副干酪乳桿菌在綠豆淀粉生產(chǎn)中的應(yīng)用*

李新華，金圣，張荔力

1(沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)，110866)2(遼寧醫(yī)學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧錦州，121001)

我國(guó)傳統(tǒng)的綠豆淀粉生產(chǎn)主要以酸漿法為主。酸漿法主要是提取淀粉時(shí)利用酸漿中的乳酸乳球菌及代謝產(chǎn)物乳酸，使淀粉與其它雜質(zhì)相分離，得到純淀粉［1］。酸漿質(zhì)量的好壞及用量多少，直接關(guān)系到淀粉提取率及粉絲質(zhì)量。但是傳統(tǒng)的酸漿法主要是依靠經(jīng)驗(yàn)來(lái)生產(chǎn)綠豆淀粉，受約束因素太多。在加工過(guò)程中常常出現(xiàn)“倒缸”現(xiàn)象，即整批的綠豆淀粉不能沉淀，生產(chǎn)不出來(lái)，或者生產(chǎn)出來(lái)的淀粉發(fā)暗發(fā)酸。本文采用的是從甘薯酸漿中分離出來(lái)的副干酪乳桿菌制備人工發(fā)酵酸漿，做為一種微生物絮凝劑應(yīng)用到綠豆淀粉的提取中，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的綠豆酸漿法，以達(dá)到提高綠豆淀粉的得率和質(zhì)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(shí)驗(yàn)室保存。

冰醋酸、酵母浸粉、乳糖、H2SO4、NaOH、石油醚(沈陽(yáng)沈一精細(xì)化學(xué)品有限公司)。

1.2 培養(yǎng)基

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

MRS培養(yǎng)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(diào) pH 值至6.2～6.6，121℃蒸汽滅菌20 min。

1.3 儀器與設(shè)備

DNP-9082型電熱恒溫培養(yǎng)箱，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;Sartorius標(biāo)準(zhǔn)型PB-10 pH計(jì)，上海摩速科學(xué)器材有限公司;SW-CJ-1FD型單人單面凈化工作臺(tái)，蘇州凈化設(shè)備有限公司。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 甘薯液體培養(yǎng)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(jī)中打碎10 min，80目篩過(guò)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(yǎng)基中，置30℃靜置培養(yǎng)48 h，反復(fù)培養(yǎng)1～2次(活菌數(shù)約為108個(gè))，保存待用。

1.4.3 發(fā)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(yǎng)基中，置30℃靜置培養(yǎng)48 h。

1.4.4 綠豆淀粉提取的技術(shù)路線

原料→浸泡→水洗→磨制→過(guò)濾→二次磨制→二次過(guò)濾→三次過(guò)濾→加入發(fā)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(lái)表示)。

1.4.5 綠豆淀粉提取工藝的優(yōu)化

將綠豆浸泡20 h后磨漿，以料液比、pH值、溫度、發(fā)酵液的添加量為單因素，以3 min內(nèi)淀粉的沉淀高度為評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行單因素試驗(yàn)。根據(jù)各單因素的試驗(yàn)結(jié)果，安排L9(34)正交試驗(yàn)，確定工藝參數(shù)。

1.4.6 淀粉品質(zhì)的鑒定

灰分測(cè)定:灼燒法，參照GB8306－1987。

蛋白質(zhì)測(cè)定:凱氏定氮法，參照 GB/T5511－1985。

脂肪測(cè)定:索氏抽提法，參照GB5512－1985。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH值對(duì)綠豆淀粉提取的影響

pH值對(duì)綠豆淀粉提取的影響見圖1。

圖1 pH值對(duì)淀粉粉沉底高度的影響

由圖1可以看出，當(dāng)pH7.5時(shí)，在3 min內(nèi)沉淀的淀粉高度最高。而且無(wú)論當(dāng)pH值高于還是低于7.5時(shí)，在3 min內(nèi)沉淀的淀粉高度都有所下降。所以，當(dāng)綠豆?jié){的pH值為7.5時(shí)，菌液的絮凝效果最好。這是因?yàn)榫核诃h(huán)境的pH值的變化會(huì)改變微生物絮凝劑的帶電狀態(tài)和中和電荷的能力以及被絮凝物質(zhì)的顆粒的表面性質(zhì)。

