嗜酸乳桿菌發(fā)酵玉米碴工藝條件優(yōu)化

韓春然，牙韓琴，那治國*，劉思琪，劉 彤

（哈爾濱商業(yè)大學(xué) 食品工程學(xué)院 黑龍江省谷物食品與谷物資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150028）

玉米是我國重要糧食來源之一，廣泛種植于中國北方、西南山區(qū)及其他旱谷地區(qū)[1]。玉米碴是玉米經(jīng)脫皮、去胚芽后得到的玉米碎，玉米粉是由玉米碎經(jīng)過粉碎磨細(xì)后過篩得到的，但未經(jīng)過加工改良的玉米碴口感粗糙、硬度高，所制得的玉米粉顆粒大、質(zhì)地不細(xì)膩，玉米面制品口感不佳，各地區(qū)生產(chǎn)的玉米碴都是用于飼料或者工業(yè)原料[2]。隨著科技的進(jìn)步，對(duì)玉米的研究也逐漸增多，也有諸多學(xué)者以玉米碴為原料來研究加工改良玉米粉品質(zhì)特性[3]。早年前國內(nèi)外對(duì)玉米碴的加工方法主要是酸法處理、酶法處理和物理法，但是由于三種方法的成本高、專業(yè)性強(qiáng)和儀器設(shè)備昂貴等諸多問題[4]，使得玉米碴的加工方法逐漸向發(fā)酵技術(shù)發(fā)展。

玉米微生物發(fā)酵多數(shù)是以乳酸菌發(fā)酵為主，劉曉峰等[5]用乳酸菌發(fā)酵玉米粉，結(jié)果表明經(jīng)發(fā)酵后玉米粉的膨脹率和保水力都明顯提高；AFOAKWA E O等[6]以乳酸菌為發(fā)酵菌種發(fā)酵玉米粉，發(fā)酵后發(fā)現(xiàn)其主要養(yǎng)分含量發(fā)生了明顯改變；馬勇等[7]以植物乳桿菌發(fā)酵玉米碴制作玉米面條，降低了面條的硬度、黏度和彈性增大，玉米面條品質(zhì)得到改善，說明了使用微生物發(fā)酵，不論對(duì)玉米粉或玉米碴發(fā)酵都能改善玉米的品質(zhì)。但是由于微生物生態(tài)作用多變復(fù)雜，因此還需要對(duì)微生物發(fā)酵進(jìn)一步的探究。微生物發(fā)酵最容易受外界條件干擾，對(duì)發(fā)酵條件的優(yōu)化工作尤為重要[8-9]。

嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）屬于乳酸桿菌屬，是人體中最要的益生菌之一[10]，產(chǎn)乳酸能力高于其他乳桿菌，乳酸及其代謝產(chǎn)物是形成風(fēng)味化合物的重要物質(zhì)[11]，且能分泌多種消化酶，在乳酸及其產(chǎn)物和消化酶的作用下，玉米粉中的淀粉與蛋白質(zhì)發(fā)生水解，可與其他分子結(jié)合形成結(jié)晶，使淀粉結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而影響玉米粉的特性，達(dá)到玉米粉改性的效果[12]。溶解度和膨脹力作為玉米粉特性的重要指標(biāo)，兩者關(guān)系著玉米粉糊化程度，對(duì)玉米粉品質(zhì)特性有一定的影響，并且溶解度和膨脹力的大小與支鏈淀粉和直鏈淀粉比例有關(guān)，且發(fā)酵效果越好，兩者變化越明顯[13]。嗜酸乳桿菌發(fā)酵的代謝產(chǎn)物含有多種酸性物質(zhì)和酶可促進(jìn)淀粉等大分子物質(zhì)水解，可提高淀粉與水的結(jié)合能力，使溶解度和膨脹力增大[14]。溶解度和膨脹力越高，玉米粉的糊化特性改變?cè)絼×襕15-16]，因此嗜酸乳桿菌發(fā)酵能夠起到改善玉米品質(zhì)的效果。為了進(jìn)一步探究玉米碴發(fā)酵的工藝參數(shù)，以便后期進(jìn)一步對(duì)玉米粉品質(zhì)特性方面的研究，本研究以玉米碴為原料，利用嗜酸乳桿菌作為發(fā)酵劑對(duì)玉米碴進(jìn)行發(fā)酵，制成玉米粉，采用單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面分析法，以玉米粉溶解度和膨脹力為指標(biāo)，對(duì)嗜酸乳桿菌發(fā)酵玉米碴的工藝進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)一步推動(dòng)微生物在玉米發(fā)酵行業(yè)的發(fā)展、為玉米粉加工提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

