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芥菜是我国一种重要的发酵蔬菜,且发酵芥菜是具有中国地域特色的一种食品,典型的有湖南芥菜,四川泡菜,贵州酸菜等,且味道爽口,促进食欲,帮助消化,深受人们喜爱,市场需求量非常大。传统自然发酵芥菜具有很多不易控制的因素,如发酵周期长、发酵过程易受杂菌污染、亚硝酸盐含量高及发酵过程中的其他污染等,发酵芥菜风味及品质难以保证。为实现发酵芥菜的工业化生产,保证其风味品质,在发酵过程中人工接种乳酸菌可以缩短发酵时间,降低发酵成本的方式,且应用乳酸菌发酵芥菜,可以很好的的监控和提高产品的稳定性和安全性。因此本文从自然发酵芥菜中分离筛选及鉴定具有优良发酵性能的乳酸菌并研究其生长特性,探究菌株最适生长环境;将筛选得到的乳酸菌菌株复配制备直投式发酵剂,利用单因素和响应面方法优化芥菜发酵条件,将研制的乳酸菌发酵剂进行发酵应用研究,通过优化得到最佳发酵条件,将直投式乳酸菌发酵剂投入到新鲜芥菜中制作发酵芥菜,对比与自然发酵芥菜样品的理化指标和感官品质,为直投式乳酸菌发酵剂接种发酵芥菜的规范化、规模化生产提供一定的科学理论依据。结果如下:1.优良乳酸菌菌株的分离、筛选及鉴定。本试验从传统自然发酵芥菜中分离得到39株乳酸菌菌株。通过比较其生长能力、产酸能力、亚硝酸盐降解能力及抑菌能力,筛选得到10株优良的乳杆菌。经过生理生化试验及16S r DNA分子生物学鉴定,鉴定结果显示8株菌为植物乳杆菌,2株菌为短乳杆菌。分别选择BJ-1植物乳杆菌、BJ-31短乳杆菌作为本研究的供试菌株进行直投式酸菜发酵剂的研制。2.发酵菌株生长特性研究。通过对发酵菌株进行生长研究,两株菌株的生长趋势一致,在生长0～4 h为延缓期;4～18 h为对数期;在培养20 h后进入稳定期。研究菌株在不同p H下培养时,在p H 3.0条件下培养时,菌株观察28 h,在0～14 h时,菌株几乎无生长,但随着培养时间的延长菌株渐渐适应酸性环境,菌株开始呈指数生长,菌株体现出了好的耐酸性能;在p H 4.0～7.0之间培养时,培养0～4 h内,菌株生长速度缓慢处于延缓期,4～20 h内,生长迅速,进入对数生长期;在p H 6.0培养28 h后,BJ-1、BJ-31菌株OD600nm值分别达1.696±0.012和1.687±0.013最大值,说明菌株适合在中偏酸性环境下生长;研究植物乳杆菌BJ-1和短乳杆菌BJ-31在不同温度下的生长能力,可得出在20～37℃的条件下该两株菌的生长情况较好,且在35℃发酵培养时,达到最大OD600nm值分别为1.701±0.026、1.696±0.014;研究植物乳杆菌BJ-1和短乳杆菌BJ-31亚硝酸盐耐受性,发现两株菌株对Na NO2都具有很好的耐受性,在200 mg/kg Na NO2浓度培养时,菌株BJ-1、BJ-31的OD600nm值都能达到1.6以上。3.直投式乳酸菌发酵剂菌种复配研究。在同一发酵条件下,将植物乳杆菌BJ-1、短乳杆菌BJ-31以不同比例进行复配,得到2:1比例复配发酵时p H降低快、产酸速率快,发酵7 d总酸含量为1.2±0.03 g/100g,p H为3.73±0.07,感官评分为31.72±0.65分。4.直投式乳酸菌发酵剂发酵芥菜条件优化及理化指标研究。以感官评价为指标,应用单因素和响应面法优化芥菜发酵条件,得到发酵条件最佳工艺为:乳酸菌发酵剂添加量为0.7%,发酵时间5 d,发酵温度23℃。以自然发酵芥菜为对照,利用最佳发酵条件对乳酸菌发酵剂发酵芥菜成品进行检测。结果显示乳酸菌发酵剂发酵芥菜成品较好,感官评分为31.12±0.67。在芥菜发酵过程中,接种乳酸菌发酵剂进行发酵可加快发酵速度,提前到达发酵终点,通过对发酵芥菜指标的测定,得到p H3.46±0.2,总酸含量1.25±0.02 g/100g;还原糖含量为0.545±0.17%;亚硝酸盐含0.557±0.189 mg/kg,且亚硝酸盐含量较低,低于自然发酵芥菜的120.11%。乳酸菌发酵剂发酵芥菜含有较高的乳酸含量2099.30±12.84μg/m L,相较于自然发酵,乳酸菌发酵剂发酵芥菜中乳酸含量提高13.50%,琥珀酸含量提高了36.42%,其酸味、鲜味优于自然发酵,与感官评价测定结果相符。在本研究中,利用HS-SPEM/GC-MS技术测定出乳酸菌发酵剂发酵芥菜共有34种挥发性风味成分,总相对含量为76.52%,由酯类、腈类、醛类、酸类、醇类、酮类、硫化物、烷烃类及其他化合物9类,在总挥发性成分中酯类相对含量最高,达到55.91%,其次是腈类相对含量为7.71%,后面依次为醇类（5.85%）>醛类（2.25%）>酮类（1.12%）>烷烃类（0.92%）>硫化物（0.86%）>二甲替嗪（0.86%）>酸类（0.69%）>5-甲基噻唑（0.35%）。酯类、腈类占挥发性成分的主要成分,为发酵芥菜增添芳香、清香味,乳酸菌发酵剂发酵芥菜在感官评价上优于自然发酵。乳酸菌发酵剂发酵芥菜产酸速率快,植物乳杆菌和短乳杆菌具有降解亚硝酸盐能力使得发酵芥菜中亚硝酸盐含量低,且在有机酸、挥发性成分方面均优于传统自然发酵芥菜,能够提高企业发酵芥菜生产效率,提升芥菜品质的稳定性和食用的安全性。