發酵過程中添加復合酶對發酵大豆產品的影響

馬 成，張克順，王文博

（青島根源生物技術集團有限公司固體發酵實驗室，山東青島266061）

根源生物技術專欄

發酵過程中添加復合酶對發酵大豆產品的影響

馬 成，張克順，王文博

（青島根源生物技術集團有限公司固體發酵實驗室，山東青島266061）

本文通過檢測水分含量、pH、酸溶蛋白含量、脂肪含量與收率差異等理化指標，考查大豆復合酶對大豆發酵過程中的影響。結果表明：大豆發酵過程中的主要限制因素為水分的含量，在1∶0.5水分下粉碎大豆（試驗1）較1∶0.4水分下pH降低11.03%，小肽含量提升24.88%。先加大豆復合酶預處理（試驗2），然后粉碎發酵效果不如先粉碎后加大豆復合酶效果好。在發酵過程中加入大豆復合酶不能降低物料黏度，物料發酵后依然成餅狀，烘干不均勻且成本高，所以選擇合適的烘干設備與前期大豆粉碎設備是關鍵，否則發酵大豆很難實現大規模生產。

發酵大豆；理化指標；大規模生產

豆粕是大豆經浸提脫油后的碎片狀或粗粉狀副產品，其蛋白質、必需氨基酸含量較高并且組成合理、平衡，是一種優質的植物性蛋白源（姚琨等，2011）。近年來，運用微生物發酵技術將豆粕變成發酵豆粕已成為豆粕原料開發生產的熱點，市場上不斷涌現出各種品牌的發酵豆粕產品 （林文輝和虞宗敢，2010）。本研究探討了直接通過微生物技術將大豆進行發酵的可能性，大豆在侵泡過程中可以先進行酶解，以降低粗纖維及其中的非淀粉多糖和抗原蛋白含量，與發酵豆粕發酵過程相比，可以更徹底地降解非淀粉多糖及抗營養物質，提高產品品質。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 大豆原料 （未去皮）；發酵菌劑（主要成分為植物乳桿菌5×108cfu/g、干酪乳桿菌鼠 2×108cfu/g、李糖乳桿菌 2×108cfu/g、枯草芽孢桿菌 1.5×108cfu/g、 地衣芽孢桿菌 1.5×108cfu/g、酵母菌2×108cfu/g）；大豆復合酶（主要成分為中性甘露聚糖酶5000 U/g、木聚糖酶10000 U/g、纖維素酶30000 U/g、果膠酶3000 U/g）。

1.2 試驗方法與分組 試驗1（先粉碎、然后加發酵菌劑與水）：取500 g粉碎后的大豆，然后按照表1中配比混勻后，37℃條件下，恒溫發酵48 h，發酵結束后，將物料烘干粉碎后測定相應指標。

試驗2（先加水與大豆復合酶酶解，再粉碎、然后加發酵菌劑）：取500 g未粉碎的大豆，然后按照表1中配比加水與大豆復合酶，先酶解至水被吸收完全，然后粉碎，再加入酵源，37℃條件下，恒溫發酵48 h，發酵結束后，將物料烘干粉碎后測定相應指標。

表1 發酵物料配比

1.3 儀器與試劑

1.3.1儀器 電子天平、恒溫干燥箱、干燥器（內含干燥劑）、凱氏定氮儀、磁力攪拌器、高速離心機、pH計、脂肪測定儀。

1.3.2 試劑 硫酸：化學純，含量為98%，無氮；混合催化劑：0.4 g硫酸銅，含5個結晶水，6 g硫酸鉀或硫酸鈉，均為化學純，磨碎混勻；氫氧化鈉：化學純，40%水溶液（m/V）；硼酸：化學純，2%水溶液（m/V）；混合指示劑：甲基紅0.1%乙醇溶液，溴甲酚綠0.5%乙醇溶液，兩溶液等體積混合，在陰涼處保存期為3個月；鹽酸標準溶液：基準無水碳酸鈉法標定；0.1 mol/L鹽酸標準溶液：8.3 mL鹽酸注入1000 mL蒸餾水中。15%三氯乙酸（TCA）溶液：取150 g三氯乙酸分析純用水定容到1000 mL；無水硫酸鈉：分析純；石油醚：主要由6個碳原子的碳氫化合物組成，沸點40～60℃；丙酮：分析純；3 mol/L鹽酸：取250 mL濃鹽酸用水定容至1000 mL。

1.4 測定指標

1.4.1水分 根據GB/T 6435-2006將稱量皿放置于105℃烘箱烘干30 min，放置于干燥器內至室溫稱重（m1），精確稱取樣品 2.3 g（m2），將裝有樣品的稱量皿放置于105℃烘箱中，烘干4 h至恒重，然后放置于干燥器至室溫稱重（m3）。

1.4.2 粗蛋白質 根據GB/T 6432-94，取0.4 g試樣精確至0.0002 g（m），加入到消化管中，再加入6.4 g混合催化劑，12 mL濃硫酸放置于消化爐消化至透明綠色后繼續消化2 h，將消化管放置于凱氏定氮儀測定含氮量，記錄空白和試樣0.1 mol/L標準濃度鹽酸消耗量為V0和V1。

1.4.3 小肽（占粗蛋白質） 采用TCA-凱氏定氮法，參考國標GB/T 22492-2008取6 g試樣精確至0.0002 g（m），加入50 mL 15%TCA磁力攪拌30 min，離心取10 mL上清按照粗蛋白質測定方法進行測定，記錄空白和試樣0.1 mol/L標準濃度鹽酸消耗量V0和V1。

