豆腐柴葉發(fā)酵工藝的研究

◎ 趙宏偉

（合肥膳之纖生物科技有限公司，安徽 合肥 230001）

豆腐柴，馬鞭草科豆腐柴屬多年生落葉灌木，豆腐柴葉中含有多種營(yíng)養(yǎng)成分，尤其富含膳食纖維，是一種優(yōu)良的藥食兼用植物資源，“樹葉豆腐”就是以豆腐柴葉為主要原料制作的一種地方傳統(tǒng)食品。雖然豆腐柴在我國(guó)分布廣泛，資源豐富，但是開發(fā)利用程度較低[1-5]。本文采用酵母菌為發(fā)酵菌種對(duì)豆腐柴葉進(jìn)行發(fā)酵處理，通過(guò)發(fā)酵將酵母菌菌體與豆腐柴葉膳食纖維相結(jié)合，發(fā)酵產(chǎn)物兼具酵素和膳食纖維2類產(chǎn)品的特點(diǎn)，不僅提高了豆腐柴葉原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，而且可以擴(kuò)大豆腐柴葉的應(yīng)用領(lǐng)域，為豆腐柴資源的開發(fā)利用提供新的思路。

本文以豆腐柴葉為研究對(duì)象，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用單因素和正交試驗(yàn)，研究發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、體系pH值、酵母菌接種量等不同因素對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響，建立豆腐柴葉酵母發(fā)酵的優(yōu)化工藝。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

豆腐柴葉采摘自合肥膳之纖生物科技有限公司種植基地；酵母菌采購(gòu)于安琪酵母股份有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平（南京昕?jī)x生物科技有限公司）；恒溫培養(yǎng)箱（南通嘉程儀器有限公司）；滅菌鍋（上海爾迪儀器科技有限公司）；超凈工作臺(tái)（蘇州凈化設(shè)備有限公司）；顯微鏡（上海無(wú)陌光學(xué)儀器有限公司）；pH計(jì)（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）；血球計(jì)數(shù)板[賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司]；分光光度計(jì)（上海佑科儀器儀表有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵單因素試驗(yàn)

（1）最適發(fā)酵溫度確定。在發(fā)酵時(shí)間16 h，體系pH值3.5，酵母菌接種量0.15%的條件下，測(cè)定不同發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響，確定豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的最適發(fā)酵溫度范圍。

（2）最適體系pH值確定。在發(fā)酵溫度30 ℃，發(fā)酵時(shí)間16 h，酵母菌接種量0.15%的條件下，測(cè)定不同體系pH值對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響，確定豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的最適體系pH值范圍。

（3）最適接種量確定。在發(fā)酵溫度30 ℃，發(fā)酵時(shí)間16 h，體系pH值3.5的條件下，測(cè)定不同接種量對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響，確定豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的最適接種量范圍。

（4）最適發(fā)酵時(shí)間確定。在發(fā)酵溫度30 ℃，體系pH值3.5，酵母菌接種量0.15%的條件下，測(cè)定不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響，確定豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的最適發(fā)酵時(shí)間范圍。

1.3.2 豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵正交試驗(yàn)

在單因素試驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，以發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、體系pH值和接種量為主要影響因素，以豆發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用L9(34)正交試驗(yàn)，研究豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的優(yōu)化工藝。豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵正交試驗(yàn)因素水平表見表1。

表1 L9(34)豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵正交試驗(yàn)因素水平表

1.3.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)測(cè)定方法

發(fā)酵液中可溶性糖含量通過(guò)苯酚-硫酸法測(cè)定[6]。發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量通過(guò)血球計(jì)數(shù)板計(jì)數(shù)測(cè)定。

2 結(jié)果與分析

2.1 豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，發(fā)酵溫度低于25 ℃時(shí)，隨著溫度的升高，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量逐漸提高；發(fā)酵溫度超過(guò)25 ℃后，隨著溫度的升高，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量逐漸降低，豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的最適溫度在25 ℃左右，見圖1。

