化中的一部分。在地中海,人们将橄榄经过一系列工艺处理后食用,而在美国人们将成熟橄榄直接罐装食用。

(1)原料

世界上5个最大的橄榄生产国都位于地中海,它们是西班牙、土耳其、意大利、摩洛哥和希腊。美国加利福尼亚州是世界第六大橄榄产地,大量的不同品种的橄榄被加工为市售的食品。

橄榄的果实较小且硬,形状好似拉长的球形,有强烈的苦味,橄榄中的苦味主要来自糖苷酚——橄榄苦苷,除去橄榄苦苷的橄榄才能食用。将橄榄浸泡于盐水中或在1%~2%的NaOH溶液中水解可除去苦味物质。橄榄成熟过程中,由绿色变为紫色或红色,最后变为黑色。橄榄呈鲜绿色是由于叶绿素的存在,当叶绿素减少,花色苷素形成,橄榄的颜色就会发生变化。橄榄果肉占总重的70%~90%,其中主要的可发酵性糖为葡萄糖,还有少量的果糖和蔗糖。

酚类物质占果肉重量的1%~3%,这些化合物大多为邻二酚类,它们是成熟橄榄颜色变黑的主要原因,并且它们在发酵中起着重要作用。在果实的自然成熟过程中,酚类化合物含量大约要减少一半。

(2)加工工艺

橄榄主要的生产工艺流程如图2.3所示。传统方法一般是使用木桶发酵,现今生产中多使用水泥、玻璃纤维、塑料或不锈钢材料的容器,且容器的外面涂有石蜡或用塑料包裹,容器的体积为10 000~ 20 000 L。生产中将这些容器置于室外或下半部埋于土中,以便于温度控制。

1)碱液处理的黑色橄榄(美国加利福尼亚州黑色成熟橄榄和绿色成熟橄榄)

在20世纪初,美国加利福尼亚州人将黑色成熟橄榄用于生产罐装食品。加利福尼亚州的大多数橄榄都这样被生产处理。这些橄榄除了在处理前储存于盐水中以外,不再经过发酵过程。

在秋季,橄榄由绿色变为樱桃红色时就被采摘下来。许多加工工厂没有足够的容器将所有橄榄一次处理完成,多余的橄榄便厌氧储存于盐水中或储存于稀酸液中(含酸90%),有时也被冷藏起来。在传统的盐水处理中,起始的盐浓度为5.0%~7.5%或盐度为20~ 30(饱和盐溶液浓度为26.5%,相当于100盐度)。发酵几天后,再加入盐使浓度升到7.5%~9%。在盐水浸泡之前,要用针形装置将橄榄的表皮刺穿以防止橄榄收缩。在加工前,果实在盐水中储存,并进行缓慢的乳酸发酵。储存4~ 6周后,乳酸浓度可达到0.4%~0.45%。由于生产后废盐水的处理较为困难,人们又选择了新的保藏方法,使用一种酸性溶液代替了盐水。此溶液中含有0.7%的乳酸、1.0%醋酸、0.3%苯甲酸钠和0.3%山梨酸钾。目前,90%以上的加利福尼亚州橄榄工业是采用盐溶液进行果实的保存。在这种条件下,不会发生乳酸发酵,保存效果也优于盐水保存。

图2.3 3种发酵橄榄的加工工艺流程

发酵橄榄需要冷藏保存,因此人们多不采用冷藏的方法,并且橄榄在5℃以下储存时,内部会变为棕色。通常人们采用温度为5~ 7.5℃,含氧量为2%的大气,橄榄可储存9~ 12周而不会变质。

新鲜的或储存后的橄榄在加工时要经3~ 5次碱液处理,若在处理过程中通氧气,橄榄中的酚类物质会被氧化而形成多聚物,进而呈现黑色。因此,对橄榄进行适当的碱液处理并暴露于空气中,或在碱液处理过程中通入空气,可以加深果实的颜色。在pH 8.0~ 9.5的条件下,颜色可快速形成,若在溶液中加入少量的氯化钙(0.1%~0.5%),还有利于颜色的保持。