嗜酸乳桿菌（Lactobacillus acidophilus）：江蘇新申奧生物科技有限公司。MRS培養(yǎng)基、瓊脂粉：北京奧博星生物技術(shù)有限責(zé)任公司；玉米碴（整粒脫皮）：市售。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9000電熱鼓風(fēng)干燥箱、HWS-26型電熱水浴鍋：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；ZHWY-2102C型恒溫?fù)u床培養(yǎng)箱：上海捷呈實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī)：湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；SHZ-B水浴恒溫振蕩器：上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；FA214電子分析天平：上海?？惦娮觾x器廠；LY-100型破壁機(jī)：湖北因特文化用品有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 玉米碴發(fā)酵工藝流程及操作要點(diǎn)

玉米碴→浸泡→發(fā)酵→清洗→打漿→過濾→干燥→粉碎→過篩→玉米粉

操作要點(diǎn)：

清洗：稱取100 g的玉米碴，用自來水沖洗掉表面雜質(zhì)和粉塵，沖洗多次直至水面清澈。

浸泡：沖洗干凈后的玉米碴加入3倍玉米碴體積量的水浸泡24 h。

發(fā)酵：玉米浸泡完后，先用水沖洗兩遍，加入無菌水，玉米與無菌水的比例為1∶1.5（g∶mL），紫外滅菌15 min，接入一定比例的嗜酸乳桿菌菌液，用組培封口膜封口，于37 ℃、160 r/min搖床條件下進(jìn)行發(fā)酵。

打漿：玉米發(fā)酵后，用自來水反復(fù)沖洗，除去酸臭味，再用蒸餾水沖洗3遍，洗干凈后放入打漿機(jī)加3倍量的水進(jìn)行打漿，用打漿機(jī)研磨兩次后得到玉米漿液。

過濾和干燥：漿液用無菌濾布自然狀態(tài)下過濾，得到的玉米碴于熱風(fēng)干燥箱40 ℃中干燥10 h。

粉碎、過篩：烘干后的玉米碴用粉碎機(jī)粉碎，過200目篩，得到玉米粉。

1.3.2 菌種活化及培養(yǎng)液制備

用接種環(huán)挑取少量嗜酸乳桿菌的菌粉，接種于液體MRS培養(yǎng)基中，置于160 r/min搖床37 ℃培養(yǎng)24 h，得到活化的菌懸液，吸取1%活化后的菌懸液分別接到MRS液體培養(yǎng)基中，160 r/min、37 ℃搖床培養(yǎng)24 h（菌液濃度達(dá)到108CFU/mL以上），得到種子液，再吸取1%的種子液接到新配制的MRS液體培養(yǎng)基中，將傳代2次的菌液作為培養(yǎng)液。

1.3.3 嗜酸乳桿菌發(fā)酵能力的測(cè)定

（1）產(chǎn)酸能力的測(cè)定

吸取1%種子液于新鮮的MRS液體培養(yǎng)基，160 r/min、37 ℃搖床培養(yǎng)，每隔2 h用數(shù)顯pH計(jì)測(cè)量pH值，并繪制時(shí)間與pH值的相關(guān)曲線，測(cè)定嗜酸乳桿菌24 h的產(chǎn)酸能力。

（2）生長曲線繪制

取多支試管，每支試管加入9 mL液體培養(yǎng)基，將上述制備好的培養(yǎng)液按1%接種量接入各試管，搖勻后于搖床中培養(yǎng)24 h，每隔2 h取培養(yǎng)液作梯度稀釋，選取最后2～3個(gè)適宜的稀釋梯度進(jìn)行平板傾注，培養(yǎng)24 h后進(jìn)行活菌計(jì)數(shù)。以測(cè)定時(shí)間作為橫坐標(biāo)、活菌數(shù)作為縱坐標(biāo)繪制生長曲線。

