利用黃漿水發酵生產活性物質研究進展

張作法，呂國英，范雷法

利用黃漿水發酵生產活性物質研究進展

張作法，呂國英，范雷法

（浙江省農業科學院 園藝研究所，浙江 杭州 310021）

黃漿水是豆制品加工過程中的工業廢水，常作為農業廢棄物排放，不僅引起環境污染，還造成資源浪費。由于黃漿水中含有大量的碳源、氮源和其他生長因子，可滿足多種微生物生長所需營養，可作為很多微生物生長的培養基質。文章綜述了黃漿水的營養組成及作為培養基質發酵生產活性物質的研究進展，以期為充分利用提供理論基礎。

黃漿水；發酵；活性物質

黃漿水是在傳統豆腐、豆腐干、豆腐皮等生產中壓濾成型后排出的廢水，又稱乳清廢水。我國大豆制品的年消費量接近1 000萬t，而在豆制品加工過程中會產生大量廢水，主要是黃漿水，總量為豆重的5.5～7倍。黃漿水是一種高濃度且可生化性強的廢水，其化學需氧量 （COD）和生化需氧量 （BOD）分別高達15 200和7 700 mg·L-1，造成嚴重的環境污染。因為黃漿水中含有大量的碳源、氮源和其他生長因子，是適合多種微生物生長所需的營養環境，因此利用黃漿水作為培養基深層發酵生產活性物質得到廣泛研究。

1 黃漿水主要成分

黃漿水中含有單糖、維生素、有機酸、水溶性蛋白、 氨基酸、 脂類等營養成分［1］。 據研究，黃漿水中一般固形物含量高達1%以上，其中蛋白質含量為0.4%～0.5%，總糖含量為1%～2%［2］。大豆黃漿水中大約含有0.7 g·L-1棉子糖，2.8 g ·L-1水蘇糖［3］。大豆中大豆異黃酮的含量為0.05～0.40%，約有44%的大豆異黃酮流失到黃漿水中［4］。

2 黃漿水作為發酵基質的應用研究

2.1 利用黃漿水發酵生產曲酸

曲酸是一種重要的有機酸，在食品、化妝品、醫藥等領域有著重要的用途。20世紀60年代曲酸被廣泛用于增香劑、抗菌劑和鐵分析試劑等。曲酸可增強細胞活力，清除自由基，抑制黑色素的形成［5］，是理想的多酚氧化酶的抑制劑［6］，還可作為抗炎和止痛功能藥物成分。熊衛東等［7］利用豆渣和黃漿水為原料發酵米曲霉生產曲酸，研究添加不同碳源、氮源、發酵培養基成分配比及發酵時間對曲酸產量的影響，得到米曲霉搖床發酵生產曲酸的最佳條件為黃漿水100 m L，葡萄糖12 g，酵母膏0.5 g，MgSO4·7H2O 0.05 g，KH2PO40.05 g，培養溫度30℃，200 r·min-1搖床振蕩培養，最佳培養周期為5～6 d。

2.2 利用黃漿水發酵生產蝦青素

蝦青素是一種從蝦蟹外殼、牡蠣、鮭魚及藻類和真菌中發現的橙紅色類胡蘿卜素［8］。蝦青素抗氧化能力極強，是其他類胡蘿卜素的10倍，維生素E的100倍［9-10］。蝦青素可用于預防和治療多種疾病，與其他類胡蘿卜素相比，蝦青素更易被生物體吸收，具有較高的抗脂質過氧化能力和抗癌活性［11］。黃漿水中含有豐富的營養物質，有利于紅發夫酵母的生長及蝦青素的合成。孫玉梅等［12］利用黃漿水為基質，對紅發夫酵母的發酵條件進行研究表明，黃漿水發酵的最優條件為新鮮黃漿水，在初始pH值6.0條件下，接種量4%，發酵時間為72 h。

2.3 利用黃漿水發酵生產B族維生素

B族維生素是人體進行各種生理生化活動所不可缺少的，其主要生理功能就是機體中許多重要輔酶的組成成分，這些輔酶與特定的蛋白質結合，形成黃素蛋白，而黃素蛋白是組織呼吸過程中的不可缺少的物質［13］。 劉平等［14］以謝氏丙酸桿菌為菌種，以大豆黃漿水為原料，通過黃漿水的預處理和菌種活化，通過單因素試驗和正交試驗，篩選出最優發酵條件：接種量7%，糖濃度為8%，發酵溫度32℃，發酵時間4 d，取得較好結果。江連洲等［15］從阿氏假囊酵母、阿舒假囊酵母及薛氏丙酸桿菌中篩選出適用于黃漿水發酵生產B族維生素的適宜菌種，并對試驗條件進行優化。宋德貴等［16］以黃漿水為原料，利用阿氏假囊酵母發酵生產核黃素，對發酵劑核黃素的工藝條件進行了研究。經正交試驗獲得該菌利用黃漿水的最佳培養條件，在28℃下發酵培養13 d，在此條件下核黃素產量最高。

