解淀粉乳杆菌发酵豆清液产酸条件优化

□ 雷志明 邵阳学院食品与化学工程学院 尹乐斌 邵阳学院食品与化学工程学院；豆制品加工技术湖南省应用基础研究基地

李立才 周 娟 刘 倩 邵阳学院食品与化学工程学院

豆清液是豆腐生产过程中产生的废水，又称黄浆水或豆腐乳清废水[1]。豆清液中营养物质丰富[2-3]，而大部分未被利用，严重污染环境。豆清液可以经过自然发酵作为豆腐凝固剂使用。但是，豆清液自然发酵存在安全隐患[4-6]。以纯种乳酸菌发酵豆清发酵液制成的豆腐凝固剂，能解决杂菌污染和产品质量不稳定等问题。本文选用实验室自筛的一株解淀粉乳杆菌[7]，通过优化发酵条件，得到最大产酸量，将豆清液中的营养物质得到充分利用，变废为宝。

1 材料与方法

1.1 样品与培养基

豆清液，采集于豆制品加工技术湖南省应用基础研究基地；解淀粉乳杆菌，实验室自筛；MRS培养基，自配。

1.2 仪器

电热恒温培养箱，上海博迅实业有限公司医疗设备厂；灭菌锅，上海博讯实业有限公司医疗设备厂；超净工作台，上海博迅实业有限公司；电子秤，上海民桥精密仪器公司。

1.3 单因素试验

1.3.1 葡萄糖添加量对菌株LDS201产酸的影响

固定初始pH为6.0，菌株LDS201接种量为4%，发酵温度为37℃，培养时间48h，并分别以0%、1%、2%、3%、4%的葡萄糖添加量加入豆清液中，发酵后测定总酸。

1.3.2 初始pH对菌株LDS 201产酸的影响

固定乳酸菌接种量为4%，发酵温度为37℃，培养时间48h，葡萄糖添加量2%，调节pH至4.5、5.0、5.5、6.0、6.5进行实验，发酵后测定总酸。

1.3.3 不同接种量对菌株LDS 201产酸的影响

固定发酵温度为37℃，培养时间48h，葡萄糖添加量2%，pH为6.0，并分别以2%、4%、6%、8%、10%乳酸菌接种量接种于豆清液中，发酵后测定总酸。

1.3.4 培养温度对菌株LDS201产酸的影响

固定葡萄糖添加量为2%，pH为6.0，菌株LDS201接种量为4%，并分别在 29、33、37、41、45℃下培养48h，发酵后测定总酸。

1.3.5 发酵时间对菌株LDS 201产酸的影响

固定葡萄糖添加量为2%，pH为6.0，菌株LDS201接种量为4%，发酵温度为37℃，分别培养24、36、48、60、72h，发酵后测定总酸。

表1 正交试验因素水平表

图1 不同葡萄糖添加量对LDS201产酸的影响

1.4 正交试验

为确定乳菌株LDS201的最佳发酵产酸条件，设计5因素4水平实验，再通过验证试验确定。正交试验因素水平表，见表1。

1.5 总酸的测定

测定方法参照国标GBT 12456-2008《食品中总酸的测定》。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 葡萄糖添加量对菌株LDS201产酸的影响

随着葡萄糖添加量的增加，豆清发酵液越浑浊。如图1所示，当添加量为2%时，乳酸含量达到最大，继续添加葡萄糖，乳酸含量下降。

2.1.2 豆清液初始pH对菌株LDS 201产酸旳影响

初始pH对菌株产酸的影响，结果如图2所示，当初始pH为5.5时达到最大，乳酸量为3.62g/L。初始pH过大，会抑制乳酸菌的生长，导致产酸能力下降。

2.1.3 接种量对菌株LDS 201产酸的影响

如图3所示，当接种量为6%，产酸量达到最大。当接种量过大，营养物质被过量消耗，导致产酸量减少。

2.1.4 培养温度对菌株LDS 201产酸的影响

由图4可知，在37℃时，产酸量达到最大，温度过高菌株耐热性不足，抑制了菌株生长代谢。

2.1.5 发酵时间对菌株LDS 201产酸的影响

由图5可知，发酵到72h后，累积产酸达到最大；72-96h产酸基本维持平稳。

图2 不同初始pH对LDS201产酸的影响

图3 不同接种量对LDS201产酸的影响

图4 发酵温度对LDS201产酸的影响

图5 不同发酵时间对LDS201产酸的影响

2.2 正交实验结果与分析

在单因素试验基础上，选择合适的葡萄糖添加量（A）、发酵初始pH（B）、接种量（C）、发酵温度（D）、发酵时间（E）5个因素进行正交实验优化，实验情况见表2。

通过正交优化结果可知，各因素对菌株产酸量的影响主次为：发酵时间（E）＞发酵温度（D）＞接种量（B）＞豆清液初始pH（C）＞葡萄糖添加量（A）。

由表3可知，发酵时间对实验结果具有显著性差异。得出的最佳方案为A1B2C3D2E3，由于不在正交优化表中，所以需进行验证。

2.3 验证实验

由于A1B2C3D2E3组合不在正交试验当中，所以进行验证试验。即在发酵时间为72h，发酵温度为37℃，菌株LDS201接种量为6%，初始发酵pH为5.5，葡萄糖添加量为1.5%条件下，测定菌株产酸量，通过3组平行实验进行验证。测得乳酸菌产酸量分别为4.4、4.51、4.53g/L，平均值为4.50g/L。与正交实验的各组对比，结果具有可靠性。

表2 发酵条件正交试验结果（L16（45））

表3 方差分析

3 结论

本文以豆清液为原料，通过乳酸菌LDS 201纯种发酵制备豆腐凝固剂。最佳发酵条件为：发酵时间为72h，发酵温度为37℃，LDS201接种量为6%，初始发酵pH为5.5，葡萄糖添加量为1.5%。通过纯菌种发酵豆清夜制备豆腐凝固剂可以尽量避免杂菌污染而引起的豆腐品质安全问题。