副干酪乳桿菌在綠豆淀粉生產中的應用*

李新華，金圣，張荔力

1(沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽，110866)2(遼寧醫學院食品科學與工程學院，遼寧錦州，121001)

我國傳統的綠豆淀粉生產主要以酸漿法為主。酸漿法主要是提取淀粉時利用酸漿中的乳酸乳球菌及代謝產物乳酸，使淀粉與其它雜質相分離，得到純淀粉［1］。酸漿質量的好壞及用量多少，直接關系到淀粉提取率及粉絲質量。但是傳統的酸漿法主要是依靠經驗來生產綠豆淀粉，受約束因素太多。在加工過程中常常出現“倒缸”現象，即整批的綠豆淀粉不能沉淀，生產不出來，或者生產出來的淀粉發暗發酸。本文采用的是從甘薯酸漿中分離出來的副干酪乳桿菌制備人工發酵酸漿，做為一種微生物絮凝劑應用到綠豆淀粉的提取中，代替傳統的綠豆酸漿法，以達到提高綠豆淀粉的得率和質量的目的。

1 材料與方法

1.1 菌種及試劑

副干酪乳桿菌(Lactobacillus paracasei)，從甘薯酸漿中提取，實驗室保存。

冰醋酸、酵母浸粉、乳糖、H2SO4、NaOH、石油醚(沈陽沈一精細化學品有限公司)。

1.2 培養基

甘薯漿液體培養基:酵母粉5 g，乳糖5 g，甘薯漿1 000 mL，調 pH6.2 ～6.4，121℃高壓蒸汽滅菌30 min。

MRS培養基:蛋白胨10.0 g，牛肉膏10.0 g，酵母膏5.0 g，檸檬酸氫二銨2.0 g，葡萄糖20.0 g，乙酸鈉5.0 g，吐溫 80 1.0 mL，K2HPO42.0 g，MgSO40.58 g，MnSO40.25 g，蒸餾水1.0 L，調 pH 值至6.2～6.6，121℃蒸汽滅菌20 min。

1.3 儀器與設備

DNP-9082型電熱恒溫培養箱，上海精宏實驗設備有限公司;Sartorius標準型PB-10 pH計，上海摩速科學器材有限公司;SW-CJ-1FD型單人單面凈化工作臺，蘇州凈化設備有限公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 甘薯液體培養基的制作

將新鮮甘薯與水以1∶3(g:mL)的比例在組織搗碎機中打碎10 min，80目篩過濾。

1.4.2 菌種的活化

取菌種按1∶10的比例接種于MRS液體培養基中，置30℃靜置培養48 h，反復培養1～2次(活菌數約為108個)，保存待用。

1.4.3 發酵液的制備

取活化后的菌種按1∶10的比例接種于甘薯漿液體培養基中，置30℃靜置培養48 h。

1.4.4 綠豆淀粉提取的技術路線

原料→浸泡→水洗→磨制→過濾→二次磨制→二次過濾→三次過濾→加入發酵液→淀粉沉淀→淀粉脫水→淀粉→成品

(注:淀粉沉淀量以同樣體積綠豆乳在同樣直徑量桶中3 min沉降淀粉的高度來表示)。

1.4.5 綠豆淀粉提取工藝的優化

將綠豆浸泡20 h后磨漿，以料液比、pH值、溫度、發酵液的添加量為單因素，以3 min內淀粉的沉淀高度為評價指標進行單因素試驗。根據各單因素的試驗結果，安排L9(34)正交試驗，確定工藝參數。

1.4.6 淀粉品質的鑒定

灰分測定:灼燒法，參照GB8306－1987。

蛋白質測定:凱氏定氮法，參照 GB/T5511－1985。

脂肪測定:索氏抽提法，參照GB5512－1985。

2 結果與分析

2.1 pH值對綠豆淀粉提取的影響

pH值對綠豆淀粉提取的影響見圖1。

圖1 pH值對淀粉粉沉底高度的影響

由圖1可以看出，當pH7.5時，在3 min內沉淀的淀粉高度最高。而且無論當pH值高于還是低于7.5時，在3 min內沉淀的淀粉高度都有所下降。所以，當綠豆漿的pH值為7.5時，菌液的絮凝效果最好。這是因為菌液所在環境的pH值的變化會改變微生物絮凝劑的帶電狀態和中和電荷的能力以及被絮凝物質的顆粒的表面性質。