2.2 溫度對(duì)綠豆淀粉提取的影響

溫度對(duì)綠豆淀粉提取的影響見圖2。由圖2可見，適當(dāng)?shù)靥岣邷囟瓤梢蕴岣叩矸鄣某恋砹浚?dāng)溫度達(dá)到50℃左右時(shí)淀粉的沉淀量達(dá)到最大值。但是，如果溫度繼續(xù)升高，起到絮凝作用的活性蛋白就會(huì)發(fā)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(zhì)，因此它的絮凝效果受溫度的影響較大［2］。

圖2 溫度對(duì)淀粉沉淀高度的影響

2.3 菌液添加量對(duì)綠豆淀粉提取的影響

菌液添加量對(duì)綠豆淀粉提取的影響見圖3。圖3表明，在菌液的添加量達(dá)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(dāng)菌液的添加量超過(guò)20 mL以后，隨著菌液添加量的增大淀粉的沉淀量卻呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。這是因?yàn)槲⑸镄跄齽┰诋a(chǎn)生絮凝效果時(shí)通常存在一個(gè)最佳的加入量。這個(gè)最佳值大約是絮凝劑顆粒表面吸附大分子化合物達(dá)到飽和時(shí)的一半的吸附量，在這種條件下大分子物質(zhì)與絮凝劑顆粒之間產(chǎn)生架橋作用的幾率最大［3］。

圖3 菌液添加量對(duì)淀粉沉淀高度的的影響

2.4 料液比對(duì)綠豆淀粉提取的影響

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

圖4 料夜比對(duì)淀粉沉淀高度的影響

由圖4可見，當(dāng)綠豆與水的比例為1∶1和1∶2時(shí)，淀粉的沉淀量都比較的低。相反，當(dāng)綠豆與水的比例為1∶4時(shí)，淀粉的沉淀量達(dá)到了最大值。提取綠豆淀粉的過(guò)程中，要將浸泡好的綠豆與一定比例的水混合后進(jìn)行磨漿。如果加水量太少會(huì)導(dǎo)致所得漿液的淀粉濃度過(guò)高，不利于微生物絮凝劑發(fā)揮絮凝作用。

2.5 綠豆淀粉提取的適宜工藝條件

根據(jù)以上單因素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果設(shè)計(jì)以下因素水平表，并安排L9(34)正交試驗(yàn)(表1)。

在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以3 min內(nèi)淀粉的沉淀高度為指標(biāo)，對(duì)pH值、溫度、磨漿時(shí)的料液比、菌液添加量等工藝參數(shù)進(jìn)行L9(34)正交試驗(yàn)，以確定最佳組合。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)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(yàn)結(jié)

正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，影響淀粉沉淀量的各因素的顯著程度為磨漿時(shí)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(zhì)鑒定

分別測(cè)定本方法提取的綠豆淀粉與工業(yè)生產(chǎn)的綠豆淀粉中的灰分、粗蛋白、粗脂肪的含量，結(jié)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(duì)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(shuō)明采用副干酪乳桿菌制備人工發(fā)酵酸漿絮凝綠豆淀粉有利于產(chǎn)品提高淀粉的純度。

3 結(jié)論

(1)對(duì)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(shù)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(duì)綠豆淀粉有明顯的絮凝效果，可以應(yīng)用于綠豆淀粉提取的工業(yè)化生產(chǎn)。

(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(shuō)明采用副干酪乳桿菌制備人工發(fā)酵酸漿絮凝綠豆淀粉有利于產(chǎn)品提高淀粉的純度。

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

［2］ 李新華，趙曉陽(yáng)，張荔力.副干酪乳桿菌對(duì)甘薯漿液中淀粉絮凝機(jī)理研究［J］．食品科學(xué)，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(jìn)展［J］．凈水技術(shù)，2008，27(1):5－8．