2.4 利用黃漿水發酵生產飲料

陳則華 等［17］利用益生 菌Lactobacillus Rhamnosus6013對黃漿水進行發酵，研究表明，在其中添加5%蔗糖，37℃條件下發酵22 h，所得發酵液在室溫或低溫下保存10 d，活菌數均無明顯下降，表明黃漿水是該菌的良好培養基和保存基質。經發酵后的黃漿水可作為制作鼠李糖乳桿菌直投式發酵劑 （用于酸奶和飲料中） 的原料，經過調整風味后，也可做乳酸菌飲料。

2.5 利用黃漿水發酵生產γ-氨基丁酸

γ-氨基丁酸是一種非蛋白質類氨基酸，廣泛存在于動植物體內。在植物中，γ-氨基丁酸參與脅迫反應和調節植物生長方向［18］；在動物中，γ-氨基丁酸是一種重要的抑制性神經傳遞物，具有活化腎功能、 改善腦機體、緩解疼痛和降血壓等功能［19-20］。姚子鵬等［21］利用Lactobacillus Bulgaricus 1.0205發酵黃漿水生產γ-氨基丁酸，并對條件進行優化，對發酵過程進行動態分析。研究發現，黃漿水中添加葡萄糖2%，蛋白胨2%，硫酸銨1%，磷酸二氫鉀0.08%，接種量3%，溫度42℃，pH值7.0，谷氨酸鈉添加量3%，發酵40 h，γ-氨基丁酸產量達6.22 g·L-1。

2.6 利用黃漿水發酵生產白地霉

白地霉 （G.Candidum）屬于半知菌亞門，因具有對培養基營養要求低、適應性強、生長快、易于工業化生產的特點，已成為極具發展潛力的工業微生物［22］。白地霉脂肪酶對長鏈不飽和脂肪酸具有高度底物特異性而成為一種優良的工業催化劑，應用潛力巨大。劉玉等［23］利用黃漿水發酵白地霉FL44菌株，確定最適發酵條件，并對發酵過程進行動態分析。研究表明，黃漿水中添加5%廢糖蜜，1%磷酸氫二胺，搖瓶轉速220 r·min-1，30℃培養48 h，菌體生物量可達到15.08 g·L-1。

2.7 發酵黃漿水制備豆腐凝固劑的工藝

我國生產豆腐所用凝固劑主要為石膏、鹽鹵、葡萄糖酸內脂等，這些化學凝固劑各有缺點。加入石膏后豆腐有苦澀味，加葡萄糖酸內酯則豆腐易碎，加鹽鹵使豆腐持水率差，質地粗糙?；诖?，喬明武等［24］利用黃漿水來制備豆腐凝固劑，通過發酵乳酸菌生產酸性物質，通過氫鍵、二硫鍵和疏水基團等相互作用，將多肽鏈連接起來，從而形成蛋白凝膠。這種方法在發酵過程中產生微量的醇、醛、脂等物質可賦予豆腐更好的風味，依此可開發新的食品資源。

2.8 發酵黃漿水生產真菌多糖

為充分利用黃漿水中的營養成分，利用黃漿水深層發酵生產猴頭菌胞內多糖［25］，通過逐級醇沉的方法，得到3種不同分子量的多糖，離子色譜對其單糖組成進行分析發現，猴頭菌胞內多糖由葡萄糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖和巖藻糖組成，其中葡萄糖和半乳糖是主要單糖。另外對3種多糖的抗氧化活性與護肝活性進行研究發現，低分子量多糖顯示最強的抗氧化和護肝活性。這為合理利用黃漿水這一工業廢棄物提供了一個新的思路。

3 小結

大豆黃漿水過去一直被企業作為廢水直接排放，隨著生產企業不斷擴充，排放量越來越大，造成嚴重的環境問題。由于其中營養成分含量相對較低，采用膜分離等方法分離其中某些營養成分成本較高，同時會造成其他成分浪費，并不能改變環境污染的狀況。目前，對于大豆黃漿水的處理方法是直接進行厭氧和好氧生物處理，以減低廢水的COD和BOD值，雖然達到國家廢水排放標準，但其中大量有用物質卻被浪費掉，造成資源浪費。因此，根據黃漿水的營養特點進行深層發酵生產活性物質，不僅在一定程度上解決了環境污染的問題，同時還能做到變廢為寶，降低活性物質的生產成本，是一項值得推廣的環保技術。

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（責任編輯：張瑞麟）

TS 214

A

0528-9017（2014）12-0000-00

文獻著錄格式：張作法，呂國英，范雷法.利用黃漿水發酵生產活性物質研究進展 ［J］.浙江農業科學，2014（12）：0-0.

2014-07-21

浙江省自然科學基金 （LY14C010001）

張作法 （1979–），男，山東日照人，副研究員，博士，主要研究方向為菌類物質資源利用。E-mai1：zzf2050@sohu.com。