豆腐柴叶发酵工艺的研究

◎ 赵宏伟

（合肥膳之纤生物科技有限公司，安徽 合肥 230001）

豆腐柴，马鞭草科豆腐柴属多年生落叶灌木，豆腐柴叶中含有多种营养成分，尤其富含膳食纤维，是一种优良的药食兼用植物资源，“树叶豆腐”就是以豆腐柴叶为主要原料制作的一种地方传统食品。虽然豆腐柴在我国分布广泛，资源丰富，但是开发利用程度较低[1-5]。本文采用酵母菌为发酵菌种对豆腐柴叶进行发酵处理，通过发酵将酵母菌菌体与豆腐柴叶膳食纤维相结合，发酵产物兼具酵素和膳食纤维2类产品的特点，不仅提高了豆腐柴叶原料的营养价值，而且可以扩大豆腐柴叶的应用领域，为豆腐柴资源的开发利用提供新的思路。

本文以豆腐柴叶为研究对象，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量为评价指标，采用单因素和正交试验，研究发酵温度、发酵时间、体系pH值、酵母菌接种量等不同因素对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响，建立豆腐柴叶酵母发酵的优化工艺。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

豆腐柴叶采摘自合肥膳之纤生物科技有限公司种植基地；酵母菌采购于安琪酵母股份有限公司。

1.2 仪器与设备

电子天平（南京昕仪生物科技有限公司）；恒温培养箱（南通嘉程仪器有限公司）；灭菌锅（上海尔迪仪器科技有限公司）；超净工作台（苏州净化设备有限公司）；显微镜（上海无陌光学仪器有限公司）；pH计（上海仪电科学仪器股份有限公司）；血球计数板[赛默飞世尔科技（中国）有限公司]；分光光度计（上海佑科仪器仪表有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 豆腐柴叶酵母菌发酵单因素试验

（1）最适发酵温度确定。在发酵时间16 h，体系pH值3.5，酵母菌接种量0.15%的条件下，测定不同发酵温度对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响，确定豆腐柴叶酵母菌发酵的最适发酵温度范围。

（2）最适体系pH值确定。在发酵温度30 ℃，发酵时间16 h，酵母菌接种量0.15%的条件下，测定不同体系pH值对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响，确定豆腐柴叶酵母菌发酵的最适体系pH值范围。

（3）最适接种量确定。在发酵温度30 ℃，发酵时间16 h，体系pH值3.5的条件下，测定不同接种量对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响，确定豆腐柴叶酵母菌发酵的最适接种量范围。

（4）最适发酵时间确定。在发酵温度30 ℃，体系pH值3.5，酵母菌接种量0.15%的条件下，测定不同发酵时间对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响，确定豆腐柴叶酵母菌发酵的最适发酵时间范围。

1.3.2 豆腐柴叶酵母菌发酵正交试验

在单因素试验结果的基础上，以发酵温度、发酵时间、体系pH值和接种量为主要影响因素，以豆发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量为评价指标，采用L9(34)正交试验，研究豆腐柴叶酵母菌发酵的优化工艺。豆腐柴叶酵母菌发酵正交试验因素水平表见表1。

表1 L9(34)豆腐柴叶酵母菌发酵正交试验因素水平表

1.3.3 评价指标测定方法

发酵液中可溶性糖含量通过苯酚-硫酸法测定[6]。发酵液中酵母菌数量通过血球计数板计数测定。

2 结果与分析

2.1 豆腐柴叶酵母菌发酵单因素试验结果

2.1.1 发酵温度对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响

试验结果表明，发酵温度低于25 ℃时，随着温度的升高，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量逐渐提高；发酵温度超过25 ℃后，随着温度的升高，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量逐渐降低，豆腐柴叶酵母菌发酵的最适温度在25 ℃左右，见图1。

图1 发酵温度对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响图

2.1.2 体系pH值对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响

试验结果表明，体系pH值低于4.0时，随着pH值的增加，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量逐渐提高，体系pH值超过4.0后，随着pH值的增加，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量逐渐降低，豆腐柴叶酵母菌发酵的最适体系pH值在4.0左右，见图2。

图2 体系pH值对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响图

2.1.3 接种量对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响

试验结果表明，随着酵母菌接种量的增加，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量逐渐提高，当接种量达到0.15%时，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量达到峰值，当接种量超过0.15%，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量基本保持不变，结合生产成本控制因素，确定酵母菌的最适接种量在0.15%左右，见图3。

图3 接种量对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响图

2.1.4 发酵时间对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响

试验结果表明，随着发酵时间的延长，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量逐渐提高，当发酵时间达到16 h时，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量达到峰值，再继续延长发酵时间，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量基本保持不变，结合生产成本控制因素，确定豆腐柴叶酵母菌发酵的最适发酵时间在16 h左右，见图4。

图4 发酵时间对发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量的影响图

2.2 豆腐柴叶酵母菌发酵正交试验结果

发酵液中酵母菌数量指标正交试验结果见表2。各因素对发酵液中酵母菌数量影响的主次顺序为A＞B＞D＞C，发酵液中酵母菌数量的因素优选组合为A3B1C1D3。发酵液中可溶性糖含量指标正交试验结果表明，各因素对发酵液中可溶性糖含量影响的主次顺序为A＞B＞C＞D，发酵液中可溶性糖含量的因素优选组合为A3B1C1D2。由于发酵液中可溶性糖含量指标权重大于发酵液中酵母菌数量指标，再结合生产成本控制因素，确定D因素的优选水平为D2，最终确定豆腐柴叶酵母菌发酵的优选工艺参数为发酵温度30 ℃，发酵时间16 h，体系pH值3.5，接种量0.15%。

表2 L9(34)豆腐柴叶酵母菌发酵正交试验结果分析表

由于优选工艺的参数组合在表2中没有出现，需要试验验证。验证试验结果表明，在发酵温度30 ℃、发酵时间16 h、体系pH值3.5、接种量0.15%条件下，发酵液中酵母菌数量为12.87×108CFU·mL-1，可溶性糖含量为2.79 g·L-1，优于其他组合。

3 结论

本文以豆腐柴叶为原料，发酵液中酵母菌数量和可溶性糖含量为评价指标，采用酵母菌对豆腐柴叶进行发酵，研究豆腐柴叶的酵母菌发酵工艺。通过对发酵温度、发酵时间、体系pH值和接种量等主要影响因素进行优化，得到豆腐柴叶酵母菌发酵的优化工艺，即发酵温度30 ℃，发酵时间16 h，体系pH值3.5，接种量0.15%。酵母菌发酵处理不仅可以提高豆腐柴叶中可溶性膳食纤维的含量，而且将酵母菌菌体与豆腐柴叶膳食纤维相结合，经酵母菌发酵后的豆腐柴叶原料兼具酵素和膳食纤维2类产品的特点，发酵产物经浓缩干燥可制得豆腐柴叶发酵固体饮料产品。