1.3.4 溶解度和膨脹力測(cè)定

參照DA SILVA M A等[17]的方法進(jìn)行修改，取發(fā)酵后得到的玉米粉0.2 g，加入10 mL蒸餾水，置于帶刻度的離心管中振蕩加熱30 min左右，然后放入冷水中冷卻，冷卻后置于高速離心機(jī)離心，取上清液倒入稱好質(zhì)量的稱量瓶（烘干后）中，放入烘箱中烘干至質(zhì)量恒定，稱及烘干物和離心管沉淀物的質(zhì)量，測(cè)量玉米粉的溶解度和膨脹力。計(jì)算公式如下：

1.3.5 玉米碴發(fā)酵工藝的單因素設(shè)計(jì)試驗(yàn)

以玉米粉溶解度和膨脹力為評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)置基礎(chǔ)條件為發(fā)酵溫度37 ℃、時(shí)間48 h、接種量10%、玉米碴與無菌水的比例1.5∶1（mL∶g），分別設(shè)計(jì)不同發(fā)酵時(shí)間（24 h、48 h、72 h、96 h、120 h）、發(fā)酵溫度（29 ℃、33 ℃、37 ℃、41 ℃、45 ℃）、接種量（5%、10%、15%、20%、25%）、液料比（mL∶g）（1∶1、1∶1.25、1∶1.5、1∶1.75、1∶2）進(jìn)行單因素試驗(yàn)，每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.3.6 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

根據(jù)單因素試驗(yàn)的結(jié)果，以玉米粉膨脹力為評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇發(fā)酵時(shí)間（A）、發(fā)酵溫度（B）、接種量（C）、液料比（D）為評(píng)價(jià)因素設(shè)計(jì)4因素3水平響應(yīng)面試驗(yàn)，通過Design-Expert 8.0.6 軟件分析確定玉米碴的最佳發(fā)酵工藝條件，Box-Benhnken試驗(yàn)因素與水平見表1。

表1 玉米碴發(fā)酵工藝優(yōu)化Box-Benhken試驗(yàn)設(shè)計(jì)因素及水平Table 1 Factors and levels of Box-Benhken experiments for fermentation conditions optimization of corn grit

1.3.7 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5軟件繪圖；使用Design-Expert V8.0.6設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)及分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 嗜酸乳桿菌發(fā)酵能力測(cè)定結(jié)果

吸取活化后的嗜酸乳桿菌種子液1%接入MRS液體培養(yǎng)基中，置于搖床37 ℃條件下培養(yǎng)24 h，每2 h測(cè)定一次活菌數(shù)，得到菌株的生長曲線，結(jié)果見圖1。

圖1 嗜酸乳桿菌的生長曲線及產(chǎn)酸曲線Fig.1 Growth curve and acid-producing curve of Lactobacillus acidophilus

由圖1可知，嗜酸乳桿菌在0～6 h為遲滯期，菌株在此階段的活性最高，6～18 h為生長對(duì)數(shù)期，菌株在此階段的生長速度最快，在18 h時(shí)菌株生長最快，活菌數(shù)達(dá)到5.89×109CFU/mL，18 h后菌株生長開始下降，20～24 h為穩(wěn)定期，時(shí)間越長培養(yǎng)基內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)消耗越快，嗜酸乳桿菌生長緩慢，趨于穩(wěn)定。隨發(fā)酵時(shí)間增加，菌液中pH值不斷下降，到20 h后變化緩慢，逐漸處于穩(wěn)定狀態(tài)。在0～20 h內(nèi)菌株處于對(duì)數(shù)生長期，此時(shí)嗜酸乳桿菌生長力旺盛、產(chǎn)酸能力強(qiáng)，因此這階段中菌液的pH值逐漸下降，菌液也逐漸變酸，菌株對(duì)發(fā)酵基質(zhì)消耗利用越高。20 h后由于菌株生長穩(wěn)定pH值變化穩(wěn)定，其原因可能是培養(yǎng)基的營養(yǎng)物質(zhì)消耗殆盡使菌種生長緩慢分泌的有機(jī)酸少。隨著培養(yǎng)時(shí)間越長，菌種自身代謝出的有害物質(zhì)會(huì)起到反抑制作用，因此菌種培養(yǎng)時(shí)間不宜過長。所以選用培養(yǎng)18 h的嗜酸乳桿菌培養(yǎng)液用于后續(xù)發(fā)酵試驗(yàn)最佳。