1.4.4 pH 取10 g試樣加入50 mL蒸餾水，混合后靜置10 min，用PHS-3C型pH計測定。

1.4.5 脂肪 根據GB/T 6433-2006，取樣品5.0 g精確至0.0002 g至接收瓶中記錄接收瓶和試樣質量為m0和m1，采用脂肪測定儀進行抽提后105℃烘箱烘干1 h，放置于干燥器內冷卻至室溫記錄重量為m2。

每個樣品平行檢測3次，取平均值進行數據處理分析。

1.5 數據處理 采用SPSS19.0軟件進行數據統計分析。

2 結果與分析

2.1 先粉碎大豆后加大豆復合酶對發酵效果的影響 由表2可知，A組與D組水分含量差異不顯著（P＞0.05），其余各組之間水分含量差異均顯著（P＜0.05）。A組與B組、B組與C組、D組與E組pH差異不顯著（P＞0.05），其余各組之間pH差異均顯著（P＜0.05），試驗1在1∶0.5水分下pH比在1：0.4水分下降低11.03%。A組與C組小肽含量差異不顯著（P＞0.05），其余各組之間小肽含量差異均顯著（P＜0.05），試驗1在1∶0.5水分下小肽含量比在1∶0.4水分下平均提高24.88%。各組之間脂肪含量差異均顯著（P＜0.05）。其中試驗1中，F組的脂肪含量最低。

表2 試驗1檢測結果

2.2 先加大豆復合酶預處理再粉碎對發酵效果的影響 由表3可知，A組與B組水分含量差異不顯著（P＞0.05），其余各組之間水分含量差異均顯著（P＜0.05）。A組與C組、D組與E組pH差異不顯著（P＞0.05），其余各組之間pH差異均顯著（P ＜0.05），試驗 2在 1∶0.5水分下 pH 比在 1∶0.4水分下降低4.74%，而相同水分下添加大豆復合酶pH變化不大。

表3 試驗2檢測結果

不同處理組之間小肽含量差異均顯著 （P＜0.05）， 試驗 2在 1∶0.5水分下小肽含量比在 1∶0.4水分下提高10.19%，而相同水分下添加大豆復合酶對小肽提升效果不明顯。各個試驗組最后的得率基本都在92%左右，試驗2組中F組得率最低，為91.15%，說明本組中微生物發酵作用相對充分（由于本試驗中物料黏度較大，物料在烘干與粉碎過程中可能存在一定損失，但不影響整體趨勢）。

3 討論與結論

大豆發酵過程中的主要限制因素為水分的含量，發酵過程中加入大豆復合酶對成品pH與小肽等指標變化沒有影響，說明大豆復合酶并沒有起到促進大豆發酵的作用。前期加入大豆復合酶的目的是降低發酵物料黏度，以便于后期物料烘干，但通過試驗發現，加入大豆復合酶并不能降低物料黏度，物料發酵后依然成餅狀，烘干不均勻且成本高。

水分之間的差異主要與物料形態，烘干時間與烘干溫度有關，試驗1中發酵后的物料成餅狀，黏度大，烘干不均勻，物料外部烘干完成后，內部水分仍然很高，烘干過程不易控制。試驗2酶解吸水完全后再對大豆進行粉碎，由于物料水分含量高，常規固體粉碎機不易將其均勻粉碎，粉碎后存在大顆粒，后期烘干過程同樣不易控制。

由小肽含量的變化可知，加入大豆復合酶以后，試驗1組與試驗2組中，絕大多數處理組之間小肽含量差異顯著，但小肽含量變化幅度并不大，小肽含量提高率很小，試驗2組中，不加大豆復合酶處理組的小肽含量比加入0.2‰處理組的小肽含量高。說明發酵過程中加入大豆復合酶對兩組試驗的小肽含量變化基本沒有影響，大豆發酵過程中的小肽含量的主要限制因素同樣為水分的含量。

發酵大豆工藝的關鍵在于前期大豆的處理，由于大豆油脂含量高，加水混勻后極易成團，變為餅狀，對后續成品烘干造成了極大困難，增加生產成本。所以選擇合適的烘干設備與前期大豆粉碎設備是關鍵，否則發酵大豆很難實現大規模生產。

本試驗結果表明，大豆先粉碎、然后加酵源與水直接發酵的工藝優于大豆先加水與大豆復合酶酶解，再粉碎、然后加酵源發酵的工藝。試驗1組中，E組成品pH最低，為4.69。小肽含量最高，為18.54%。

[1]姚琨，李富偉，李兆勇.發酵豆粕概述[J].飼料與畜牧，2011，12：32 ～ 38.

[2]胡瑞，陳艷，王之盛，等.復合益生菌發酵豆粕生產工藝參數的優化及酶菌發酵對發酵豆粕品質的影響[J].動物營養學報，2013，25（8）：1896 ～ 1903.

[3]林文輝，虞宗敢.發酵豆粕生產工藝與產品質量及其穩定性的關系[J].漁業現代化，2010，37（3）：51 ～ 54.■

The effects of soybean compound enzyme on soybean fermentation were carried out by examining the physical and the chemical parameters included moisture content，pH，acid soluble protein content，fat content and yield difference.The results showed that the main limiting factor in the fermentation process was the content of water.The pH of crushing soybean in the 1∶0.5 water （Experiment 1） was decreased by 11.03%than 1∶0.4 water the average acid soluble protein was increased by 24.88%.The effects of the first soybean composite enzyme pretreatment（Experiment 2） and crushing the fermentation was not better than that of the first enzyme after crushing.The addition of soybean compound enzyme in the fermentation process did not reduce the viscosity of the material.The material was still biscuit after the fermentation，the drying was not uniform and the cost was high.If soybean fermentation was feasible for large-scale production，the drying and grinding equipment was the key.

fermentative soybean；physical and chemical parameters；large-scale production

S816.3

A

1004-3314（2017）23-0042-03

10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.20172310

封底