橄榄经碱液处理后的3~ 4 d内,每天要用水冲洗两次,同时要用搅拌桨或压入压缩空气进行搅动,以除去碱性物质。然后再用0.8%~2.5%的盐水冲洗2~ 4 d。处理完的橄榄经储存、去核、灌装和热处理。当pH值在7.0~ 7.5时,橄榄的颜色保持最长久,装罐后再加入2%~2.5%的盐溶液,然后在116~ 121℃条件下加热消毒50~ 60 min。1991年,加利福尼亚州橄榄中毒事件的出现使得加利福尼亚州低酸度罐藏食品规定发生了重大改变,此规定要求食品必须要经热处理才可以允许上市。

在成熟的绿橄榄食品加工中,只使用绿色或黄色橄榄,并且在碱处理阶段要保证绝对无氧。碱处理的橄榄需要在隔氧条件下经一系列的水洗过程,以除去碱液,然后再经盐水浸泡和灌装等过程制得成品。

2)碱处理浸于盐水中的绿橄榄或西班牙绿色橄榄

橄榄由绿色转为稻黄色时,就被采摘下来,此时的橄榄果肉与核容易分开,并且果实颜色没有变黑。果实用碱液处理以除去苦味,再经冲洗除去碱性物质。西班牙橄榄的加工要经过完整的发酵过程。如果橄榄只经过部分发酵,就要加入有机酸防腐剂或经灭菌、巴氏灭菌、冷藏等方法保存。

橄榄的碱处理过程要在浓度为1.3%~3.5%的碱液中进行,温度为12~ 21℃,时间为5~ 12 h。碱液的浓度和处理时间取决于果实成熟的程度、处理时的温度以及不同的生产过程。在碱液渗入果核前(大约浸入果肉的2 /3或3 /4),碱处理过程即可停止以使少量的苦味物质保留下来,增强成品的风味。碱处理后,橄榄经一次或多次冷水冲洗,除去过剩的碱性物质。在冲洗中可加入食用级盐酸或其他强酸与碱液中和。

为了避免果实收缩,经碱处理后的橄榄还要在10%~13%浓度的盐水中浸泡。开始时所用盐水浓度较低,以后每天要加入一定量的盐直至达到规定浓度。当盐水浓度较低时,由于梭状芽孢杆菌的生长会引起产品的腐败。因此,发酵过程中要添加氯化钠,以保证盐水浓度在5%~6%。为了避免腐败微生物的生长,在发酵结束时盐浓度可能达到7%或更高。发酵过程中的最适温度为24~ 27℃,发酵结束时pH值通常为3.8~ 4.4,乳酸含量为0.8%~1.2%。发酵时间取决于温度、盐水浓度和发酵初期乳酸菌含量,一般为3~ 4周或更长。

发酵后的橄榄用玻璃罐包装,再加入7%的盐溶液后密封保存。如果要制作夹心橄榄,就将发酵后的绿橄榄经去核,在橄榄中填入经浓盐水浸泡的红色甘椒条或小洋葱、杏仁等。夹心橄榄可在8%的盐水中保存几周后再包装上市。若发酵结束时,发酵液的pH < 3.5,盐浓度>5%,产品可直接在发酵液中保藏。当发酵不完全时,产品要经巴氏灭菌,以保证一定的保质期。一般消毒温度为60℃,有时也使用80~ 82℃的热盐水消毒,这种处理方法可以避免出现微生物沉淀。

3)未经处理的自然成熟黑橄榄(希腊橄榄)

希腊橄榄备受希腊、土耳其和北非人民的喜爱。橄榄在黑紫色和黑色时被采摘下来,此时果实已完全成熟,但没有过熟。在加工中,橄榄不经过碱处理过程,只是在盐水中漂洗以除去部分苦味。因此,成品具有天然的果实香并有淡淡的苦味。果实的保藏可以采用在盐水中发酵、灭菌或巴氏灭菌,或添加保鲜剂等方法。

将橄榄放入发酵罐中,加入6%~10%的盐水直至浸没果实。参与发酵的微生物菌群有肠杆菌、酵母菌和乳杆菌。发酵液最终总酸含量小于0.5%,pH值为4.3~ 4.5。但是在有些条件下自然成熟的黑橄榄经过完全发酵,总酸量可以达到0.8%~1.0%。发酵过程中,如果盐浓度达到10%,产酸的耐盐酵母菌会发生醋酸发酵。若不是在厌氧条件下进行发酵,发酵液表面会形成霉菌、酵母菌和细菌的菌膜,使发酵液中糖量和酸量减少,pH升高。在发酵过程中,梭状芽孢杆菌、丙酸菌和还原硫酸盐的微生物的生长可能引起产品腐败。