2.2 玉米碴發(fā)酵工藝條件優(yōu)化單因素試驗(yàn)

2.2.1 發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響

發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響見圖2。由圖2可知，隨發(fā)酵時(shí)間的增加，玉米粉溶解度和膨脹力先增大后降低，在48 h時(shí)玉米粉的溶解度和膨脹力最大。玉米粉溶解度和膨脹力在24～48 h處于上升階段，到48 h達(dá)到最大值，其原因可能是菌種在此階段生長快速，代謝活力旺盛，分泌出大量的乳酸、淀粉酶和蛋白酶對(duì)淀粉和蛋白質(zhì)分子結(jié)合產(chǎn)生一定的影響，且發(fā)酵也會(huì)使更多的有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)析出，使得膨脹力和溶解度增大，并且在48 h階段積累的乳酸、淀粉酶和蛋白酶最多，發(fā)酵最更加充分。在48 h后，玉米粉溶解度和膨脹力表現(xiàn)出下降趨勢(shì)，分析其原因可能是長時(shí)間的發(fā)酵，使得發(fā)酵體系中營養(yǎng)物質(zhì)的降低以及代謝產(chǎn)物的抑制，導(dǎo)致菌種的衰亡，菌種消亡導(dǎo)致發(fā)酵體系也下降[19]，因此最適發(fā)酵時(shí)間為48 h。

圖2 發(fā)酵時(shí)間對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響Fig.2 Effect of fermentation time on solubility and swelling power of corn flour

2.2.2 發(fā)酵溫度對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響

發(fā)酵溫度對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響見圖3。由圖3可知，玉米粉的溶解度和膨脹率隨溫度的升高趨勢(shì)改變明顯，且在37 ℃時(shí)溶解度和膨脹力達(dá)到最大值。嗜酸乳桿菌在37 ℃生長繁殖快，此溫度是嗜酸乳桿菌最適生長溫度，也是最適發(fā)酵溫度，37 ℃后玉米粉溶解度和膨脹力逐漸下降?？赡苁且?yàn)檫^低的溫度阻礙嗜酸乳桿菌新陳代謝，體內(nèi)生物物質(zhì)合成緩慢，菌種能夠產(chǎn)生的乳酸和酶含量變少，降解不完全導(dǎo)致淀粉與蛋白無法分離，淀粉無法吸水膨脹和溶解，這可能是膨脹率和溶解度力減小的原因；溫度太高會(huì)導(dǎo)致嗜酸乳桿菌體內(nèi)的消化酶失去活性，使發(fā)酵能力變?nèi)?，玉米粉的膨脹率和溶解度逐漸減小。因此最佳發(fā)酵溫度為37 ℃。

圖3 發(fā)酵溫度對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響Fig.3 Effect of fermentation temperature on solubility and swelling power of corn flour

2.2.3 接種量對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響

接種量對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響見圖4。由圖4可知，玉米粉的溶解度和膨脹力隨接種量的增加，先上升后緩慢下降，在接種量為10%時(shí)，玉米粉溶解度和膨脹力值最大。嗜酸乳桿菌能夠分泌出大量乳酸和淀粉酶和蛋白酶等一些消化酶[20]，在發(fā)酵過程中這些酶能夠?qū)⒂衩字泻械牡矸酆偷鞍踪|(zhì)水解成新的化合物，便于與水等分子物質(zhì)結(jié)合生成新的物質(zhì)。玉米未經(jīng)處理其內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常結(jié)實(shí)，水等其他物質(zhì)無法滲透[21]，使得玉米粉加工性能低。玉米粉的溶解度和膨脹力對(duì)玉米淀粉結(jié)構(gòu)有一定的影響[22]。淀粉酶和蛋白酶分解淀粉和蛋白使兩者的相互作用力減弱從而達(dá)到分離的效果，淀粉易與水分子結(jié)合，玉米粉的溶解度和膨脹率逐漸提高，玉米粉的凝膠特性隨之改變。嗜酸乳桿菌在發(fā)酵過程中產(chǎn)生的淀粉酶和蛋白酶會(huì)隨著菌體的濃度增加而增加，接種量大使得淀粉和蛋白質(zhì)分離的速度加快，溶解度和膨脹力會(huì)快速提高。但當(dāng)接種量＞10%時(shí)，膨脹率和溶解度卻減小，原因可能跟嗜酸乳桿菌的代謝有關(guān)，嗜酸乳桿菌生長代謝需要氮源物質(zhì)，玉米粉中的蛋白質(zhì)是嗜酸乳桿菌生長所能獲得的唯一氮源，玉米粉中的蛋白含量比較少，菌種的接種量大使得氮源供應(yīng)不足，嗜酸乳桿菌的生長代謝受到影響；另一方面，隨著接種量增加，產(chǎn)乳酸和淀粉酶的含量高，對(duì)淀粉顆粒的降解能力反而會(huì)更大[27]，影響淀粉顆粒結(jié)構(gòu)的完整度，反而抑制了玉米粉溶解和膨脹。因此嗜酸乳桿菌的最佳接種量為10%。