2.2 溫度對綠豆淀粉提取的影響

溫度對綠豆淀粉提取的影響見圖2。由圖2可見，適當地提高溫度可以提高淀粉的沉淀量，當溫度達到50℃左右時淀粉的沉淀量達到最大值。但是，如果溫度繼續升高，起到絮凝作用的活性蛋白就會發生一定程度的變性，使絮凝活性受到影響，淀粉沉淀量下降。微生物絮凝劑副干酪乳桿菌起到絮凝做用的主要活性成分是蛋白類物質，因此它的絮凝效果受溫度的影響較大［2］。

圖2 溫度對淀粉沉淀高度的影響

2.3 菌液添加量對綠豆淀粉提取的影響

菌液添加量對綠豆淀粉提取的影響見圖3。圖3表明，在菌液的添加量達到20 mL之前，隨著菌液添加量的增大，淀粉的沉淀量也隨之上升。但當菌液的添加量超過20 mL以后，隨著菌液添加量的增大淀粉的沉淀量卻呈現下降的趨勢。這是因為微生物絮凝劑在產生絮凝效果時通常存在一個最佳的加入量。這個最佳值大約是絮凝劑顆粒表面吸附大分子化合物達到飽和時的一半的吸附量，在這種條件下大分子物質與絮凝劑顆粒之間產生架橋作用的幾率最大［3］。

圖3 菌液添加量對淀粉沉淀高度的的影響

2.4 料液比對綠豆淀粉提取的影響

采用一定體積水浸泡綠豆，計算料液比(g∶mL)，料液比對綠豆淀粉提取的影響見圖4。

圖4 料夜比對淀粉沉淀高度的影響

由圖4可見，當綠豆與水的比例為1∶1和1∶2時，淀粉的沉淀量都比較的低。相反，當綠豆與水的比例為1∶4時，淀粉的沉淀量達到了最大值。提取綠豆淀粉的過程中，要將浸泡好的綠豆與一定比例的水混合后進行磨漿。如果加水量太少會導致所得漿液的淀粉濃度過高，不利于微生物絮凝劑發揮絮凝作用。

2.5 綠豆淀粉提取的適宜工藝條件

根據以上單因素實驗的結果設計以下因素水平表，并安排L9(34)正交試驗(表1)。

在單因素實驗的基礎上，以3 min內淀粉的沉淀高度為指標，對pH值、溫度、磨漿時的料液比、菌液添加量等工藝參數進行L9(34)正交試驗，以確定最佳組合。正交試驗設計結果如表2所示。

表1 因素水平表

表2 不同條件下淀粉沉淀高度的L9(34)正交試驗結

正交實驗結果表明，影響淀粉沉淀量的各因素的顯著程度為磨漿時的料液比＞溫度＞菌液添加量＞pH值，其中各因素的最佳組合為A3B2C3D1，即菌液的添加量為 25 mL(33%)，pH值為 7.5，溫度為60℃，料液比為1∶3。

2.6 淀粉品質鑒定

分別測定本方法提取的綠豆淀粉與工業生產的綠豆淀粉中的灰分、粗蛋白、粗脂肪的含量，結果見表3。

表3 副干酪乳桿菌的絮凝沉降的綠豆淀粉與市售綠豆淀粉中各組分含量對比 %

從表3可以看出，利用副干酪乳桿菌的絮凝作用所提取的綠豆淀粉與市售的綠豆淀粉相比粗蛋白含量要略高，粗脂肪含量明顯降低，兩者灰分含量相差不大，說明采用副干酪乳桿菌制備人工發酵酸漿絮凝綠豆淀粉有利于產品提高淀粉的純度。

3 結論

(1)對副干酪乳桿菌絮凝綠豆淀粉效果影響較大的因素有溫度、pH值、菌液添加量以及料液比。并且最佳的工藝參數為:菌液的添加量為33%，pH值為7.5，溫度為60℃，料液比為1∶3。副干酪乳桿菌對綠豆淀粉有明顯的絮凝效果，可以應用于綠豆淀粉提取的工業化生產。

(2)利用副干酪乳桿菌絮凝作用提取的綠豆淀粉與市售的綠豆淀粉相比，粗脂肪含量明顯降低、粗蛋白和灰分含量基本一致。說明采用副干酪乳桿菌制備人工發酵酸漿絮凝綠豆淀粉有利于產品提高淀粉的純度。

［1］ 曹維強，王靜.綠豆綜合開發及利用［J］．糧食與油脂，2003(3):37－39．

［2］ 李新華，趙曉陽，張荔力.副干酪乳桿菌對甘薯漿液中淀粉絮凝機理研究［J］．食品科學，2010，31(19):237－276．

［3］ 李素清，柯水洲，袁輝洲，等.微生物絮凝劑的研究進展［J］．凈水技術，2008，27(1):5－8．