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利用大豆黄浆水的发酵研究



全 文 :食品研究与开发2007.Vol.28.NO.03
3.2 通过对玉米高F值寡肽酸乳饮料小鼠缺氧存活
时间的影响结果表明,实验组与对照组相比缺氧存活
时间显著提高,表明玉米高F值寡肽酸乳饮料具有抗
缺氧作用。
3.3 通过对制得的玉米高F值寡肽对小鼠游泳时间、
肝糖原和血乳酸的变化影响结果表明,实验组与对照
组相比游泳时间、肝糖原含量显著提高;血乳酸含量趋
于游泳前水平,表明玉米高F值寡肽具有调整体内代
谢和抗疲劳作用。
参考文献:
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收稿日期:2006-10-24
陈则华,李理
(华南理工大学轻工与食品学院,广东 广州 510640)
利用大豆黄浆水的发酵研究
摘 要:黄浆水是豆制品厂排出的废水,因其含有丰富的营养而适合微生物的生长。采用潜在益生菌Lactobacilus
rhamnosus6013对黄浆水进行发酵,研究结果表明,在黄浆水中加入 5%的蔗糖、以7%的接种量进行接种,并在
37℃条件下发酵22h,该菌的活菌数可达到3.46×108cfu/mL;所得发酵液无论是在室温还是低温保存10d活菌数都
没有明显的下降,在低温保存30d活菌数仍能保持在108个数量级,表明黄浆水是该菌的良好培养基及保存基质,
这一研究结果对黄浆水的进一步利用具有重要意义。
关键词:黄浆水;干酪乳杆菌鼠李糖亚种6013;发酵
STUDYONFERMENTATIONOFUSINGSOYBEANWHEY
CHENZe-hua,LILi
(ColegeofLightIndustryandFoodScience,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,Guangdong,China)
Abstract:Soybeanwhey,thebyproductofsoyfoodindustry,issuitableforthegrowthofmicroorganismduetoits
abundantnutrition.Inthisarticle,thefermentationconditionandsurvivalconditionofLactobacilusrhamnosus
insoywheywasinvestigated,theresultsindicatedthatthepopulationofL.rhamnosuscouldreachashighas
3.46×108cfu/mLwhenweintroduced7%starterintosoybeanwhey,inwhich5%sucrosewasadded,andcul-
turedfor22hat37℃temperatureandthepopulationcouldstilbemaintainedashighas108afterastorageat
roomtemperaturefor10daysorat4℃for30days,providinganimportantpotentialapplicationforsoybeanwhey.
Keywords:soybeanwhey;Lactobaciluscaseisubsp.rhamnosus6013;fermentation
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
基金项目:广州市科技攻关项目(2005Z3-E0471)
作者简介:陈则华(1981-),男,硕士研究生,研究方向:粮油微生物与食品安全。
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食品研究与开发 2007.Vol.28.NO.03
我国是大豆的故乡,豆制品品种多样化,而且受消
费者的青睐。但在豆制品加工过程中会产生大量的有
机废水和废渣。这些废水就是人们常提到的黄浆水。目
前由于工艺条件和加工设备所限,大量的大豆黄浆水
作为废弃物被排放掉,这既是一种资源浪费又污染了
环境。如果通过一定的技术手段将其综合利用,变废为
宝,不仅减少环境污染,还可以降低生产成本,提高企
业综合效益,创造出一定的社会和经济效益[1]。
L.rhamnosus作为一种潜在益生菌越来越受到人
们的关注。本文利用黄浆水中含有大量营养素这一特
性,用L.rhamnosus对其进行发酵,经发酵后的黄浆
水,一方面在经过调整风味后可以作为一种益生菌饮
料,另一方面也可以作为制作鼠李糖乳杆菌直投式发
酵剂(用于酸奶和饮料中)的原料。从而达到综合利用
黄浆水,减少其排放量的目的[2~3]。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 原料与试剂
黄浆水:由广州市副食品有限公司提供;
干酪乳杆菌鼠李糖亚种(Lactobaciluscaseisubsp.
