综合设计性实验在食品微生物实验中的应用

□朱晓妮 东方海洋科技股份有限公司

综合设计性实验在食品微生物实验中的应用

□朱晓妮 东方海洋科技股份有限公司

食品微生物实验主要集中于胶原蛋白食品营养和安全问题研究，而对鳕鱼皮胶原多肽制备的最佳工艺条件的探讨却少有报道。基于此，本文开展了综合设计性实验，对该种工艺的最佳发酵条件进行了探索，从而为关注这一话题的人们提供参考。

在传统食品微生物实验中，通常只能完成一个生理现象的验证，无法为食品加工生产提供科学依据。而应用综合设计性实验方法开展食品微生物实验，则能够完成多个生理现象的验证，能更好的解释食品的生产加工问题。因此，针对目前得到大众关注的胶原蛋白食品生产加工问题，相关人员可尝试使用该种实验方法进行探究。

综合设计性实验

综合设计性实验是传统演示性实验和验证性实验的延伸实验，是一种将多个单元实验结合起来的创新型实验，可用于问题的探索。不同于传统试验，综合设计性实验更加强调自主性和综合性。

综合设计性实验在食品微生物实验中的应用

实验目的

近年来，水产品胶原蛋白的研究成为热点研究话题。而鳕鱼皮中拥有大量的胶原蛋白，因此鳕鱼皮胶原多肽制备的工艺技术也得到了飞速发展。使用微生物进行鳕鱼皮的降解，可产生各种可分解腥味物质和少量脂肪的酶，且产生小分子脂肪酸和乳酸等有机酸，从而使制品拥有一定的发酵香味。此外，使用微生物进行鳕鱼皮胶原多肽制备，也能够产生多种氨基酸和维生素，继而使产物的保健功能得到提升。目前，使用微生物制备鳕鱼皮胶原并没有固定的原料和发酵条件，从而影响了鳕鱼皮胶原多肽的制备效果。因此，为对利用微生物制备鳕鱼皮胶原多肽的最佳工艺条件进行探索，可通过开展综合设计实验优化现有工艺条件。

实验的设计

在设计实验时，为获得最佳的发酵温度、培养基料水比、接种量和菌种比，需要分别从酒曲、海鱼胃肠道、纳豆和醋曲中分离提取具有酶活力和乳酸能力的菌株，并且从中筛选出能力较高的菌株。在培养菌株时，需使用BCP培养基、脂肪酶筛选培养基和马铃薯培养基等多种培养基。完成菌株培养后，需要从中挑选透明圈或沉淀圈较大的菌落，并且接种至相应培养基斜面上保存。使用菌种进行接种后，需要进行种子液的制备。在细菌∶霉菌∶酵母菌∶乳酸菌=2∶1 ∶1∶1条件下，为探究最佳发酵温度，需要按照6%接种量将种子液接种在发酵培养基中，然后分别在30、35、40、45 ℃和50 ℃条件下培养，并且每隔2 h进行水解度测定。为探究最佳发酵培养基料水比，需要保持其他培养条件不变，然后按照1∶0.5、1∶1、1 ∶1.5和1∶2基料水比进行发酵培养。为探究最佳适种量，则需要保持其他培养条件不变，然后按照4%、6%、8%、10%接种量进行发酵培养。为研究最佳菌种比例，需要保持其他培养条件不变，然后按照2∶1∶1∶1、2∶1∶1∶2、3∶1∶1∶1和3∶1∶1∶2菌种比例进行发酵培养。在开展各单元试验时，需要每隔2 h使用三氯乙酸法进行水解度测定。在测定总蛋白含量时，可使用微量凯氏定氮法。测定可溶性多肽时，可使用福林-酚法。

实验结果分析

分析实验结果可以发现，从实验材料中分离提取到的菌株共235株，均为具有脂肪酶活力和蛋白酶的微生物。其中，具有较高产乳能力和产酶活性的菌株为乳酸菌fgyy-5、黑曲菌H-2、细菌BNIV-7和酵母菌JM白等。在不同发酵温度下，鱼皮胶原蛋白的水解度并不相同。其中，发酵温度为30 ℃的试验组具有最高水解度，在发酵7 h后将达到50%，发酵液的口感较为醇厚。在发酵培养基含水量不同的条件下，鱼皮胶原蛋白将产生不同程度的水解。其中，含水量为1∶0.5的发酵培养基中的鱼皮胶原蛋白水解程度最高，在9 h后达到了47%。研究发现，较高的含水量将导致微生物的胞外酶遭到稀释，继而不利于酶作用的发挥。在接种量的探究实验中，当接种量为6%时，鱼皮胶原蛋白的发酵效果最好。出现该现象，主要是由于随着接种量的增大，微生物生物量也增大，从而导致发酵周期的缩短。而在发酵周期较短的情况下，相关酶系无法得到充足分泌，所以产物的杂菌污染率将有所提高。此外，在菌种比探究实验中，采取3∶1∶1∶2的细菌∶霉菌∶酵母菌∶乳酸菌的比例能够获得较好的鱼皮胶原蛋白发酵效果。分析原因可发现，细菌的蛋白酶活性较高，因此提高细菌比例能够提高发酵的水解度[3]。而乳酸菌能够起到去除鱼腥味的作用，适当增加乳酸菌能够改善发酵液的感官指标。

结论

应用综合设计性实验开展鳕鱼皮胶原多肽工艺实验，能够获得最佳的工艺条件，从而为鳕鱼皮胶原蛋白加工提供科学的指导。相关人员在开展食品微生物实验的过程中，可加强该种实验方法的应用，从而更好的为食品加工提供科学依据。