4)盐浸橄榄

希腊橄榄经干盐腌渍处理后,脱水程度会高于发酵后的橄榄。加工中过熟的橄榄用水冲洗2~ 3 d,然后放入篮子中撒上干盐。高浓度的盐分使得果实脱水,产生部分干缩,从而得到独特的风味。

(3)橄榄发酵中的不足和腐败问题

发酵结束后,橄榄将储存在最后的发酵液中。因此,适当控制发酵液的酸度和盐度对于防止产品腐败是非常重要的。

在橄榄的储存时期应避免发生第4发酵阶段,即形成丙酸和醋酸。在产品出售前,橄榄储存于浓度大约为8%的发酵盐溶液中。如果橄榄不能及时出售或发酵液最终pH值过高(> 4.0),在储存阶段就会有丙酸菌生长。这些菌种会消耗乳酸,产生丙酸和醋酸。如果此阶段持续下去,发酵液的pH值将显著升高,并有梭状芽孢杆菌生长。

当加利福尼亚州成熟橄榄腐败后,果肉会变软,果皮脱落。其中主要的腐败菌有分解果胶的革兰氏阴性菌,包括产气肠杆菌和产气单胞菌属。

如果发酵中盐浓度过低或发酵速度过慢,可能引起大量杂菌菌群生长。大肠杆菌和酵母菌可以使橄榄发生“鱼眼”腐烂,产生糜烂性毒气。若橄榄在盐水中放置时间过长,会引起“钉头”现象,即在橄榄皮下形成小的凹坑,这可能是因为微生物的生长而造成的(可能与植物乳杆菌有关)。

橄榄的软化与“粉红酵母”中的红酵母深红酵母有关,它们能形成多聚半乳糖醛酸酶,从而引起细胞组织的缓慢软化。通过控制厌氧条件,或者人工去除酵母菌膜,可以抑制红酵母的生长。

产酸产硫化氢的变黑腐败会使橄榄在发酵中产生异味。最初常常会带有一种奶油味,但时间一长就会弥漫着恶臭味。在发酵液中pH值高于4.5,在乳酸发酵停止时,就有可能引发产酸产硫化氢的变黑腐败。当pH值低于4.5时,产酸产硫化氢的变黑腐败就不会发生。在发生产酸产硫化氢的变黑腐败后,发酵液pH值升高,乳酸和醋酸代谢产生大量的化合物,形成的有机酸中最多的为丙酸、丁酸、丁二酸、甲酸、戊酸和正辛酸,腐败的恶臭味可能是由环烷羧酸、丁酸和其他挥发性酸形成的。研究者认为,环烷羧酸可能是由4-羟基环己烷羧酸衍生而来。在正常的乳酸发酵后,会有4-羟基环己烷羧酸形成。丙酸杆菌和梭状芽孢杆菌的生长可能引起产酸产硫化氢的变黑腐败。

发酵过程的拖延还会引起丁酸腐败,具有丁酸气味和风味的橄榄是不能食用的。要避免丁酸酸败现象的发生可以采用酸化发酵液和接种发酵种子的方法。

2.1.5 今后的研究重点

今后,蔬菜发酵领域的研究重点将集中于水的利用和发酵后产生废物的处理方面。这就要求降低黄瓜和橄榄发酵中的盐水浓度,因而必须采取一些措施来控制非乳酸菌微生物的数量以及对发酵种子做进一步的研究。由于在自然发酵的研究中有许多困难之处,目前在蔬菜发酵中对发酵种子的应用较少。过去,人们不能详细分析一种特殊菌株在发酵中的作用情况,因此找寻发酵成功与失败的原因是十分困难的。目前,随着利用分子技术标记微生物手段的发展,此领域的研究必将更加深入。 qlqGstlSeSYih1goaQ7iL1mOVjFVkqRdNcqo6dViJ0CRYCxBKZ1gY5U3igzt6uYb

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