rhamnosus6013,简称 L.rhamnosus6013):由中国工业
微生物菌种保藏中心提供;
MRS培养基[4~5]:蛋白胨10g,葡萄糖20g,酵母浸
膏5g,乙酸钠5g,柠檬酸氢二铵2g,牛肉膏10g,
Tween-801mL,K2HPO42g,MnSO4·4H2O0.25g,MgSO4
0.58g,蒸馏水1000mLpH=7.2。
1.1.2 仪器
JJ500型电子天平,SZX型自动凯氏定氮仪,Labor-
luxl型显微镜,YXQ-SG46-280S型手提式高压灭菌
锅,HSG-IB-2型电热恒温水浴锅,SZX超净工作台,
PXY-190S-A型生化培养箱,冰箱等。
1.2 实验方法
1.2.1 蛋白质含量的测定
采用凯氏定氮法测定黄浆水原料中的蛋白质含量。
1.2.2 糖含量的测定
采用GB/T5009.7-2003中的直接滴定法测定黄浆
水中总糖和还原糖含量。
1.2.3 鼠李糖乳杆菌分离纯化
采用MRS培养基对菌种进行分离纯化。首先在超
净工作台用接种环将待分离纯化的菌种在MRS固体
培养基划线,然后放入生化培养箱中进行培养(37℃、
24h),将培养后的具有鼠李糖乳杆菌形态特征的单菌落
进行镜检,确认后挑入试管斜面中划线培养2~3次,再
将培养后的单菌落挑入MRS液体试管培养基中培养,
培养后的菌液即可用于制作发酵剂的纯种菌悬液[6~7]。
1.2.4 发酵剂的制备
在黄浆水中加入适量的糖和改性蛋白粉作为培养
基,无菌环境下接入已纯化好的菌种,培养之后即为母
发酵剂;母发酵剂在上述培养基中转接2~3次即可得
到工作发酵剂,该发酵剂即可用于黄浆水发酵实验。
1.2.5 鼠李糖乳杆菌的活菌数计数方法[6~10]
本实验中采用平板计数法对发酵液中活菌数进行
测定。首先吸取1mL发酵液在无菌环境中移入灭过菌的
装有9mL水的试管中(事先准备若干),将其摇匀后再吸
1mL移入第二只试管,依次进行,最后在适当稀释度的
试管中取菌悬液0.1mL分散滴于灭过菌的固体MRS平
板上,再用涂布棒涂布均匀。培养1d后,根据长出的菌落
数和稀释的倍数即可推算出发酵液中的活菌数。
1.2.6 革兰氏染色法
具体操作步骤如下:
涂片(1滴无菌水)→干燥→固定(酒精灯上3~4
次,≤60℃)→草酸铵结晶紫染色水洗→革兰氏碘液
媒染30s→95%酒精脱色→水洗→蕃红复染30s~60s
→水洗→干燥→镜检
2 结果与讨论
2.1 黄浆水的主成分分析
经测定,大豆黄浆水的蛋白含量为0.377%,总糖含
量为0.62g/100mL,其中还原糖含量为0.172g/100mL。
此外,黄浆水中还含有维生素P、K及其它营养成分[7],比
较适合微生物生长。
2.2 鼠李糖乳杆菌的菌落特征及形态
将分离纯化后的鼠李糖乳杆菌进行革兰氏染色,
结果见图1。
L.rhamnosus为革兰氏阳性菌,规则杆菌,长
1.5μm~2.5μm,宽0.5μm~0.6μm。在MRS培养基上
图1 L.rhamnosus革兰氏染色图片
Fig.1 GramdyeingphotoofL.rhamnosus
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食品研究与开发2007.Vol.28.NO.03
图3 发酵温度对发酵结果的影响
Fig.3 Efectoffermentationtemperatureonfermentationresult
图2 发酵时间对发酵结果的影响
Fig.2 Efectoffermentationtimeonfermentationresult
培养后,菌落直径1mm~2mm,凸起、边齐、乳白色、不
透明,有光泽、质地软。
2.3 发酵时间对发酵结果的影响
经实验摸索及查阅相关文献[4],将发酵时间分别确
定为15h、20h、25h、30h,其他影响因素固定不变,测
定发酵产物的活菌数,结果如图2。
该图描述了鼠李糖乳杆菌在黄浆水中的生长情
况,随着发酵时间的延长活菌数增多,当时间达到24h
左右时发酵液中活菌数最多;经过24h后,活菌数就
会随时间增加而减少。因此,鼠李糖乳杆菌在大豆黄浆
水中的最佳发酵时间是24h。
2.4 发酵温度对发酵结果的影响
温度是影响发酵结果的一个重要因素,将发酵温
度选择在37℃、39℃、41℃3个不同的水平,其他影响
因素固定不变,结果如图3所示:
由图3可以看出,鼠李糖乳杆菌在39℃下的生长
最旺盛。当发酵温度超过39℃时活菌数逐步减少,所
以鼠李糖乳杆菌的最佳培养温度是39℃。
2.5 接种量对发酵结果的影响
接种量的大小对发酵结果也有很大影响,将接种
量控制在3%、5%、7%、9%,其他影响因素固定不变。
测定发酵产品的活菌数,结果如图4所示。
从图4可以看出,随着接种量的增加,活菌数先升
后降,在7%时达到最高值。当接种量过小。菌数增长
