解淀粉乳桿菌發(fā)酵豆清液產(chǎn)酸條件優(yōu)化

□ 雷志明 邵陽學院食品與化學工程學院 尹樂斌 邵陽學院食品與化學工程學院；豆制品加工技術湖南省應用基礎研究基地

李立才 周 娟 劉 倩 邵陽學院食品與化學工程學院

豆清液是豆腐生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，又稱黃漿水或豆腐乳清廢水[1]。豆清液中營養(yǎng)物質(zhì)豐富[2-3]，而大部分未被利用，嚴重污染環(huán)境。豆清液可以經(jīng)過自然發(fā)酵作為豆腐凝固劑使用。但是，豆清液自然發(fā)酵存在安全隱患[4-6]。以純種乳酸菌發(fā)酵豆清發(fā)酵液制成的豆腐凝固劑，能解決雜菌污染和產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。本文選用實驗室自篩的一株解淀粉乳桿菌[7]，通過優(yōu)化發(fā)酵條件，得到最大產(chǎn)酸量，將豆清液中的營養(yǎng)物質(zhì)得到充分利用，變廢為寶。

1 材料與方法

1.1 樣品與培養(yǎng)基

豆清液，采集于豆制品加工技術湖南省應用基礎研究基地；解淀粉乳桿菌，實驗室自篩；MRS培養(yǎng)基，自配。

1.2 儀器

電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；滅菌鍋，上海博訊實業(yè)有限公司醫(yī)療設備廠；超凈工作臺，上海博迅實業(yè)有限公司；電子秤，上海民橋精密儀器公司。

1.3 單因素試驗

1.3.1 葡萄糖添加量對菌株LDS201產(chǎn)酸的影響

固定初始pH為6.0，菌株LDS201接種量為4%，發(fā)酵溫度為37℃，培養(yǎng)時間48h，并分別以0%、1%、2%、3%、4%的葡萄糖添加量加入豆清液中，發(fā)酵后測定總酸。

1.3.2 初始pH對菌株LDS 201產(chǎn)酸的影響

固定乳酸菌接種量為4%，發(fā)酵溫度為37℃，培養(yǎng)時間48h，葡萄糖添加量2%，調(diào)節(jié)pH至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5進行實驗，發(fā)酵后測定總酸。

1.3.3 不同接種量對菌株LDS 201產(chǎn)酸的影響

固定發(fā)酵溫度為37℃，培養(yǎng)時間48h，葡萄糖添加量2%，pH為6.0，并分別以2%、4%、6%、8%、10%乳酸菌接種量接種于豆清液中，發(fā)酵后測定總酸。

1.3.4 培養(yǎng)溫度對菌株LDS201產(chǎn)酸的影響

固定葡萄糖添加量為2%，pH為6.0，菌株LDS201接種量為4%，并分別在 29、33、37、41、45℃下培養(yǎng)48h，發(fā)酵后測定總酸。

1.3.5 發(fā)酵時間對菌株LDS 201產(chǎn)酸的影響

固定葡萄糖添加量為2%，pH為6.0，菌株LDS201接種量為4%，發(fā)酵溫度為37℃，分別培養(yǎng)24、36、48、60、72h，發(fā)酵后測定總酸。

表1 正交試驗因素水平表

圖1 不同葡萄糖添加量對LDS201產(chǎn)酸的影響

1.4 正交試驗

為確定乳菌株LDS201的最佳發(fā)酵產(chǎn)酸條件，設計5因素4水平實驗，再通過驗證試驗確定。正交試驗因素水平表，見表1。

1.5 總酸的測定

測定方法參照國標GBT 12456-2008《食品中總酸的測定》。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 葡萄糖添加量對菌株LDS201產(chǎn)酸的影響

隨著葡萄糖添加量的增加，豆清發(fā)酵液越渾濁。如圖1所示，當添加量為2%時，乳酸含量達到最大，繼續(xù)添加葡萄糖，乳酸含量下降。

2.1.2 豆清液初始pH對菌株LDS 201產(chǎn)酸旳影響

初始pH對菌株產(chǎn)酸的影響，結果如圖2所示，當初始pH為5.5時達到最大，乳酸量為3.62g/L。初始pH過大，會抑制乳酸菌的生長，導致產(chǎn)酸能力下降。

2.1.3 接種量對菌株LDS 201產(chǎn)酸的影響

如圖3所示，當接種量為6%，產(chǎn)酸量達到最大。當接種量過大，營養(yǎng)物質(zhì)被過量消耗，導致產(chǎn)酸量減少。

2.1.4 培養(yǎng)溫度對菌株LDS 201產(chǎn)酸的影響

由圖4可知，在37℃時，產(chǎn)酸量達到最大，溫度過高菌株耐熱性不足，抑制了菌株生長代謝。

2.1.5 發(fā)酵時間對菌株LDS 201產(chǎn)酸的影響

由圖5可知，發(fā)酵到72h后，累積產(chǎn)酸達到最大；72-96h產(chǎn)酸基本維持平穩(wěn)。

圖2 不同初始pH對LDS201產(chǎn)酸的影響

圖3 不同接種量對LDS201產(chǎn)酸的影響

圖4 發(fā)酵溫度對LDS201產(chǎn)酸的影響

圖5 不同發(fā)酵時間對LDS201產(chǎn)酸的影響

2.2 正交實驗結果與分析

在單因素試驗基礎上，選擇合適的葡萄糖添加量（A）、發(fā)酵初始pH（B）、接種量（C）、發(fā)酵溫度（D）、發(fā)酵時間（E）5個因素進行正交實驗優(yōu)化，實驗情況見表2。

通過正交優(yōu)化結果可知，各因素對菌株產(chǎn)酸量的影響主次為：發(fā)酵時間（E）＞發(fā)酵溫度（D）＞接種量（B）＞豆清液初始pH（C）＞葡萄糖添加量（A）。

由表3可知，發(fā)酵時間對實驗結果具有顯著性差異。得出的最佳方案為A1B2C3D2E3，由于不在正交優(yōu)化表中，所以需進行驗證。

2.3 驗證實驗

由于A1B2C3D2E3組合不在正交試驗當中，所以進行驗證試驗。即在發(fā)酵時間為72h，發(fā)酵溫度為37℃，菌株LDS201接種量為6%，初始發(fā)酵pH為5.5，葡萄糖添加量為1.5%條件下，測定菌株產(chǎn)酸量，通過3組平行實驗進行驗證。測得乳酸菌產(chǎn)酸量分別為4.4、4.51、4.53g/L，平均值為4.50g/L。與正交實驗的各組對比，結果具有可靠性。

表2 發(fā)酵條件正交試驗結果（L16（45））

表3 方差分析

3 結論

本文以豆清液為原料，通過乳酸菌LDS 201純種發(fā)酵制備豆腐凝固劑。最佳發(fā)酵條件為：發(fā)酵時間為72h，發(fā)酵溫度為37℃，LDS201接種量為6%，初始發(fā)酵pH為5.5，葡萄糖添加量為1.5%。通過純菌種發(fā)酵豆清夜制備豆腐凝固劑可以盡量避免雜菌污染而引起的豆腐品質(zhì)安全問題。