圖4 接種量對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響Fig.4 Effect of inoculum on solubility and swelling power of corn flour

2.2.4 液料比對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響

微生物發(fā)酵中料液比直接決定了培養(yǎng)基溶氧量[23]，微生物體內(nèi)含有大量的酶，這些酶類對(duì)于發(fā)酵環(huán)境的氧氣濃度非常敏感。嗜酸乳桿菌是乳酸菌屬，為兼性厭氧菌，過高的氧氣含量會(huì)直接影響到菌體的生長發(fā)育，但是過低的氧氣含量也會(huì)使發(fā)酵環(huán)境的pH過低[24-26]。液料比的比例影響發(fā)酵過程中菌體的生長代謝，液料比對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響見圖5。

圖5 液料比對(duì)玉米粉溶解度和膨脹力的影響Fig.5 Effect of liquid material ratio on solubility and swelling power of corn flour

由圖5可知，隨著料液比的增加，溶解度和膨脹率都呈先升高后下降的趨勢(shì)，在當(dāng)液料比＜1.5∶1（mL∶g）時(shí)，發(fā)酵液中的溶氧量高，發(fā)酵能力強(qiáng)，微生物體內(nèi)的酶能較好地表達(dá)，對(duì)淀粉和蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)作用較大，蛋白質(zhì)等物質(zhì)溶解出來使得玉米粉的溶解度和膨脹力上升。料液比1.5∶1（mL∶g）時(shí)達(dá)到最大值，溶解度為11.96%，膨脹力為14.76 g/g。當(dāng)液料比＞1.5∶1（mL∶g）時(shí)，發(fā)酵液內(nèi)的溶氧過低，微生物生長代謝受到抑制，體內(nèi)的酶也無法較好地表達(dá)，對(duì)淀粉和蛋白質(zhì)作用小，使得玉米粉的溶解度和膨脹力下降。因此發(fā)酵時(shí)最佳的料液比為1.5∶1（mL∶g）。

2.3 響應(yīng)面法優(yōu)化玉米碴發(fā)酵工藝條件

2.3.1 模型的建立及顯著性檢驗(yàn)

玉米粉溶解度容易受外界干擾如溫度影響，溫度越高越不穩(wěn)定，膨脹力受影響較小，其次膨脹力的大小體現(xiàn)了顆粒表面結(jié)構(gòu)破壞的程度，膨脹力越高發(fā)酵效果越好[20]，因此在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，以膨脹力（Y）為響應(yīng)值，選擇發(fā)酵時(shí)間（A）、發(fā)酵溫度（B）、接種量（C）和液料比（D）作為響應(yīng)面優(yōu)化的考察因素設(shè)計(jì)優(yōu)化試驗(yàn)，結(jié)果見表2。

表2 玉米碴發(fā)酵工藝優(yōu)化Box-Behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 2 Design and results of Box-Benhken experiments for fermentation conditions optimization of corn grit

以玉米粉膨脹力為響應(yīng)值，建立玉米碴發(fā)酵工藝參數(shù)回歸模型，并對(duì)模型方程進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表3。

表3 以膨脹力為響應(yīng)值的回歸模型及方差分析Table 3 Regression model and variance analysis with swelling power as response value

根據(jù)表2分析可得出回歸方程：Y=14.65+0.34A-0.36B+0.25C+0.42D+0.3AB+0.21AC+0.09AD+0.21BC-0.27BD+0.015CD-1.61A2-2.07B2-1.48C2-1.05D2