缓慢;接种量适当加大时,菌体生长营养充足,生长速
度快,当接种量大于7%时,菌体过度繁殖,消耗了大
量营养物质,同时代谢废物增加,导致后期菌体容易衰
老,甚至死亡。因此,选择接种量7%作为最适接种量。
2.6 糖含量对发酵结果的影响
添加蔗糖是为了补充黄浆水的碳源,使鼠李糖乳
杆菌更好地生长,分别添加3%、5%、7%蔗糖,其添加
量对结果的影响如图5所示:
通过图5可知,加糖量对发酵结果也有一定的影
响,加糖量为5%时黄浆水发酵液的活菌数达到最大。
2.7 正交实验结果(见表1、表2)
图4 接种量对发酵结果的影响
Fig.4 Efectofinoculationlevelonfermentationresult
图5 糖含量对发酵结果的影响
Fig.5 Efectofthesucrosecontentonfermentationresult
表1 正交实验因素水平表
Table1 Factorsandlevelsoforthogonalexperiment
水平
Level
1
2
3
B发酵时间(h)
Fermentation
time(h)
22
24
26
A接种量(%)
Inoculation
level(%)
5
6
7
D加糖量(%)
Sucrose
content(%)
3
5
7
C发酵温度(℃)
Fermentation
temperature(℃)
37
39
41
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食品研究与开发 2007.Vol.28.NO.03
表2 正交实验直观分析结果
Table2 Resultofintuitionisticanalysisoforthogonalexperiment
试验号
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
K1
K2
K3
极差R
较好水平
因素主次顺序
综合指标
(活菌数×106cfu/mL)
86
82
64
57
60
51
103
96
48
总和
647
B发酵时间(h)
Fermentation
time(h)
1
2
3
1
2
3
1
2
3
246
238
163
83
B1
A接种量(%)
Inoculation
level(%)
1
1
1
2
2
2
3
3
3
232
168
247
79
A3
D加糖量(%)
Sucrose
content(%)
1
2
3
3
1
2
2
3
1
194
236
217
42
D2
C发酵温度(℃)
Fermentation
temperature(℃)
1
2
3
2
3
1
3
1
2
233
187
227
46
C1
B>A>C>D
通过单因素实验结果得出了各个影响因素的最佳
值,由此设计出下面的正交实验表,进一步进行正交实
验确定各因素共同作用的最佳组合。
由表2的分析结果可以看出,最优的实验组合应
为A3B1C1D2,也就是说,在原料中加入5%的蔗糖、以
7%的接种量进行接种,并在37℃条件下发酵22h,
即可使发酵液中含有最大量的活菌数。经实验验证,
在上述条件下发酵后的黄浆水中含有活菌数为3.46×
108cfu/mL。4个因素对结果的影响大小顺序为:发酵时
间>接种量>发酵温度>加糖量。
2.8 发酵液的保存
研究鼠李糖乳杆菌的黄浆水发酵液的目的在于检
验该菌种在黄浆水中的存活能力,采用平板计数法测
得发酵液放置不同环境中、不同时间后的活菌数变化,
结果如图6所示。
由图6可知,在1d~10d的保存期内,无论是室温
保存或低温保存活菌数的变化都不大,低温保存30d
后,活菌数会有所下降,但仍保持在108的数量级,这
就表明鼠李糖乳杆菌在黄浆水中的存活能力很强,发
酵过程中酸度的变化并不能在短时间内将L.rhamno-
sus杀死,而只是抑制其生长[11]。L.rhamnosus的这一点
特性为大豆黄浆水的利用奠定了基础。
3 结论
鼠李糖乳杆菌适合在黄浆水中生长,添加蔗糖后
的黄浆水是L.rhamnosus的很好的培养基。通过单因
素实验和正交实验得出了L.rhamnosus在黄浆水中生
长的最佳条件:发酵时间22h、接种量7%、发酵温度
37℃、蔗糖添加量5%,在优化条件下发酵液活菌数为
3.46×108cfu/mL。因素主次顺序为发酵时间、接种量、发
酵温度、加糖量。所得发酵液无论是在室温还是低温保
存10d活菌数都没有明显的下降,在低温保存30d活
菌数仍能保持在108个数量级,表明黄浆水是该菌的
良好培养及保存基质,这一研究结果对黄浆水的进一
步利用具有重要意义。
参考文献:
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Fig.6 Efectofstoragetimeatroomtemperatureand4℃on