圖1 發(fā)酵溫度對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響圖

2.1.2 體系pH值對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，體系pH值低于4.0時(shí)，隨著pH值的增加，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量逐漸提高，體系pH值超過(guò)4.0后，隨著pH值的增加，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量逐漸降低，豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的最適體系pH值在4.0左右，見圖2。

圖2 體系pH值對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響圖

2.1.3 接種量對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著酵母菌接種量的增加，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量逐漸提高，當(dāng)接種量達(dá)到0.15%時(shí)，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量達(dá)到峰值，當(dāng)接種量超過(guò)0.15%，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量基本保持不變，結(jié)合生產(chǎn)成本控制因素，確定酵母菌的最適接種量在0.15%左右，見圖3。

圖3 接種量對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響圖

2.1.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量逐漸提高，當(dāng)發(fā)酵時(shí)間達(dá)到16 h時(shí)，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量達(dá)到峰值，再繼續(xù)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量基本保持不變，結(jié)合生產(chǎn)成本控制因素，確定豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的最適發(fā)酵時(shí)間在16 h左右，見圖4。

圖4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量的影響圖

2.2 豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵正交試驗(yàn)結(jié)果

發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量指標(biāo)正交試驗(yàn)結(jié)果見表2。各因素對(duì)發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量影響的主次順序?yàn)锳＞B＞D＞C，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量的因素優(yōu)選組合為A3B1C1D3。發(fā)酵液中可溶性糖含量指標(biāo)正交試驗(yàn)結(jié)果表明，各因素對(duì)發(fā)酵液中可溶性糖含量影響的主次順序?yàn)锳＞B＞C＞D，發(fā)酵液中可溶性糖含量的因素優(yōu)選組合為A3B1C1D2。由于發(fā)酵液中可溶性糖含量指標(biāo)權(quán)重大于發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量指標(biāo)，再結(jié)合生產(chǎn)成本控制因素，確定D因素的優(yōu)選水平為D2，最終確定豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的優(yōu)選工藝參數(shù)為發(fā)酵溫度30 ℃，發(fā)酵時(shí)間16 h，體系pH值3.5，接種量0.15%。

表2 L9(34)豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵正交試驗(yàn)結(jié)果分析表

由于優(yōu)選工藝的參數(shù)組合在表2中沒(méi)有出現(xiàn)，需要試驗(yàn)驗(yàn)證。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果表明，在發(fā)酵溫度30 ℃、發(fā)酵時(shí)間16 h、體系pH值3.5、接種量0.15%條件下，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量為12.87×108CFU·mL-1，可溶性糖含量為2.79 g·L-1，優(yōu)于其他組合。

3 結(jié)論

本文以豆腐柴葉為原料，發(fā)酵液中酵母菌數(shù)量和可溶性糖含量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用酵母菌對(duì)豆腐柴葉進(jìn)行發(fā)酵，研究豆腐柴葉的酵母菌發(fā)酵工藝。通過(guò)對(duì)發(fā)酵溫度、發(fā)酵時(shí)間、體系pH值和接種量等主要影響因素進(jìn)行優(yōu)化，得到豆腐柴葉酵母菌發(fā)酵的優(yōu)化工藝，即發(fā)酵溫度30 ℃，發(fā)酵時(shí)間16 h，體系pH值3.5，接種量0.15%。酵母菌發(fā)酵處理不僅可以提高豆腐柴葉中可溶性膳食纖維的含量，而且將酵母菌菌體與豆腐柴葉膳食纖維相結(jié)合，經(jīng)酵母菌發(fā)酵后的豆腐柴葉原料兼具酵素和膳食纖維2類產(chǎn)品的特點(diǎn)，發(fā)酵產(chǎn)物經(jīng)濃縮干燥可制得豆腐柴葉發(fā)酵固體飲料產(chǎn)品。