由表3可知，該模型的P＜0.01，模型方程極顯著，失擬項(xiàng)P=0.117 4＞0.05，不顯著，因此本試驗(yàn)的二次回歸方程擬合度好，能預(yù)測(cè)上述4個(gè)因素對(duì)玉米粉膨脹力的影響；本試驗(yàn)的R2為0.974 0、變異系數(shù)為2.14%，說明擬合度越高、試驗(yàn)結(jié)果可靠。從回歸系數(shù)顯著性檢驗(yàn)可知，一次項(xiàng)A、B、C、D及二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2為極顯著（P＜0.01）；交互項(xiàng)AB為顯著（0.01＜P＜0.05）；其余交互項(xiàng)AC、AD、BD、CD不顯著（P＞0.05）。從F值的變化大小可以看出，4個(gè)因素對(duì)玉米粉膨脹力影響的程度：液料比＞發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時(shí)間＞接種量。

2.3.2 響應(yīng)面圖和等高線圖分析

發(fā)酵時(shí)間、發(fā)酵溫度、接種量、液料比4個(gè)因素之間的交互作用對(duì)玉米粉膨脹力影響的響應(yīng)面圖和等高線圖見圖7。

圖7 各因素交互作用對(duì)膨脹力影響的響應(yīng)面及等高線Fig.7 Response surface plots and contour lines of effects of the interaction between various factors on the expansibility

響應(yīng)面圖曲面傾斜度越大即坡度越陡，等高線越接近橢圓形，因素交互作用越顯著。由圖7可知，各因素交互作用響應(yīng)面開口均向下，且越向下顏色逐漸加深，說明玉米粉的膨脹力均隨每個(gè)因素的增大而增大，達(dá)到一定峰值后逐漸減小，響應(yīng)面坡度越陡、曲面顏色越深，則該因素對(duì)膨脹力影響越大。圖中可以看出只有AB坡度較陡、曲面顏色較深，發(fā)酵時(shí)間與發(fā)酵溫度的交互作用較顯著（P＜0.05），其他因素的交互作用對(duì)玉米粉膨脹力影響并不顯著（P＞0.05）。響應(yīng)面各因素交互作用對(duì)結(jié)果影響大小：AB＞BD＞AC＞BC＞AD＞CD，說明發(fā)酵時(shí)間與發(fā)酵溫度交互對(duì)膨脹力影響最大，與方差分析結(jié)果一致。

2.3.3 玉米碴發(fā)酵最佳工藝參數(shù)的選取和模型驗(yàn)證試驗(yàn)

經(jīng)軟件分析得到最佳發(fā)酵工藝參數(shù)為液料比1.55∶1（mL∶g）、發(fā)酵溫度36.64 ℃、發(fā)酵時(shí)間49.01 h、接種量10.44%。在此條件下，玉米粉膨脹力預(yù)測(cè)值為14.96 g/g。考慮到試驗(yàn)的可操作性，將最佳工藝條件參數(shù)修正為液料比1.5∶1（mL∶g）、發(fā)酵溫度37 ℃、發(fā)酵時(shí)間49 h、接種量10%，修飾后進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)。在此條件下，得出玉米粉膨脹力的實(shí)際值為14.76 g/g，與預(yù)測(cè)值相差不大，證明了模型擬合性良好，驗(yàn)證了模型的可靠性。

3 結(jié)論

本研究通過單因素試驗(yàn)和Box-Behnken中心組合設(shè)計(jì)，優(yōu)化玉米碴發(fā)酵的發(fā)酵工藝條件，得出最佳發(fā)酵工藝條件參數(shù)為：液料比1.5∶1（mL∶g）、發(fā)酵溫度37 ℃、發(fā)酵時(shí)間49 h、接種量10%，此條件下，玉米粉溶解度為11.96%，膨脹力可達(dá)到14.76 g/g，試驗(yàn)結(jié)果表明，使用嗜酸乳桿菌對(duì)玉米進(jìn)行發(fā)酵的過程中，影響玉米粉膨脹力的因素大小為液料比＞發(fā)酵溫度＞發(fā)酵時(shí)間＞接種量。發(fā)酵后得到的玉米粉從感官上來看粉質(zhì)細(xì)膩柔軟，玉米粉溶解度和膨脹力明顯提高。