bacterianumber
科学研究
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食品研究与开发2007.Vol.28.NO.03
随着人们生活水平的提高,人们对食品的花色品
种提出新的标准,为此展开了对饮料、糖果、糕点等食
用色素的研制和开发工作[1~2]。虽然合成色素有色泽鲜
艳、稳定性好、利于溶解和调色、品质均一、成本低廉等
特点,但合成色素都有不同程度的毒性,在生产和使用
中受到很大的限制。目前符合我国卫生标准的合成食
用色素品种还较少,尤其近年来绿色食品的推广,人们
对健康及自我保健意识的增强,对食品添加剂提出了
更高的要求,故寻求和开发无毒食用色素具有非常重
大的经济意义[3~5]。
目前,国内外从葡萄皮渣、红子玫瑰、草莓、苋菜、
枣、叶子花等物质中提取天然的食用色素,并对其提取
方法和稳定性作了大量的研究,为天然色素的广泛应
用开拓了广阔的天地[6~10]。芍药本身就具有一定的营养
和药用价值,它的花色泽鲜艳,但除了观赏外,还没有
被开发和利用,其大量的凋谢花瓣造成了资源的浪费。
特别是关于芍药红色素的提取与稳定性研究的报道还
没有见到。我们提取芍药红色素,并对其稳定性进行系
统的研究,以便为今后的开发利用提供科学依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料、试剂与仪器
材料:朱砂判芍药花瓣。
试剂:乙醇、盐酸、氢氧化钠、蔗糖、果糖、葡萄糖、
Vc、苯甲酸钠、NaCl、KCl、MgSO4、Al2(SO4)3、ZnSO4、
CaCl2、GuSO4、FeCl3均为分析纯
仪器:7230G型分光光度计、高速离心机、数字显
示酸度计、电热恒温水浴锅。
1.2 试验方法
1.2.1 芍药红色素的提取
何玲,王荣花*,罗佳,黎海燕
(西北农林科技大学园艺学院,陕西 杨凌 712100)
芍药花红色素稳定性的研究
摘 要:以干的芍药花瓣为原材料,对影响芍药花红色素稳定性的因素进行研究。结果表明:该色素能耐高温;pH≤3
时相对稳定;蔗糖和D-果糖对其有一定的护色作用,而葡萄糖对其作用不明显;Fe3+、Sn2+、Ag+、Ca2+对其有破坏作用,
Na+、K+、Mg2+、Zn2+、Cu2+、Al3+、Ba2+对其无影响;抗坏血酸对其有护色作用;苯甲酸钠对该色素有明显的破坏作用。
关键词:芍药;红色素;稳定性

基金项目:校内青年专项(04ZM086)
作者简介:何玲(1965-),女(汉),副教授,研究方向:果蔬加工。
*通讯作者:王荣花(1963-),女(汉),高级实验师,研究方向:果蔬、
花卉采后生理。
Lactobacilusrhamnosusstrains[J].InternationalJournalofFood
Microbiology,2000,64:205~210.
[11]刘冬梅,李理,梁世中,等.L.rhamnosus6013产生抗菌物质的抑菌
作用和特性研究[J].中国乳品工业,2006,34(1):13~16.
收稿日期:2006-08-01
THESTABILITYONREDPIGMENTOFCHINESEHERBACEOUSPEONYFLOWERS
HELing,WANGRong-hua*,LUOJa,LIHai-yan
(TheColegeofHorticulture,NorthwestA&FUniversity,Yangling712100,Shaanxi,China)
Abstract:ThestabilityonredpigmentofChineseherbaceouspeonyflowerswasresearched.Theresultsshowed
thattheredpigmentcantolerathightemperature.RedpigmenthadarelativestabilityunderpH≤3.Cane
sugarandD-fructosehaveprotectiveafectonredpigment,butglucosenothave.Fe3+,Sn2+,Ag+,Ca2+were
harmfulforredpigment,andNa+,K+,Mg2+,Zn2+,Cu2+,Al3+,Ba2+werenotobvious.VChadprotectiveafect,and
C6H5-COONashowedmarkeddegradationefectontheredpigment.
Keywords:Chineseherbaceouspeonyflowers;redpigment;stability
科学研究
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